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林德和3D Medlab改进了医疗设备的3D打印过程与新型气体混合物

慕尼黑的化学公司林德集团和临床印刷专家3 d Medlab已宣布测试其新工艺气体以优化医疗组件的3D打印。

这项研究是在今年早些时候进行的,研究了氩-氦过程气体在激光粉末床熔化(LPBF)打印钛晶格结构时如何影响飞溅形成和过程稳定性。据报道,这种新型气体减少了35%的飞溅排放,因此有可能大大降低制造缺陷部件的风险。

这项研究是两家公司联合开发计划的一部分,该计划旨在提高由Ti64钛合金制成的先进薄型医疗设备的质量和产量。

“打印可靠性可重复产品的能力是提高产品资格的关键,这对医疗行业至关重要,”林德的添加剂制造专家粉末冶金说。“另外,从商业角度来看,印刷时间是添加剂制造中最大的单一成本元件,但是可以通过使用右常压气体混合物来加速薄部件。

“林德的新型氩氦气混合物已经开发出来,是钛医疗器械制造中前进的重要一步。”

飞溅的形成使用林德的新型氩-氦气体混合物在打印室。通过林德的图像。
飞溅的形成使用林德的新型氩-氦气体混合物在打印室。图片来自林德集团。

Linde和Medlab正在进行的伙伴关系

林德和3D Medlab去年举行在一起研究优化大气条件在3D打印过程中。这些公司踏上了一系列涉及一系列大气试验的研究项目,目的是在生产过程中开发一种更光滑和更清洁的回收气体方法。

合作伙伴关系的最终目标是为医疗领域创造增强的产品,例如格子矫形组件,可以更好地吸收到患者自己的骨骼和组织结构中。

林德集团已知其橡皮舞o2精密分析技术y,这有助于金属3D添加剂制造商更精确地控制打印机腔内的氧气和湿度水平。该公司发布了一份更新的报告薄层粉末柜该设计旨在保持3D打印过程中使用的金属粉末的质量。

林德集团正在与3D Medlab合作,将3D打印网格结构(如图)应用于医疗行业。图片通过林德集团。
林德集团正在与3D Medlab合作,将3D打印网格结构(如图)应用于医疗行业。图片通过林德集团。

测试氩-氦工艺气体

LPBF 3D印刷过程有利于生产复杂的格子结构,例如复杂的医疗植入物,并利用激光来熔化连续的金属粉末层以形成固体部分。该过程受到影响金属粉末熔化行为的许多参数,其可以反过来碰撞部分质量和印刷过程的速度。

孔隙度和表面质量是高度复杂3D印刷部件的力学性能的关键因素。从医疗器械的角度来看,这些元件可以确保成品尽可能接近原始设计,同时还将释放到人体中的金属粉末的量从植入物中减少。

为了改善LPBF印刷过程中的薄医疗装置的LPBF印刷过程中,林德和3D Medlab用其新的氩氦气过程气体进行了几种大气测试。

“孔隙度是我们在定义制造医疗设备的质量方面所关注的第一个标准”,“加油制造负责人Gael Volpi说并线集团,3D Medlab是一部分。“我们与林德联合大气研究的结果表明,氦气在工艺气体混合物中对氩气的右平衡 - 并且易于实施 - 可以对产量和生产力的质量进行所有差异。”

另一个影响整体零件质量和打印速度的关键因素是机器打印室中的惰性气体。合作伙伴的研究主要是寻求评估理想的气体混合物,以优化这两种结果。

首先,它们在Ti64份的印刷期间测试使用氩气在打印室内使用氩气的效果。这导致了由激光引起的大量飞溅熔融金属颗粒 - 溅到印刷的相邻部件。在高度复杂的部件上飞溅可能导致零件螺纹的优质质量较少,从而降低整体零件质量。使用纯氩气也导致印刷部件内的孔隙率水平,其根据工程师可以“显着改善”。

仅使用氩气形成飞溅。图片来自林德集团。
仅使用氩气形成飞溅。图片来自林德集团。

有鉴于此,两家公司随后测试了林德公司独特的氩气-氦气混合物,使用过程监测和断层扫描图像来识别气体对打印部件的影响。工程师们观察到,与单独使用氩气相比,使用氩气-氦气时飞溅排放显著减少。

试验结果表明,氩氦混合物的流量减少了35%,又降低了制造缺陷部件的风险,同时提高了表面质量和部件可重复性。

“牺牲质量的牺牲品没有达到更高的生产力,”Goff说。“相反,由于新的工艺气体混合物如此有效地减少70% - 根据显微造影分析 - 压缩性能与氩气加工的零件相当。”

除了他们当前的合作关注Ti64晶格结构,据报道,公司计划在未来继续合作优化大气印刷条件的材料,如镍、潜力巨大的制造3 d印刷外科下一代支架等产品。

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特色的图像显示飞溅的形成使用林德的新型氩-氦气体混合物在打印室。图片来自林德集团。

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