Vliv podmínek 3D tisku na strukturu a degradaci biodegradabilních slitin zinku

Implantáty, které během hojení poskytují potřebnou mechanickou oporu a následně se postupně rozkládají, představují perspektivní směr vývoje biomateriálů. Mezi kandidátní materiály patří slitiny zinku, jejichž vlastnosti lze ovlivňovat chemickým složením i způsobem zpracování. Aditivní výroba technologií laserového tavení v práškovém loži (LPBF) navíc umožňuje připravovat tvarově složité součásti přizpůsobené konkrétní aplikaci. Zpracování zinku však komplikuje jeho odpařování při tavení a vznik vnitřních vad, které mohou ovlivnit výsledné vlastnosti výrobku.
Práce se zaměří na vybranou biodegradabilní slitinu zinku, například ze systému Zn–Mg nebo Zn–Mg–Cu. Bude sledováno, jak se podmínky 3D tisku promítají do mikrostruktury, porozity a korozního chování materiálu v modelovém prostředí. Cílem bude posoudit souvislosti mezi stavem vytištěného materiálu a charakterem jeho degradace a získat podklady pro další vývoj zinkových materiálů pro dočasné implantáty.

Student zpracuje stručnou literární rešerši zaměřenou na biodegradabilní slitiny zinku a jejich zpracování technologií LPBF. Zapojí se do přípravy vzorků jedné vybrané slitiny za několika podmínek tisku. Pomocí světelné a elektronové mikroskopie charakterizuje jejich mikrostrukturu a vnitřní vady. Obrazovou analýzou vyhodnotí porozitu a charakterizaci doplní měřením mikrotvrdosti.
Následně provede imerzní korozní zkoušky ve zvoleném modelovém roztoku při sjednocené přípravě povrchu vzorků. Vyhodnotí rozsah a charakter korozního napadení a pomocí elektronové mikroskopie a prvkové mikroanalýzy popíše změny povrchu a složení korozních produktů. Výsledky porovná s výchozí mikrostrukturou a porozitou materiálu a posoudí vliv zvolených podmínek tisku na jeho korozní chování.