Metodyka badań materiałów i elementów endoprotez stawu biodrowego w instytucie obróbki plastycznej

Przedstawiono metodykę tribologicznych badań materiałów i elementów endoprotez stawu biodrowego. Badania prowadzone są na dwóch etapach. Etap pierwszy dotyczy oceny różnych skojarzeń materiałowych pod względem oporów ruchu oraz badania odporności na zużycie za pomocą testera T-05 w styku rozłożonym. Etap drugi obejmuje badania tribologiczne par trących wytypowanych na pierwszym etapie pracy na symulatorze SBT-01 do badań elementów endoprotez stawu biodrowego. Symulator SBT-01 jest prototypowym urządzeniem badawczym zaprojektowanym i zbudowanym w Laboratorium Inżynierii Powierzchni i Tribologii Instytutu Obróbki Plastycznej w Poznaniu. Badania obejmują również analizę topografii i stanu powierzchni przed i po testach za pomocą profilometru, mikroskopu optycznego i SEM. W artykule zaprezentowano wyniki badań panewki z UHMWPE w skojarzeniu z głową ze stopu CoCrMo. Wyznaczono krzywe momentu tarcia, obliczono pracę tarcia dla pojedynczych cykli oraz określono zużycie elementów endoprotezy. Wyznaczono także ciepło wydzielone w procesie tarcia.

This study contains the methodology of materials and hip endoprosthesis component investigations. Studies are realised in two stages. The first stage concerns the evaluation of the behaviour of material connections due to friction forces and wear resistance using a T-05 tester in distributed contact. The second stage contains tribological investigations of material connections in the hip simulator SBT-01 chosen in the first stage. The simulator is a prototype-testing machine designed and built in the Laboratory of Surface Engineering and Tribology of Metal Forming Institute. Research was extended to the analysis of surface topography and condition using a profilograph, optical microscope, and SEM. An examination of UHMWPE cup and CoCrMo alloy head was done. The authors have performed friction moments curves and calculated the work of friction for single cycles. In addition, the study obtained data on the wear of components and heat evolved in the friction process.