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Erschienen in: Journal of Materials Science 9/2011

01.05.2011

Three-dimensional printing of flash-setting calcium aluminate cement

verfasst von: Anne-Kathrin Maier, Laura Dezmirean, Julia Will, Peter Greil

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 9/2011

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Abstract

Three-dimensional indirect printing of flash-setting calcium aluminate cement (CAC) was investigated. Upon water injection into a biphasic mixture of tricalcium aluminate (3CaO·Al2O3) and dodecacalcium heptaaluminate (12CaO·7Al2O3) (phase ratio 0.56/0.44) initially a gel formed acting as a bonding phase which stabilizes the printed object geometry. Post-exposure in water finally resulted in the formation of 2CaO·Al2O3·8H2O and 4CaO·Al2O3·19H2O reaction phases as confirmed by SEM, X-ray diffraction, and FTIR analyses. Reduction of porosity by volume expansion upon hydrolysis reaction from 50% after printing to 20% after post-treatment gave rise for an increase of compressive strength from 5 to 20 MPa, respectively. A bone regenerating scaffold for a micro-vascular loop model was fabricated by 3D printing and hydraulic reaction bonding to demonstrate the potential of using flash-setting calcium aluminate cement powder for biomedical ceramic applications.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Sachs E, Haggerty JS, Cima MJ, Williams PA (1993) US Patent No. 5204055 Sachs E, Haggerty JS, Cima MJ, Williams PA (1993) US Patent No. 5204055
3.
5.
Zurück zum Zitat Leukers B, Gulkan H, Irsen SH, Milz S, Tille C, Schieker M, Seitz H (2005) J Mater Sci Mater Med 16:1121CrossRef Leukers B, Gulkan H, Irsen SH, Milz S, Tille C, Schieker M, Seitz H (2005) J Mater Sci Mater Med 16:1121CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Khalyfa A, Meyer W, Schnabelrauch M, Vogt S, Richter HJ (2006) Ceram Forum Int 83(13):23 Khalyfa A, Meyer W, Schnabelrauch M, Vogt S, Richter HJ (2006) Ceram Forum Int 83(13):23
7.
Zurück zum Zitat Deisinger U, Irlinger F, Pelzer R, Ziegler G (2006) Ceram Forum Int 83(13):75 Deisinger U, Irlinger F, Pelzer R, Ziegler G (2006) Ceram Forum Int 83(13):75
8.
Zurück zum Zitat Pfister A, Walz U, Laib A, Muhlhaupt R (2005) Macromol Mater Eng 290:99CrossRef Pfister A, Walz U, Laib A, Muhlhaupt R (2005) Macromol Mater Eng 290:99CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Gbureck U, Hölzel T, Klammert U, Würzler K, Müller FA, Barralet JE (2007) J Control Release 122:173CrossRef Gbureck U, Hölzel T, Klammert U, Würzler K, Müller FA, Barralet JE (2007) J Control Release 122:173CrossRef
11.
12.
Zurück zum Zitat Pushpalal GKD, Kobayashi K, Kawano T, Maeda N (1999) Cem. Concr. Res. 29(1):121CrossRef Pushpalal GKD, Kobayashi K, Kawano T, Maeda N (1999) Cem. Concr. Res. 29(1):121CrossRef
14.
15.
Zurück zum Zitat Hulme PA, Heini PF, Persson T, Spengler H, Björklund K, Hermansson L, Ferguson SJ (2006) Eur Cells Mater 11(1):42 Hulme PA, Heini PF, Persson T, Spengler H, Björklund K, Hermansson L, Ferguson SJ (2006) Eur Cells Mater 11(1):42
16.
Zurück zum Zitat Graves GA, Hentrich RL, Stein HG, Bajpal PK (2004) J Biomed Mater Res 5:91CrossRef Graves GA, Hentrich RL, Stein HG, Bajpal PK (2004) J Biomed Mater Res 5:91CrossRef
17.
Zurück zum Zitat Will J, Melcher R, Treul C, Travitzky N, Kneser U, Polykandriotis E, Horch R, Greil P (2008) J Mater Sci Mater Med 19:2781CrossRef Will J, Melcher R, Treul C, Travitzky N, Kneser U, Polykandriotis E, Horch R, Greil P (2008) J Mater Sci Mater Med 19:2781CrossRef
18.
19.
Zurück zum Zitat Hidalgo A, Petit S, García JL, Alonso C, Andrade C (2007) Stud Surf Sci Catal 170:1617CrossRef Hidalgo A, Petit S, García JL, Alonso C, Andrade C (2007) Stud Surf Sci Catal 170:1617CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Black L, Breen C, Yarwood J, Deng CS, Phipps J, Maitland G (2006) J Mater Chem 16:1263CrossRef Black L, Breen C, Yarwood J, Deng CS, Phipps J, Maitland G (2006) J Mater Chem 16:1263CrossRef
23.
Zurück zum Zitat Lavat AE, Grasselli MC (2007) AZO J Mater Online 3:1 Lavat AE, Grasselli MC (2007) AZO J Mater Online 3:1
25.
Zurück zum Zitat Hidalgo A, Garcia JL, Alonso MC, Fernandez L, Andrade C (2009) J Therm Anal Calorim 96:335CrossRef Hidalgo A, Garcia JL, Alonso MC, Fernandez L, Andrade C (2009) J Therm Anal Calorim 96:335CrossRef
27.
Zurück zum Zitat Odler I, Rößler M (1985) Cem Concr Res 15:320, 402 Odler I, Rößler M (1985) Cem Concr Res 15:320, 402
30.
Zurück zum Zitat Kendall K (1987) J Eur Ceram Soc 12:21 Kendall K (1987) J Eur Ceram Soc 12:21
31.
Zurück zum Zitat Takahashi T, Yamamoto M, Ioku K, Goto S (1997) Adv Cem Res 9:25 Takahashi T, Yamamoto M, Ioku K, Goto S (1997) Adv Cem Res 9:25
32.
Zurück zum Zitat Kendall K, Howard AJ, Birchall JD (1983) Philos Trans R Soc A 310:139CrossRef Kendall K, Howard AJ, Birchall JD (1983) Philos Trans R Soc A 310:139CrossRef
33.
Zurück zum Zitat Yuan HP, Li YB, de Bruijn JD, de Groot K, Zhang X (2000) Biomaterials 21:1283CrossRef Yuan HP, Li YB, de Bruijn JD, de Groot K, Zhang X (2000) Biomaterials 21:1283CrossRef
34.
Zurück zum Zitat Franz A, Konradsson K, König F, Van Dijken JWV, Schedle A (2006) Acta Odontol Scand 64:1CrossRef Franz A, Konradsson K, König F, Van Dijken JWV, Schedle A (2006) Acta Odontol Scand 64:1CrossRef
35.
Zurück zum Zitat Gbureck U, Hölzel T, Doillon CJ, Müller FA, Barralet JE (2007) Adv Mater 19:795CrossRef Gbureck U, Hölzel T, Doillon CJ, Müller FA, Barralet JE (2007) Adv Mater 19:795CrossRef
36.
Zurück zum Zitat Habibovic P, Gbureck U, Doillon CJ, Bassett DC, van Blitterswijk CA, Barralet JE (2008) Biomaterials 29(7):944CrossRef Habibovic P, Gbureck U, Doillon CJ, Bassett DC, van Blitterswijk CA, Barralet JE (2008) Biomaterials 29(7):944CrossRef
37.
Zurück zum Zitat Vorndran E, Klammert U, Ewald A, Barralet JE, Gbureck U (2010) Adv Funct Mater 20(10):1585CrossRef Vorndran E, Klammert U, Ewald A, Barralet JE, Gbureck U (2010) Adv Funct Mater 20(10):1585CrossRef
38.
Zurück zum Zitat Polykandriotis E, Tjiawi J, Euler S, Arkudas A, Hess A, Brune K, Greil P, Lametschwandtner A, Horch RE, Kneser U (2008) Microvasc Res 75(1):25CrossRef Polykandriotis E, Tjiawi J, Euler S, Arkudas A, Hess A, Brune K, Greil P, Lametschwandtner A, Horch RE, Kneser U (2008) Microvasc Res 75(1):25CrossRef
39.
Zurück zum Zitat Neunhoeffer FG, Neubauer J (1997) Proceedings of the 10th international Congress on the Chemistry of Cement, Goeteborg, vol 10, p 56 Neunhoeffer FG, Neubauer J (1997) Proceedings of the 10th international Congress on the Chemistry of Cement, Goeteborg, vol 10, p 56
40.
41.
Zurück zum Zitat Clifton JR, Ponnersheim JM (1994) NISTIR 5390:1 Clifton JR, Ponnersheim JM (1994) NISTIR 5390:1
42.
Zurück zum Zitat Nishio Y, Nomura K, Miyakawa M, Hayashi K, Yanagi H, Kamiya T, Hirano M, Hosono H (2008) Phys Status Solidi A 205:2047CrossRef Nishio Y, Nomura K, Miyakawa M, Hayashi K, Yanagi H, Kamiya T, Hirano M, Hosono H (2008) Phys Status Solidi A 205:2047CrossRef
43.
Zurück zum Zitat Rashid S, Barnes P, Bensted J, Turrillas X (1994) J Mater Sci Lett 13:1232CrossRef Rashid S, Barnes P, Bensted J, Turrillas X (1994) J Mater Sci Lett 13:1232CrossRef
45.
Zurück zum Zitat Roberts MH (1968) ISCC II-29 Tokyo, pp 104 Roberts MH (1968) ISCC II-29 Tokyo, pp 104
46.
Zurück zum Zitat Ukrainczyk N, Matusinovic T, Kurajica S, Zimmermann B, Sipusic J (2007) Thermochim Acta 464:7CrossRef Ukrainczyk N, Matusinovic T, Kurajica S, Zimmermann B, Sipusic J (2007) Thermochim Acta 464:7CrossRef
47.
Zurück zum Zitat Odler I (2000) Special inorganic cements. Spon Press, London Odler I (2000) Special inorganic cements. Spon Press, London
Metadaten
Titel
Three-dimensional printing of flash-setting calcium aluminate cement
verfasst von
Anne-Kathrin Maier
Laura Dezmirean
Julia Will
Peter Greil
Publikationsdatum
01.05.2011
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 9/2011
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-010-5170-4

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