Alaşım ÖzellikleriMetaller, özellikle korozyon ve aşınma direncinin gerekli olduğu yerlerde, biyouyumlu cihaz imalatında yaygın olarak kullanılmaktadır. Biyomedikal amaçlar için metal/alaşım seçerken, mekanik özellikler ve biyouyumluluk da önemli hususlardır. Bir metalik malzemenin biyouyumluluğu, etrafındaki dokular üzerinde istenmeyen lokal veya sistemik etkilere neden olmadan amaçlanan işlevini yerine getirme kabiliyetini ifade eder.Pek çok farklı türde metalik malzeme olmasına rağmen, yalnızca birkaçı canlı vücut ile biyolojik olarak uyumludur ve uzun süreli uygulamalar için kullanılabilir. Paslanmaz çelik, implant olarak yaygın bir şekilde uygulanmıştır. Mo ve Cr'nin varlığı korozyon direnci sağlar. Ticari saf titanyum ve Ti6Al4V, yaygın olarak kullanılan Ti bazlı tıbbi sınıf alaşımlardır.İşlenmiş CoNiCrMo alaşımı (F562), işlenmiş CoCrWNi alaşımı (F90), Dökme CoCrMo alaşımı (F75) ve işlenmiş CoNiCrMoWFe (F563) alaşımı, biyomedikal uygulamalar için kullanılabilen dört tip CoCr bazlı alaşımdır. Kobalt krom molibden (CoCrMo) alaşımları, üstün korozyon ve aşınma direnci, yüksek çekme ve akma dayanımı ve biyouyumlulukları nedeniyle CoCr alaşımları arasında özellikle ilgi çekicidir.Biyouyumlu seramikler, aşınma direnci, kesme bağ kuvveti gibi mükemmel özelliklere ve metalik muadillerine göre daha iyi estetiğe sahiptir. Alümina ve Zirkonya, implant, abutment, endodontik postlar ve taç yapımı gibi diş hekimliği uygulamalarında yaygın olarak kullanılan seramiklerdir.Osteoblast adezyonunu, farklılaşmasını ve kemik-implant dolgu maddesinin osseointegrasyonunu iyileştirmek için çeşitli yaklaşımlar daha ileri yüzey işlemli seramiklere uygulandı. Yüzey pürüzlendirme, biyo-inert bir yüzeyi biyo-etkileşimli bir yüzeye dönüştürmek için aktif bileşenlerle yüzey kaplama ve yüzey hidrofilikliğini iyileştirmek için yüzey kirleticilerini azaltmak, kullanılan üç ana yüzey işleme stratejisidir.Bu prosedürlerden bazıları asitle dağlama, hidrojen peroksit işlemi, oksijen plazması ve UV ışıması ile yüzey modifikasyonunu içerir. Seramik bazlı biyomalzemelerin, fibroblast adezyonunu ve proliferasyonunu değiştirerek enflamatuar aktiviteyi, plak oluşumunu ve bakteri kolonizasyonunu engellediği gösterilmiştir.3D baskı, özelliklerini veya şeklini kimyasal, elektriksel veya termal uyaranlara yanıt olarak uyarlayan duyarlı malzemelerin kullanımıyla birleştirilir. Akıllı malzemeler iki çeşittir: şekil hafızalı ve şekil değiştiren.Şekil hafızalı malzemeler üretmek için alaşımlar, polimerler ve seramikler kullanılabilir. Her malzemenin, kullanım amacına bağlı olarak avantajları ve dezavantajları vardır. Diş hekimliğinde şekil hafızalı polimerler endodonti, ortodonti, ağız cerrahisi, protez ve implantolojide kullanılmaktadır.Bu sistemler, dış veya iç uyaranlara yanıt veren 3B baskılı bir nesne oluşturmak için hassas malzemeler kullanmalıdır. Fe, Co ve Ni gibi manyetik nano ölçekli bileşenler, az miktarda Cu ve Zn ile birlikte, manyetik olarak hassas malzemeler üretmek için genellikle ham maddelere dahil edilir. Bu nanoparçacıklar yerinde basılabilir (gömülü) veya önceden belirlenmiş bileşenlerle karıştırılabilir.Elektriğe duyarlı malzemeler, poliasetilen, polianilin, polipirol ve politiyofen gibi doğası gereği iletken polimerlerden ve bunların türevlerinden/kopolimerlerinden yapılır. Bu aynı zamanda metal nanopartiküller ve iletken karbon bazlı nanoyapılar ile de yapılabilir.Azobenzen, stilben, Spiro piran, fulgid veya diariletilen içeren ışık ileten malzemeler veya bileşiklerin yanı sıra ışığa duyarlı metal nanoyapılar, ışığa duyarlı malzemeler (altın, platin ve TiO2 gibi) yapmak için kullanılır.Alaşım örnekleri
Metaller ve alaşımlar
Kalay alaşım mı
Ametaller alaşım oluşturur mu
Bronz alaşım mıdır
Alaşım çeşitleri
Alaşım Nedir
Tunç alaşımıUltrasonik duyarlı malzemeler, yüksek ultrason yoğunluğuna maruz kaldığında bağları ayrılan polimerlerden yapılmıştır. Biyobozunur (örneğin, poliglikolit ve polilaktidler) ve biyolojik olarak parçalanamayan polimerler (kollajen, jelatin, soya fasulyesi yağı epoksitlenmiş akrilat, pluronik ve polieter üretan), 4D baskıda kullanılan yaygın ısıya duyarlı malzemelerdir.Polimer zincirinde hidroksil (OH), karboksilik (COOH), sülfonik asit (SO3H) ve amin (NH2) grupları gibi fonksiyonel grupların varlığı nedeniyle, pH'a duyarlı malzemeler ortam pH'ına bağlı olarak şişer veya çöker. Neme duyarlı malzemeler (örn. hidrojeller), hidrofilik fonksiyonel bir grup içerdikleri için pH'a duyarlı sistemlere benzer. Hidrofilik olmaları nedeniyle, sistemler öncekinden daha büyük bir hacme şişer.Başka bir malzeme türü, glikoz ve enzimler gibi biyolojik uyaranlara tepki veren bir malzemedir. Örneğin, kan şekeri seviyelerine tepki olarak insülin salgılayan yenilikçi malzemeler, kan şekeri seviyelerini kontrol etmek için kullanılabilir.Kendi kendine uyum sağlama, şekil hafızası, kendini algılama, kendi kendini onarma, kendi kendine yanıt verme ve çoklu işlevsellik, akıllı malzemelerin tüm özellikleridir. Bir uyarıcıdan sonra orijinal şeklini geri kazanan şekil hafızalı malzemeler ve orijinal şeklini koruyan ancak bir uyarana tepki olarak morfolojik bir değişikliğe uğrayan şekil değiştiren malzemeler akıllı malzemelerin iki temel türüdür.2012 yılında araştırmacılar, diş hekimliği alanında 4D baskı ile deneyler yapmaya başladı. Teknik şu anda ticari olarak erişilebilir olmasa da, AM kapasitesinde önemli bir ilerlemeyi temsil ediyor. Örneğin, 4D baskılı diş implantları, diyabetik durumların yanı sıra oral sıcaklık ve nemdeki değişikliklere yanıt olarak şekil değiştirebilir. Bu implantlar doğal dişlerde görülenlere benzer özelliklere sahiptir.Farklı materyallerin biyomekanik nitelikleri, restoratif diş hekimliği renk stabilitesi, mukavemeti, uzun ömürlülüğü, adezyonu ve başarısızlığı ile ilişkilidir. Eksik diş yapısının yeniden inşası söz konusu olduğunda, dinamik doğası ve fonksiyonel ve dengeleyici baskıları nedeniyle ağız ortamı zorluklarla karşılaşır.Kenarlardaki boyutsal değişiklikler önemli ölçüde restoratif materyalin başarısız olmasına neden olarak dolgu instabilitesine veya total kayba neden olur. Sürekli kendi kendine katlanan değişiklikler gerçekleştiren 4D basılı malzemeler, kenarlarda mikro sızıntı ve çıkıntıları önleyerek kenarlara doğru hareket edebilir. 4D baskı malzemeleri, üretimden önce programlanmış belirli yönlerde hareket edebilir.Restoratif diş hekimliğindeki bu malzemeler, hareket yolunu ayarlayarak, kimyasal tutma yerine mekanik dayanıma dayanarak diş adezivlerine (etching ve bonding sistemi) olan ihtiyacı azaltabilir. Ayrıca, optimal adaptasyonu sağlamak için, bu restoratif materyaller dişin oturma yüzeyine doğru aşağı doğru hareket edecek şekilde kontrol edilebilir.Ayrıca, 4D baskılı dolgular, mevcut restoratif materyallerin manipüle edilmesinin ve bakımının zor olduğu, ağız boşluğunun erişilemeyen kısımlarında kullanılabilir. Hareketli ve sabit protez uygulamaları da 4D baskıdan faydalanabilir. Yöntem, gerçek sert ve yumuşak dokulara benzer niteliklere sahip malzemeler oluşturabilir.Protez tabanı, periodontal bağlar veya üzerini örten mukoza ile aynı esneklik ve sıcaklık özelliklerine sahip yapılardan yapılabilir. Ek olarak, özel ihtiyaçları olan hastalar için bir dizi tasarım seçeneği mevcuttur. Örneğin rezidüel rezorpsiyon alanları olan hastalar, kemik kaybını telafi eden materyallerin dahil edilmesinden fayda görebilir.
Katman Yüksekliği – Basım Teknolojileri – Basım Teknolojileri Ödevleri – Basım Teknolojileri Ödev Ücretleri – Basım Teknolojileri Bölümü
Her 3B baskı teknolojisi, her seferinde bir katman olarak üretilen parçalara dayanır. Bir parçanın kalitesine ve yüzey kalitesine katkıda bulunan bir dizi faktör olsa da, her bir katmanın yüksekliği (bazen z ekseni çözünürlüğü olarak da adlandırılır) genellikle etkilenecek en basit parametredir.
En temel düzeyde, bir parça daha küçük bir katman yüksekliğiyle yazdırıldığında, daha pürüzsüz bir yüzeye sahip olacak ve daha yüksek doğrulukta daha ince ayrıntılar üretebilecek, ancak yazdırma süresi artacaktır.
Daha kalın katman yükseklikleri, parçaların daha hızlı yazdırılacağı anlamına gelir, ancak katmanlar yüzeyde görünür görünebilir ve doğruluk o kadar yüksek olmayabilir. İnşa süresi ile katman yüksekliği arasındaki bu ilişki doğrusaldır. Örneğin, 50 mikron katman yüksekliğine sahip bir parça üreten bir baskının, 100 mikron katmana sahip bir parçanın yazdırılması iki kat daha uzun sürecektir.
Çoğu 3B yazıcının varsayılan bir katman yüksekliği vardır ve yalnızca bu varsayılanların dışında parametreler gerektiren özel durumlar vardır (örneğin, çok yüksek ayrıntılı modeller veya çok hızlı oluşturma süreleri). Ortak katman yükseklikleri sunulmuştur.
Bunlar, her bir teknoloji için “yüzey düzgünlüğü” ölçüsü için yararlı bir referans görevi görür; Malzeme Püskürtme en pürüzsüz ve FFF genellikle en pürüzlü finisaja sahiptir.
Çoğu uygulama için, sunulan ortak katman yükseklikleri her teknoloji için yeterli olmalıdır. Bir parçanın tasarımında estetik veya uyum (ör. geçmeli geçmeler veya birbirine kenetlenen parçalar) önemli bir faktörse, yapım süresi ve maliyeti artmasına rağmen daha pürüzsüz bir yüzey elde etmek için katman yüksekliği azaltılabilir.
Görünüşün kritik olmadığı hızlı prototipler için, daha kalın katman yükseklikleri, parçaların daha hızlı (veya daha düşük maliyetle) üretilmesine izin verir, ancak katman çizgileri, sonradan işlenmedikçe görünür olacaktır.
Büzülme ve Eğilme
3D baskı ile ilgili yaygın bir sorun, baskıların bükülmesi ve büzülmesidir. Çekme ve yamulmanın nedeni tipik olarak 2 mekanizma ile ilişkilendirilebilir: sıcaklık ve sertleşme.
Sıcaklık
Kalıntı gerilmeler, parça çekmesi ve bükülmesinin ana nedenidir. Diferansiyel soğuma nedeniyle basılı bir parça içinde artık gerilimler oluşur. Malzeme Ekstrüzyonu (FFF) ve Toz Yatak Füzyonu (SLS ve DMLS/SLM) teknolojileri, parçaları üretmek için yüksek sıcaklıklar kullanır ve ısı kaynaklı bükülmeye veya büzülmeye karşı hassastır.
Baskının bir alanı soğudukça büzülür. Bu büzülme yapı malzemesinin büzülmesine yol açar. Büzülme aynı zamanda çevredeki alanları da çekerek iç gerilimler yaratır. Bu gerilimler yüksekse, parça eğilir veya aşırı durumlarda çatlar.
Kürleme
Fotopolimerler (SLA/DLP ve Malzeme Püskürtme) işlemleri, baskı sırasında yüksek sıcaklıklar gerektirmez (reçinenin ideal bir çalışma sıcaklığına kadar ilk ısıtılması dışında). Bunun yerine, katmanlar sertleşirken parçalarda eğilme ve büzülme meydana gelir.
Kürleme ışık kaynağına maruz kalındığında, her katman katılaşma sırasında büzülür. Bir katman önceden katılaşmış (ön-büzülmüş) bir katmanın üzerine çekildiğinde, iki katman arasında gerilim oluşur. Sonuç, kıvrılmayı başlatan çevredeki katı tabakayı çeken gerilimlerdir.
3D Yazıcı katman yüksekliği 3D Yazıcı ilk katman kalınlığı 3D Yazıcı katmanlar arası boşluk Bayat filament nasıl anlaşılır
Büzülme ve Eğilmeyi Azaltma
Bir parçayı zararlı bir şekilde etkileyen eğilme veya çekme olasılığını azaltmanın birkaç yolu vardır. Diferansiyel soğutma sorunlarının çoğu, bir parçanın geniş, kalın alanlarının ince unsurlara bağlanmasıyla ilişkilidir. İnce özellikler çok daha hızlı soğuyarak eğrilmelerine neden olur. Bir tasarımcı olarak, bir tasarım üzerinde duvar kalınlıklarının sabit olmasını sağlamak, eğilme olasılığını azaltmaya yardımcı olacaktır.
Çoğu endüstriyel yazıcı tarafından sunulanlar gibi sıcaklık kontrollü bir yapı ortamında parçaların yazdırılması da eğilme veya çekme olasılığını azaltmaya yardımcı olur.
Büyük, düz yüzeyler eğilmeye özellikle yatkındır ve mümkünse tüm 3B baskı teknolojilerinde bunlardan kaçınılmalıdır. Bir tasarım için büyük, düz yüzeyler gerekliyse, birden çok bileşenin montajı düşünülmelidir.
Son olarak, baskının yapı plakasına eğilme riski taşıyan parçalarını sabitlemeye yardımcı olmak için destek önemlidir. Destek malzemesinin nereye yerleştirildiğini ve ne kadar kullanıldığını anlamak, bir baskının sonucunu iyileştirmeye yardımcı olacaktır. Bu özellikle SLA/DLP ve DMLS/SLM için önemlidir.
3D baskılı parçalar, katman katman eklenerek oluşturulur. Spesifik 3B baskı teknolojisine ve 3B modelin karmaşıklığına bağlı olarak bu, her katman üzerine inşa edilecek bir platform gerektirdiğinden, 3B baskının destek yapıları gerektirdiği anlamına gelebilir. Çoğu teknoloji için, bir modelin başarılı ve doğru bir şekilde basılabilmesini sağlamak için destek gereklidir.
Hangi teknolojinin kullanılacağına karar verirken, destek yapılarını ve bunların nihai sonucu nasıl etkileyebileceğini dikkate almak önemlidir. Çoğu destek yapısı, çıkarılmaları için son işlem gerektirdiklerinden, yüzey kalitesi üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olacaktır.
Bu, lekelere veya yüzey pürüzlülüğüne neden olur. Bölüm 1’de tartışıldığı gibi, FFF ve Material Jetting gibi bazı teknolojiler çözülebilir destek sunarak sökmeyi çok daha kolaylaştırır. Toz veya kum bazlı teknolojiler, metale baskı yapmadıkça destek malzemesi gerektirmez.
Destek genellikle bir modelin altına yerleştirilir ve bu da üstün bir yüzey kaplamasına sahip yukarı bakan yüzeylerle sonuçlanır. Bir modelin estetiği veya uyumu önemliyse, modeli en kritik yüzeyleri yukarı bakacak şekilde yönlendirmek en iyisidir (SLS baskı hariç).
Dolgular
Dolgular (bazen yarıçap olarak adlandırılır), parça tasarımında yer alan yaygın bir özelliktir. Filetolar, köşelerde ve kenarlarda stres konsantrasyonlarını azaltmaya yardımcı olur ve parçaların 3D baskısını kolaylaştırır. Filetolar, yapı plakasından parçaların çıkarılmasına da yardımcı olabilir (özellikle FFF aracılığıyla üretilen parçalar).
Çoğu teknoloji, tüm kenarlarda ve köşelerde “doğal bir fileto” üretir. Örneğin, FFF meme yarıçapına eşit bir dış yarıçap üretirken, SLS parçaları tipik olarak tüm keskin kenarlarda yaklaşık 0,4 mm’lik bir yarıçapa (lazer nokta boyutu) sahip olacaktır.
Filetolar, mümkün olan her yerde 3D baskılı parçaların tasarımına dahil edilmelidir. Minimum 2 mm yarıçap iyi bir başlangıç noktasıdır. Yapı plakasına eklenmiş dış kenarlar için, şekilde gösterildiği gibi herhangi bir destek malzemesi gerektirmediğinden, dolgu yerine 45°’lik bir pah genellikle daha iyi bir çözümdür.