Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of manufacturing technique on material homogeneity of an implant made of polyetheretherketone

Wojnarowska Wiktoria, Miechowicz Sławomir, Kudasik Tomasz

Polimery

|

2020

|

T. 65, nr 11-12

771--775

EN

Polymer insert is one of the components of a knee joint endoprosthesis, allowing patients to sustain their mobility. They are mostly made of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) that is not without flaws. Inserts can be manufactured by machining (substractive techniques) or by the use of rapid prototyping techniques (additive manufacturing). In order to increase their strength, is increasingly being considered replacing UHMWPE with polyether ether ketone (PEEK). This material has been analyzed in this work due to the growing interest in using this material for the production of implants. This study contains a comparative analysis of two inserts made using two different methods. Its aim is to verify the effect of the manufacturing technique on material uniformity.

PL

Jednym z elementów endoprotezy stawu kolanowego, pozwalającej na zachowanie sprawności pacjentów, są wkładki z polimeru. Najczęściej są one wykonywane z polietylenu o ultra dużym ciężarze cząsteczkowym (UHMWPE), który nie jest pozbawiony wad. Wkładki mogą być wytwarzane technikami ubytkowymi lub przyrostowymi. W celu zwiększenia ich wytrzymałości coraz częściej rozważa się zastąpienie UHMWPE polieteroeteroketonem (PEEK). W związku z rosnącym zainteresowaniem aplikacją tego materiału do wytwarzania implantów poddano go badaniom. W pracy dokonano analizy porównawczej wkładek wykonanych z PEEK za pomocą dwóch różnych metod, w tym określono wpływ techniki wytwarzania na jednorodność materiału otrzymanej wkładki.

2

Virtual additive manufacturing based on semicrystalline polymer polyetheretherketone (PEEK)

Bajerski Paweł, Pęcherski Ryszard B., Chudy Damian

Engineering Transactions

|

2019

|

Vol. 67, iss. 2

157--165

EN

Virtual additive manufacturing (AM) is one of the new directions of research that is necessary to improve AM technology. Abaqus/SIMULIA software allows to simulate the whole process using user subroutines to expand solver capabilities. Two of the most important subroutines are UepActivationVol and UMATHT. The UepActivationVol is related to an activation of elements in accordance with the defined path of the process. The second one the UMATHT is used to implement and combine thermal and crystallization process [2]. The presented investigations describe the dual crystallization kinetics model for considered high temperature thermoplastic material Polyetheretherketone (PEEK). Furthermore, it is shown how to analyse the overall process with use of Abaqus/SIMULIA software. The innovation of the presented approach lies in the proper interpreting of the G-Code from Computeraided manufacturing software (CAM), which is an input for the real machines dedicated to AM. The path (coordinates of discrete points) and time of particular steps of the manufacturing process are extracted from the G-Code and are included as input parameters in the simulation code. The discretized part is simplification of the Computer-aided design (CAD) geometry. The final results show the effect implemented in user subroutines. Additionally, Differential Scanning Calorimetry (DSC) test results are presented in order to calculate crystallization and melting parameters. The presented work is the basis of the following investigations covering prediction of residual stresses, volumetric shrinkage and deformations.

3

Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition – Technological Design Of Functional Coatings

Januś M., Kyzioł K., Kluska S., Konefał-Góral J., Małek A., Jonas S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

909--914

EN

Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition (PA CVD) method allows to deposit of homogeneous, well-adhesive coatings at lower temperature on different substrates. Plasmochemical treatment significantly impacts on physicochemical parameters of modified surfaces. In this study we present the overview of the possibilities of plasma processes for the deposition of diamond-like carbon coatings doped Si and/or N atoms on the Ti Grade2, aluminum-zinc alloy and polyetherketone substrate. Depending on the type of modified substrate had improved the corrosion properties including biocompatibility of titanium surface, increase of surface hardness with deposition of good adhesion and fine-grained coatings (in the case of Al-Zn alloy) and improving of the wear resistance (in the case of PEEK substrate).

PL

Metoda chemicznego otrzymywania warstw z fazy gazowej w warunkach plazmy (PA CVD – Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition) umożliwia otrzymywanie homogenicznych struktur warstwowych w niskich temperaturach, o dobrej adhezji do podłoży. Warunki w jakich prowadzone są procesy plazmochemiczne w znacznym stopniu decydują o właściwościach fizykochemicznych modyfikowanych powierzchni. W pracy przedstawiono możliwości w zakresie projektowania procesów plazmochemicznych z otrzymaniem warstw DLC (Diamond-like Carbon) dotowanych atomami Si i/lub N. W zależności od rodzaju modyfikowanego podłoża uzyskano poprawę właściwości korozyjnych przy zachowaniu biokompatybilności powierzchni (w przypadku Ti Grade2), poprawę twardości powierzchni na drodze otrzymania drobnoziarnistej powłoki o dobrej adhezji do podłoża (w przypadku Al-Zn) i poprawę odporności na zużycie (w przypadku PEEK).

4

Synteza i właściwości warstw węgloazotku krzemu na polieteroeteroketonie

Małek A., Konefał-Góral J., Kluska S., Tkacz-Śmiech K., Jonas S., Wierzchoń T.

Engineering of Biomaterials

|

2013

|

Vol. 16, no. 119

40--44

PL

Warstwy węgloazotku krzemu posiadają szereg interesujących właściwości, w tym mechanicznych i biologicznych. Jednak synteza tego typu warstw na podłożach polimerowych jest bardzo trudnym zadaniem, ze względu na niską energię powierzchniową polimerów oraz ich wrażliwość na działanie podwyższonych temperatur. W tej pracy pokazujemy, że jest to możliwe poprzez zastosowaniem metody chemicznego osadzania z fazy gazowej ze wspomaganiem plazmy generowanej falami o częstości radiowej (RFPACVD, 13,56 MHz, 400 W). Strukturę otrzymanych warstw analizowano przy użyciu spektroskopii w podczerwieni z transformatą Fouriera (FTIR). Wykazano obecność ugrupowań typu Si-C, Si-N, C-N, C=N, C=C, C=N, Si-H i C-H. Badania tribologiczne i biologiczne pokazały, że warstwa SiCxNy(H) ma dobre właściwości ślizgowe, a otrzymany materiał kompozytowy, podłoże PEEK-warstwa a-C:N:H/SiCxNy(H), charakteryzuje się niższym współczynnikiem tarcia, wyższą odpornością na zużycie oraz lepszą biozgodnością w porównaniu do niemodyfikowanego polieteroeteroketonu. Wysoką adhezję warstwy do podłoża uzyskano poprzez odpowiednie przygotowanie osadzanej powierzchni na drodze trawienia w plazmie argonowej. Trawienie jonowe powoduje bowiem wzrost chropowatości oraz energii powierzchniowej modyfikowanych podłoży. Również wytworzenie warstwy pośredniej, nie zawierającej krzemu (a-C:N:H), przyczyniło się do osiągnięcia wysokiej adhezji pomiędzy warstwą a-SiCxN(H) a polimerowym podłożem.

EN

Silicon carbonitride layers have many interesting properties, including mechanical and biological ones. However obtaining such layers on polymeric substrate is very difficult due to low surface energy of polymers and their sensivity to elevated temperatures. In this work it is shown that it is possible by application of plasma assisted chemical vapour deposition, where plasma is generated by radiowaves (RF PACVD, 13.56 MHz, 400 W). The structure of the layers was analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The presence of Si-C, Si-N, C-N, C=N, C=C, C=N, Si-H and C-H bonds was shown. Tribological and biological studies revealed that the SiCxNy(H) layer has good sliding properties and obtained composite material PEEK/a-C:N:H/SiCxNy(H) exhibits lower friction coefficient, higher wear resistance and better biocompatibility compared to the unmodified polyetheretherketone. Good adhesion between the layer and the substrate has been achieved by a proper preparation of the substrate surface by subjecting it to the Ar plasma etching. Such pre-treatment caused increasement of surface energy and roughness parameters of modified polymers. Formation of the intermediate carbon nitride layer also contributed to ensuring high adhesion between a-SiCxNy(H) layer and polymeric substrate.

5

Space charge characteristics in polymer dielectric films

Fujita S., Kamei Y.

Prace Naukowe Instytutu Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2004

|

Vol. 40, nr 15

242-247

EN

These the space charge density in polyimide films (thickness of 125 µm) was measured using the pulsed-electroacoustic (PEA) method at room temperature in air. The specimen is set between the upper and lower electrodes. Pulse voltage is applied between the electrodes to vibrate the space charge in the specimen and generate an elastic wave. Using a piezoelectric element adhered to the lower electrode, the elastic wave is converted into an electrical signal. The signal is measured with a digital oscilloscope via an amplifier and analyzed by a computer to obtain the space charge density and distribution. The negative d.c. voltage was applied to the specimen from the upper electrode. The negative space charges appeared on the upper side of the specimen and the positive space charges appeared of the lower side of the specimen increased as the voltage was increased. Moreover, the space charge density of PEEK(Poly-Ether-Ether-Ketone) was measured and we are studying the differences in these both characteristics at present.