Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.

Печать тугоплавкими металлами. Уникальная разработка ученых СГТУ повысит износостойкость медицинских изделий

Ученые Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. создали оборудование для локальной печати тугоплавкими металлами рабочих поверхностей медицинских изделий, используемых в восстановительной медицине и имплантологии.

Данный комплекс позволяет формировать пористые титан/танталовые 2D/3D-структуры, благодаря которым повышается твердость, износостойкость и биосовместимость медицинских изделий, т.е. создаются условия для ускоренного «вживления» металлических конструкций или имплантатов в костную ткань. Этот блочно-модульный комплекс электрофизического оборудования включает в себя источник питания, электромеханический преобразователь, компьютеризированный комплекс с числовым программным управлением траекторией движения электрода-инструмента.

«Идея управляемого выращивания изделий из различных по своей природе материалов не нова. Современные технологии аддитивного производства в основном базируются на применении концентрированных потоков энергии, в частности лазерного излучения, электронного луча и электрических разрядов в газах. Это позволяет формировать высококачественные изделия с различной структурой, однако номенклатура используемых для печати сплавов достаточно ограничена. К исходному сырью предъявляются жесткие требования по составу, геометрическим параметрам и прочим технологическим характеристикам. Проанализировав известные решения, наш коллектив взялся за инновационную разработку – управляемый процесс печати микропористых 2D/3D структур на металлоизделиях для повышения их эксплуатационных качеств», – поделился своим мнением заведующий кафедрой «Материаловедение и биомедицинская инженерия» СГТУ, доктор технических наук Александр Фомин.

«Обеспечение точного позиционирования электрода, который совершает колебательные движения с различной частотой и амплитудой, обеспечение необходимого усилия прижатия для стабильного горения искрового разряда в межэлектродном промежутке, а также достаточной скорости перемещения для равномерного массопереноса материала – это тот начальный комплекс работ, которые были выполнены. Далее начался долгий этап оптимизации технологических параметров печати, определение диапазонов рабочего тока и напряжения, состава и давления рабочей среды, а также их влияние на геометрические параметры напечатанных слоистых структур. Мы провели также материаловедческий блок исследований танталовых покрытий на титановых конструкциях, используемых в восстановительной медицине. Совместно со специалистами различных профилей получены электронно-микроскопические данные и спектральные характеристики покрытий нового типа, в том числе после медико-биологических испытаний», – поясняет старший научный сотрудник лаборатории «Индукционные, плазменные и лазерные технологии обработки материалов», кандидат технических наук Владимир Кошуро.

В настоящее время оборудование для обработки медицинских изделий применяется при выполнении научно-исследовательских работ по грантам и прикладным программам. Результаты исследований опубликованы в рецензируемых изданиях, включая высокорейтинговые журналы.

Ссылка на публикацию в ТАСС.