Скачати повний текст

Обгрунтовано нове рішення науково-технічної проблеми розробки формоутворення прецизійних виробів з кераміки й штучного сапфіру шляхом спрямованої зміни швидкісно-силових параметрів процесу їх алмазного доведення. Розкрито його сутність на прикладі процесу доведення прецизійних виробів типу усіченої кулі з забезпеченням їх сферичності менше 1 мкм. Вперше поставлено та вирішено числовим методом 3-вимірну контактну задачу процесу алмазного доведення прецизійних виробів типу усічена куля з кераміки й сапфіру з урахуванням взаємного впливу змінюваної геометрії контакту, кінематики та динаміки процесу внаслідок дії тертя й абразивного зношування тіл. Вперше показано, що вирівнювання розподілення швидкості зняття припуску по профілю виробу забезпечується спрямованою зміною швидкісно-силових параметрів процесу алмазного доведення: або збільшенням передатного відношення обертання виробу до притира, або додатковим силовим навантаженням зони притирання спеціально створюваним моментом сили притискання притиру.

Представлены результаты выполненных в Институте проблем материаловедения НАН Украины работ, посвященных повышению функциональных характеристик и оптимизации конструкции эндопротеза тазобедренного сустава украинского производства. Все работы связаны с применением новых биоматериалов, в частности - биокерамики на основе тетрагонального диоксида циркония из высокочистого нанокристаллического порошка, наноструктурированных биоактивных керамических покрытий, новых сплавов титана без токсических элементов, а также новых технологий - улучшение качества обработки керамических головок благодаря использованию синтетических алмазных нанопорошков, внедрение современного программного обеспечения для оптимизации конструкции эндопротеза и управления технологическими процессами.

Лечение больных с различными заболеваниями и посттравматическими повреждениями суставов в настоящее время является одной из наиболее значимых медико-биологических проблем. В Украине накоплен значительный опыт изготовления компонентов шарнирного узла эндопротезов суставов из металлических и керамических материалов, однако методы расчетов этого узла и определения конструктивных характеристик его элементов все еще недостаточно разработаны. Рассмотрена методика расчета методом конечных элементов величины и распределения контактных нормальных и касательных напряжений, а также напряженно-деформированного состояния вкладыша подвижного соединения эндопротеза тазобедренного сустава, выполненного в виде пары "сферическая головка из керамики - ацетабулярная чашка из хирулена с вкладышем из сапфира".

Лечение больных с различными заболеваниями и посттравматическими повреждениями суставов в настоящее время является одной из наиболее значимых медико-биологических проблем. В Украине накоплен значительный опыт изготовления компонентов шарнирного узла эндопротезов суставов из металлических и керамических материалов, однако методы расчетов этого узла и определения конструктивных характеристик его элементов все еще недостаточно разработаны. Представлены результаты анализа методом конечных элементов величины и распределения контактных нормальных и касательных напряжений, а также напряженно-деформированного состояния вкладыша подвижного соединения эндопротеза тазобедренного сустава, выполненного в виде пары "сферическая головка из керамики - ацетабулярная чашка из хирулена с вкладышем из сапфира", а также сформулированы рекомендации по выбору конструктивных параметров этой пары.

The authors come to the conclusion that due to the large number of supporting programs that work on a unique visual programming and simulation capabilities through the treatment process and its postprogramming analysis, this product is a unique tool in the hands of the engineer. І.e. the use of this software allows to make a long and complicated diamond processing easier, faster, and most importantly more accurate.

Предложены решения конкретных технологических задач по проблеме использования современных материалов для изготовления имплантантов и протезирования суставов человека. Освещены результаты исследований перспективных материалов на трение, износ и биологическую совместимость. Приведены расчеты пары трения эндопротеза на прочность, анализ основных закономерностей прецизионной алмазной обработки головки эндопротеза и оценка геометрической структуры обработанной поверхности. Обосновано использование функциональных покрытий поверхностей эндопротезов. Описаны перспективные технологии изготовления пары трения эндопротезов тазобедренных суставов. Уделено внимание вопросам биомеханики и биотрибологии суставов человека, причинам и последствиям отказов эндопротезов тазобедренных суставов, проектированию компонентов эндопротезов коленного сустава.

Досліджено вплив пошкоджень ультрависокомолекулярного поліетилену марки Chirulen-1120, який застосовують для виготовлення тазостегнових ендопротезів, на час існування позитронів в цьому матеріалі після опромінення. Зразки поліетилену пошкоджено за лабораторних умов за методами удару, вальцювання та тертя, а також шляхом зіткнення з металевими кульками у планетарному млині. Зміни часу існування ортопозитронів проаналізовано залежно від механічної енергії, одержаної зразком, а зміни радіусів порожнин, в яких утворюються та анігілюються позитрони, визначено, застосовуючи модель Елдрупа - Тао.