賀利氏與格拉茨大學合作開發3D打印非晶態金屬醫療設備

魔猴君  行業資訊   1606天前

冶金專家Heraeus Amloy正在與格拉茨大學合作，以3D打印由非晶態金屬制成的新型醫療設備。作為醫學應用臨床增材制造（CAMed）項目的一部分，這項研究將使合作伙伴開發和測試用于最終用途植入物和假體的新型合金粉末。由于非晶態合金非凡的機械性能，新的3D打印設備有望比現有的鋼或鈦制成的設備顯著提高性能。

賀利氏Amloy負責人JürgenWachter表示：“作為CAMed項目的一部分，我們目前正在測試AMLOY-ZR02合金。它的主要成分是高純度鋯，并且已經被證明具有生物相容性。”

一組由非晶態金屬制成的3D打印半徑板植入物。圖片來自賀利氏。

常規醫療植入物的局限性

迄今為止，大多數基于金屬的醫療植入物都是由不銹鋼，鈷鉻合金或鈦制成的。盡管這些合金大部分都能發揮作用，但即使對它們進行定制3D打印，它們也難以適應患者體內不斷變化的作用力。

例如，一個鈦肋弓，每年被迫承受大約八百萬次呼吸運動。體溫鈦材料無法提供足夠的彈性，因此，如果未以最佳方式將植入物固定在周圍的骨頭上，則植入物可能難以安放在患者的胸腔中。盡管每個呼吸周期都施加最小的力，但純粹的周期數最終會導致疲勞性骨折，尤其是在較長的一段時間內。

澳大利亞醫療器械公司Anotomics以前曾進行3D打印的鈦肋骨植入物。通過Anotomics拍攝。

為何使用非晶態金屬？

通過震動凍結金屬熔池來形成非晶態金屬或金屬玻璃，這意味著材料中的原子沒有足夠的時間形成晶格結構。取而代之的是，原子以類似于玻璃的不規則和無序（無定形）結構凝固。這使制得的合金具有優異的一組物理性能，包括耐腐蝕性，出色的強度特性和高彈性。正是這種強度和彈性的結合，使該材料類別非常適合于永久負載應用（例如醫療植入物）。

Heraeus項目最終旨在提高這些非晶態金屬的可加工性，以便可以在大多數工業激光粉末床熔融系統上進行3D打印。通過3D打印植入物，醫療專業人員將能夠創建適合每個佩戴者體質的下一代患者專用設備。當處理意外事故和腫瘤切除所造成的傷害時，由于在這些事件之后植入植入物可能是一個復雜的過程，因此預計這將特別方便。

Heraeus Amloy市場與銷售主管Valeska Melde總結道：“非晶態金屬比鋼和鈦具有許多優勢：這種材料兼具強度和彈性。它可以完美地適應骨骼，促進恢復，并且具有很好的耐受性，因為它可以植入而不會導致細胞變形。”

盡管該公司已經引起人們的關注已經有一段時間了，但賀利氏卻以生產世界上最大的3D打印非晶態金屬部件而聞名。該齒輪于2019年印刷，由該公司專有的AMZ4金屬粉末制成，直徑為110毫米。

最近，賀利氏還與機床制造商通快（TRUMPF）合作，推動將3D打印無定形零件用于工程應用。通過提高3D打印時材料的成本效率，合作伙伴的目標是建立無定形金屬零件的增材制造，作為車間的標準生產方法。

來源：http://www.tgp181.cn/yundayin/yundayin.html