Ученые МАИ нашли способ удешевить титановые импланты суставов

МОСКВА, 22 октября. /ТАСС/. Ученые Московского авиационного института (МАИ) разработали проект повышения эффективности и снижения стоимости производства имплантов коленных и тазобедренных суставов из титановых сплавов. Создан высокоэффективный, но сложный процесс обработки изделий с целью повышения их износостойкости, сообщили ТАСС в пресс-службе вуза.

"Недостаточная эффективность производства сказывается на стоимости таких изделий. Если внедрить методы управления качеством, то получится снизить их цену и сделать их более доступными для нуждающихся людей", - считает автор проекта из института №11 "Новые материалы и производственные технологии" МАИ Евгения Смирнова, чьи слова приводятся в сообщении.

Суть работ заключается в интеграции методов управления качеством и рисками в технологический процесс ионно-плазменного азотирования титановых изделий, который позволяет создавать на их поверхности тонкий, но очень твердый защитный слой, значительно увеличивающий износостойкость импланта и снижающий силу трения. Это продлевает срок его службы и улучшает функциональность. При этом сохраняется необходимая биосовместимость.

В процессе работ сначала происходит тщательная подготовка поверхности изделий, после чего их загружают в вакуумную камеру и прогревают. Затем в камеру подается специальная газовая смесь, содержащая азот, которая под действием высокого напряжения ионизируется и вступает в химическую реакцию с титаном. После этого изделие охлаждается и проходит финишную обработку. Данная технология уже активно применяется в институте №11, и теперь стоит задача обеспечить стабильность, воспроизводимость и общую эффективность рабочих процессов.

"В своей работе специалист МАИ объединила и адаптировала под специфику направления целый комплекс проверенных методов управления качеством. Для оперативного контроля за стабильностью процесса ионно-плазменного азотирования применяются контрольные карты Шухарта. Данная методика позволяет в режиме реального времени отслеживать ход производимых работ, мгновенно определять соответствие или несоответствие выпускаемой продукции заданным стандартам и при необходимости оперативно корректировать настройки оборудования", - уточнили в вузе.

Чтобы разобраться в появившихся причинах сбоев и оперативно их устранить, используется причинно-следственная диаграмма Исикавы. Она систематизирует все возможные факторы, влияющие на качество, позволяя выявить первопричину и предотвратить повторные ошибки. Помимо текущего контроля, крайне важно предвидеть возможные проблемы. Для этого применяется метод FMEA (анализ причин и последствий отказов), изначально широко используемый в автомобильной промышленности. На данный момент проект находится на финальной стадии - этапе стандартизации, что позволит преобразовать научную разработку из концепции в готовое для промышленного внедрения решение.