中国研究人员正在扩大用于改善青岛金属3D打印表面质量的新材料和技术，概述了他们在“ 通过选择性激光熔化制造的Ti6Al4V的激光抛光 ”中的发现。SLM技术可用于制造复杂零件，并且由于设计人员和研究人员所具有的自由度以及更高的生产效率而变得越来越受欢迎。
在这项研究中，研究人员专注于生物打印的积极好处，以及与骨融合相关的植入物的制造所提供的多功能性。劣质的表面光洁度是最大的挑战之一，但是会导致以下问题：
“各种常规的后处理工艺，例如喷砂，化学抛光，电解抛光，机械加工，超声波抛光和氧化处理，已用于金属AM（增材制造）组件以减少其表面粗糙度。然而，有一些弊端，例如耗时，难以获得机器精密部件，化学风险和效率低下，限制了这些疗法的临床应用和开发。”
激光抛光可以解决其中的一些问题，使用需要精度的较小，复杂的零件，并以较低的成本提供高速抛光的能力。激光抛光还可以改善机械性能，从而提供改进，无论是使用复合材料，彩色，4D材料还是其他材料，世界各地的用户都在不断地对其进行改进。
“在将LP技术应用于可植入医疗设备之前，应先对LP后组件的粗糙度，孔隙率，疲劳行为和生物相容性以及它们之间的关系进行全面分析，”研究人员对研究动机进行了解释。 ，因为他们致力于改善表面粗糙度和最终的光洁度。
研究人员说：“这项研究的发现可以在涉及生物医学材料的其他过程中起到指导作用。”
用Ti6Al4V合金制成的所有样品均在带有氩气的矩形腔中抛光，以减少零件上氧化的可能性。
（a）试样；（b）激光抛光（LP）的示意图。
在分析过程中，样品显示出金属“小球”，研究人员指出，它们“仅在增材制造过程中松散地结合在一起”。但是，LP-1样品上仍然显示出小颗粒和微裂纹，而LP-2样品上的抛光没有缺陷。对于样品LP-3，人们关注重建的岛和裂缝。
（a）样品，（b）LP-1样品，（c）LP-2样品和（d）LP-3样品的扫描电子显微镜（SEM）图像。
（a）接收样品，（b）LP-1样品，（c）LP-2样品和（d）LP-3样品的激光扫描共聚焦显微镜（LSCM）图像。
虽然激光处理引起了影响润湿性的变化，但作者指出，一些先前的研究表明与表面形貌有关。在评估孔的分布时，研究人员在对样品进行切片后从表面的各种长度进行了分析。所有样品在拉伸强度，屈服强度和伸长率方面均表现出相似的机械性能。除了高循环疲劳试验外，所有样品的疲劳行为几乎相同。
所接收样品在不同距离处的孔分布：（a）0–10μm；（b）30-40微米；（c）60–70μm，和（d）70–100μm。LP-2样品在不同距离的孔分布：（e）0–10μm；（f）30-40微米；（g）60-70微米；（h）70-100微米。（在阈值分割后，图像的紫色部分是毛孔。）
机械性能：（a）激光抛光层中的显微硬度分布，（b）拉伸性能，（c）所有几何形状均显示组合数据点的应力-寿命疲劳行为，以及（d）应力寿命疲劳曲线。
细胞实验表明，LP-2参数改善了细胞粘附并表现出细胞增殖。结果表明，LP改善了细胞的生物相容性，而亲水性则积极地影响了早期细胞粘附。
在不同样品表面上生长的MC3T3-E1细胞的粘附和增殖。（a）收到的样本，（b）LP-1样本，（c）LP-2样本，以及（d）LP-3样本。在图a–d中：播种1天后成骨细胞（红色）和细胞核（蓝色）的F-肌动蛋白细胞骨架。