3331457030

Zastosowanie technik wspomagania komputerowego procesów odlewniczych do projektowania elementów protez serca.

Nowoczesne programy komputerowe pozwalają również na znaczące skrócenie procesu projektowania elementów wykonywanych docelowo różnymi technikami: obróbką plastyczną, obróbką skrawaniem lub coraz częściej stosowanym wydrukiem z proszków metalowych. Rozwiązanie konstrukcyjne może być weryfikowane przy wykorzystaniu technik szybkiego prototypowania na dowolnym etapie procesu produkcyjnego.

Rezultaty projektów badawczych i wdrożeniowych prowadzonych w Instytucie Odlewnictwa w Krakowie umożliwiły podjęcie tematyki związanej z zastosowaniem technik szybkiego prototypowania w procesie opracowywania elementów protezy sztucznego serca.

Z całej grupy materiałów biozgodnych stosowanych w medycynie istotną rolę odgrywają elementy wykonane ze stopów tytanu zastępujące lub wspomagające pracę elementów kostnych, przenoszących duże obciążenia mechaniczne. Unikalne właściwości fizykochemiczne stopów tytanu, takie jak relatywnie niska gęstość oraz duża odporność na agresywne środowiska korozyjne, pozwalają na wykorzystanie ich w przemyśle chemicznym, lotnictwie oraz medycynie. Główną przeszkodą w powszechnym wykorzystaniu podzespołów wykonywanych ze stopów tytanu jest konieczność zapewnienia wysokiej czystości procesu przetwarzania. Większość elementów jest wykonywana z wykorzystaniem obróbki skrawaniem oraz obróbki plastycznej. Technologia odlewnicza, z uwagi na wysokie wymagania stawiane procesowi produkcyjnemu, jest stosowana w wyjątkowych sytuacjach. Należy wówczas zwrócić szczególną uwagę na parametry procesu topienia stopów tytanu oraz technologii przygotowania formy odlewniczej. Istotny jest sposób topienia stopu, czystość atmosfery ochronnej oraz brak reakcji ciekłego metalu z materiałem tygla i formy. Wykorzystywane technologie odlewnicze bazują na metodzie wytapianych modeli, z wykorzystaniem warstwowych form ceramicznych. Poprawienie parametrów struktury wykonanych odlewów jest prowadzone przez zastosowanie wysokotemperaturowego izostatycznego doprasowania (Hot Isostatic Pressing).

Po zakończeniu procesu odlewniczego kontrola jakości wykonanych podzespołów jest prowadzona z wykorzystaniem tradycyjnych badań metalograficznych oraz spektrometrycznych. Coraz częściej do kontroli jakości wykonanych odlewów wykorzystywana jest techniczna tomografia komputerowa umożliwiająca zarówno przeprowadzenie badań defektoskopowych, jak i sprawdzenie poprawności montażu elementów składowych podzespołów, w tym również elementów klejonych lub spawanych.

185