Entre els materials més utilitzats en la impressió 3D de metalls es troba l'aliatge de titani-especialment Ti6Al4V. Aquí abunden una excel·lent biocompatibilitat, una força específica excepcional, una forta resistència a la corrosió i qualitats lleugeres. Durant el procés d'impressió 3D, els aliatges de titani mostren menys defectes de fusió, que poden generar grans polits amb excel·lents qualitats mecàniques. Els aliatges de titani, però, també tenen problemes de protecció contra l'estrès; el seu mòdul elàstic és molt superior al dels ossos humans, cosa que pot causar una tensió inadequada als ossos i comprometre el seu estat. Els investigadors estan buscant nous materials d'aliatge i idees creatives de disseny, com ara els aliatges Ti{-Ta i Ti-Nb, el mòdul elàstic més baix dels quals pot adaptar-se millor a la rigidesa dels ossos i, per tant, redueix l'impacte de la protecció contra l'estrès. A més, la rigidesa de l'implant es pot canviar encara més aplicant una estructura de titani porosa i mètodes de fabricació com la fusió del llit de pols làser (PBF-LB), fomentant així el desenvolupament del teixit ossi i l'enfortiment de la unió òssia.
A causa de la seva gran resistència al desgast i duresa, especialment en situacions d'alta-fricció i alt-estrès, els aliatges de cobalt-crom-especialment els aliatges de cobalt-crom-molibdè-s'utilitzen àmpliament en implants dentals, articulacions artificials i altres sectors. L'èxit dels aliatges de cobalt-crom es troba en la seva combinació especial de components, per la qual cosa el crom crea una pel·lícula d'òxid a la superfície de l'aliatge, evitant així la corrosió del fluid intern dels implants. Tot i que la majoria dels aliatges de CoCr contenen Ni que pot induir reaccions al·lèrgiques, el gran mòdul elàstic dels aliatges de crom cobalt també pot provocar una protecció contra l'estrès. Els enginyers estan abordant aquests problemes amb dissenys creatius, incloses estructures poroses graduades funcionalment amb diferents mides i densitats de porus per ajudar a transmetre igualment la pressió, reduir la càrrega òssia i minimitzar així els efectes de protecció contra l'estrès. Al mateix temps, els mètodes de tractament i recobriment de superfícies milloren la biocompatibilitat de les superfícies metàl·liques, promovent així la integració òssia i millorant el rendiment i l'eficàcia-a llarg termini dels implants.
S'utilitza principalment en tecnologia d'impressió 3D per a la fabricació de plaques òssies i eines quirúrgiques, l'acer inoxidable té una resistència mecànica excepcional i una forta resistència a la corrosió. En comparació amb els aliatges de titani, els materials d'acer inoxidable ofereixen una millor suavitat de la superfície, ja que tenen una biocompatibilitat raonable, una alta resistència a la tracció i un mòdul elàstic, un cost de fabricació barat, usabilitat, duresa i una conductivitat tèrmica augmentada. Però la degradació-a llarg termini i l'alliberament d'elements d'aliatge podrien provocar que l'acer inoxidable creï possibles reaccions inflamatòries; L'alliberament de Fe pot tenir efectes negatius sobre les cèl·lules. Per a implants, cargols i equips quirúrgics a curt termini-, normalment s'utilitza acer inoxidable.
Una excel·lent biocompatibilitat, una forta resistència a la corrosió, una gran resistència i un mòdul elàstic defineixen l'aliatge de tàntal. Els aliatges de tàntal, però, presenten certes dificultats en la fabricació additiva, com ara un alt cost i densitat, així com problemes de protecció contra tensions-és a dir, un mòdul elàstic més elevat que el Ti. Els aliatges de tantal són adequats generalment per utilitzar-los com a components d'implants petits, implants porosos i recobriments d'implants que milloren les característiques d'integració òssia. Clínicament, els procediments per a les venes varicoses de les extremitats, així com les varius del maluc i de la columna, han utilitzat metall de tàntal porós imprès en 3D-i han demostrat una bona eficàcia. La impressió en 3D del metall porós de tàntal no només ajuda a dissenyar i fabricar estructures trabeculars òssies biomimètiques, sinó que també té una bona adhesió cel·lular i biocompatibilitat. Mentrestant, el mòdul elàstic i la resistència d'aquest material són adequats per a l'entorn local. L'impacte de la recuperació funcional postoperatòria és bo i el metall de tàntal porós imprès en 3D-es pot unir fortament amb els ossos, segons les dades de l'estudi clínic.
A causa de la seva baixa densitat, la seva gran relació de resistència{0}}a-pes, i el mòdul de Young com els ossos, els aliatges de magnesi han despertat un interès substancial en el domini biològic. Les propietats degradants in vivo de l'aliatge de magnesi el converteixen en un ajust perfecte per als metalls biodegradables, obrint per tant un nou regne per a l'ús d'implants ortopèdics. No obstant això, les propietats de degradació ràpida dels aliatges de magnesi in vivo també presenten dificultats, de manera que els investigadors busquen maneres de frenar la seva velocitat de desintegració per garantir l'absorció total i proporcionar el suport necessari.
Dins l'àmbit de l'ortopèdia, la durabilitat a llarg termini dels implants i els resultats de la rehabilitació del pacient depenen directament de la biocompatibilitat dels materials metàl·lics d'impressió 3D. Per exemple, a causa de les seves excel·lents qualitats mecàniques i biocompatibilitat, els aliatges de titani i els aliatges de cobalt-crom s'utilitzen àmpliament en la producció d'implants ortopèdics, incloses les articulacions artificials i les plaques òssies. Els problemes de protecció contra l'estrès, però, poden comprometre la qualitat òssia, cosa que provocaria la fallada i l'afluixament de l'implant. Es pot reduir la protecció contra l'estrès, fomentar la integració òssia i millorar l'estabilitat de l'implant-a llarg termini mitjançant l'ús d'arquitectures poroses i nous materials d'aliatge. A més, reduint el temps de recuperació dels pacients, els materials altament biocompatibles poden ajudar a minimitzar les respostes inflamatòries al voltant dels implants, afavorir la curació i regeneració dels teixits i facilitar-ne l'ús.
Una bona biocompatibilitat i unes característiques mecàniques són requisits previs perquè els implants dentals garanteixin la seva estabilitat-a llarg termini a l'entorn oral. Els materials habituals utilitzats en els implants dentals inclouen l'aliatge de titani i l'aliatge de crom cobalt, tots dos poden establir un fort enllaç amb els teixits circumdants, reduint així el risc de soltament i despreniment de l'implant. Al mateix temps, la tecnologia d'impressió 3D pot personalitzar implants dentals individualitzats en funció de l'estat oral del pacient, millorant així la comoditat del pacient i augmentant la taxa d'èxit de la implantació. A més, l'ús de bons materials de biocompatibilitat pot preservar la salut bucal dels pacients i reduir la incidència d'inflamació oral.
Una bona biocompatibilitat i resistència a la corrosió són requisits previs per als implants cardiovasculars, inclosos els stents cardíacs i els stents vasculars, per garantir la seva eficàcia a llarg termini-in vivo. L'excel·lent efecte de memòria de forma i la biocompatibilitat dels aliatges de memòria de forma de níquel-titani els fan molt buscats en la producció d'implants cardiovasculars. Tot i així, la introducció d'ions de níquel a l'entorn humà podria provocar algunes preguntes. Mitjançant la impressió 3D i el tractament de compostos superficials, la preparació d'aliatge de titani de níquel porós pot ajudar a reduir l'alliberament d'ions de níquel i millorar la biocompatibilitat del material. A més, l'augment de la qualitat de vida dels pacients és la reducció de la formació de coàguls de sang i la reestenosi dels vasos sanguinis feta possible gràcies a implants cardiovasculars ben-biocompatibles.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-impressió/metall{-3d-printing-compact-heat-changer.html