3D drukātā porainā tantala struktūra un īpašības

Metāliskā tantala augstā blīvuma dēļ, ja to izmanto kā medicīnisko implantu materiālu, tas parasti ir porainas struktūras veidā, kas ne tikai pilnībā nodrošina izcilu metāliskā tantala bioloģisko saderību, bet tajā pašā laikā nodrošina dabisks audu augšanas kanāls ar porainu materiālu bagātīgo poru struktūru. Tāpēc vēl viena svarīga pētniecības joma, kas saistīta ar porainā tantala 3D drukāšanu, ir porains tantals. Tomēr kopš 3D drukāto metālu izstrādes līdz šim ir ziņots par salīdzinoši maz pētījumu par 3D drukātiem porainiem tantala materiāliem. Lēvenas Universitāte, Beļģija, 2015. gadā realizēja porainu tantala materiālu ar vienmērīgu poru struktūru sagatavošanu, kā izejvielu izmantojot sfērisku metālisku tantala pulveri, un vispusīgi izvērtēja to mehāniskās īpašības.

Spiedes sprieguma-deformācijas testa rezultāti liecina, ka tecēšanas robeža ir 12,7 MPa s 0,6 MPa, plato spriegums ir 21,8 MPa s 0,9 MPa, spiedes elastības modulis ir 1,22 GPa s. 0.07 GPa, un līkņu plato apgabals ir gluds un nerobots, kas norāda, ka SLM sagatavotajam porainajam tantala materiālam ir lieliska plastiskums un modulis ir lieliski saskaņots ar cilvēka spožkaula moduli. Turklāt porainā tantala spiedes noguruma robeža ir 7,35 MPa (10⁶ reizes), kas parāda augstu izturību pret ciklisku slodzi.
Pašlaik tantals un porains tantals tiek uzskatīti par labākajiem bioloģiski saderīgajiem ortopēdiskajiem implantu materiāliem, un Ķīnas 3D drukātā porainā tantala pielietojums ir pasaules priekšgalā. 2016. gadā ar Ķīnas ministrijas Galvenās pētniecības un attīstības programmas atbalstu Zinātne un tehnoloģija Ziemeļrietumu krāsaino metālu pētniecības institūts (NWNMRI) kopā ar Dienvidrietumu slimnīcu pabeidza pasaulē pirmo personalizēto pulverveida e-staru 3D drukāto porainā tantala implanta korpusa sagatavošanu un panāca klīnisku pielietojumu. Pašlaik Ziemeļrietumu krāsaino metālu pētniecības institūts un tā pakļautībā esošais Xi'an Sailon Metal Materials Co. ir aptvēris visu pulvera izejvielu rūpniecisko ķēdi, elektronu staru veidošanas iekārtas un medicīnisko porainu tantala implantu procesu.