跟着人类寿命的遍及延伸，越来越多的老年人患有环节炎和骨质疏松症，这造成骨科置换东西的需求量接续增长，而环球局限内的体重增加和肥胖化趋向使得人类骨骼环节要蒙受更大的压力。别的，大多数人的生活方法正在改变，从短缺体育锻炼到增加运动介入度，进一步增加了人们对身材部件置换件的需求。跟着新兴经济体的发展，越来越多的人可以负担骨科医疗东西价格。据环球调研机构Global Market Insights展望，到2024年，环球骨科东西环境趋向的产值将会增长到500亿欧元(约530亿美元)。

骨科配件平时由棒材、铸件或锻件加工而成，而后进行研磨和抛光。对于髋环节和膝环节植入物，非常多见的工件质料是钴铬合金，但钛合金的应用量也在增长。典范的钴铬合金包含CoCr28Mo6等，而Ti6Al4V钛合金是非常常用的质料。

这两种质料都具备生物相容性，极端坚挺，所以非常适用制造骨科配件。然而，这些相像的属性也增加了合金的加工难度。钴铬合金坚挺耐磨，弹性大，且导热性差。这种合金可能包含坚挺的、造成刀具紧张磨损的磨蚀性成分，并会发生坚韧且连续的切屑，所以需求应用具备良好切屑掌握性能的切削刃槽型。

钛合金非常轻且非常坚固，会在加工时变硬，而且导热性差。热量密集在切削刃和刀面上。高温、大切削力和切屑通道的高冲突会造成初月洼磨损和刀具无效。该质料的弹性模量较低，这在少许植入应用中颇具作用，但在加工时质料会从切削刃上弹回，所以要求亲切留意刀具的犀利度。

骨科植入物加工中所用的质料平时会发生过量的热量，所以需求应用冷却液。然而平时对传统冷却液的应用有着极端严格的限制，以防备污染零件。而且在加工后，传统冷却液需求进行清洗，这个历程耗时且老本高昂。别的，在工作人员的身材健康、安全和处分政策方面，冷却液本身也会造成环境疑问。另一种冷却技术是接纳超临界二氧化碳(scCo2)的干式切削技术。这种超临界scCo2作为一种介质，把干燥的强效润滑剂输送至切削区。

跟着配备冷却体系的降生，可以在不应用油、乳液或合成液的情况下加工零件。当Co2在31℃下被加压至74bar(1070psi)以上时，它就造成了超临界流体。在这种状况下，它会像气体同样填塞容器，但密度与液体类似。当被输送到切割区时，固然不会像液氮同样缔造低温物质，但scCo2会伸展并形成干冰。所以，斩新的冷却液办理方案带来更高的冷却服从，优于那些接纳高压水/油、微量润滑(MQL)、液态Co2和液态氮的现有体系。

在骨科东西制造中，另一项越来越遍及的非传统制造技术是3D打印技术，该工艺应用钛和钴铬合金粉末来制造复杂、接近净成形的零件(图2)。在医疗行业中，接纳选定性激光融化(SLM)技术把粉末融化并逐层制造零件。该工艺允许医疗东西制造商为患者定制分外表面和尺寸的零件。别的，还可以发生匀称一致的微孔表面，从而加快零件与人体骨胳的结合。对于精加工，通过3D打印加工出的零件能够保持其制造金属的大片面加工特性。然而，此类零件可能务必接受印刷后期处分，以减弱加工历程中发生的不匀称应力。别的，在加工后期，因为零件接近净成形且具备复杂的表面，所以零件夹持不妨一项搦战。