A tribological assessment of UHMW polyethylene in dry and lubricated conditions

• Autorzy: Siwak P. , Patalas A. , Jabłoński P. , Peta K.

Warianty tytułu

PL

Ocena właściwości tribologicznych polietylenu UHMW w warunkach pracy na sucho i ze smarowaniem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the study was to evaluate tribological properties of ultra-high-molecular-weight polyethylene (UHMWPE). This study concerns the areas of both mechanical and biomechanical application fields, including chain guides and knee or hip joint liner replacement. The presented paper describes conducted research on tribological properties of UHMWPE with tribological testing station UMT-2 Bruker. This testing station is capable of conducting tribological tests of ferrous, non-ferrous metals, plastics, ceramics, composites, and various types of coatings, under both "dry" and liquid and solid lubricating agents. Tests were performed under various conditions, differing in relative speed and the load of interacting frictional pair. Moreover, test duration and the performed number of cycles were considered.

PL

Celem pracy jest ocena właściwości tribologicznych polietylenu wielocząstkowego w odniesieniu do aplikacji mechanicznych oraz biomedycznych, m.in. prowadnic w przekładniach łańcuchowych oraz elementów pośrednich (przekładek) endoprotez stawowych. W pracy przedstawiono badania mające na celu kompleksową ocenę właściwości tribologicznych UHMWPE za pomocą wielopróbkowego stanowiska badawczego UMT-2 Bruker. Urządzenie pozwala na badania tribologiczne materiałów żelaznych, nieżelaznych, tworzyw sztucznych, ceramiki, kompozytów, jak i różnego rodzaju powłok w warunkach „na sucho” oraz smarowania środkami ciekłymi i stałymi. Badania tribologiczne prowadzono w różnych warunkach, tj. przy zadanej prędkości względnej współpracującej pary ciernej, siły obciążająca parę trącą, temperatury, określonej częstotliwości, ilość przeprowadzanych cykli pracy oraz przerwy między nimi z zastosowaniem różnych środków smarujących.

Słowa kluczowe

EN

tribology; ultra-high molecular weight polyethylene; UHMWPE; Bruker UMT-2

PL

tribologia; polietylen wielocząstkowy; UHMWPE; Bruker UMT-2

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 6
• Strony: 139--148
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Siwak P.

• Poznan University of Technology, Institute of Mechanical Technology, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań, Poland

autor

Patalas A.

• Poznan University of Technology, Institute of Mechanical Technology, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań, Poland

autor

Jabłoński P.

• Poznan University of Technology, Institute of Mechanical Technology, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań, Poland

autor

Peta K.

• Poznan University of Technology, Institute of Mechanical Technology, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań, Poland

Bibliografia

• 1. Affatato, S. i inni, 2008. Tribology and total hip joint replacement: Current concepts in mechanical simulation. Medical Engineering & Phisics, pp. 1305-1317.
• 2. ASTM G132-96 Standard Test Method for Pin Abrasion Testing (2013) Standard Test Method for Pin Abrasion Testing.
• 3. ASTM G99-05 Standard Test Method for Wear Testing with a Pin-on-Disk Apparatus. (2010) Standard Test Method for Wear Testing with a Pin-on-Disk Apparatus.
• 4. Dangsheng, X. i Shirong, G., 2001. Friction and wear properties of UHMWPE/Al203 cerarmic under different lubricating conditions. Wear, Tom 250, pp. 242-245.
• 5. Dobrowolska, A., Kowalewski, P. i Ptak, A., 2014. Wpływ nacisku jednostkowego na współczynnik tarcia statycznego wybranych par ślizgowych metal-polimer. Tribologia, Issue 4, pp. 21-32.
• 6. Guezmil, M., Bensalah, W. i Mezlini, S., 2016. Effect of bio-lubrication on the tribological behavior of UHMWPE against M30NW stainless steel. Tribology International, Issue Volume 94, pp. 550-559.
• 7. Jasińska, R., Kowalewski, P. i Litwin, A., 2013. Wpływ zużycia zmęczeniowego PEUHMW stosowanego na panewki endoprotez na jego własności tribologiczne. Tribologia, Issue 2, pp. 95-102.
• 8. Lawrowski, Z., 2008. Tribologia. Tarcie, zużycie i smarowanie. Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej.
• 9. Ruggiero, A., D'Amato, R., Gómez, E. i Merola, M., 2015. Experimental comparison on tribological pairs UHMWPE/TIAL6V 4 alloy, UHMWPE/AISI3l6L austenitic stainless and UHMWPE/AL203 ceramic, underdry and lubricated conditions. Tribology International, Issue 96, pp. 349-360.
• 10. Saikko, V., Calonius, O. i Keränen, J., 2004. Effect of slide track shape on the wear of ultra-high molecular weight polyethylene in a pin-on-disk wear simulation of total hip prosthesis. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials., Issue 69, p. 141-148.
• 11. Sobieraj, M. C. i Rimnac, C. M., 2009. Ultra high molecular weight polyethylene: Mechanics, morphology, and clinical behavior (Review). Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 2(5), pp. 433-443.
• 12. Wu, G., Zhao, C. H. i Zhao, X. Z., 2008. Progress and prospect of friction and wear properties of ultra high molecular weight polyethylene (Review). Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research, 45(12), pp. 8893-8896.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).