Technologia topienia wiązką elektronów w produkcji implantów
Naukowcy wspierani z funduszy UE opracowali technologię druku przestrzennego dającą niespotykanie wysoką rozdzielczość, która przyczynia się do lepszej integracji implantów ortopedycznych z kością.Jak dotąd projektowanie metalowych implantów medycznych o porowatej strukturze miało ograniczony zakres, gdyż dostępne technologie produkcji nie miały potencjału do wykonania złożonych geometrii 3D o wystarczająco wysokiej rozdzielczości. Tymczasem porowatość poprawia początkową siłę umocowania i długofalową wydajność implantów, poprawiając jakość życia pacjentów i wydłużając czas przed operacją weryfikującą.
Dzięki funduszom unijnym naukowcy w ramach projektu HIRESEBM (High resolution electron beam melting) opracowali proces produkcyjny pozwalający na uzyskanie wymaganej porowatości na jakiejkolwiek części implantu. Bazując na technice topienia wiązką elektronów (EBM), ta nowa technologia daje całkowitą wolność projektantom "zoptymalizowanych" implantów.
Proces EBM jest techniką druku przestrzennego, za pomocą której nakładane są kolejne warstwy metalu w oparciu o projekt stworzony przy pomocy narzędzi CAD. Proszek jest następnie topiony wiązką elektronów — nie laserową — w celu wytworzenia złożonych geometrii w formie zbliżonej do końcowej, co eliminuje potrzebę przetwarzania końcowego i wykończenia. Ponadto EBM stosowana jest w próżni — nie w środowisku gazów ochronnych — co gwarantuje bardzo wysoki stopień czystości materiału.
Zespół projektu HIRESEBM zmodyfikował system wspólnej fabrykacji EBM, aby osiągnąć najmniejszą możliwą wielkość plamki wiązki (< 50 μm) i usprawnić dystrybucję drobniejszych proszków niezbędnych do produkcji implantów. W szczególności udało się połączyć nowe działo wiązki elektronowej z nowym systemem dystrybucji proszków i w ten sposób stworzyć prototyp przystosowany do wytwarzania metalicznych implantów.
Naukowcy ocenili ponadto niektóre drobne proszki, co miało służyć identyfikacji odpowiednich rozmiarów cząstek i ustanowieniu protokołów bezpieczeństwa dla magazynowania, przenoszenia i używania drobnych proszków. Skoncentrowano się na dwóch typach powszechnie stosowanych stopów tytanu, proszku Ti-6Al-4V rozpylanego gazowo i plazmowo o rozkładzie wielkości między 25 a 45 μm, osiągając drobne struktury sieci wymagane w przypadku zastosowań w medycynie.
Technologia opracowana w ramach projektu HIRESEBM umożliwi zoptymalizowany proces wrastania kości w implanty z tytanu wytworzone przez partnerów projektu. Technologia ta daje nadzieję na znaczne obniżenie kosztów produkcji przy jednoczesnej poprawie jakości wyrobów, co przełoży się na spore korzyści po stronie małych i średnich przedsiębiorstw (MŚP) w Europie, a także dobro pacjentów.
Źródło: www.cordis.europa.eu
Dzięki funduszom unijnym naukowcy w ramach projektu HIRESEBM (High resolution electron beam melting) opracowali proces produkcyjny pozwalający na uzyskanie wymaganej porowatości na jakiejkolwiek części implantu. Bazując na technice topienia wiązką elektronów (EBM), ta nowa technologia daje całkowitą wolność projektantom "zoptymalizowanych" implantów.
Proces EBM jest techniką druku przestrzennego, za pomocą której nakładane są kolejne warstwy metalu w oparciu o projekt stworzony przy pomocy narzędzi CAD. Proszek jest następnie topiony wiązką elektronów — nie laserową — w celu wytworzenia złożonych geometrii w formie zbliżonej do końcowej, co eliminuje potrzebę przetwarzania końcowego i wykończenia. Ponadto EBM stosowana jest w próżni — nie w środowisku gazów ochronnych — co gwarantuje bardzo wysoki stopień czystości materiału.
Zespół projektu HIRESEBM zmodyfikował system wspólnej fabrykacji EBM, aby osiągnąć najmniejszą możliwą wielkość plamki wiązki (< 50 μm) i usprawnić dystrybucję drobniejszych proszków niezbędnych do produkcji implantów. W szczególności udało się połączyć nowe działo wiązki elektronowej z nowym systemem dystrybucji proszków i w ten sposób stworzyć prototyp przystosowany do wytwarzania metalicznych implantów.
Naukowcy ocenili ponadto niektóre drobne proszki, co miało służyć identyfikacji odpowiednich rozmiarów cząstek i ustanowieniu protokołów bezpieczeństwa dla magazynowania, przenoszenia i używania drobnych proszków. Skoncentrowano się na dwóch typach powszechnie stosowanych stopów tytanu, proszku Ti-6Al-4V rozpylanego gazowo i plazmowo o rozkładzie wielkości między 25 a 45 μm, osiągając drobne struktury sieci wymagane w przypadku zastosowań w medycynie.
Technologia opracowana w ramach projektu HIRESEBM umożliwi zoptymalizowany proces wrastania kości w implanty z tytanu wytworzone przez partnerów projektu. Technologia ta daje nadzieję na znaczne obniżenie kosztów produkcji przy jednoczesnej poprawie jakości wyrobów, co przełoży się na spore korzyści po stronie małych i średnich przedsiębiorstw (MŚP) w Europie, a także dobro pacjentów.
Źródło: www.cordis.europa.eu
wstecz Podziel się ze znajomymi