Abstract

Abstract

Tässä tutkimuksessa käytettiin kolmiulotteista jauhepainatusta räätälöityjen magnesiumfosfaattipohjaisten rakenteiden valmistamiseen. Ensimmäisessä vaiheessa syntetisoitiin farringtoniittijauheita sintraamalla ja sen jälkeen jauhamalla. Tulostukseen soveltuvia optimoituja jauheita saatiin 60 minuutin jauhamisen jälkeen, jolloin hiukkaskoko oli 16 μm. Nämä jauheet reagoivat sideaineliuosten kanssa, jotka koostuivat 2M K2HPO4:stä, 0-5M (NH4)2HPO4:stä tai 20 %H3PO4:stä, muodostaen hydraulisella kovettumisreaktiolla joko struviitti-(K)- (MgKPO4.6H2O), struviitti- (MgNH4PO4.6H2O) tai newberyytti- (MgHPO4.3H2O) -materiaalista koostuvan matriisin. Vaikka struviitti-(K)-näytteiden painaminen ei ollut mahdollista tämän sementtijärjestelmän pitkän kovettumisajan vuoksi, sekä newberyytti- että struviittinäytteitä voitiin käsitellä hyvällä mittatarkkuudella. Lujuus oli aluksi alhainen painamisen jälkeen, nimittäin 1-3-2-8 MPa:n välillä, mutta jälkikovettuminen sideaineissa lisäsi puristuslujuutta struviitin osalta enintään 10 MPa:iin ja newberyytin osalta 36 MPa:iin. Tähän liittyi korkeampi konversioaste kovettumistuotteiksi, kuten röntgendiffraktioanalyysi osoittaa. Kolmiulotteisella tulostuksella valmistettuja magnesiumfosfaattipohjaisia rakenteita voidaan käyttää biologisesti hajoavina luun korvikkeina tai niitä voidaan käyttää muottien nopeaan valmistukseen metallivalua varten, kuten tässä tutkimuksessa osoitettiin.