Abstract

Abstract

Three-dimensional powder printing werd in deze studie gebruikt om op maat gemaakte magnesiumfosfaat gebaseerde structuren te fabriceren. In een eerste stap werden farringtonietpoeders gesynthetiseerd door sinteren en vervolgens te malen. Geoptimaliseerde poeders, geschikt voor het printen, werden verkregen na 60 minuten malen, wat resulteerde in een gemiddelde deeltjesgrootte van 16 μm. Deze poeders reageerden met bindmiddelvloeistoffen bestaande uit 2M K2HPO4, 0-5M (NH4)2HPO4 of 20%H3PO4 om een matrix te vormen van ofwel struviet-(K) (MgKPO4.6H2O), struviet (MgNH4PO4.6H2O) of newberyiet (MgHPO4.3H2O) door een hydraulische uithardingsreactie. Terwijl het drukken van struviet-(K) niet mogelijk was vanwege de lange uithardingstijd van dit cementsysteem, konden zowel newberyiet- als struvietmonsters met goede maatnauwkeurigheid worden verwerkt. De sterkte was aanvankelijk laag na het drukken, namelijk in het bereik van 1-3-2-8 MPa; aanvullende na-verharding in de bindmiddelen verhoogde echter de druksterkte tot een maximum van 10 MPa voor struviet en 36 MPa voor newberyiet. Dit ging gepaard met een hogere graad van omzetting naar de verhardingsproducten, zoals blijkt uit de röntgendiffractieanalyse. Magnesiumfosfaat gebaseerde structuren bereid door driedimensionaal printen kunnen een toepassing vinden als biologisch afbreekbare botsubstituten of kunnen worden gebruikt voor het snel vervaardigen van mallen voor metaalgieten, zoals aangetoond in deze studie.