Саратовские ученые исследуют медицинскую 2D/3D-печать тугоплавкими металлами

Ученые Саратовского государственного технического университета имени Ю. А. Гагарина (СГТУ) создали оборудование для локальной печати тугоплавкими металлами рабочих поверхностей изделий, используемых в восстановительной медицине и имплантологии.

Саратовские ученые исследуют медицинскую 2D/3D-печать тугоплавкими металлами

Комплекс позволяет формировать пористые титан/танталовые 2D/3D-структуры, повышающие твердость, износостойкость и биосовместимость медицинских изделий, сообщает пресс-служба вуза. Таким образом создаются условия для ускоренной остеоинтеграции, то есть вживления металлических имплантатов в костную ткань. Блочно-модульный комплекс электрофизического оборудования включает в себя источник питания, электромеханический преобразователь и компьютеризированный комплекс с числовым программным управлением траекторией движения электрода-инструмента.

«Идея управляемого выращивания изделий из различных по своей природе материалов не нова. Современные технологии аддитивного производства в основном базируются на применении концентрированных потоков энергии, в частности лазерного излучения, электронного луча и электрических разрядов в газах. Это позволяет формировать высококачественные изделия с различной структурой, однако номенклатура используемых для печати сплавов достаточно ограничена. К исходному сырью предъявляются жесткие требования по составу, геометрическим параметрам и прочим технологическим характеристикам. Проанализировав известные решения наш коллектив взялся за инновационную разработку — управляемый процесс печати микропористых 2D/3D структур на металлоизделиях для повышения их эксплуатационных качеств», — рассказал заведующий кафедрой «Материаловедение и биомедицинская инженерия» СГТУ, доктор технических наук Александр Фомин.

Саратовские ученые исследуют медицинскую 2D/3D-печать тугоплавкими металлами

«Обеспечение точного позиционирования электрода, который совершает колебательные движения с различной частотой и амплитудой, обеспечение необходимого усилия прижатия для стабильного горения искрового разряда в межэлектродном промежутке, а также достаточной скорости перемещения для равномерного массопереноса материала — это тот начальный комплекс работ, которые были выполнены. Далее начался долгий этап оптимизации технологических параметров печати, определение диапазонов рабочего тока и напряжения, состава и давления рабочей среды, а также их влияние на геометрические параметры напечатанных слоистых структур. Мы провели также материаловедческий блок исследований танталовых покрытий на титановых конструкциях, используемых в восстановительной медицине. Совместно со специалистами различных профилей получены электронно-микроскопические данные и спектральные характеристики покрытий нового типа, в том числе после медико-биологических испытаний», — рассказал старший научный сотрудник лаборатории «Индукционные, плазменные и лазерные технологии обработки материалов», кандидат технических наук Владимир Кошуро.

В настоящее время оборудование для обработки медицинских изделий применяется при выполнении научно-исследовательских работ по грантам и прикладным программам. 

KazakhRussianUkrainian