Basé sur des fichiers de modèles numériques, la technologie pour l'impression 3D métallique utilise des matériaux adhésifs comme le métal en poudre ou le fil métallique pour caler par couche créant des éléments. Parmi les technologies courantes pour l'impression 3D métallique figurent la fusion du faisceau d'électrons (EBM), la fusion au laser sélective (SLM), etc. en utilisant un faisceau laser à haute énergie comme source de chaleur, SLM, par exemple, fond et dépôts la couche de poudre métallique par couche suivant un modèle tridimensionnel prédéfini, produisant donc des pièces solides.
L'impression en trois dimensions en métal offre des avantages majeurs. En termes de liberté de conception, l'impression métal 3D offre une plus grande flexibilité pour la conception des équipements médicaux en surmontant les limites des techniques de production traditionnelles sur des structures complexes et en facilitant la création de conceptions géométriques difficiles à l'aide de méthodes avancées. L'impression métal 3D transforme rapidement les conceptions en articles physiques sans dépendre de la production de moisissures pour le cycle de fabrication, ce qui raccourcit considérablement le cycle de recherche et de développement et accélère la mise à jour de l'équipement médical. Son excellente utilisation du matériau est l'un de ses principaux traits; Il aide à réduire les déchets et les dépenses de matériaux.
L'impression métal 3D est appliquée dans la conception créative pour les équipements médicaux, plutôt que d'utiliser d'autres méthodes.
De nombreux outils utilisés dans l'industrie médicale nécessitent des architectures internes complexes pour remplir des objectifs particuliers. Par exemple, la construction poreuse d'implants orthopédiques augmente non seulement l'intégration osseuse et offre un espace pour le développement du tissu osseux, mais diminue également le poids de l'implant et améliore le confort du patient. En gérant précisément la taille, la forme et la distribution des pores, la technologie d'impression 3D pour le métal génère des implants orthopédiques avec des structures poreuses complexes, notamment la prothèse de la hanche et du genou. De plus, l'impression 3D métallique peut produire des stents avec certaines caractéristiques topologiques, augmenter leur flexibilité et leur adhérence, ainsi que des dommages à la paroi vasculaire dans la conception de stents cardiovasculaires.
Chaque patient a un état physique et des exigences différents; Ainsi, les équipements médicaux personnalisés sont maintenant le secret pour accroître l'efficacité du traitement. Sur la base de données d'imagerie médicale comme CT et IRM des patients, la technologie d'impression 3D utilisant du métal peut créer des modèles 3D personnalisés et produire un équipement médical correspondant exactement à la forme anatomique du patient. Dans le domaine de l'orthodontie, par exemple, la technologie d'impression 3D peut être appliquée pour créer des accolades personnalisées pour les patients individuels, améliorant ainsi les résultats orthodontiques et le confort des patients. La personnalisation de la coquille d'aide auditive pour s'adapter à la forme du conduit auditif du patient aidera à maximiser l'effet de transmission du son et à s'adapter au conduit auditif dans la production d'aides auditives.
La biocompatibilité est parmi les mesures de performance cruciales de l'équipement médical. En utilisant des matériaux métalliques avec une forte biocompatibilité, ces alliages de titane, des alliages de chrome de cobalt, etc., l'impression 3D avec du métal peut produire des dispositifs médicaux avec un bon ajustement avec les tissus humains. L'optimisation du processus d'impression aide à réguler la microstructure du matériau, donc contrôler sa biocompatibilité de l'équipement. Pour la fabrication d'articulations artificielles, par exemple, l'utilisation de l'impression 3D avec du métal peut générer des microstructures sur la surface articulaire qui sont favorables au développement des tissus osseuses, encourager la connexion de l'os et de la prothèse et augmenter la durée de vie des articulations artificielles.
Le prototypage rapide et la vérification fonctionnelle sont des phases absolument vitales de la conception et du développement des équipements médicaux. La fabrication rapide et précise de prototypes de dispositifs médicaux rendus possibles par l'impression 3D métallique permet aux concepteurs et aux ingénieurs de réexaminer et d'améliorer les idées d'appareils dès le début. Au moyen de tests de prototypes, les défauts de conception peuvent être trouvés rapidement et corrigés, empêchant ainsi des défauts significatifs dans les dépenses de recherche et de développement ultérieures de la fabrication et de la recherche et le risque qui leur sont associées.
Actuellement, il y a assez peu de matériaux métalliques accessibles à l'impression 3D en métal, et certains d'entre eux ne peuvent pas satisfaire complètement les besoins de l'équipement médical en termes de performance. Pour certains matériaux, par exemple, leur résistance, leur résistance à la corrosion et d'autres qualités doivent être encore plus améliorées pour s'adapter à un environnement humain difficile. Pour garantir que le matériau est bénin pour le corps humain, sa biocompatibilité doit également être rigoureusement testée et vérifiée.
Le coût d'achat quelque peu élevé, le coût des matériaux et le coût de la consommation d'énergie pendant le processus d'impression de l'équipement pour l'impression 3D métallique restreignent leur vaste applicabilité dans le domaine de l'équipement médical. En particulier pour certaines petites installations médicales et centres de recherche et développement, le coût élevé a été un défi pour la mise en œuvre de la technologie d'impression 3D pour le métal.
Il existe des règles strictes pour l'équipement médical, donc les directives pour les équipements médicaux imprimés en métal 3D ne sont pas encore parfaits. En raison de certaines lacunes et de l'incertitude dans le processus d'approbation, le contrôle de la qualité, la validation clinique et d'autres domaines, la recherche et la production par les entreprises ont été affectées, ce qui a également un impact sur la façon dont les patients ressentent les équipements médicaux imprimés en 3D.
Plusieurs disciplines incluent la science des matériaux, le génie mécanique, la médecine, etc., mais l'impression en métal 3D nécessite des experts ayant des connaissances et des compétences multidisciplinaires. Cependant, il existe une rareté importante de ces compétences adaptables sur le marché en ce moment, ce qui le rend moins en mesure d'être appliqué et développé dans la conception créative des équipements médicaux.
Investissez davantage dans le développement de matériaux pour l'impression 3D en métal et créez des matériaux métalliques frais avec une biocompatibilité et des performances améliorées. Au moyen de l'innovation matérielle, satisfaire à diverses exigences d'application et augmenter la qualité et la fiabilité des équipements médicaux imprimés en métal 3D, ce qui répond aux besoins des équipements médicaux.
Grâce à l'innovation technologique et à la fabrication de masse, réduisez les dépenses d'acquisition et des matériaux d'équipement d'impression 3D métallique. Simultanément, optimiser le processus d'impression, améliorer l'utilisation des matériaux, réduire les coûts de consommation d'énergie et rendre la technologie pour l'impression 3D métallique plus abordable pour une utilisation dans l'équipement médical.
Le gouvernement et les agences pertinents devraient définir la procédure d'approbation, les critères de contrôle de la qualité et les normes de validation clinique, renforçant ainsi la création de règles et de normes pour les équipements médicaux imprimés en métal 3D. Créez une forte structure réglementaire, augmentez le contrôle par rapport aux équipements médicaux imprimés en 3D et garantissez les droits et la sécurité des patients.
Établir des majors et des cours pertinents et renforcer l'investissement des collèges et des installations de recherche dans le développement de talents multidisciplinaires qui saisissent à la fois la science des matériaux, le génie mécanique et les besoins médicaux. Les entreprises devraient également améliorer la formation interne simultanément pour élever la compétence professionnelle et la capacité créative des membres du personnel.