Предназначен для имитации реальных условий нагружения суставных протезов, для фундаментальных исследований биоматериалов, применяющихся для протезированияв ортопедии и стоматологии.
Биотрибометр Ducom оснащен датчиками для измерения трения и износа биоматериалов при формировании клинически значимых условий: профилей скорости, движения и нагрузки.
Установка позволяет воспроизводить поперечное движение сдвига с профилями нагрузки и скоростью скольжения по отношению к циклам прохода согласно ISO 14242-1:2014 и ASTM F732-17. Установка позволяет проводить разработку новых методов испытаний, имеющих отношение к скорости износа и профилям, наблюдаемым на извлекаемых имплантатах. Биотрибометр Ducom позволяет моделировать реальные условия эксплуатации протезов и по функциональным возможностям значительно превышает методики, предусмотренные в стандартах ISO 14242-1:2014 и ASTM F732-17.
Профили износа: линейный, циркуляционный, бабочкой на материале UHMWPE
B – Условия контакта: шарик по диску
С – Условия контакта штифт (палец) по диску
Применение
- Трение и износостойкость различных биоматериалов - СВМПэ, CoCrMo, Ti6Al4V, TiBN. Моделирование нагрузок при ходьбе, беге, подъеме по лестнице и т.д.
- Определение усталости, трения и износостойкости зубных материалов (Эмаль, Zr203, Ti6Al4V) во время циклов жевания и нагрузке при прикусе зубов.
- Определение потери массы из-за коррозии биоматериалов во время кривых линейной поляризации с помощью модуля трибокоррозии.
- Качественные исследования различных типов СВМПэ (гамма-облучение, витамин Е), используемых при изготовлении ацетабулярных чашек, вкладышей и коленных вставок.
Преимущества
- Независимая система нагрузок для каждой испытательной ячейки (до 800 Н).
- Автоматизированное управление движением с помощью ступени X-Y может генерировать пять различных профилей движения, включая типы движения с поперечным сдвигом: фигуру восьмерки и квадрат.
- Контроль температуры смазочных материалов на каждой станции: до 70 ° C.
- Камера рециркуляции смазки для каждой станции.
- Модуль трибокоррозии с трехэлектродным потенциостатом для формирования кривых линейной поляризации в соответствии с ASTM G59-97 (2014) и определения потерь массы вследствие коррозии.
- Измерения силы трения и линейного износа для каждой станции.
Биотрибометр Ducom состоит из верхней пластины (неподвижная рама) и нижней пластины (столик X-Y). Верхняя пластина передает нагрузку (пневматическая система для нагружения до 800 Н). Нагрузка передается через вал и штифт/шариковый держатель на диск.
Нижняя пластина содержит X-Y столик для одновременного линейного перемещения диска вдоль осей X и Y, что позволяет моделировать траектории движения различной формы: восьмерка, квадрат, окружность, линия.
Опции
- Одностанционная или многостанционная система (1, 2, 4 и 6)
- Модуль измерения силы трения и износа
- Модуль контроля и измерения температуры
- Система рециркуляции смазки
- Модуль для измерения коррозии при трении
Что касается системы нагрузки 800 Н: на каждой станции имеются два датчика силы трения (кнопочные датчики нагрузки), прикрепленные к базовой пластине, которые воспринимают силу трения вдоль осей x и y. В верхней пластине на чашке шпинделя, соединенной с держателями штифтов/шариков, установлен датчик перемещения (LVDT) для получения составного износа (или линейного износа). Нижняя пластина, несущая жидкостную камеру вместе с диском, нагревается парой патронных нагревателей. Термопары используются для периодического измерения температуры текучей среды внутри каждой камеры. Система загрузки, система перемещения (ступень X-Y), вращение штифта и температура смазки управляются компьютером. Измерения силы трения и датчиков LVDT отображаются в режиме реального времени с помощью программного обеспечения WinDucom.
Предназначен для оценки электрохимического поведения оматериалов в ходе испытаний на трение и износ установлен трибокоррозионный модуль Ducom Multi Autolab.
Система до-оснащена специализированным модулем Multi Autolab, который представляет собой многоканальный потенциостат/гальваностат. Он позволяет определить сопротивление, скорость коррозии (мм/год), ток коррозии, потенциал коррозии согласно ASTM G59 и ASTM G102. Все приспособления выполнены из диэлектрических материалов.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
| Характеристика | Размерность | Значение |
|---|---|---|
| Разность потенциалов | В | ±10 |
| Напряжение | В | ±20 |
| Максимальный ток | мА | ±400 |
| Диапазон тока | - | ±10 мА до 10А |
| Точность потенциала | % | ±2 |
| Разрешение потенциала | нВ | 3 |
| Точность тока | % | ±0,2 |
| Разрешение тока | % | 0,0003 |
| Импеданс | ГОм | >100 |
| Частота потенциостата | МГц | 1 |
ИЗМЕРЯЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Ток коррозии, линейные поляризационные кривые, потеря массы.
ОСОБЕННОСТИ
Трехэлектродная электрохимическая ячейка устанавливается для измерения потенциала и тока. Одновременное получение данных фрикционного изнашивания с током коррозии.
ПРИМЕНЕНИЕ
Определение потерь массы из-за коррозии материалов во время кривых линейной поляризации.
Модульная система
Установка конфигурируется по принципу «конструктора» и может быть модернизирована с помощью любого из вышеупомянутых дополнительных модулей.
Единая платформа с несколькими решениями
Биотрибометр с профилями цикла походки и нагрузки используется для тестирования ортопедических биоматериалов; Эта платформа может генерировать циклы жевательной нагрузки для тестирования зубных биоматериалов.
Высокая производительность исследования
Шесть независимых ячеек в Биотрибометре могут быть использованы для тестирования 12 различных биоматериалов, одновременно.
Преимущества над симулятором
Биотрибометр позволяет получать данные о трении и износе во время испытания, а также в зависимости от различных степеней свободы (скольжение или скольжение и вращение). Эти функции отсутствуют в тренажерах, которые сегодня доступны на рынке.
Автоматизация
Только образцы штифтов и дисков должны монтироваться вручную; Остальные операции, такие как загрузка, движение и скорость, управляются программным обеспечением.
Биотрибометр Ducom управляется программным обеспечением WinDucom на базе LabVIEW, которое также получает и отображает нормальную нагрузку, силу трения, коэффициент трения, износ и температуру смазки. Также измеряются и отображаются необработанные данные. Полученные данные могут быть представлены несколькими способами: графически либо отельные данные могут быть экспортированы в формате Excel.
| Характеристика | Значение |
|---|---|
| Автоматическая система нагружения (индивидуально на каждую станцию) | От 10 до 650 Н |
| Измерение силы трения по осям Х, Y | от 0 до 100 Н |
| Чаша со смазкой с опцией нагрева | До 50 мл, T = от комнатной до 70°C |
| Линейное измерение износа | от 0 до 2000 мкм |
| Стол для возвратно-поступательного движения по осям X и Y (Индивидуально на каждую или все станции) | Возвратно-поступательное движение вдоль осей X и Y; Квадрат; Рисунок 8; окружность |
| Размер диска | Ø 30 мм x 10 мм, возможны другие размеры. |
| Размер штифта | Ø 6 мм or Ø 9 мм x 13 мм, возможны другие размеры. |
| Описание | Материал | Кол-во |
|---|---|---|
| Держатель шарика /штифта | SS 304 | 1-6 |
| Держатель диска | SS 304 | 1-6 |
| Акриловая чаша со смазкой | Тефлон | 1-6 |
| Уплотнительные кольца | Силикон | 1-6 |
| Ячейка нагружения (сила трения) | 2-12 | |
| LVDT датчик | 1-6 | |
| Блок патронных нагревателей с термопарой | 1-6 | |
| Столик X-Y для перемещения образца | 1 | |
| Вал | 1-6 | |
| Система загрузки образца | 1-6 | |
| Шаговый двигатель для вращения штифта | 1-6 | |
| Штифт и диск | UHMWPE, SS304 | 1-6 |
| Компьютер и джойстик управления перемещением | 1 | |
| Набор инструментов для обслуживания системы | 1 | |
| Набор инструментов для калибровки | 1 | |
| Комплект сопроводительной документации | 1 |
