Zaprojektowanie procesu kształtowania implantu płytki zespalającej ze stopu Ti6Al 4V

• Autorzy: Płatek K. , Wojtaszek M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/67.2016.4.5

Warianty tytułu

EN

Forming of the fixation plate implement odf TI6Al4V alloy

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono analizę numeryczną procesu kształtowania implantu płytki zespalającej, wykonanego z dwufazowego stopu tytanu Ti6Al4V, wykorzystywanego komercyjnie w chirurgii urazowo-ortopedycznej podczas zespalania odłamków kostnych. Założono kilka wariantów procesu z zastosowaniem różnych temperatur matryc, jak również kształtu matryc. Zaprojektowane symulacje z użyciem metody elementów skończonych (MES) pozwoliły na porównanie wyników analizy i wybranie najkorzystniejszego wariantu procesu wytworzenia implantu.

EN

Titanium, especially titanium alloys, find application in medicine on account of features such as small density, a relatively small Young's modulus, good resistance to corrosion, and also the osteointegration ability. The two-phase alloy Ti6A 741/ is especially useful, it exhibits high mechanical properties and low formability. In order to increase formability of two-phase titanium alloys, the process of forming is carried out at an elevated temperature. The correct way of making an implant is one of the key aspects to fulfil its function. In addition, attention must be paid to each stage of the production process, as it carries a risk of causing adverse effects or increasing their occurrence in the workpiece. The paper includes a numerical analysis of the forming process of a fixation plate implant of the two-phase 7/6/1/4V alloy. It is used commercially to join bone chips in traumatic-or¬thopedic surgery. A few variants of the process were considered by applying different temperatures and shapes of dies. A solid model of the implant and dies was made in SolidWorks, and numerical simulation of the process was conducted in the QuantorForm 20/30. Using the finite element method (FEMI, simulations were designed and by analysing the results, the most beneficial variant of the process could be chosen.

Słowa kluczowe

PL

implant zespalający; stop tytanu Ti6Al4V; kształtowanie matrycowe; symulacje

EN

fixation plate; titanium alloy 776/1/4V; forming die; FEM simulation

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 61, nr 4
• Strony: 171--175
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Płatek K.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Wojtaszek M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Adamus Janina. 2008. "Wybrane problemy kształtowania blach tytanowych". Obróbka Plastyczna Metali XIX (4): 29-36.
• [2] Bednarek Sylwia, Łukaszek - Sołek Aneta, Sińczak Jan. 2008. "Analysis of strain and stress in the lower forging limit of Ti-6Al -2Mo-2Cr titanium alloy". Archives of Civil and Mechanical Engineering 8 (2): 13-20.
• [3] Chunxiang Cui, BaoMin Hu, Lichen Zhao, Shuangjin Liu. 2011. "Titanium alloy production technology, market prospects and industry development". Materials and Design 32: 1684-1691.
• [4] Ivasyshyn O. M., Aleksandrov A. V. 2008. "Status of the titanium production, research, and applications in the CIS". Materials Science 44 (3): 311-327.
• [5] Long M., Rack H.J. 1998. "Titanium alloys in total joint replacement - a materials science perspective". Biomaterials 19 (18): 1621-1639.
• [6] Nałęcz Maciej. 2003. Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna 2000. Biomateriały. Warszawa: Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT.
• [7] Płatek Ksenia. 2015. Opracowanie procesu wytwarzania implantu płytki kostnej ze stopu Ti6Al4V. Kraków: Praca Dyplomowa Magisterska AGH.
• [8] Romanowski W. P. 1964. Tłoczenie na zimno. Poradnik. Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne.
• [9] Wojtaszek Marek, Śleboda Tomasz, Weber Glenn, Hufenbach Werner. 2012. "Quasi-Static and Dynamic Tensile Properties of Ti-6Al-4V Alloy". Archives of Metallurgy and Materials 58 (4): 1261-1265.