Di antara material yang paling sering digunakan dalam pencetakan 3D logam adalah paduan titanium-khususnya Ti6Al4V. Biokompatibilitas yang sangat baik, kekuatan spesifik yang luar biasa, ketahanan terhadap korosi yang kuat, dan kualitas ringan berlimpah di sini. Selama proses pencetakan 3D, paduan titanium menunjukkan lebih sedikit cacat fusi, sehingga dapat menghasilkan butiran halus dengan kualitas mekanik yang sangat baik. Namun, paduan titanium juga memiliki masalah pelindung tegangan; modulus elastisitasnya jauh lebih tinggi dibandingkan tulang manusia, sehingga dapat menyebabkan tekanan yang tidak memadai pada tulang dan membahayakan kondisinya. Para peneliti sedang mencari material paduan baru dan ide desain kreatif, seperti paduan Ti-Ta dan Ti-Nb, yang modulus elastisitasnya lebih rendah dapat lebih menyesuaikan dengan kekakuan tulang, sehingga menurunkan dampak pelindung stres. Selain itu, kekakuan implan dapat diubah lebih lanjut dengan menerapkan struktur titanium berpori dan metode manufaktur seperti peleburan lapisan bubuk laser (PBF-LB), sehingga mendorong perkembangan jaringan tulang dan memperkuat ikatan tulang.
Karena ketahanan aus dan kekerasannya yang tinggi, khususnya dalam situasi-gesekan dan-tekanan tinggi, paduan kobalt-paduan kromium-khususnya paduan kobalt-kromium-molibdenum-banyak digunakan dalam implan gigi, sambungan buatan, dan sektor lainnya. Keberhasilan paduan kromium kobalt-terlihat pada campuran komponen khususnya, dimana kromium menciptakan lapisan oksida pada permukaan paduan, sehingga mencegah korosi cairan internal pada implan. Meskipun sebagian besar paduan CoCr mengandung Ni yang dapat menyebabkan reaksi alergi, modulus elastis yang besar dari paduan kromium kobalt juga dapat menghasilkan pelindung stres. Para insinyur mengatasi masalah ini dengan desain yang kreatif, termasuk struktur berpori yang bertingkat secara fungsional dengan berbagai ukuran dan kepadatan pori untuk membantu mentransmisikan tekanan secara merata, menurunkan beban tulang, dan meminimalkan efek pelindung stres. Pada saat yang sama, pelapisan permukaan dan metode perawatan meningkatkan biokompatibilitas permukaan logam, sehingga mendorong integrasi tulang dan meningkatkan kinerja serta efektivitas implan dalam jangka panjang.
Banyak digunakan dalam teknologi pencetakan 3D untuk pembuatan pelat tulang dan peralatan bedah, baja tahan karat memiliki kekuatan mekanik yang luar biasa dan ketahanan terhadap korosi yang kuat. Dibandingkan dengan paduan titanium, bahan baja tahan karat menawarkan kehalusan permukaan yang lebih baik karena memiliki biokompatibilitas yang wajar, kekuatan tarik dan modulus elastisitas yang tinggi, biaya produksi yang murah, kegunaan, ketangguhan, dan peningkatan konduktivitas termal. Namun-degradasi jangka panjang dan pelepasan elemen paduan dapat menyebabkan baja tahan karat menimbulkan kemungkinan reaksi peradangan; Pelepasan Fe dapat menimbulkan efek negatif pada sel. Untuk implan-jangka pendek, sekrup, dan peralatan bedah, biasanya digunakan baja tahan karat.
Biokompatibilitas yang sangat baik, ketahanan terhadap korosi yang kuat, kekuatan yang besar, dan modulus elastis menentukan paduan tantalum. Namun, paduan Tantalum memberikan kesulitan tertentu dalam pembuatan aditif, termasuk biaya dan kepadatan yang tinggi serta masalah pelindung tegangan-yaitu, modulus elastisitas yang lebih tinggi dibandingkan Ti. Paduan Tantalum umumnya cocok untuk digunakan sebagai komponen implan kecil, implan berpori, dan pelapis implan yang meningkatkan karakteristik integrasi tulang. Secara klinis, prosedur untuk varises ekstremitas, serta varises pinggul dan tulang belakang, telah menggunakan logam tantalum berpori yang dicetak 3D-dan menunjukkan efektivitas yang baik. Pencetakan 3D logam tantalum berpori tidak hanya membantu merancang dan memproduksi struktur trabekuler tulang biomimetik, tetapi juga memiliki daya rekat sel dan biokompatibilitas yang baik. Modulus elastisitas dan kekuatan bahan ini sesuai untuk lingkungan sekitar. Dampak pemulihan fungsional pasca operasi cukup baik, dan logam tantalum berpori yang dicetak 3D-dapat berikatan kuat dengan tulang, menurut data studi klinis.
Karena kepadatannya yang rendah, rasio kekuatan-terhadap-beratnya yang besar, dan modulus Young yang mirip dengan tulang, paduan magnesium telah menarik perhatian besar dalam bidang biologis. Sifat degradasi in vivo dari paduan magnesium membuatnya sangat cocok untuk logam yang dapat terbiodegradasi, sehingga membuka dunia baru untuk penggunaan implan ortopedi. Namun demikian, sifat degradasi yang cepat dari paduan magnesium secara in vivo juga menimbulkan kesulitan, sehingga para peneliti mencari cara untuk memperlambat laju disintegrasinya untuk menjamin penyerapan total dan memberikan dukungan yang diperlukan.
Dalam bidang ortopedi, ketahanan-implan jangka panjang dan hasil rehabilitasi pasien bergantung langsung pada biokompatibilitas bahan pencetakan 3D logam. Misalnya, karena kualitas mekanik dan biokompatibilitasnya yang sangat baik, paduan titanium dan paduan kromium kobalt-banyak digunakan dalam produksi implan ortopedi, termasuk sambungan buatan dan pelat tulang. Namun, masalah pelindung stres dapat mengganggu kualitas tulang, yang dapat menyebabkan kegagalan dan kelonggaran implan. Perlindungan stres dapat diturunkan, integrasi tulang didorong, dan stabilitas jangka panjang implan ditingkatkan dengan menggunakan arsitektur berpori dan material paduan baru. Selain mempersingkat waktu pemulihan pasien, bahan yang sangat biokompatibel juga dapat membantu meminimalkan respons inflamasi di sekitar implan, mendorong penyembuhan dan regenerasi jaringan, serta memudahkan penggunaannya.
Biokompatibilitas dan karakteristik mekanis yang baik merupakan prasyarat bagi implan gigi untuk menjamin stabilitas-jangka panjangnya di lingkungan mulut. Bahan umum yang digunakan dalam implan gigi meliputi paduan titanium dan paduan kromium kobalt, keduanya dapat membentuk ikatan yang kuat dengan jaringan di sekitarnya, sehingga mengurangi risiko kelonggaran dan pelepasan implan. Pada saat yang sama, teknologi pencetakan 3D dapat menyesuaikan implan gigi individual berdasarkan kondisi mulut pasien, sehingga meningkatkan kenyamanan pasien dan meningkatkan tingkat keberhasilan implantasi. Selain itu, penggunaan bahan biokompatibilitas yang baik dapat menjaga kesehatan mulut pasien dan mengurangi kejadian peradangan mulut.
Biokompatibilitas yang baik dan ketahanan terhadap korosi merupakan prasyarat bagi implan kardiovaskular, termasuk stent jantung dan stent vaskular, untuk menjamin kemanjuran jangka panjangnya-secara in vivo. Efek memori bentuk yang luar biasa dan biokompatibilitas paduan memori bentuk nikel-titanium menjadikannya sangat dicari dalam produksi implan kardiovaskular. Namun, masuknya ion nikel ke dalam lingkungan manusia dapat menimbulkan beberapa pertanyaan. Melalui pencetakan 3D dan perlakuan permukaan komposit, pembuatan paduan titanium nikel berpori dapat membantu menurunkan pelepasan ion nikel dan meningkatkan biokompatibilitas material. Selain itu, peningkatan kualitas hidup pasien adalah pengurangan pembentukan bekuan darah dan restenosis pembuluh darah yang dimungkinkan oleh-implan kardiovaskular yang biokompatibel dengan baik.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-3d-printing-compact-heat-exchanger.html