3Dプリントされた筋肉組織が筋肉の欠損を修復

3Dプリントされた筋肉組織が筋肉の欠損を修復
寄稿者: 趙庭澤 連秦 何建康

華中科技大学材料科学工学部の劉林教授の研究グループの張成氏らは、超音速熱噴射3Dプリンティング(TS3DP)という新しい技術を開発しました。この技術は、マイクロサイズのガラス粉末をHVOFガンに送り込み、ガスと酸素の混合物を点火して燃焼させることで部分的に溶かします。半溶融粒子はその後、超音波速度で基板表面に向かって噴射され、よく結合したガラスのようなシートに平らになります。具体的な動作原理を図1に示します。

この技術は、粉末表面の溶融と超音速堆積を利用して、レーザー 3D 印刷技術によって生じる高温勾配と熱影響部の制限を克服し、大気環境で優れた破壊靭性を備えた超大型、高密度 (99.7%)、ほぼ 100% アモルファス Fe ベースのアモルファス合金を作製することに成功しました。図 2 は、この技術を使用して印刷された複雑なコンポーネントを示しています。この技術により、任意の割合で第 2 相を簡単に追加して、より優れた機械的特性を持つアモルファスベースの複合材料を製造できます。研究により、アモルファス合金および複合材料の優れた破壊靭性は、主に熱溶射によって生成される平坦な層間構造によるものであり、この層間構造が亀裂の浸透を妨げ、材料の破壊靭性を向上させることが判明しました。これを基に、事前に作成されたテンプレートの助けを借りて、より複雑な形状の 3 次元非晶質部品を印刷できます。従来のレーザー 3D 印刷技術と比較して、TS3DP 技術は 3D 印刷効率が高くなります (レーザー 3D 印刷の 4 ~ 10 倍)。


図1:熱噴射3D印刷技術と大型Fe基アモルファス合金および複合材料サンプルの概略図 図2:テンプレート支援熱噴射3D印刷技術によって作成された複雑形状のアモルファス合金および複合材料部品 参考文献:
Zhang C、Wang W、Li YC、他「熱噴射による大型で靭性が向上したFeベースのバルク金属ガラスおよび複合材料の3Dプリント[J]」。Journal of Materials Chemistry A、2018:10.1039.C8TA00405F。

寄稿者: 趙廷澤 連秦何 建康 寄稿部署: 機械製造システム工学国家重点実験室

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