다공성 티타늄

다공성 티타늄을위한 제조 기술은 특정 생물 의학 요구 사항을 충족시키기 위해 임플란트의 구조와 특성을 조정하는 데 중추적 인 역할을합니다. 분말 야금, 선택적 레이저 용융 (SLM), EBM (Electron Beam Melting), 3D 프린팅 등을 포함한 다공성 구조를 생성하기 위해 다양한 방법이 사용됩니다. 이러한 기술은 기공 크기, 분포 및 전반적인 아키텍처, 기계적 강도, 투과성 및 생물 통합에 대한 정확한 제어를 허용합니다. 제조 방법의 선택은 원하는 적용 및 의학적 사용을위한 다공성 티타늄 임플란트에서 구조적 무결성과 생물학적 기능 사이의 균형에 의존한다.

분말 야금 (MP)
분말 야금 기술은 다공성에 대한 정확한 제어의 장점, 복잡한 형상 생성 능력 및 일부 전통적인 제조 단계를 제거하여 개선 된 기계적 특성을 제공합니다. 다공성 티타늄 합금의 경우, PM은 Ti 합금의 분말 입자를 사용하여 다공성 구조를 생성합니다. 이 과정에는 분말 혼합, 압축 및 소결이 포함되어 다공성 스캐 폴드가 형성됩니다.

소결 방법
소결 방법은 금속 재료를 준비하는 전통적인 방법으로, 고온 열처리를 통해 진공 또는 보호 대기에서 원료로 금속으로 만들어집니다. 소결 방법은 또한 다공성 Ti의 일반적인 제조 방법이다. 기공 구조를 얻는 다양한 방법에 따르면, 이는 기공 형성 제 방법, 섬유 얽힘, 미세권 스택 방법, 스폰지 징킹 공정으로 나눌 수 있습니다.

전기 화학 가공
전기 화학 가공 (ECM)은 패러데이의 원리에 따라 전기 화학 용해 (ECD)에 의해 공작물 원자를 제거하는 데 의존하는 현대적인 가공 공정입니다.

폼 복제 기술
종종 중합체 폼으로 만들어진 희생 템플릿은 Ti 합금 슬러리로 침투됩니다. 응고 후, 템플릿이 제거되어 다공성 티타늄 구조를 남겨 둡니다.

금속 주입 성형
티타늄 합금 분말은 바인더 재료와 결합되어 공급 원료를 생성합니다. 그 후, 공급 원료는 곰팡이에 주입하여 다공성 녹색 부분을 형성 한 다음, 최종 다공성 구조를 달성하기 위해 소결된다.

플라즈마 스프레이
티타늄 합금 입자는 혈장 불꽃에 녹고 기질에 침전되어 다공성 코팅을 생성합니다. 이러한 기술은 종종 골혈을 향상시키기 위해 표면 변형에 사용됩니다.

3D 프린팅
바인더 제트기 또는 EBM과 같은 다양한 3D 프린팅 기술이 층별로 다공성 티타늄 구조 층을 구축하여 설계 유연성과 정밀도를 제공합니다.

용매 주조 미립자 침출
솔벤트 캐스팅 미립자 침출은 다공성 티타늄 구조를 생성하는 효과적인 방법입니다. 이 과정에서, Ti 금속 분말은 클로로포름과 같은 용매 및 염화나트륨 또는 폴리 에틸렌 글리콜 (PEG)과 같은 가용성 중합체로 구성된 중합체 용액에 혼합된다. 혼합물을 원하는 곰팡이 모양으로 주조 한 다음, 중합체가 내장 된 Ti 입자와 매트릭스 복합재를 형성하도록 건조시킨다. 그런 다음 복합재를 물에 담그고 소금 또는 페그 미립자를 용해시키고 침출합니다. 중합체 입자의 침출은 제어 된 크기의 모공과 Ti 매트릭스 내의 분포를 낳습니다. 다공성 백분율 및 기공 상호 연결성과 같은 특성은 중합체 대 티타늄 입자 비율을 조정하여 조정될 수 있습니다. 침출 후, 다공성 티타늄 스캐 폴드는 원래 곰팡이의 모양을 유지합니다. 따라서, 용매-캐스팅 미립자 침출 접근법은 생물학적 임플란트 및 조직 공학 스캐 폴드에 필요한 골환구에 적합한 개방형 및 상호 연결된 구멍으로 다공성 티타늄을 제조하는 간단하고 저렴한 방법을 제공한다.

증착 방법
Ti 및 티타늄 합금은 전형적인 불활성 생체 물질입니다. 이식 후 치유 기간을 단축하고 임플란트가 인간 뼈에 결합하는 능력을 향상시키기 위해, 다공성 Ti 및 티타늄 합금의 표면을 활성화시키는 것이 효과적인 방법이다. 다공성 TI 및 티타늄 합금의 표면 변형 방법은 주로 기계적 방법, 물리적 방법, 전기 화학적 방법, 화학적 방법 및 생화학 적 방법 (반응성 증착, 전극 증발, 진공 증발, 혈장 분무 등)을 포함한다.

열수 합성
이는 고온 및 압력에서 수용액에서 Ti 전구체 사이의 반응을 포함하여 다공성 티타늄 구조를 형성합니다.

필라멘트 제조 융합
융합 필라멘트 제조 (FFF)는 Ti 합금의 연속 필라멘트를 이용하며, 이는 다공성 구조를 생성하기 위해 녹고 압출 된 층별 층이된다. FFF 기술은 일반적으로 데스크탑 3D 프린팅에 사용됩니다.

오존 방법에 의한 식수 및 산업 폐수의 처리는 최근 몇 년 동안 국내외에서 빠르게 발전한 기술입니다. 이 방법은 : 오존은 다공성 판을 통해 하수에 골고루 쏟아지고, 화학 반응은 하수로 발생하여 소독, 탈색 및 정제의 목적을 달성합니다.

따라서, 사용 된 다공성 시트는 산업 하수 및 오존에 의한 부식에 내성이 있으며, 다공성 및 가스 속도, 균일하게 분포 된 기공 크기 및 특정 강도를 갖는 것이 필요하다. 오존 방법을 사용하여 하수를 처리하는 일부 유닛은 폴리 염화 염화물 다공성 플레이트, 세라믹 다공성 플레이트, 유리 다공성 판 및 기타 재료를 사용했지만 부족한 내성과 강도가 낮기 때문에 요구 사항을 충족시킬 수는 없습니다. 다공성 티타늄 플레이트는이 큰 문제를 해결합니다.

현재, 다공성 티타늄 플레이트는 필름 폐수, 유기농 염료 폐수 처리, 오일 정제 폐수 처리, 병원 하수 처리 및 로켓 엔진 테스트 하수 처리의 처리에서 오존 확산 플레이트로 사용되어왔다. 인쇄 필름 폐수의 처리에서, 폴리 비닐 천공 판의 원래 사용은 350 시간의 서비스 수명을 가지며, 다공성 티타늄 플레이트를 대체 한 후 서비스 수명이 3 년으로 증가된다. 오일 정유 공장 폐수의 오존 처리에서, 폴리 비닐 천공 판은 원래 사용되었지만, 오존 흡수 속도는 65%에 불과하여 많은 오존을 낭비하고 폐수 처리 비용을 증가시켰다. 다공성 티타늄 플레이트의 사용은 오존 흡수 속도를 85%로 증가시켰다. 처리 효과를 크게 향상시킵니다.

또한 다공성 티타늄 플레이트는 다양한 필터, 역 삼투압 장치 및 의료 자료로도 사용할 수 있습니다. 요컨대, 새로운 유형의 재료 인 다공성 티타늄 플레이트는 이제 강한 활력을 보여 주었으며 미래의 삶의 모든 측면에서 널리 사용될 것입니다.