Nové technologie pro pokročilé kloubní implantáty

The new technologies for advanced joint implants

abstract

en

The 3D print of metals for orthopaedics applications is a booming phenomenon today. This work contributes to the individual replacements of joints by applying the taylor-made implants made from Ti6Al4V – ELI alloy and the technology of Electron Beam Melting (ARCAM Q10plus). Analyses of the samples sintered in different technological modes respecting their precision, machining phenomena and quality were made. The results confirm an important effect of sample inclination in the chamber when building on quality of the material and its total tensile strength (1,006-1,012 MPa for the inclination angle 45°). The material exhibits a high resistance to machining, expressed in terms of specific cutting forces (1,200- 2,600 MPa), measured for the feeds per rotation 0.05-0.40 mm, cutting speed 48 m/min, depth of cut 1.0 mm and use of coated cemented carbides (in dry cutting conditions).

3D tisk kovů pro ortopedické aplikace je dnes na vzestupu. Tato práce přispívá k jednotlivým náhradám kloubů aplikací na míru vyrobených implantátů ze slitiny Ti6Al4V – ELI a technologií Electron Beam Melting (ARCAM Q10plus). Byly provedeny analýzy vzorků slinovaných v různých technologických režimech s ohledem na jejich přesnost, jevy obrábění a kvalitu. Výsledky potvrzují důležitý vliv sklonu vzorku v komoře při budování kvality materiálu a jeho celkové pevnosti v tahu (1 006-1 012 MPa pro úhel sklonu 45°). Materiál vykazuje vysokou odolnost proti obrábění, vyjádřenou měrnými řeznými silami (1200-2600 MPa), měřeno pro posuvy na otáčku 0,05-0,40 mm, řeznou rychlost 48 m/min, hloubku řezu 1,0 mm a použití povlaku slinuté karbidy (v podmínkách řezání za sucha).

The 3D print of metals for orthopaedics applications is a booming phenomenon today. This work contributes to the individual replacements of joints by applying the taylor-made implants made from Ti6Al4V – ELI alloy and the technology of Electron Beam Melting (ARCAM Q10plus). Analyses of the samples sintered in different technological modes respecting their precision, machining phenomena and quality were made. The results confirm an important effect of sample inclination in the chamber when building on quality of the material and its total tensile strength (1,006-1,012 MPa for the inclination angle 45°). The material exhibits a high resistance to machining, expressed in terms of specific cutting forces (1,200- 2,600 MPa), measured for the feeds per rotation 0.05-0.40 mm, cutting speed 48 m/min, depth of cut 1.0 mm and use of coated cemented carbides (in dry cutting conditions).

Obrábění; EBM; titan;omílání; kloubní implantát

Machining; EBM; titanium;tumbling; joint implant

08.09.2022

INSA Rennes, Francie

INSA Rennes, Franci

14–14

1