解决案例

MTS 帮助研究人员对在植入式矫形器械中使用的新合金进行有效测试

客户面临的挑战

矫形器械开发商面临着激烈的竞争,这意味着上市速度至关重要。开发商正在不断地寻找新方法来加快产品开发过程并且更早、更有信心地对新材料和设计进行深入了解。

K4Sint 是一家小公司,但是对该领域的研究有着很大的影响。这家位于意大利特伦托郊外的私人研究与开发公司,专门运用粉末冶金技术来生产适用于植入式矫形器械的新材料,若不用此技术则无法获得这种器械。

K4Sint 的创始人之一、材料科学和粉末冶金领域的专家 Mario Zadra 博士说:“我们的客户是高性能矫形器械制造商。通常,他们不仅需要提高器械性能,而且想要保证成本尽可能低。我们使用不同的材料组合来生产新零件,以找到佳解决方案。”

正如 K4Sint 提供服务的开发商,Zadra 博士的团队始终承受着压力,即他们需要以非常快的速度造出新零件。为此,K4Sint 采用一系列拥有专利的机械合金化和放电等离子体烧结工艺。烧结是指从粉状材料中创建物体的一种方法。与采用直接合金化方法相比,烧结可以帮助 K4Sint 的研究人员更快速地形成新的合成物。当每一种新合金准备就绪时,应该采取的下一步是以同样的效率进行机械测试。

 

这些金属条和狗骨式样品可通过拉伸测试体现其特性

 

MTS 解决方案
从股骨头和髋臼杯到髁和金属海绵,植入式矫正器械的所有零件都必须能够提供开发商所期望的性能。高端设备制造商对于既可以提供理想强度和可靠性,又可以提供降低材料和生产成本的新方法之新合金尤其感兴趣。

Zadra 博士说:“就合金来说,只有几个可以使用的元素,其中包括钛和锆。我们将它们混合在一起,以获得具有恰当的机械属性(其中重要的是硬度)的合成物。我们首先生产 20 毫米的圆盘,然后对其进行切割,即可获得较小的样品,之后,我们在 MTS 测试系统中使用三点弯曲装置对这些样品进行测试。这样,我们可以快速地获得测试数据,微调材料,重新进行三点弯曲测试,并知道合成物何时是恰当的。”

K4Sint 在其 MTS Criterion® C40 系列电子万能测试系统中采用独特的 3 点弯曲装置和其他装置,显示新合金的硬度并评估其屈服强度、极限抗拉强度和延展性。


在 K4Sint 实验室里,Zadra 博士的团队依靠MTS Criterion® C40 系列电子万能测试系统、MTS TestSuite™ TW 软件、MTS 楔形夹具与压板,以及 K4Sint 团队专门设计的独特式三点弯曲工具。使用 MTS Criterion 系统,实验室可以显示新合金的硬度并评估其屈服强度、极限抗拉强度和延展性。


客户获得的益处
K4Sint 在其实验室中装配了 MTS Criterion 系统,因此可以维持严格而有效的测试程序,每周进行 10 到 15 次三点弯曲测试,每周进行一次并且已经证实值得进一步评估的材料拉伸测试除外。

Zadra 博士说:“在我们得到 MTS 测试系统之前,我们不得不在特伦托大学进行我们的所有测试。现在,我们的测试更快、更方便。而且,测试速度直接关系到我们的企业能否取得成功。”

Zadra 还赞赏了 MTS Criterion 系统的性能。MTS Criterion 系统在 K4Sint 实验室的运行时间已有一年多一点。这个专门设计的系统具有可靠的操作性,并且易于维护。

 

Mario Zadra 博士与MTS Criterion® C40 系列电子万能试验机

Zadra 博士说:“我们初选择 MTS 的原因在于,我们需要一个能够通过利用测试通用性并大化正常运行时间与我们的测试目标保持同步的系统。借助 MTS 品牌,我们实现了这两点。我们与 MTS 保持着良好的关系。”

 

资料图:MTS Criterion信标 电子万能测试系统

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