洞悉3D打印隙镂空结构植入物的现状、趋势与机遇

p>图：增材所制造铍位错结构上的示例和机器效率。(A) 著名的格网络映射示意图。(B) 参计算用黄色圆形标记，小镜片在每个位错设计者之前用蓝色圆圈表示。(C) (i) 边形和 (ii) 硅位错的熔体-内政部警政署曲面上。(iii) 各种常规位错结构上的屈服较低压和剪熔体随比起反射率的转变而转变。经参看准许转载。 (D) (i) 拉胀和 (ii) 常规位错的熔体-内政部警政署曲面上。

© Elsevier，新泽西州药理学该学会

基于位错的结构上的物理功能性很大程度上取决于小孔功能性的设计者（即小镜片、小孔圆形和比起反射率）。已经完成了几项科学研究来说明球门面上参数对位错结构上的机器效率和渗透性的影响。就管壁率而言，很相比，渗透率随着管壁率的减低而增强，而抗压较低压和剪熔体与管壁率成反比。须要优化研究方法和设计者图来解决这种都与互争端的设计者要求。窗格合为一体的机器效率与其受控前提都与关。例如，边形和截断边形立方体类型被归类为以膨胀有别于的结构上，其之前存储受到破坏以三段式坍塌前提有别于。在这些结构上之前，内部齿轮的朝向与加载朝向保持一致。都与反，像硅这样的立方体类型由比起于加载朝向抬升的对角合为一体分成。这些结构上被称为以伸宽有别于的结构上，其之前存储受到破坏一般而言来源于通向多小孔结构上的趋向于切割放。

一般来说，与以膨胀有别于的结构上都与比之下，以伸宽有别于的管壁圆形较强能够的剪熔体和抗压较低压，这种使用暴力归结铍在侧向弯曲与切割弯曲下的较低压一般而言不大。用作锂基螺栓的有限元各种类型，还通过检验和计算属实了比起于硅更大的立方小孔份额较低压。一般来说，比起反射率能够的多小孔结构上的渗透率对管壁圆形更敏感。

一般来说，基本上的外皮材料以及大多数位错结构上一般而言以正泊松比为特点。最近的趋势特别强调拉胀超材料（负泊松比），其之前结构上在受到存储载荷时横向膨胀。拉胀多小孔结构上为多小孔眼皮结构上的设计者提供了许多期望。在一项科学研究之前证明了在都与同的比起反射率下，与基本上结构上都与比之下，用作 LPBF 基于粉末吊的激光选区液态铍3D读取技术所制造的拉胀结构上推断出有能够的断裂前熔体和能够的极限抗压较低压。

/ 三重时间尺度最少曲面上

三重时间尺度最少曲面上 (TPMS) 是卷曲的无限曲率半径曲面上，千分之曲率半径为零，将 3D 密闭划划分两个共计连续都与。与位错结构上都与同，基于 TPMS 的设计者而无须微调机器效率以使眼皮与寄生物秘密组织都与匹配，并且还而无须秘密组织向内湿润以获能够的完整性和耐用性。可以在数学上并不一定各种管壁圆形、管壁率和立方体尺码并将其应用以每个立方体，这些立方体可以沿1]轴完成图案化。

图 . 通过铍增材所制造 (AM) 技术所制造的基于三时间尺度最少凹凸不平上 (TPMS) 的螺栓的机器功能性。(A) 较强各种比起反射率的结晶和基于小块的陀螺映射。(B) (i) Schwarz P (P)、陀螺仪 (G) 和硅 (D) 立方体球门面上圆形。小镜片以黄色推断。(ii) 比起存储模量随管壁率转变和 (iii) 凹凸不平上积随立方体尺码转变。(C) (i) P、G 和 D 螺栓的受控前提。(ii) 剪熔体和抗压较低压随比起反射率而转变。(iii) 较强并不都与同立方体尺码的 D 面上螺栓的熔体-内政部警政署曲面上。

© Elsevier，新泽西州药理学该学会

与位错网络都与同，不仅可以设计者管壁圆形，还可以设计者比起反射率和比凹凸不平上积来微调 TPMS 设计者之前的机器效率，TPMS 实体网络也可以划分以膨胀有别于的（例如 P 面上）和以伸宽有别于的（例如 G 面上和 D 面上）。因此，TPMS 结构上的受控前提可以通过 45° 切割放形成（主要在伸宽主导者结构上之前）或三段式塌陷（主要在膨胀主导者结构上之前）来也就是说，这些结构上的的现代存储熔体-内政部警政署曲面上遵循的现代多小孔材料的曲面上，其之前它以弹性线性区域开始，随后是互换于内层逐渐受控的波动。

较强直合为一体和急转弯和拐角（没有统一的并存凹凸不平上）的立方合为一体窗格在增材所制造工艺之前表现出有较差的可所制造性（特别是对于大立方体尺码和较低半径得分的水平合为一体）。这些特点还可能导致宽悬垂特点的热弯曲。3D医学深达谷意识到TPMS 结构上由于其光滑的凹凸不平上和均匀的曲率半径而增强了增材所制造潜能，可以发挥发挥作用自支撑所制造。此外，与较强光滑伸宽凹凸不平上的 TPMS 螺栓都与比之下，较强鼻端的立方形合为一错推断出有能够的熔体集之前，有科学研究注意到TPMS 结构上与位错结构上都与比之下较强优越的机器和生物学功能性。

另一项科学研究推断，与位错结构上都与比之下，基于 TPMS 的螺栓推断出有能够的渗透性，此外，体外科学研究属实，与基本上盐浸（随机设计者）所制造的螺栓都与比之下，开放日的、都与互联接的 TPMS 结构上推断出有改善的线粒体向内湿润。

l 参看资料：“Additively manufactured metallic biomaterials”

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