Metall 3D bosib chiqarishda sirt pürüzlülüğü bakteriya biriktirilishiga qanday ta'sir qiladi

Agar siz ushbu sohada etarlicha uzoq vaqt ishlagan bo‘lsangiz, bilasizki, “qo‘pol” qism shunchaki muammoga taklif qiladi -, ayniqsa, bu qism tibbiy asboblar, oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlash uskunalari yoki bakteriyalarga chidab bo‘lmaydigan har qanday muhitda qolsa.

Ko'pgina mijozlar bizga faqat geometriyani chop etishimiz mumkinmi yoki yo'qmi degan savol bilan kelishadi. Biz sirt pürüzlülüğü (Ra qiymatlari), bakterial yopishqoqlik va keyingi ishlov berish- haqida gapira boshlaganimizda ular hayron qolishadi. SLM Rapid Prototyping vaMetall 3D bosib chiqarish texnologiyalari, sirtdagi ko'rinmas mikro{0}}dunyo ko'pincha sizning qismingiz haqiqiy dunyo-foydalanishda muvaffaqiyatli yoki muvaffaqiyatsizligini aniqlaydi.

SLM Rapid Prototyping-da "zinapoya effekti" ni tushunish

SLM (Selective Laser Melting) qismlarni qatlam-qatlam quradi. Har bir qatlam qalinligi taxminan 20-60 mkm va lazer metall kukunini eritadi. Bu eğimli yoki kavisli sirtlarda mashhur "zinapoya effekti" ni yaratadi.

Materialni silliq kesib tashlaydigan CNC ishlov berishdan farqli o'laroq, SLM tabiiy ravishda qisman eritilgan chang zarralari va ko'rinadigan qatlam chiziqlarini qoldiradi. Chop etilgan SLM qismlari-orientatsiya, kukun hajmi (odatda 15-45 mkm) va jarayon parametrlariga qarab, odatda Ra 8–25 mkm bilan chiqariladi. Bu tibbiy yoki oziq-ovqat toifasidagi koʻpgina ilovalar qabul qilinganidan 10–50 marta qoʻpolroqdir.

Bu mikro{0}}cho'ntaklar va vodiylar kichik g'orlar kabi ishlaydi. Bakteriyalar ularni yaxshi ko'radilar, chunki ular mexanik tozalashdan, suyuqlik oqimidan va hatto ba'zi sterilizatsiya usullaridan himoyalangan. 3D bosilgan metall tibbiy implantlarda bu juda muhim - bitta yomon ishlov berilgan sirt istiqbolli prototipni tartibga soluvchi bosh og'rig'iga aylantirishi mumkin.

Nima uchun qo'pollik muhim

Bakteriyalar tasodifan qo'nmaydi. Ular ikki bosqichli jarayonni-ta'minlaydi:

Qaytariladigan biriktirma (zaif van der Waals kuchlari).

Qaytarib bo'lmaydigan ankrajlar (pili va hujayradan tashqari polimer moddalar).

Qo'pol yuzalar jismoniy himoya qiladi va aloqa maydonini oshiradi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, Ra > 0,8 mkm bo'lgan sirtlarda bakterial yopishish sezilarli darajada yuqori bo'ladi. Tez-tez tilga olinadigan raqamlardan biri: Ra 0,8 mkm dan Ra 10 mkm ga o'tish Staphylococcus aureus va Pseudomonas aeruginosa kabi keng tarqalgan shtammlar uchun bakteriyalarni biriktirish tezligini 300-400% ga oshirishi mumkin.

Hidrofobiklik ham rol o'ynaydi. Qo'pol yuzalar ko'pincha hidrofobik bo'ladi (teskari lotus effekti), bu bakteriyalar turiga qarab ba'zan yordam berishi yoki zarar etkazishi mumkin. Ammo amalda, ko'pgina tibbiy va oziq-ovqat ilovalari uchun topografiya dominant omil sifatida kimyodan ustun turadi.

Ko'rish uchun asosiy parametrlar:

Ra: O'rtacha pürüzlülük (eng ko'p ko'rsatilgan).

Rz: Maksimal choʻqqi{0}}to-vodiy balandligi (xavfli chuqur vodiylarni ushlashda yaxshiroq).

Sa: 3D maydon pürüzlülüğü (ilg'or metall 3D bosib chiqarish ishlab chiqaruvchisi sifat tizimlarida tobora ko'proq foydalanilmoqda).

Materiallar: SLMda titan va zanglamaydigan po'lat

Turli xil qotishmalar boshqacha harakat qiladi:

Titan (Ti-6Al-4V ELI) 3D bosilgan metall tibbiy implantlar uchun qiroldir. Uning tabiiy oksidi qatlami biologik mos keladi, ammo bosilgan yuzalar hali ham ehtiyotkorlik bilan pardozlashni talab qiladi. Qo'pol titan o'ng zonalarda osseointegratsiyani (suyak o'sishi) rag'batlantiradi, ammo nazoratsiz pürüzlülük infektsiyani chaqiradi.

316L zanglamaydigan po'lat oziq-ovqat mahsuloti-va ko'plab qayta ishlatiladigan tibbiy asboblar uchun mo'ljallangan. To'g'ri ishlov berishdan so'ng mukammal korroziyaga chidamliligini ta'minlaydi va oziq-ovqat texnologiyasi ilovalari uchun ulgurji sanoat 3D bosib chiqarish xizmatlarida ko'proq kechirimli.

Mana amaliy taqqoslash:

Qo'poldan silliqgacha

Jiddiy ilovalarda postlarni qayta ishlashni-o‘tkazib yubora olmaysiz.

Mexanik polishing tez va arzon, lekin ichki kanallar bilan kurashadi va ifloslantiruvchi moddalarni yashirishi mumkin bo'lgan ifloslangan qatlam qoldiradi.

Tibbiyot va oziq-ovqat mahsuloti-bo‘laklari uchun elektropolishing oltin standart hisoblanadi. U cho'qqilarni afzal ko'radi, bulg'angan qatlamni olib tashlaydi va passiv oksidli plyonkani kuchaytiradi. 316L uchun u korroziyaga chidamliligini va tozalanishini sezilarli darajada yaxshilaydi.

Kimyoviy ishlov berish (titan uchun kislota bilan ishlov berish) va abraziv oqimni qayta ishlash (AFM) odatiy bo'lgan murakkab ichki geometriyalar uchun zarurdir.SLM tez prototiplashzavod loyihalari.

Integratsiyalashgan pardozlash bilan yaxshi metall 3D bosib chiqarish xizmati provayderi sizga qo'pol qismni chop etish va topshirish bilan cheklanib qolmasdan, butun zanjirni - optimallashtiradi.

Haqiqiy-Dunyo Ssenariylari

1-tadqiqot: Dental implantlar Mijoz bir xil pürüzlülükli titan implantlarini chop etdi. Suyak integratsiyasi yaxshi edi, lekin transmukozal yoqa takroriy peri{2}}implantit bilan bog'liq muammolarni keltirib chiqardi. Zonalangan pardozlash usuliga o'tish (qo'pol tanasi + elektropolislangan yoqalar) muammoni hal qildi va klinik tekshiruvdan o'tdi.

2-tadqiqot: Oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlash issiqlik almashtirgichi SLM{1}}bosma 316L ichki kanalli issiqlik almashtirgich (Ra ~12 mkm-bosilgan) CIP (toza{5}}joy-joyida) tekshiruvidan o‘tmadi. Bakteriyalar qatlam chiziqlarida yashiringan. AFM + elektropolishingdan soʻng tozalash vaqti 60% dan koʻproqqa qisqardi va mikroblar soni oziq-ovqat sifati-standartlariga javob berdi.

Mutaxassis maslahati: Hamma joyda oyna pardasini ta'qib qilmang. Haddan tashqari{1}}suyaklar bilan aloqa qilish-yuzalari osseointegratsiyani kamaytirishi mumkin. San'at qayerda qo'pol va qayerda silliq bo'lishni bilishdir.

Tez-tez so'raladigan savollar

Silliqroq sirt har doim kamroq bakteriyalarni anglatadimi?

Umuman olganda, ha, lekin faqat bir nuqtaga qadar. Ra dan 0,2–0,4 mkm dan past bo'lsa, qaytarilish kamayadi va suyak-aloqa zonalarida o'rtacha pürüzlülük ataylab ishlab chiqilgan.

Chop etilgan SLM qismining -odatiy Ra qiymati qanday?

8-25 mkm, orientatsiya va parametrlarga juda bog'liq.

SLM Rapid Prototyping bilan oziq-ovqat-darajasiga erisha olamanmi?

Ha - toʻgʻri elektropolishing yoki kombinatsiyalangan jarayonlar bilan. Ko'pgina mijozlar buni oziq-ovqat-bilan aloqa qismlari uchun muvaffaqiyatli bajaradilar.

Sirt pürüzlülüğü 3D bosma asboblarni sterilizatsiya qilish jarayoniga qanday ta'sir qiladi?

Qo'polroq yuzalar bakteriyalarni bug ', kimyoviy moddalar va radiatsiyadan himoya qiladi, bu uzoqroq aylanishlarni yoki qattiqroq sharoitlarni talab qiladi.