[논문]3D프린팅 제조기반 골절합용 금속판의 열처리 조건에 따른 기계적 성능 특성

정현우; 박성준; 우수헌

doi:10.9718/jber.2022.43.2.116

3D프린팅 제조기반 골절합용 금속판의 열처리 조건에 따른 기계적 성능 특성
Mechanical Properties Characteristics according to Heat Treatment Conditions of Medical Bone Plates by 3D Printing 원문보기

Journal of biomedical engineering research : the official journal of the Korean Society of Medical & Biological Engineering, v.43 no.2, 2022년, pp.116 - 123

정현우 ((주)메디쎄이) , 박성준 (한국교통대학교) , 우수헌 ((주)메디쎄이)

Abstract ▼ AI-Helper

This study analyzes the Mechanical properties of a medical bone plate by 3D printing. With the recent development of 3D printing technology, it is being applied in various fields. In particular, in the medical field, the use of 3D printing technology, which was limited to the existing orthosis and surgical simulation, has recently been used to replacement bones lost due to orthopedic implants using metal 3D printing. The field of application is increasing, such as replacement. However, due to the manufacturing characteristics of 3D printing, micro pores are generated inside the metal printing output, and it is necessary to reduce the pores and the loss of mechanical properties through post-processing such as heat treatment. Accordingly, the purpose of this study is to analyze the change in mechanical performance characteristics of medical metal plates manufactured by metal 3D printing under various conditions and to find efficient metal printing results. The specimen to be used in the experiment is a metal plate for trauma fixation applied to the human phalanx, and it was manufactured using the 'DMP Flex 100(3D Systems, USA), a metal 3D printer of DMLS (Direct Metal Laser Sintering) method. It was manufactured using the PBF(Powder Bed Fusion) method using Ti6Al4V ELI powder material.

주제어

표/그림 (12)

그림 그림 2. 열처리 조건 Fig. 2. Heat treatment conditions
그림 그림 1. (a) 빌드 파일, (b) 실제 출력결과, (c) 최종 시편 Fig. 1. (a) Build file, (b) Actual printing result, (c) Final specimen
그림 그림 3. 실험 시편 및 장비 설치 사진 Fig. 3. Test specimen & Specimen set-up
그림 그림 4. 외관 관찰 결과 및 현미경 관찰 결과(200 배율) Fig. 4. Visual & Microscope observation result(200 magnification)
그림 그림 5. 4점 굽힘 시험 결과 사진 Fig. 5. 4-Point bending test result
표 표 1. 4점 굽힘 시험 결과(열처리 미진행) Table 1. 4-Point bending test results(Non-treatment)
그림 그림 6. 맨-휘트니 U검정 결과 Fig. 6. Mann-Whitney U test result
표 표 2. 4점 굽힘 시험 결과(진공 열처리) Table 2. 4-Point bending test results(Vacuumed)
그림 그림 7. 4 점 굽힙 피로 시험 결과 그래프 Fig. 7. 4-Point dynamic bending fatigue test result graph
표 표 3. 4점 굽힘 시험 결과(알곤 가스 처리) Table 3. 4-Point bending test results(Ar-gas)
표 표 4. 동적 4점 피로 굽힘 시험 결과 Table 4. 4-Point dynamic bending fatigue test results
그림 그림 8. 4 점 굽힘 시험 결과 그래프 (왼) 진공 조건, (오) 불활성기체 조건 Fig. 8. 4-Point bending test results (left) vacuum conditions, (right) Ar gas conditions

참고문헌 (9)

Elias CN, et al. Biomedical applications of titanium and its alloys. Jom, 2008;60.3:46-49.

상세보기
Cho HR, et al. Skull reconstruction with custom made three-dimensional titanium implant. A rchives of Craniofacial surgery, 2015;16.1:11.
Wysocki B, et al. Laser and electron beam additive manufacturing methods of fabricating titanium bone implants. Applied Sciences, 2017;7.7:657.
Saboori A, et al. An overview of additive manufacturing of titanium components by directed energy deposition: microstructure and mechanical properties. Applied Sciences, 2017;7.9:883.
Kahlin M. Fatigue Performance of Additive Manufactured Ti6Al4V in Aerospace Applications. 2017. PhD Thesis. Linkoping University Electronic Press.
Cardon A, et al. Heat treatment simulation of Ti-6Al-4V parts produced by selective laser melting. Additive Manufacturing, 2021;39:101766.

상세보기
Specification S. Test Method for Metallic Bone Plates. ASTM F, 1999;382-14.
Lim K-M, Park S-J. Mechanical and Physical Characteristics Analysis of Radius Trauma Plate by EBM Additive Manufacturing. Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers, 2020;29.2:147-154.
De V, Virginia S, Fuentes, E. Titanium and titanium alloys as biomaterials. Tribology-fundamentals and advancements, 2013;5:154-181.

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