Abstract

Three-dimensional powder printing was used in this study to fabricate custom made magnesium phosphate based structures. W pierwszym etapie, proszki farringtonitu zostały zsyntetyzowane poprzez spiekanie i późniejsze mielenie. Zoptymalizowane proszki nadające się do drukowania otrzymano po 60 minutach mielenia, w wyniku którego uzyskano cząstki o średniej wielkości 16 μm. Proszki te reagowały z cieczami wiążącymi składającymi się z 2M K2HPO4, 0-5M (NH4)2HPO4 lub 20%H3PO4 tworząc matrycę ze struwitu(K) (MgKPO4.6H2O), struwitu (MgNH4PO4.6H2O) lub newberyitu (MgHPO4.3H2O) w reakcji hydraulicznego wiązania. Podczas gdy drukowanie struwitu(K) nie było możliwe ze względu na długi czas wiązania tego systemu cementowego, zarówno próbki newberyitu jak i struwitu mogły być przetwarzane z dobrą dokładnością wymiarową. Wytrzymałość po zadrukowaniu była początkowo niska, w zakresie 1-3-2-8 MPa, jednak dodatkowe dotwardzenie w spoiwach zwiększyło wytrzymałość na ściskanie do maksimum 10 MPa dla struwitu i 36 MPa dla newberyitu. Towarzyszył temu wyższy stopień konwersji do produktów wiązania, o czym świadczy analiza dyfrakcji rentgenowskiej. Struktury na bazie fosforanu magnezu przygotowane metodą druku trójwymiarowego mogą znaleźć zastosowanie jako biodegradowalne substytuty kości lub mogą być wykorzystane do szybkiego wytwarzania form do odlewania metali, co wykazano w niniejszej pracy.