Titanyum esaslı vidalı kemik implantlarının enjeksiyon kalıplama süreçlerinin araştırılması

Bu çalışmada, Ti-6Al-4V alaşımından toz enjeksiyon kalıplama yöntemiyle vidalı kemik implantı üretilmiştir. Dört farklı besleme stoku (PW/CW/SA, PW/PE/SA, PEG8000/PP/SA, Naftalin/PE/SA) kılcal reometre ile reoloji çalışması deneysel olarak yapılmıştır. Tüm besleme stokları için viskozite ve erime akış indeksi değerleri hesaplanmıştır. PW/PE/SA ve PEG8000/PP/SA besleme stokları ideal özellikler göstermiştir. Moldflow simülasyon çalışması vidalı parça üzerinde gerçekleştirilmiştir. Simülasyon analizlerinde PEG8000/PP/SA besleme stoku için (viskozite: 72:1001 Pa.s, erime akış indeksi: 261-1888g/10dk. en yüksek toz oranı hacimce %60) en uygun yolluk tasarımı yapılmıştır. Kalıp, talaşlı imalat, elektro erozyon ve ısıl işlemden geçirilerek elde edilmiştir. Farklı enjeksiyon (800-1500 bar), ütüleme basınçlarında (0-1000 bar), debi (10-25cm3/s) ve sıcaklıklarda (150-215 C) denemeler yapılmıştır ve optimum kriterler bulunmuştur. TGA/DSC/DTA ısıl analizleri ile çözücü bağlayıcı giderme sıcaklığı 60-63 C olarak ısıl bağlayıcı giderme hızı 1 C/dk. olarak tespit edilmiştir. Ham parçaya çözücü bağlayıcı giderme (24saat) ve ısıl bağlayıcı giderme (25saat) uygulanmıştır. Sinterleme önce vakum sonra argon yüklenmiş ortamda 1250 C'de korunaklı ve korunaksız 2 saat sinterlenmesi ve farklı soğutma (vakumda, argonda) uygulanarak en uygun üretim parametresi belirlenmiştir. 1250 C'de 2 saat korunaklı olarak sinterlenmesi ve argon ortamında soğutmanın en uygun olduğu bulunmuştur.