Medzi najčastejšie používané materiály v kovovej 3D tlači patrí zliatina titánu-najmä Ti6Al4V. Vynikajúca biokompatibilita, vynikajúca špecifická pevnosť, silná odolnosť proti korózii a ľahké vlastnosti. Počas procesu 3D tlače vykazujú zliatiny titánu menej fúznych chýb, ktoré môžu vytvárať leštené zrná s vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami. Zliatiny titánu však majú tiež problémy s ochranou proti napätiu; ich modul pružnosti je oveľa vyšší ako u ľudských kostí, čo môže spôsobiť nedostatočné namáhanie kostí a zhoršiť ich stav. Výskumníci skúmajú nové zliatinové materiály a kreatívne dizajnové nápady, ako sú zliatiny Ti-Ta a Ti{10}}Nb, ktorých nižší modul pružnosti môže lepšie zodpovedať tuhosti kostí, čím sa znižuje vplyv tienenia proti stresu. Tuhosť implantátu môže byť ďalej zmenená aplikáciou poréznej titánovej štruktúry a výrobných metód, ako je tavenie laserového prášku (PBF-LB), čím sa podporí vývoj kostného tkaniva a posilnenie kostnej väzby.
Vzhľadom na ich veľkú odolnosť proti opotrebovaniu a tvrdosť, najmä v situáciách s vysokým-trením a vysokým{1}}namáhaním, sa zliatiny kobaltu-chrómu-najmä kobalt{4}}chróm{5}}zliatiny molybdénu- vo veľkej miere využívajú v zubných implantátoch, umelých kĺboch a iných odvetviach. Úspech kobalt-chrómových zliatin spočíva v ich špeciálnej zmesi komponentov, pričom chróm vytvára na povrchu zliatiny oxidový film, čím zabraňuje vnútornej korózii implantátov. Hoci väčšina zliatin CoCr obsahuje Ni, ktorý môže vyvolať alergické reakcie, veľký modul pružnosti zliatin kobaltu a chrómu môže tiež viesť k tieneniu napätia. Inžinieri riešia tieto problémy pomocou kreatívnych návrhov, vrátane funkčne odstupňovaných poréznych štruktúr s rôznymi veľkosťami a hustotou pórov, ktoré napomáhajú rovnomernému prenosu tlaku, znižovaniu záťaže kostí, a tak minimalizujú účinky tienenia stresu. Metódy povrchovej úpravy a úpravy zároveň zlepšujú biologickú kompatibilitu kovových povrchov, čím podporujú integráciu kostí a zlepšujú výkonnosť a{12}}dlhodobú účinnosť implantátov.
Nerezová oceľ, ktorá sa väčšinou používa v technológii 3D tlače na výrobu kostných doštičiek a chirurgických nástrojov, sa môže pochváliť vynikajúcou mechanickou pevnosťou a silnou odolnosťou proti korózii. V porovnaní s titánovými zliatinami ponúkajú materiály z nehrdzavejúcej ocele lepšiu hladkosť povrchu, pretože majú primeranú biokompatibilitu, vysokú pevnosť v ťahu a modul pružnosti, lacné výrobné náklady, použiteľnosť, húževnatosť a zvýšenú tepelnú vodivosť. Ale dlhodobá-degradácia a uvoľňovanie legujúcich prvkov môže spôsobiť, že nehrdzavejúca oceľ vytvorí možné zápalové reakcie; Uvoľňovanie Fe môže mať negatívny vplyv na bunky. Pre krátkodobé-implantáty, skrutky a chirurgické vybavenie sa zvyčajne používa nehrdzavejúca oceľ.
Vynikajúca biokompatibilita, silná odolnosť proti korózii, veľká pevnosť a modul pružnosti definujú zliatinu tantalu. Zliatiny tantalu však spôsobujú určité ťažkosti pri aditívnej výrobe, vrátane vysokých nákladov a hustoty, ako aj problémov s ochranou proti napätiu,-to znamená vyšší modul pružnosti ako Ti. Zliatiny tantalu sú všeobecne vhodné na použitie ako drobné súčasti implantátov, porézne implantáty a povlaky implantátov zlepšujúce charakteristiky integrácie kosti. Klinicky postupy pre kŕčové žily končatín, ako aj kŕčové žily bedrového kĺbu a chrbtice, využívali 3D-vytlačený porézny tantalový kov a preukázali dobrú účinnosť. Nielen, že 3D tlač porézneho tantalového kovu pomáha navrhovať a vyrábať biomimetické kostné trabekulárne štruktúry, ale má aj dobrú bunkovú adhéziu a biokompatibilitu. Modul pružnosti a pevnosť tohto materiálu sú vhodné pre miestne prostredie. Vplyv pooperačnej funkčnej obnovy je dobrý a 3D-porézny tantalový kov sa môže podľa údajov z klinickej štúdie silne viazať na kosti.
Zliatiny horčíka vzbudili značný záujem o biologickú oblasť pre svoju nízku hustotu, veľký pomer pevnosti-k{1}}hmotnosti a Youngov modul podobný kostiam. In vivo degradačné vlastnosti horčíkovej zliatiny ju robia perfektnou pre biologicky odbúrateľné kovy, čím sa otvára nová sféra pre použitie ortopedických implantátov. Napriek tomu vlastnosti rýchlej degradácie horčíkových zliatin in vivo tiež predstavujú ťažkosti, takže výskumníci hľadajú spôsoby, ako spomaliť rýchlosť ich rozpadu, aby sa zaručila úplná absorpcia a poskytla požadovaná podpora.
V oblasti ortopédie závisí dlhodobá{0}}trvanlivosť implantátov a výsledky rehabilitácie pacienta priamo od biokompatibility kovových materiálov na 3D tlač. Napríklad zliatiny titánu a zliatiny kobaltu-chrómu sa pre svoje vynikajúce mechanické vlastnosti a biokompatibilitu vo veľkej miere používajú pri výrobe ortopedických implantátov vrátane umelých kĺbov a kostných platničiek. Problémy s ochranou proti stresu však môžu ohroziť kvalitu kosti, čo by spôsobilo zlyhanie a uvoľnenie implantátu. Použitím poréznej architektúry a nových zliatinových materiálov možno znížiť tienenie proti stresu, podporiť integráciu kosti a zlepšiť dlhodobú{6}}stabilitu implantátu. Okrem toho môžu vysoko biokompatibilné materiály skrátiť čas zotavenia pacientov a pomôcť minimalizovať zápalové reakcie okolo implantátov, podporiť hojenie a regeneráciu tkaniva a uľahčiť ich použitie.
Dobrá biokompatibilita a mechanické vlastnosti sú predpokladom pre zubné implantáty, aby sa zaručila ich dlhodobá{0}} stabilita v ústnom prostredí. Bežné materiály používané v zubných implantátoch zahŕňajú zliatinu titánu a zliatinu chrómu kobaltu, pričom obe môžu vytvoriť silnú väzbu s okolitými tkanivami, čím sa zníži riziko uvoľnenia a odlúčenia implantátu. Technológia 3D tlače zároveň dokáže prispôsobiť individualizované zubné implantáty na základe stavu ústnej dutiny pacienta, čím sa zvýši komfort pacienta a zvýši sa úspešnosť implantácie. Okrem toho použitie materiálov s dobrou biokompatibilitou môže zachovať zdravie ústnej dutiny pacientov a znížiť výskyt zápalu ústnej dutiny.
Dobrá biokompatibilita a odolnosť proti korózii sú predpokladom pre kardiovaskulárne implantáty vrátane srdcových stentov a cievnych stentov, aby sa zaručila ich dlhodobá{0}}účinnosť in vivo. Vďaka vynikajúcemu efektu tvarovej pamäte a biokompatibilite zliatin niklu-titánu s tvarovou pamäťou sú veľmi žiadané pri výrobe kardiovaskulárnych implantátov. Zavedenie iónov niklu do ľudského prostredia však môže spôsobiť určité otázky. Pomocou 3D tlače a povrchovej kompozitnej úpravy môže príprava poréznej zliatiny niklu a titánu pomôcť znížiť uvoľňovanie iónov niklu a zvýšiť biokompatibilitu materiálu. Zvyšovaním kvality života pacienta je okrem toho zníženie tvorby krvných zrazenín a restenózy krvných ciev, ktoré umožňujú dobre-biokompatibilné kardiovaskulárne implantáty.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-3d-printing-compact-heat-exchanger.html