Специалисты НИТУ «МИСиС» разработали способ производства композитных деталей повышенной прочности, сочетающий технологии лазерной порошковой 3D-печати с изостатическим прессованием.
Композиционный титан-кремниевый материал обладает высокой прочностью на растяжение и жесткостью. Детали из таких композитов востребованы аэрокосмической промышленностью. Свойства композита сильно зависят от довольно сложной технологии изготовления с рядом существенных ограничений, к тому же высокая химическая активность титана сводит на нет методы производства в жидком, расплавленном состоянии.
Научный коллектив лаборатории гибридных аддитивных технологий НИТУ «МИСиС» предложил оригинальное решение задачи — гибридный подход, сочетающий лазерные технологии и горячее прессование.
При необходимости пересадки органов пациенты могут столкнуться с той же проблемой, что и при создании протеза: предложение подходящих биоматериалов крайне ограничено, а стоимость трансплантации очень дорога. Помимое этого, организм может не принять новый орган, в этом случае труды по поиску донора и подготовке пациента к операции пойдут насмарку. Теоретическая медицина предлагает создавать необходимые органы по заказу, буквально печатая их на основе биоматериала пациента.
Ученые описывают использование биочернил — особого материала и своеобразного сырья для медицинских 3D-принтеров. Биочернила создаются с помощью методов тканевой инженерии на основе полученных от пациента образцов. Медики берут часть ткани больного и помещают ее в биореактор, где с помощью питательных веществ материал приобретает механические и биологические свойства органической ткани. Биоинженеры могут направлять клеточный рост таким образом, чтобы в итоге получалась необходимая ткань или тип органов. Вероятность того, что получившийся орган приживется в теле пациента, крайне высока. Также ученые из разных стран мира предлагают выращивать органы в теле животных. По словам генерального директора Genotek Валерия Ильинского, подобные технологии станут реальностью через пять-десять лет. Однако изготовление индивидуальных почек, печени или сердца на основе биоматериала пациента все равно кажется более надежным способом заменить поврежденный орган — из-за максимальной совместимости напечатанного органа и организма больного. В этом случае прибегать к экзотическим способам решения проблемы — вроде пересадки сердца свиньи человеку — не потребуется.
Существующие 3D-принтеры печатают заготовки на основе фотополимерной смолы — особого жидкого вещества, которое застывает под воздействием света. В медицинской печати все намного серьезнее, так как считается, что человек будет непосредственно и довольно долго контактировать с созданным с помощью 3D-принтера объектом. Ученые объясняют, что напечатанные протезы должны иметь абсолютную форму — с учетом особенностей строения организма, а также состоять из безопасных материалов, которые не вызовут аллергической реакции или отторжения.
Исследователи Томского политехнического университета (ТПУ) и Научно-исследовательского института онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра РАН ведут совместную разработку имплантатов нового поколения для челюстно-лицевой хирургии. Персонализированные имплантаты из фторсодержащих полимеров изготавливаются методом 3D-печати.
Как сообщаетт пресс-служба ТПУ, технология полностью отечественная — от исходного сырья до производства готового имплантата. Специалисты Инженерной школы химических и биомедицинских технологий ТПУ используют фторполимеры компании «ГалоПолимер» из Кирово-Чепецка.
Новый нейлоновый порошок со стекловолоконными добавками обеспечивает высокую прочность, жесткость и термическую стабильность с расчетом на 3D-печать функциональных прототипов.
Nylon 12 GF предназначен в первую очередь для фирменных 3D-принтеров Fuse, выпускаемых с прошлого года, но совместим с другими аддитивными системами по технологии селективного лазерного спекания полимерных порошков (SLS).
Химический концерн Evonik из Германии предлагает очередной филамент медицинского назначения на основе полиэфирэфиркетона (PEEK, ПЭЭК). Материал под артикулом VESTAKEEP iC4800 3DF предназначен для 3D-печати костных имплантатов с улучшенной остеоинтеграцией.
Это уже как минимум третий медицинский филамент из PEEK в ассортименте Evonik: в 2020 году компания выпустила VESTAKEEP i4 3DF для 3D-печати имплантатов, а в 2021 году последовал филамент VESTAKEEP Care M40 3DF, пригодный для контакта с живыми тканями в течение тридцати дней. Новый филамент под обозначением VESTAKEEP iC4800 3DF обладает улучшенными характеристиками в плане остеоинтеграции, то есть быстрее и прочнее срастается с костями. Секретный или не очень ингредиент — двухфазный фосфат кальция, входящий в состав гидроксиапатита, а это уже основной минерал в натуральных костях.
Возможность печатать строительные материалы из бетона на 3D-принтере может изменить индустрию. Однако производство бетона негативно влияет на окружающую среду. К счастью, ученые придумали, как это исправить: они заменили один из его компонентов на переработанное стекло, а также внесли еще несколько доработок.
Чтобы удовлетворить глобальную потребность в бетоне, в огромных количествах используется природный песок — и это дорого обходится окружающей среде.
Бетон состоит из цемента, воды и минеральных агрегатов, таких как песок. Чтобы ограничить его негативное влияние, исследователи из Лондонского университета Брунеля предложили полностью заменить агрегат на стекло.
На Чепецком механическом заводе (АО «ЧМЗ»), предприятии топливной компании «ТВЭЛ» государственной корпорации «Росатом», введена в эксплуатацию опытная линия по производству титановой проволоки для аддитивных технологий.
Оборудование позволяет путем подбора технологических режимов проводить волочение большинства труднодеформируемых конструкционных титановых сплавов, таких как ВТ6, ПТ-3В и ВТ20. Полученная проволока может применяться в аддитивном производстве крупногабаритных заготовок и конечных изделий для авиационной и атомной промышленности, а также медицинской отрасли. При отработке технологических режимов и проведении приемки линии изготовлено порядка ста килограмм проволоки из разных сплавов, сообщает пресс служба предприятия.
