ساخت افزایشی قطعات داربستی و متخلخل برای کاربردهای پزشکی و صنعتی

سازههای متخلخل به طور گسترده برای طراحی مواد سلولی باربر (دو طرف باز و سلول بسته ) استفاده شدهاند . این مواد به طور سنتی با استفاده از روشهای تولید مرسوم، ازجمله فرایندهای حالت مایع (شکل دهی مستقیم ، تشکیل اسپری) و فرایندهای حالت جامد (متالورژی پودر، تف جوشی پودرها و الیاف) و یا از طریق الکترون یا رسوب بخار تولید می شوند. اگرچه توزیع آماری اندازه و شکل منافذ را می توان با تغییر پارامترهای پردازش روشهای مرسوم تا حدودی تنظیم کرد، اما چنین روشهای ساختی ، محدودیت های ذاتی مانند نداشتن آزادی طراحی دارند. فرایندهای ساخت افزودنی آزادی کنترل دقیق اندازهها و ساختار منافذ را در مقیاس کوچک ارائه می دهند. برای طراحی هندسه های ارگانیک با معماریها و گذرگاههای پیچیده داخلی (ایجاد یا کنترل آنها با استفاده از روشهای تولید مرسوم، مانند ریخته گری یا قالب گیری غیرممکن است ) فراهم می کند.چهار مزیت اصلی برای استفاده از ساختارهای شبکه ای افزودنی به عنوان مواد زیستی متخلخل وجود دارد. ابتدا، می توان خواص کشسانی ، تنش تسلیم ، استحکام خستگی ، نفوذ پذیری، نفوذپذیری و سرعت تخریب زیستی ساختارهای شبکه را از طریق طراحی منطقی هندسه آنها تنظیم کرد. همه خواص بیومواد متخلخل نقش مهمی در تعیین عملکرد دستگاههای پزشکی مربوطه دارند. دوم، شکل ماکرو مقیاس و معماری ریزمقیاس شبکه های ساخت افزایشی را می توان برای مطابقت با آناتومی خاص و شرایط بارگذاری یک بیمار خاص طراحی کرد. سوم، سطح ساختارهای شبکه بسیار بزرگتر از سطح یک ماده جامد مربوطه است . سطح افزایش یافته چنین بیومواد متخلخل را می توان برای تقویت اثرات زیستی سازی سطح ، مانند مواردی باهدف القای خواص ضد باکتریایی و استخوانسازی مورداستفاده قرارداد . درنهایت ، فضای منافذ شبکه های ساخت افزایشی نه تنها امکان رشد استخوانی بدون مانع را فراهم می کند، بلکه می تواند برای تطبیق دارو رسانی (به عنوانمثال، فاکتورهای رشد و/یا آنتی بیوتیک ها) برای افزایش بیشتر عملکرد ایمپلنت های حاصل استفاده شود. علاوه بر این چهار مزیت ، محققان به توسعه راههای ابتکاری دیگر برای بهرهبرداری از مزایای فرایندهای ساخت افزودنی ادامه می دهند. طراحی هندسه سازههای شبکه اولین گام است که خواص فیزیکی کلی (به عنوانمثال، نفوذپذیری) و مکانیکی آنها را تعیین می کند. هندسه های متفاوت می تواند به طراحان در انتخاب مناسب کمک کند. هریک از این کلاسهای طراحی می توانند ویژگی های خاصی را ارائه دهند. علاوه براین ، طراحی به کمک عناصر موجود در طبیعت ممکن است محرک کلیدی برای پذیرش فرایند ذوب لیزری بستر پودر باشد، زیرا بهترین استفاده از فرایند زمانی است که با طراحی هدف محور و افزایش دهنده عملکرد منحصربه فرد همراه باشد.