Micro-WEDM of Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr Alloy for Antibacterial Properties: Experimental Investigation and Optimization

2024

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/met14060714
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

Recent developments of orthopedic implant applications have discovered a variety of new metallic biomaterials known as β-type titanium alloys. The μ-WEDM (micro-wire electro discharge machining) surface treatment technique, capable of improving the surface properties of orthopedic implants, was studied in a machining Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr alloy. This study aimed to evaluate material removal rate (MRR), kerf width, average surface roughness, microhardness and antibacterial response at different machining parameters which are capacitance (1 nF, 10 nF and 100 nF) and gap voltage (80 V, 95 V and 110 V). The Taguchi method was used to optimize the mentioned output parameters, while ANOVA (analysis of variance) described the significance and contribution of capacitance and gap voltage. Grey relation analysis (GRA) was conducted to perform multiple output optimization. For antibacterial response, cultivations of B. subtilis, E. coli, P. aeruginosa and S. aureus bacteria on treated surfaces for 72 h were performed. As the results, optimal values of MRR, kerf width, crater area, average surface roughness and microhardness were equal to 0.0637 mm3/min, 93.0 μm, 21.8 μm2, 0.348 μm and 442 HV, respectively. Meanwhile, μ-WEDM treatment improved antibacterial properties while the highest antibacterial response was achieved at the lowest average surface roughness resulting in least biofilm formation on treated surfaces.