ASTM F1978-22 Taber Aşındırıcı Kullanılarak Metalik Termal Sprey Kaplamaların Aşınma Direncinin Ölçülmesine Yönelik Standart Test Yöntemi

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından yayınlanan “ASTM F1978-22 Taber aşındırıcı kullanılarak metalik termal sprey kaplamaların aşınma direncinin ölçülmesine yönelik standart test yöntemi” standardında, düz metalik yüzeyler üzerinde termal püskürtme işlemleriyle üretilen metalik kaplamaların aşınma direncini belirlemeye yönelik bir test yöntemi açıklanmaktadır. Bu test yöntemi, cerrahi implantlarda kullanılan kaplamaları karakterize etme aracı olarak tasarlanmıştır.

Bu yöntem, kaplama yüzeyinde aşınmaya neden olmak için yuvarlanma ve sürtünme kombinasyonunu üreten Taber aşındırıcı cihazı kullanır. Aşınma kümülatif ağırlık kaybı olarak ölçülür. Bu test yöntemi, suyla önemli ölçüde reaksiyona girmeyen ve oda sıcaklığı ile havada 100 derece arasında faz dönüşümüne veya kimyasal reaksiyona girmeyen düz, sert numunelerle sınırlıdır.

Bu standardın amaçları doğrultusunda şu tanımlar geçerlidir:

• Aşındırıcı, yüzeylerin kompozit yuvarlanma ve sürtünme hareketine karşı direncini belirlemek için tasarlanmış aleti ifade eder.
• Parçacık dökülmesi, bir kaplamadan yüzey parçacıklarının ve parçaların kaybını ifade eder.
• Termal sprey kaplama, yanıcı gazlar, plazma veya iki telli ark yoluyla erimiş veya yumuşatılmış toz veya telin püskürtülmesiyle üretilen kaplamayı ifade eder.
• Ağırlık kaybı, test süresince test aparatı tarafından kaldırılan kütle miktarını ifade eder.

Bu test yöntemi, H-22 kalibreli (ticari markalı) tekerleklere sahip bir Taber aşındırıcı cihazını ve ilave ağırlıklar olmaksızın 250 g’lık aşındırıcı kafa kütlesini kullanır. Bir numune, kontrollü basınç ve aşındırıcı etki koşulları altında döner ve sürtünme eylemi kullanılarak aşındırılır. Döner platform üzerine monte edilen test numunesi, iki aşındırıcı tekerleğin kayma dönüşüne karşı dikey bir eksende döner. Tekerlekler, dönen test numunesi ile temas halinde olduklarında zıt yönlerde dönecek şekilde monte edilmelidir. Aşındırıcı çarklardan biri numuneyi dışarıya doğru çevreye doğru, diğeri ise içeriye doğru merkeze doğru ovalarken, bir vakum sistemi test sırasında aşınma kalıntılarını giderir. Ortaya çıkan aşınma izleri, yaklaşık 30 cm2’lik bir alan üzerinde çapraz yaylardan oluşan bir desen oluşturur. Numuneler aşındırılır, ultrasonik olarak temizlenir, kurutulur, soğutulur ve belirli sayıda (2, 5, 10 ve 100) kümülatif dönme döngüsü için tartılır. Numuneler her tekrardan sonra tartılır ve ağırlık kaybı numunedeki aşınmanın ölçüsüdür.

Bu test yöntemi, termal sprey kaplamanın parçacık dökülmesine karşı direncini değerlendirmek için bir araç sağlar. Bu tür parçacık dökülmesi, bir implantın cerrahi olarak yerleştirilmesi sırasında veya implantın yerleştirme sonrasında mikro hareketinin bir sonucu olarak meydana gelebilir.

Bu aşınma testi yöntemi, bir kaplamanın kalite kontrol analizi için yararlı olabilir ve kaplamadan önce alt tabakanın hazırlanması, yüzey dokusu, kaplama tekniği değişkenleri veya kaplama sonrası işlemler gibi işleme değişkenlerinin etkilerini değerlendirmek için kullanılabilir.

Bu aşınma testi yöntemi, aşındırıcının tekerleklerinin numunenin yüzeyinden ayrılmamasına yetecek boyuttaki düz plaka şeklindeki numuneler içindir. Diğer şekil veya boyutlara sahip cihazlar için önerilmez.

Bu testlerde kullanılan Taber aşındırıcı, 250 g kütleye ve ilave ağırlık içermeyen aşındırıcı kafaya sahiptir ve şu parçalardan oluşur:

• Çıkarılabilir, lastik bir ped ve merkezi olarak konumlandırılmış dişli direk ve somun içeren bir numune döner tabla platformu.
• Döner tabla platformunu 72 devir⁄dakika artı/eksi 2 devir⁄dakika veya 60 devir⁄dakika artı/eksi 2 devir⁄dakika hızında döndürebilen bir motor.
• Döner kolu ve aşındırıcı çarkın takıldığı flanşlı tutucuyu içeren bir çift aşındırma kafası.
• Test sırasında numune yüzeyinden kalıntıları ve aşındırıcı parçacıkları çıkarmak için bir vakum emme sistemi ve vakum toplama başlığı. 100’lük bir vakum emme seviyesi kullanılır ve vakum toplama nozul portundaki bir vakum ölçer ile ölçüldüğü üzere vakum emme kuvveti 13,7 kPa veya daha fazla olur. Vakum toplama nozulunun yüksekliği ayarlanabilir olmalıdır.
• Döner tabla platformunun gerçekleştirdiği aşınma çevrimlerinin (devirlerinin) sayısını kaydeden bir sayaç.

Aşınma testi numuneleri, yaklaşık 10 cm’lik kareler veya 10 cm çapında, en az 1,6 mm’lik ancak 6,5 mm’den kalın olmayan daireler şeklinde olmalı ve numunenin Taber aşındırıcının numune tutucusuna sabitlenmesine imkan verecek şekilde ortasında 6,5 mm çapında bir delik bulunmalıdır. Titanyum dışındaki alt tabakalar için, analitik terazinin kapasitesine göre test numunesinin ağırlığı dikkate alınır.

Kaplama, bitmiş cerrahi implantta kullanılanı temsil edecek şekilde uygulanır.

En az yedi örnek hazırlanır. Değerlendirilecek birden fazla kaplama varsa, her kaplama için en az altı numune hazırlanmalı ve en az bir sette yedi numune bulunmalıdır. Yedi numuneli setten, ultrasonik temizleme için gereken süreyi belirleyen bir numune seçilir. Altı numuneden oluşan her gruptan rastgele seçilen bir numune, ultrasonik temizlemenin neden olduğu ağırlık kaybını ölçmek için ayrılır. Bu numune (boş numune) tartılır, ultrasonik olarak temizlenir, kurutulur, soğutulur ve yeniden tartılır.

Kuruluşumuz, çeşitli sektörlerdeki işletmeler için verdiği sayısız test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları arasında, eğitimli ve uzman bir kadro ve gelişmiş teknolojik donanımı ile, “ASTM F1978-22 Taber aşındırıcı kullanılarak metalik termal sprey kaplamaların aşınma direncinin ölçülmesine yönelik standart test yöntemi” standardında tanımlanan belgelendirme ve test hizmetleri de vermektedir.