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Materiale

SISTEMA IMPLANTARE EASY GRIP®

Titanio Gr 5 ELI (Gr 23)

Il miglior materiale per risultati implantoprotesici duraturi nel tempo

Il titanio grado 23, generalmente conosciuto come titanio grado 5 ELI (Extra Low Interstizial), è la lega di titanio (Ti6Al4V) attualmente utilizzata nella produzione degli impianti e dei pilastri della linea “Easy Grip®”. Da molti anni T.F.I. System srl ha adottato questa lega in sostituzione del titanio grado 4 CP (Commercialmente Puro) per le sue proprietà caratteristiche che riportiamo brevemente qui sotto.

Titanio Gr 5 ELI
(Gr 23)

Il miglior materiale per risultati implantoprotesici duraturi nel tempo

Il titanio grado 23, generalmente conosciuto come titanio grado 5 ELI (Extra Low Interstizial), è la lega di titanio (Ti6Al4V) attualmente utilizzata nella produzione degli impianti e dei pilastri della linea “Easy Grip®”. Da molti anni T.F.I. System srl ha adottato questa lega in sostituzione del titanio grado 4 CP (Commercialmente Puro) per le sue proprietà caratteristiche che riportiamo brevemente qui sotto.

Durezza

L’alluminio presente al 6% aumenta la durezza, riduce il peso specifico e migliora il modulo di elasticità “E”. Inoltre, l’associazione con l’alluminio ed il vanadio riduce del 50% la conducibilità termica ma soprattutto aumenta della stessa percentuale la resistenza all’usura.

Resistenza superficiale
La lega Ti6Al4V ELI è una lega alfa-beta, cioè contiene sia elementi alfa stabilizzanti (alluminio e ossigeno) che beta stabilizzanti (vanadio); questo tipo di lega può venire trattato superficialmente al fine di aumentarne considerevolmente la resistenza alla corrosione da attrito.
Resistenza ad usura da frizione

Riportiamo un estratto da Wikipedia alla voce “titanio”: “ha la proprietà di essere biocompatibile, in quanto presenta porosità superficiale analoga a quella dei tessuti umani, per cui risulta fisiologicamente inerte. Per questo motivo la lega a base di titanio Ti6Al4V ELI viene utilizzata nelle componenti protesiche di anca e ginocchio. Tuttavia dato l’alto coefficiente di frizione non viene mai utilizzato come componente di giunzione articolare.” Purtroppo le superfici di titanio ottenute da tornitura di barre disponibili sul mercato, hanno una resistenza ad usura da frizione relativamente bassa. In particolare, le superfici di titanio a contatto reciproco tra loro o con altri metalli si danneggiano velocemente per usura in condizioni di contatto per strisciamento o per attrito (cosidetta corrosione da attrito); anche con un leggero carico e con un piccolo movimento relativo, quindi, può avvenire il grippaggio completo delle superfici. Questa situazione è dovuta all’usura adesiva, in cui le asperità microscopiche sulle superfici del metallo entrano in contatto tra loro come conseguenza dello strisciamento relativo e tendono a saldarsi insieme, formando un legame che può avere resistenza a rottura maggiore della resistenza del metallo sottostante; la frattura, allora, avviene in corrispondenza di una delle asperità, provocando un trasferimento di metallo da una superficie all’altra; i residui così formati danno origine all’usura accelerata che si presenta nel titanio. In considerazione di ciò, per usare il titanio in condizioni in cui l’usura potrebbe essere un problema, è essenziale adottare soluzioni appropriate.

Resistenza a fatica
Il complesso modo in cui microstruttura e morfologia concorrono a variare le proprietà del materiale, fanno sì che il comportamento a fatica sia generalmente valutato sperimentalmente caso per caso in funzione delle esigenze. In linea generale si può affermare che tutte le modifiche che comportano un incremento della resistenza a snervamento inducono anche un miglioramento della resistenza a fatica. Altro fattore di fondamentale importanza è lo stato delle superfici la cui scarsa finitura favorisce l’innesco di cricche che possono poi propagare per fatica anche a carichi estremamente ridotti. Per questo motivo realizziamo particolare attenzione ai trattamenti di superficie.
Tenacità a frattura
La lega Ti6Al4V ELI (titanio grado 5 ELI), viene utilizzata per quegli impieghi che richiedono un’elevatissima tenacità a frattura (ad esempio nella protesi d’anca in ortopedia). Tale lega di titanio viene trattata con un particolare processo di riduzione degli elementi interstiziali (processo ELI), che migliora sensibilmente i valori di K (valori di sforzo cui può resistere il materiale nel caso di presenza di cricche), facendogli raggiungere valori anche doppi rispetto a quelli della semplice lega Ti6Al4V con normali tenori di ossigeno.
Resistenza a rottura
Il titanio grado 5 ELI ha un valore di 830 MPa, contro i 550 MPa del titanio grado 4.
Resistenza a snervamento
Il titanio grado 5 ELI ha un valore di 760 MPa, contro i 480 MPa del titanio grado 4.
Resistenza alla propagazione della cricca

La formazione naturale di alcuni difetti di superficie sono spesso originati dalla metodica al tornio, operazione da considerarsi necessaria per ottenere il risultato di lavorazione voluta (inizio filetto, gole, ecc.). Tali difetti di superficie spesso sono la causa di cricche generatesi con l’innesco di una sollecitazione a fatica del pezzo.
Nella sezione “Trattamenti di superficie” si approfondiscono le metodiche attuate dalla T.F.I. System srl per aumentare questo tipo di resistenza sui prodotti della linea “Easy Grip®”. Per diminuire questo fenomeno, i torni a c.n.c. (controllo numerico) della T.F.I. System srl, sono forniti di componenti addizionali quali il tourbillonage interno ed esterno, indispensabili per effettuare filettature interne ed esterne prive di difetti di superficie.