Badania tribologiczne i biotribologiczne w Laboratorium Inżynierii Powierzchni i Tribologii Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytutu Obróbki Plastycznej

• Autorzy: Wiśniewski Tomasz , Sulej-Chojnacka Joanna , Leshchynsky Volf , Lijewski Marcin , Łapaj Łukasz

Warianty tytułu

EN

Tribological and biotribological research in the Laboratory of Surface Engineering and Tribology of Łukasiewicz Research Network – Metal Forming Institute

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań, które są efektem realizowanych w Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytucie Obróbki Plastycznej zarówno projektów krajowych, jak i międzynarodowych, dotyczących tematyki tribologicznej oraz biotribologicznej. Przedstawiono wyniki badań, których efektem jest opracowanie nowej generacji narzędzi kuźniczych (zaprojektowanie narzędzi do kucia na zimno z odpowiednio przygotowaną powierzchnią roboczą i opracowanie nowych wielowarstwowych, nanostrukturalnych powłok gradientowych) oraz rozwiązanie problemu wczesnego zużywania się części pracujących w trudnych warunkach eksploatacyjnych. Dla elementów trących pracujących w wysokiej temperaturze opracowano rozwiązanie, które znalazło praktyczne zastosowanie w przemyśle w zakresie poprawy technologii smarowania. Opracowanie technologii wprowadzenia cząstek smarów stałych na powierzchnie współpracujących tribologicznie części pracujących w podwyższonych temperaturach stało się niezwykle istotne dla wielu gałęzi przemysłu, które spotykają się na co dzień z problemami wczesnego zużywania elementów współpracujących. W drugiej części pracy skupiono się na problemach biotribologicznych, gdzie głównym wyzwaniem jest wydłużenie trwałości endoprotez stawu biodrowego. W związku z tym prowadzono prace związane z dokładnym poznaniem procesu zużywania się endoprotez. Bardzo ważną kwestię stanowi również badanie właściwości tribologicznych nowych materiałów przeznaczonych na elementy endoprotez. Badania prowadzono na specjalnie do tego celu zaprojektowanym i zbudowanym symulatorze stawu biodrowego, który spełnia wymogi normy ISO.

EN

This paper presents the results of research, which are the effect of national and international projects carried out at the Łukasiewicz Research Network – Metal Forming Institute, concerning both tribological and biotribological topics. The research results, the effect of which is the development of a new generation of forging tools (the design of cold forging tools with a properly prepared work surface and the development of new multilayered, nanostructured gradient coatings) and the solution to the problem of early wear of the parts working in difficult conditions are presented. For friction elements operating at high temperature, a solution has been developed that has found practical applications in the industry in the field of improving lubrication technology. The development of the technology of introducing solid lubricant particles onto the surfaces of tribologically cooperating parts operating at elevated temperatures has become extremely important for many industries that daily face problems with the early wear of cooperating elements. The second part of the work focuses on biotribological problems and the main challenge is to extend the durability of hip joint endoprostheses. In connection with this, work was carried out to thoroughly understand the process of endoprosthesis wear. Examination of the tribological properties of new materials intended for elements of endoprostheses is also a very important issue. The research was conducted on a specially designed and built hip joint simulator, which meets the requirements of the ISO standard.

Słowa kluczowe

PL

tribologia; tarcie; narzędzia kuźnicze; endoproteza; tester tribologiczny

EN

tribology; friction; forging tools; endoprosthesis; tribological tester

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 30, nr 3
• Strony: 247--272
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wiśniewski Tomasz

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Sulej-Chojnacka Joanna

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Leshchynsky Volf

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Lijewski Marcin

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Łapaj Łukasz

• Uniwersytet medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu, Wydział Lekarski II, Klinika Ortopedii Ogólnej, Onkologicznej i Traumatologii, ul. Bukowska 70, 60-812 Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] Lijewski M., V. Leshchynsky. 2015. „Impregnacja smarami stałymi i zastosowanie wysokotemperaturowych części proszkowych”. Obróbka Plastyczna Metali XXVI (2): 133–146.
• [2] Sulej-Chojnacka J., V. Leshchynsky, M. Lijewski, S. Ziołkiewicz. 2014. „Ocena i analiza impregnowanych układow tribologicznych pracujących w podwyższonych temperaturach”. Tribologia 4: 113–123.
• [3] Wiśniewska-Weinert H. 2012. „Kompozyty z siarczkowymi nanocząsteczkami grafenopodobnymi”. Open Access Library 2 (15): 1-184.
• [4] Wiśniewski T., A. Wielowiejska-Giertuga, R. Rubach, Ł. Łapaj, J. Magda. 2018. ,,Badania tribologiczne endoprotez stawu biodrowego o skojarzeniu polietylenmetal na symulatorze stawu biodrowego”. Tribologia 5: 153–158.
• [5] ASTM F732: Wear Testing of Polymeric Materials Used in Total Joint Prostheses.
• [6] ISO 14242: Implants for surgery - Wear of total hipjoint prostheses. Part 1: Loading and displacement parameters for wear-testing machines and corresponding environmental conditions for test.
• [7] Wielowiejska-Giertuga A., M. Miler, J. Sulej-Chojnacka. 2016. ,,Badania tarciowo-zużyciowe skojarzeń materiałowych typu metal-polimer znajdujących zastosowanie w implantach ortopedycznych”. Obrobka Plastyczna Metali XXVII (1): 73–82.
• [8] Wielowiejska-Giertuga A., T. Wiśniewski, R. Rubach. 2018. „Badania fretting korozji materiałow stosowanych na elementy endoprotez stawu biodrowego”. Tribologia 5: 143–151.
• [9] (ISO 14242-2:2012) Implants for surgery - Wear of total hip-joint prostheses -- Part 2: Methods of measurement.
• [10] Saikko V. 1992. “A simulator study of friction in total replacement hip joints”. Proc. Inst. Mech. Engrs. 206: 201–211.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).