Американские инженеры разработали новую технологию трехмерной печати металлических объектов, разогнав частицы титана до сверхзвуковых скоростей. В итоге получается прочный пористый материал, идеально подходящий для изготовления имплантов и искусственных суставов для биомедицинской промышленности.

Обычные 3D-принтеры при формировании изделия наносят слой за слоем пластик, гидрогель, бетонную смесь или другой материал. Металлические изделия печатают другим способом, например, плавят лазером металлический порошок, нанесенный по заданной форме, или направляют струю порошка на субстрат, чтобы частицы сплавились.

Последний метод называют холодным газодинамическим напылением, и на его основе специалисты из Корнелльского университета разработали новую технологию, пишет New Atlas. Они разогнали частицы титанового сплава размером от 45 до 106 микрон до идеальных 600 м/с, то есть почти вдвое больше скорости звука в воздухе. Чуть быстрее — и частицы будут слишком быстро дезинтегрироваться при соударении с друг с другом.

Затем материал нагревается, чтобы частицам было проще образовать связи, но не слишком сильно: температуру надо довести до 900 °C, но не превысить точку плавления титана. В противном случае пострадает прочность материала. В результате получается металлический объект с пористой структурой, на 42% прочнее аналогичного, созданного традиционным способом.

Разработчики утверждают, что их технология особенно хорошо подходит для создания биомедицинских имплантов, поскольку пористая структура обеспечивает клеткам организма возможность закрепиться и восстановить природные ткани. Это помогает избежать последующих проблем с разболтавшимся имплантом, который причиняет боль пациенту. Также метод можно использовать и в других сферах — строительстве, транспорте или энергетике.