Struktura in lastnosti 3D natisnjenega poroznega tantala

Zaradi visoke gostote je kovinski tantal, kadar se uporablja kot material za medicinske vsadke, običajno predstavljen v obliki porozne strukture, ki ne daje le popolnega pomena odlični biokompatibilnosti kovinskega tantala, ampak hkrati zagotavlja naravni kanal za rast tkiva z bogato strukturo por poroznih materialov. Zato je drugo pomembno področje raziskav, povezanih s 3D tiskanjem poroznega tantala, porozni tantal. Vendar pa je bilo od razvoja 3D natisnjenih kovin do danes relativno malo raziskav o 3D natisnjenih poroznih tantalovih materialih. Univerza v Leuvenu v Belgiji je leta 2015 izvedla pripravo poroznih tantalovih materialov z enotno strukturo por z uporabo sferičnega kovinskega tantalovega prahu kot surovine in celovito ovrednotila njihove mehanske lastnosti.

Rezultati preskusa tlačne napetosti-deformacije kažejo, da je meja tečenja 12,7 MPa s 0.6 MPa, plato napetost je 21,8 MPa s 0.9 MPa, tlačni elastični modul je 1,22 GPa s 0.07 GPa, platojsko območje krivulj pa je gladko in nenazobčano, kar kaže, da ima porozni tantalov material, pripravljen s SLM, odlično plastičnost, modul pa se popolnoma ujema z modulom človeške gobeste kosti. Poleg tega je meja tlačne utrujenosti poroznega tantala 7,35 MPa (10⁶-krat), kar kaže visoko odpornost na ciklične obremenitve.
Trenutno se tantal in porozni tantal štejeta za najboljše biokompatibilne materiale za ortopedske vsadke, kitajska uporaba 3D-natisnjenega poroznega tantala pa je v ospredju sveta. Leta 2016 je pod podporo Ključnega raziskovalnega in razvojnega programa Ministrstva za Raziskovalni inštitut Northwest Nonferrous Metals Research Institute (NWNMRI) za znanost in tehnologijo je skupaj z Southwest Hospital izvedel prvi primer na svetu personalizirane priprave telesa vsadka iz poroznega tantalovega vsadka s 3D-natisnjenim e-žarkom v prahu in dosegel klinično uporabo. Trenutno sta Northwest Nonferrous Metals Research Institute in njemu podrejeni Xi'an Sailon Metal Materials Co. spoznala pokritost celotne industrijske verige praškastih surovin, opreme za oblikovanje elektronskega žarka in postopka medicinskih poroznih tantalovih vsadkov.