Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Mechanical energy absorption capacity of the porous Ti-6AI-4V alloy under quasi-static and dynamic compression

Markovsky Pavlo E., Janiszewski Jacek, Stasiuk Oleksandr O., Savvakin Dymitro G., Oryshych Denys V., Dziewit Piotr

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2025

|

Vol. 73, nr 1

art. no. e151959

EN

Porous materials are extremely efficient in absorbing mechanical energy in different applications. In the present study, porous materials based on the Ti-6(wt.%)Al-4V alloy were manufactured with the use of two different powder metallurgy methods: i) blended elemental powder approach using titanium hydride (TiH2) as well as V-Al master alloy powders and ii) using hydrogenated Ti-6-4 pre-alloyed powder. The powder compacts were sintered with additions of ammonium bicarbonate as a pore-holding removable agent. The emission of hydrogen from hydrogenated powders on vacuum sintering and the resulting shrinkage of powder particles permitted the control of the sintering process and the creation of anticipated porous structures. Mechanical characteristics were evaluated under quasi-static and dynamic compressive loading conditions. Dynamic compression tests were performed using the direct impact Hopkinson pressure bar technique. All investigations aimed at characterizing the mechanical energy-absorbing ability of the obtained porous structures. The anticipated strength, plasticity, and energyabsorbing characteristics of porous Ti-6-4 material were evaluated, and the possibilities of their application were also discussed. Based on the obtained results, it was found that porous Ti-6-4 material produced with a blended elemental powder approach showed more promising energy absorption properties in comparison with pre-alloyed powder.

2

Customized porous implants by additive manufacturing for zygomatic reconstruction

Moiduddin K., Al-Ahmari A., Al Kindi M., Nasr E. S. A., Mohammad A., Ramalingam S.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2016

|

Vol. 36, no. 4

719--730

EN

Background: Moderate to severe facial esthetic problems challenge the surgeons to discover alternate ways, to rehabilitate the patients using customized porous designs. Porous metal implants are available for over 30 years, but the pore architecture, is constantly changing to improve the stability and longevity of the implant. Objective: To evaluate a customized porous implant produced from electron beam melting and to restore the zygomatic functionality. Methods: Two customized zygomatic reconstruction implants-bulk and porous, are designed based on the bone contours and manufactured using state of art-electron beam melting technology. The two designed implants are evaluated based on strength, weight and porosity for the better osseointegration and rehabilitation of the patient. Results: Porous structures due to their light weight, low volume and high surface area provided better specific strength and young's modulus closer to the bone. Microscopic and CT scanning confirmed that the EBM produced porous structures are highly regular and interconnected without any major internal defects. Conclusions: The customized porous implants satisfies the need of lighter implants with an adequate mechanical strength, restoring better functionality and esthetic outcomes for the patients.

3

Kształtowanie dokładne implantów tytanowych o wysokiej porowatości metalurgią proszków

Laptev V., Bram M.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2014

|

T. 25, nr 1

65--74

PL

Tytan o wysokiej porowatości jest obiecującym materiałem dla zastosowania w biomedycynie, szczególnie przy produkcji sztucznych stawów oraz implantów biodra czy kręgosłupa. Wspaniała biozgodność tytanu jest dobrze znana w środowisku chirurgicznym. Otwarte i wzajemnie połączone pory pozwalają na wrastanie tkanki kostnej na powierzchnię implantu, formowanie naczyń krwionośnych oraz naturalne wiązanie implantu w szkielecie ludzkim. Elastyczny moduł porowatego tytanu może zostać z łatwością związany z elastycznym modułem kostnym poprzez kontrolę porowatości. W wyniku tego można zredukować lub wyeliminować efekt ochrony implantu przed obciążeniami i degradacją kości. Implanty medyczne posiadają z natury skomplikowaną geometrię. Jednym z głównych problemów w produkcji implantów o wysokiej porowatości jest kształtowanie precyzyjne. Innym problemem jest utrzymanie zawartości nieczystości poniżej poziomu ograniczonego przez normę ASTM dla implantów medycznych. Niniejsza praca stanowi przegląd dokonań autorów w zakresie kształtowania precyzyjnego implantów tytanowych o wysokiej porowatości, wykonanych z użyciem, technologii metalurgii proszków oraz metod wypełniania przestrzeni. Porównane zostało kształtowanie implantów poprzez prasowanie izostatyczne na zimno oraz formowanie wtryskowe metalu. Omówiono także problemy z obróbką porowatych wyprasek tytanowych przed i po spiekaniu. Opisano zalety, problematykę i perspektywy formowania wtryskowego metali przy produkcji porowatych implantów tytanowych. Omówione zostało kształtowanie precyzyjne implantów tytanowych o wysokiej porowatości.

EN

The highly porous titanium is promising material for application in biomedicine, particularly in manufacturing of artificial joints, hip and spinal implants. The excellent biocompatibility of titanium is well known in the surgery practice. The open and interconnected porosity enables ingrowth of bone tissues into implant surface, formation of blood vessels and natural fixation of implant in the human skeleton. The elastic modulus of porous titanium can by easily fitted to the elastic modulus of bones by control of porosity. As a result the shielding effect of implant and degradation of bone can by reduced or eliminated. The medical implants possess as a rule a complex geometry. Therefore net-shape forming is one of the main problems in manufacturing of highly porous implants. Another problem is the keeping of impurities content below the level limited by ASTM standard for medical implants. In the present paper the practice of authors in net-shape forming of highly porous titanium implants produced by powder metallurgy route and space holder technique is reviewed. The use of the die and cold isostatic pressing as well as the metal injection molding for shaping of implants have been compared. The problems in machining of porous titanium compacts prior to sintering and after sintering are discussed. The advantages, problems and prospects of metal injection molding in production of porous titanium implants are highlighted. The net-shape forming of highly porous titanium implants is exemplified.

4

The influence of pre-coarsening on architectural and mechanical properties of highly porous titanium dioxide scaffolds for bone tissue engineering

Reczyńska K., Rumian Ł., Pamuła E., Haugen H. J., Tiainen H.

Engineering of Biomaterials

|

2014

|

Vol. 17, no. 128-129

96--98

5

Charakterystyka strukturalna spiekanego porowatego tytanu

Klimas M., Dudek A.

Engineering of Biomaterials

|

2014

|

Vol. 17, no. 128-129

40--42

PL

Celem niniejszej pracy było otrzymanie porowatych próbek tytanowych metodą metalurgii proszków. Podczas spiekania zastosowano dwie temperatury spiekania (1000 i 1100°C) i następujące atmosfery ochronne: argon, próżnia. Otrzymane materiały poddano badaniom mikrostrukturalnym. Celem określenia gęstości, porowatości oraz nasiąkliwości otrzymanych materiałów dokonano ważenia hydrostatycznego w wodzie zdejonizowanej zgodnie z normą PN EN ISO 2738: 2001. Określono również topografię powierzchni wytworzonych materiałów.

EN

The aim of this work was to obtain porous titanium specimens using a powder metallurgy process. During sintering, two sintering temperatures (1000 and 1100°C) and two shielding gases (argon, vacuum) were used. The materials obtained were subjected to microstructural analysis. Furthermore, hydrostatic weighing in deionized water according to the PN EN ISO 2738: 2001 standard was used to evaluate density, porosity and water absorption capacity. Topology of the surface of the materials was also determined.

6

Otrzymywanie porowatego tytanu na implanty medyczne

Szaraniec B., Ziąbka M., Chłopek J., Papargyri S., Tsipas D.

Engineering of Biomaterials

|

2008

|

Vol. 11, no. 81-84

49--52

PL

Celem pracy było otrzymanie metodą metalurgii proszków porowatych kształtek tytanowych przeznaczonych na implanty medyczne. Przeprowadzono próbę zoptymalizowania procesu technologicznego. Poprzez dobór odpowiednich parametrów takich jak środowisko, temperatura obróbki termicznej, a także ilość użytego porogenu uzyskano próbki tytanowe o zróżnicowanej porowatości i właściwościach mechanicznych. W pracy przedstawiono dwie metody otrzymywania omawianych próbek, z których pierwsza (obróbka termiczna w atmosferze argonu) okazała się nieskuteczna, ze względu na destrukcję materiału, natomiast druga metoda (obróbka termiczna z zastosowaniem próżni) pozwoliła otrzymać próbki o założonych parametrach.

EN

The aim of this work was to obtain porous titanium sponges in a powder metallurgy process which might be applied as medical implants. The attempt of process optimization was carried out. Selection of parameters such as biological solution, temperature of thermal treatment and porogen amount allowed to obtain titanium samples with different porosity and proper mechanical properties. Two types of obtaining methods were presented in this work. First (thermal treatment in argon atmosphere) which was not sufficient due to material destruction and second (thermal treatment in vacuum atmosphere) which allows to obtain titanium samples with expected parameters.