Estructura i propietats del tàntal porós imprès en 3D

A causa de l'alta densitat de tàntal metàl·lic, quan s'utilitza com a material d'implant mèdic, sol presentar-se en forma d'estructura porosa, que no només dóna joc a l'excel·lent biocompatibilitat del tàntal metàl·lic, sinó que alhora proporciona una canal natural per al creixement dels teixits amb la rica estructura de porus dels materials porosos. Per tant, una altra àrea important d'investigació relacionada amb la impressió 3D de tàntal porós és el tàntal porós. Tanmateix, des del desenvolupament de metalls impresos en 3D fins a la data, s'ha informat relativament poques investigacions sobre materials de tàntal porosos impresos en 3D. La Universitat de Lovaina, Bèlgica, va realitzar la preparació de materials porosos de tàntal amb una estructura de porus uniforme mitjançant l'ús de pols de tàntal metàl·lic esfèric com a matèria primera el 2015 i va avaluar exhaustivament les seves propietats mecàniques.

Els resultats de la prova de tensió-deformació a la compressió mostren que la força elàstica és de 12,7 MPa s 0,6 MPa, la tensió de l'altiplà és de 21,8 MPa s 0,9 MPa, el mòdul elàstic de compressió és de 1,22 GPa s 0.07 GPa, i la regió de l'altiplà de les corbes és llisa i no dentada, la qual cosa indica que el material porós de tàntal preparat per SLM té una plasticitat excel·lent i el mòdul coincideix perfectament amb el de l'os esponjoso humà. A més, el límit de fatiga per compressió del tàntal porós és de 7,35 MPa (10⁶ vegades), cosa que mostra una alta resistència a la càrrega cíclica.
Actualment, el tàntal i el tàntal porós es consideren els millors materials d'implants ortopèdics biocompatibles, i l'aplicació de la Xina del tàntal porós imprès en 3D està a l'avantguarda del món. El 2016, amb el suport del Programa clau de recerca i desenvolupament del Ministeri de Ciència i tecnologia, l'Institut de recerca de metalls no ferrosos del nord-oest (NWNMRI), juntament amb l'hospital del sud-oest, va aconseguir el primer cas del món de preparació del cos d'implants de tàntal porós imprès en 3D de feix electrònic en pols personalitzat i va aconseguir una aplicació clínica. Actualment, l'Institut de recerca de metalls no ferrosos del nord-oest i la seva subordinada Xi'an Sailon Metal Materials Co. han realitzat la cobertura de tota la cadena industrial de matèries primeres en pols, equips de formació de feix d'electrons i procés d'implants mèdics de tàntal porós.