Basat en fitxers de models digitals, la impressió 3D de metall anomenada Metal Additive Manufacturing-use Metal Powder o cables per a la capa de capa per capa. La idea fonamental és tallar el model 3D per produir una seqüència de dades transversals 2D, després gestionar els equips d’impressió per fondre o unir la capa de material metàl·lic per capa depenent d’aquestes dades transversals i, per últim, apilar-les per formar un sòlid 3D.
Altament personalitzat, aquest equipament mèdic es pot adaptar a les variacions úniques i a les exigències específiques dels pacients, millorant així la precisió i l'eficàcia de la teràpia.
Més oportunitats per al disseny creatiu de dispositius mèdics es presenten pel potencial de la fabricació d’estructures complexes per fabricar formes geomètriques i estructures internes complicades difícils d’aconseguir amb tècniques de processament convencionals.
Utilitzar una tècnica d’apilament capa per capa ajuda a reduir les despeses de residus i fabricació de materials aconseguint una elevada taxa d’utilització de materials.
L’optimització de la topologia és una manera de dissenyar estructures que utilitzen matemàtiques que organitzen automàticament materials en un espai determinat basat en les forces que hi actuen, ajudant a que l’estructura funcioni millor. L’optimització topològica en la impressió 3D metàl·lica pot eliminar parts innecessàries del material mantenint estructures essencials de càrrega, permetent dissenys més lleugers d’equips mèdics que encara són forts i rígids. En el disseny d’implant ortopèdics, per exemple, l’optimització de la topologia es pot aplicar per crear implants amb sistemes de porus interns complexos, disminuir el pes i promoure el creixement i la fusió del teixit ossi.
Alta resistència específica, gran rigidesa específica i una capacitat d’absorció d’energia destacada defineixen la forma estructural coneguda com a estructures de gelosia, que estan feta de barres o nodes organitzats periòdicament. La fabricació precisa de diverses estructures de gelosia que és possible mitjançant la impressió 3D amb metall es pot aplicar als equips mèdics per millorar les qualitats mecàniques de les estructures i aconseguir un disseny lleuger sense augmentar el consum de material. Per als implants dentals, per exemple, un disseny d’estructura de gelosia ajuda a millorar la força d’enllaç amb el teixit ossi circumdant mentre baixa el pes de l’implant.
L’assignació raonable es determina en funció de les necessitats de diverses àrees del component per a les propietats del material, mentre que la tecnologia d’impressió multi-material permet l’ús de materials metàl·lics amb diverses propietats a la mateixa part. Els materials metàl·lics d’alta resistència i d’alta duresa, per exemple, es poden utilitzar per a parts que porten estrès important en els instruments quirúrgics; Es poden utilitzar materials metàl·lics lleugers i resistents a la corrosió per a altres parts, optimitzant el rendiment dels instruments quirúrgics.
Tot i que la tecnologia d’impressió 3D per al metall pot utilitzar molts materials metàl·lics, els tipus de materials metàl·lics ara accessibles per a l’àrea mèdica encara són limitats i el rendiment d’alguns materials no pot satisfer totalment els criteris del disseny lleuger. Per exemple, alguns materials metàl·lics lleugers tenen força i resistència a la corrosió més pobres, de manera que calen més investigació i desenvolupament de materials.
Els equips metàl·lics per a la impressió 3D són bastant costosos i el mètode d’impressió requereix molta pols metàl·lica o filferro metàl·lic, generant així costos de producció una mica elevats per a articles mèdics impresos en 3D metàl·lics. Això restringeix una mica l’ús extensiu d’impressió 3D metàl·lica per a equips mèdics lleugers.
Es podrien produir defectes que inclouen porus i esquerdes durant el procés d’impressió 3D metàl·lica, per la qual cosa influeix en el rendiment i la qualitat dels equips mèdics. Per tant, hem d’establir un rigorós mecanisme de control de qualitat per assegurar la qualitat i la seguretat dels equips mèdics lleugers imprès en 3D metalls.