زمينه فني اين اختراع مشخصاً در حوزه مواد جايگزين استخوان قرار مي گيرد. مواد استفاده شده براي ايمپلنت‌هاي ارتوپدي بايستي داراي بيشترين زيست سازگاري، بيشترين مقاومت به خوردگي در بدن و بهترين تركيب استحكام بالا و مدول يانگ پايين بوده وهيچ‌گونه سميت سلولي از خود نشان ندهند. تيتانيم خالص استحكام تسليمي برابر با فولادهاي كم آلياژ داشته با اين تفاوت كه به ميزان 45% سبك‌تر از آنهاست اما همچنان اختلاف بسيار زياد بين مدول يانگ قطعات تيتانيمي (GPa100 ضمایم(شرح و توصیف،ادعانامه،نقشه)شرح و توصیف : برای دانلود فایل اینجا کلیک کنیدادعانامه : برای دانلود فایل اینجا کلیک کنیدنقشه : فایلی برای دانلود وجودندارد

زمينه فني محصولات اين اختراع، مشخصا در حوزه مواد پيشرفته (Advanced Materials) قرار مي‌گيرند. به دليل داشتن خواص منحصر به فردي همچون نسبت سطح به حجم بالا، دانسيته بسيار پائين و جذب انرژي بالاي فوم‌هاي تخلخل باز آلومينيومي، آن‏ها را مي‌توان يكي از پركاربردترين فوم‌هاي فلزي مورد استفاده در كاربردهاي خاص صنعتي همچون انواع كاتاليست‌ها، مبدل‌هاي حرارتي، فيلترها و جاذب‌هاي انرژي ناشي از ضربات مكانيكي دانست. در اين اختراع مشكل فني و اساس راه حل ارائه شده و كاربرد اصلي فرآيند، توليد فوم تخلخل باز آلومينيومي به روش ريخته گري دقيق و افزايش خواص مكانيكي آن با ايجاد يك لايه پوشش نيكلي است. به دليل استحكام پايين فوم آلومينيومي، پوششي از جنس نيكل به روش رسوب‌دهي الكتروشيميايي بر روي آن اعمال شد. با توجه به خوردگي آلومينيوم در حمام هاي رسوب دهي تجاري و در نتيجه نياز به فرايند چند مرحله‌اي آماده سازي سطح آلومينيوم پيش از ورود به حمام، در اين اختراع با اصلاح شرايط پوشش دهي و تركيب شيميايي حمام، روش پوشش دهي ارايه شده است كه نيازي به آماده سازي سطح آلومينيوم نمي‌باشد. بنابراين خواص مكانيكي فوم تخلخل باز آلومينيومي با اعمال يك لايه رسوب نيكل با روشي آسان و مقرون به صرفه نسبت به روش‏هاي رايج، افزايش داده مي‏ شود.

اختراع حاضر روشي براي كامپوزيت سازي فوم نيكلي تخلخل باز ارائه مي‏دهد. با توجه به محبوبيت اين نوع فوم‏ها در صنايع مختلف، بهبود خواص آن با كامپوزيت سازي مورد توجه است. فوم نيكلي كامپوزيتي به روش رسوب همزمان ذرات تقويت كننده در حمام آبكاري توليد مي‏گردد. براي توليد فوم نيكلي به روش رسوب‏دهي الكتروشيميايي از رسوب دهي نيكل بر روي يك مدل اوليه‏ي فوم تخلخل بازِ رسانا استفاده مي‏شود. در اين اختراع، با بهينه سازي تركيب شيميايي حمام و تنظيم pH آن، نانوذرات سراميكي كه نقطه‏ ي ايزوالكتريك آن‏ها از pH حمام بالاتر است، بدون نياز به افزودن سرفكتانت بطور همزمان در زمينه نيكل رسوب مي‏كند و فوم كامپوزيتي تخلخل باز توليد مي‏گردد. استفاده ار جريان پالسي نيز امكان نفوذ ذرات خنثي را به داخل فوم فراهم مي كند و در نتيجه يك فوم فلزي تخلخل باز با توزيع يكنواخت نانوذرات توليد مي‏گردد. بسته به جنس نانوذرات مي‏توان خواص فوم نيكلي را بطور هدفمند تقويت نمود. براي مثال استفاده از نانوذرات اكسيد نايوبيوم و اكسيد تانتالوم قابليت كاتاليستي فوم نيكلي را افزايش مي‏دهد.

اختراع حاضر مربوط به توليد ايمپلنت‏هاي متخلخل از جنس تيتانيوم گريد 5 براي كاربرد در صنعت پزشكي و دندانپزشكي مي‏شود. بطور كلي، پس از كاشت ايمپلنت، استخوان بر روي آن رشد كرده و به ايمپلنت متصل مي‏شود. به اين فرآيند استئواينتگريشن (osseointegration) مي‏گويند. در صورتي كه ارتباط استخوان با ايمپلنت به شكل مستقيم و كامل برقرار نشود و يا به دليل نيروهاي وارده در حين حركت اين اتصال شكسته شود، ايمپلنت در داخل استخوان جابجا شده و كل درمان با شكست مواجه مي‏گردد. در اين اختراع با طراحي فوم تيتانيومي تخلخل باز با ويژگي‏هاي قابل كنترل، امكان ساخت ايمپلنت‏هايي با سطحي مشابه بافت استخوان طبيعي فراهم شده است. بنابراين با رشد استخوان به داخل تخلخل‏ها، اتصال محكمي بين ايمپلنت با استخوان ايجاد شده و احتمال شكستِ كاشتِ ايمپلنت به حداقل مي‏رسد. اين ايمپلنت‏ها ابتدا با نرم افزارهاي گرافيكي مدلسازي شده و سپس با روش SLM توليد مي‏گردند. ويژگي منحصر بفرد اين ايمپلنت‏هاي متخلخل، ساختار نامنظم سلول‏هاست كه مدلسازي سه بعدي آن را پيچيده مي‏كند.

اختراع حاضر مربوط به ايمپلنت دنداني متخلخل مي‏ باشد كه براي بيماراني با كيفيت استخواني پايين يا كمبود بافت استخواني، بسيار مناسب است. كاشت ايمپلنت دوره زماني متفاوتي بسته به استخوان بيمار دارد. در حالت معمول حداقل مدت درمان براي فك پايين (منديبل) سه ماه و براي فك بالا (ماگزيلا) شش ماه خواهد بود. اگر شرايط استخوان فك بيمار به گونه‏ اي باشد كه نياز به فرآيند پيوند يا گرفت استخوان و انجام ليفت سينوس باشد، مدت درمان تا يكسال ادامه پيدا مي‏ كند. مدت درمان را ميزان برقراري اتصال استخوان به بدنه ايمپلنت (استئواينتگريشن) تعيين مي‏ كند. هر تغيير در سطح ايمپلنت كه منجر به تسريع استئواينتگريشن گردد، مدت درمان را كوتاه مي‏ كند. با توجه به بافت اسفنجي استخوان انسان، استفاده از يك ساختار متخلخل در بدنه ايمپلنت، موجب تسريع رشد استخوان به داخل حفراتِ تعبيه شده در بدنه ايمپلنت شده و در نتيجه علاوه بر تسريع استئواينتگريشن، استحكام خوبي در فصل مشترك استخوان/ ايمپلنت ايجاد مي‏ گردد. مشكل اصلي ساخت ايمپلنت متخلخل، ساختار پيچيده و روش توليد آن است. در اين اختراع، ايمپلنت دنداني متخلخل ابتدا مدلسازي شده و سپس مدل مومي به روش چاپگر سه بعدي تهيه و با روش ريخته گري دقيق از جنس تيتانيوم توليد گرديده است.

طبق اعلام سازمان جهاني بهداشت آلودگي صوتي عوارض متعددي براي سلامت انسان‌ها دارد. از اين رو يك حد مجاز براي منابع توليد صوت تعيين شده است. يكي از معضلات ايستگاه‏هاي تقليل فشار گاز مخصوصا در محيط داخل شهرها، آلودگي صوتي مربوط به آنها مي‏باشد كه در برخي ايستگاهها به 120 دسي بل هم مي‏رسد. مطابق با استاندارد آلودگي صوتي، صوت مجاز در مناطق مسكوني در روز 55 دسي بل و در شب 45 دسي بل است. راهكار موثر جهت كاهش اثرات تجهيزاتي كه منبع توليد صوت محسوب مي‏گردند مانند ايستگاههاي تقليل فشار گاز، نصب سايلنسر است. اختراع حاضر با طراحي سايلنسري متناسب با دستگاه كاهنده فشار (رگولاتور) از جنس فوم‏هاي فلزيِ تخلخل باز كه منجر به حذف چشمه هاي صوتي مي‌شود، راهكاري آسان و ارزان نسبت به ساير سايلنسرهاي موجود براي كاهش صوت در منبع توليد صوت ارائه مي‏دهد. اين نوع سايلنسر مستقيما در داخل رگولاتور نصب شده و با حذف جريان گردابي منجر به كاهش آلودگي صوتي تا محدوده مجاز مي‏گردد.

برخورداري از خواص منحصر به فردي چون نسبت سطح به حجم بالا، دانسيته‏ي بسيار پائين و قابليت انتقال حرارت و رسانايي الكتريكي فوم‌هاي تخلخل باز مسي، آن‏ها را مي‌توان يكي از پركاربردترين فوم‌هاي فلزي مورد استفاده در كاربردهاي خاص صنعتي همچون انواع كاتاليست‌ها، مبدل‌هاي حرارتي، فيلترها و جاذب‌هاي انرژي ناشي از ضربات مكانيكي دانست. در اين اختراع مشكل فني و اساس راه حل ارائه شده و كاربرد اصلي فرآيند، توليد فوم تخلخل باز مسي با كيفيت بالا به روش رسوب‏دهي الكتروشيميايي در يك حمام اصلاح شده است. از جمله مشكلات رسوب‏دهي مس در حمام‏هاي اسيدي (اين حمام‏ها براي رسوب‏دهي مس با ضخامت‏هاي بالا بكار مي‏رود)، بازدهي و نرخ رسوب‏دهي پايين اين حمام‏هاست. تسريع در فرآيند رسوب‏دهي مستلزم صرف انرژي و اعمال جريان بيشتر است كه در نهايت هم منجر به رسوب با كيفيت پايين مي‏شود. براي حل اين مشكل از افزودني‏هاي آلي استفاده مي‏شود كه علاوه بر افزايش بازدهي حمامِ مس، كيفيت رسوب را نيز افزايش مي‏دهد. در اين اختراع با سنتز ماده‏ آلي پريدين ۲-تيول و استفاده از آن در حمام اسيدي مس، بازدهي حمام و كيفيت رسوب ِ حاصل از آن بطور قابل توجهي افزايش يافته است.