Magneti anizotropici fara pamanturi rare utilizati ca retaineri magnetici in implanturi dentare
Project Director: Dr. Ovidiu CRISAN
Cod Proiect:
Finantat de: Unitatea Executiva pentru Finantarea Invatamantului Superior, a Cercetarii, Dezvoltarii si Inovarii, UEFISCDI
Contractor: Institutul National de Cercetare Dezvoltare pentru Fizica Materialelor
Partener 1: R&D CONSULTANTA SI SERVICII S.R.L.
Partener 2: TEHNOMED IMPEX CO S.A.
Status: Finalizat
Data Inceperii: 30.06.2022
Data Finalizarii: 30.06.2024
Abstract: Scopul proiectului este de a obtine magneti fara pamanturi rare cu elemente constituente putin costisitoare, bazate pe sisteme cu faza magnetica dura ce pot opera in conditii dure de exploatare. In comparatie cu magnetii existenti pe piata, noii magneti ce vor fi implementati vor fi alcatuiti din metale putin costisitoare si mult mai disponibile decat pamanturile rare. In cadrul proiectului se va realiza un demonstrator proof-of-concept de tip implant dentar cu retainer si fixari magnetice pentru lucrari prostetice de indelungata intrebuintare. Costul mai redus al acestui tip de implanturi va face produsul mult mai accesibil pentru pacientii in varsta si cu dificultati motrice, aducand astfel economii la bugetele de asigurari de sanatate. Noile tehnologii bazate pe acest concept de implanturi dentare, mai usor de folosit, mai puternice si mai putin costisitoare, au bune perspective de a intra pe piata. Astfel dezvoltarea acestui tip de magneti si a implanturilor dentare pe baza acestora drept demonstrator al acestor produse,reprezinta o oportunitate pentru companiile prezente in proiect, dezvoltator si end-user, de a-si creste ponderea pe piata acestor tipuri de dispozitive.
Echipa Coordonator:
- Dr. Ovidiu Crisan - Director proiect
- Dr. Victor Kuncser
- Dr. Alina Crisan
- Dr. Petru Palade
- Ing. Aurel Leca
- Dr. Anda Stanciu
- Dr. Adrian Crisan
- Dr. Andrei Kuncser
Echipa Partener 1:
- Ing. Ioan Dan - Responsabil Partener
- Dr. Vasile Danut Cojocaru
- Drd. Alexandru Dan
- Gabriel Enache
Echipa Partener 2:
- Ing. Sorin Mihai Croitoru - Responsabil Partener
- Ing. Ion Alexandru Popovici
- Ion Hurmuzache
Etapa 1 (2022): Proiectarea compoziției si sinteza aliajelor pentru magneți permanenți. Proiectarea si experimentarea tehnologiei de sinteza a pulberilor precursoare
Proiectul RefMagDent este implementat de un consortiu alcatuit din grupul de la INCDFM completat cu doua firme cu potential inovativ deosebit in domeniul materialelor avansate si a materialelor speciale pentru aplicatii biomedicale. In cadrul acestui proiect, in Etapa 1 s-au desfasurat activități privind obținerea unor aliaje, care sa poată fi utilizate pentru fabricarea unor magneți permanenți - fără pământuri rare - necesari pentru fixarea protezelor dentare.
Obiectivele specifice aferente perioadei de raportare au fost: i) stabilirea cerințelor / specificațiilor privind obținerea aliajelor pentru magneți permanenți; ii) obținerea formulelor compozițiilor chimice ale aliajelor magnetice; iii) stabilirea tehnologiei de sinteza a aliajelor; iv) obținerea lotului de test 1 din aliajele in stare turnata; v) obținerea caracteristicilor chimice si structurale ale probelor din aliajele in stare turnata.
Pentru atingerea obiectivelor prezentate mai sus, consortiul a desfasurat activitati privind: 1) prezentarea unor aspecte teoretice asupra magnetismului si clasificarea materialelor magnetice; 2) stabilirea cerințelor necesare pentru obținerea materialelor magnetice; 3) stabilirea caracteristicilor fizico-mecanice si structurale necesare pentru aliajele cu proprietăți magnetice obținute prin topire, fiind analizate influentele impurităților si a elementelor de aliere modificatoare, a metodei de elaborare, a structurii, a temperaturii asupra proprietăților magnetice ale materialelor. 4) proiectarea compoziției aliajelor; 5) proiectarea tehnologiei de laborator pentru sinteza aliajelor; 6) experimentarea tehnologiei de sinteza a aliajelor precum si obținerea lotului de test 1; 7) caracterizarea aliajelor in stare turnata (structural, electronic, chimic si morfologic).
Etapa 2 (2023)
In cadrul proiectului REFMagDent, in Etapa a II-a s-au desfasurat activități privind obținerea unor aliaje, care sa poată fi utilizate pentru fabricarea unor magneți permanenți - fără pământuri rare - necesari pentru fixarea protezelor dentare. In plus, partenerii din proiect au realizat activitati specifice privind designul si conceperea prototipului de implant dentar si s-au definitivat specificatiile privind performantele magnetice necesare pentru implantul ce urmeaza a fi realizat in Etapa urmatoare. Au fost realizate cu success toate activitatile prevazute pentru aceasta etapa, printre care amintim: Obținerea lotului de test 1 din pulberi precursoare, proiectarea si experimentarea tehnologiei de sinteza a magneților urmata de caracterizarea morfo-structurala si magnetica, proiectarea si experimentarea tehnologiei de procesare termica a magneților si caracterizarea magneților procesați termic. Nu in utimul rand a fost conceput si proiectat implantul dentar si a fost perfectionata tehnologia sa de manufacturare, in vederea obținerii prototipului de implant cu retentive magnetica. Evidentierea acestor tehnologii a fost sustinuta cu scheme de executie si buletine de analiza, furnizate ca anexe la raportul stiintific si tehnic al etapei. Un alt indicator de rezultat a fost realizat conform planului de lucru initial, si anume un articol publicat in jurnal indexat ISI cu factor de impact ridicat, Q1.
Etapa 3 (2024)
In cadrul proiectului REFMagDent, in Etapa a III-a s-au desfasurat activități privind obținerea unor aliaje, care sa poată fi utilizate pentru fabricarea unor magneți permanenți - fără pământuri rare - necesari pentru fixarea protezelor dentare.
Obiectivele proiectului pentru anul 2024 au fost:
- Demonstrarea tehnologiei de obținere a pulberilor precursoare;
- Demonstrarea tehnologiei de sinteza si tratament a magneților;
- Demonstrarea tehnologiei de manufacturare a implanturilor pentru fixarea magnetica a
protezei dentare
In aceasta etapa s-au demonstrat tehnologiile de obtinere a pulberilor necesare la realizarea magnetilor si respectiv cea de sinteza si de tratament termic.
Proiectul a avut drept scop ultim demonstrarea tehnologiei de manufacturare a implanturilor pentru fixarea magnetica a protezei dentare. Demonstratorul final al proiectului a constat realizarea unui demonstrator de tip implant dentar pentru fixarea magnetica a protezelor mobile. Acest obiectiv a fost indeplinit in totalitate.
Rezultatele cercetarii desfasurate in cadrul proiectului au fost finalizate si exploatate printr-o cerere de brevet A 2024 00368: „Tehnologie de sinteza si realizare de magneti pentru retaineri
magnetici utilizabili la proteze dentare” depusa la OSIM in data de 26.06.2024
In plus, pe baza rezultatelor reusite in cadrul proiectului nostru pe partea de magneti permanenti s-a reusit depunerea si castigarea prin competitie a doua proiecte Europene, la care
Institutul nostru este partener, dupa cum urmeaza:
a) Call I3-2023-INV2a: Interregional Innovation Investments Instrument project: Sustainable Innovation Investment Catapult for Permanent Magnets (SICAPERMA): 2024-2027, Buget:
6,2 MEuro.
b) Call HORIZON-CL4-2024-RESILIENCE-01-08: Innovation Action project: PERmanent MAgnet Network for the European Transition (PERMANET): 2025-2028, Buget: 20,9 MEuro.
Crisan, O.; Crisan, A.D.; Randrianantoandro, N. Temperature-Dependent Phase Evolution in FePt-Based Nanocomposite Multiple-Phased Magnetic Alloys.
Nanomaterials 2022, 12, 4122. https://doi.org/10.3390/nano12234122
pământuri rare, inclusiv pentru magneți permanenți.
Scopul proiectului a fost obținerea unor magneți permanenți din elemente puțin costisitoare, fără pământuri rare, cu faze L10, care sa poată fi utilizați in medii de lucru severe, in conditii extreme, in principal ca retaineri magnetici utilizati la fixarea protezelor dentare. Partenerii au desfășurat in cadrul proiectului REFMAGDENT activități privind sinteza unor aliaje fără pământuri rare, din elemente puțin costisitoare (Mn, Al, Ni, Fe, etc.) care sa poată fi utilizate pentru obținerea pulberilor precursoare necesare fabricării unor magneți permanenți cu faze L10.
Tehnologiile stabilite prin proiect asigura obținerea unor aliaje pentru magneții permanenți din materiale larg răspândite, cu costuri de achiziție reduse. Aceste aliaje constituie o nișă de piață promițătoare în domeniul materialelor magnetice si sunt așteptate pe piața de profil.
In cadrul proiectului s-a realizat un demonstrator de tip implant dentar cu fixare magnetica a lucrări protetice. In acest sens impactul social al proiectului nostru este evident: Persoanele varstnice din tara noastra, cu grave probleme dentare si necesitati acute de protezare facila, vor avea acces la o solutie de protezare eficienta, comoda de purtat si mult mai putin costisitoare. Aceasta este un impact favorabil atat asupra pacientilor varstnici cat si asupra bugetelor Caselor Nationale si Judetene de Sanatate.
Comunicare Conferinte Internationale:
O. Crisan, A.D. Crisan: ”Novel Rare Earth (RE)-Free Nanocomposite Magnets Derived from L10-Phase Systems”, prezentare la conferinta:
20th International Conference on Nanosciences and Nanotechnologies NN23, July 2023, Thesaloniki, Greece
Cerere de brevet A 2024 00368:
„Tehnologie de sinteza si realizare de magneti pentru retaineri magnetici utilizabili la proteze dentare”
depusa la OSIM in data de 26.06.2024
Dr. Ovidiu Crisan
email: ocrisan@yahoo.com
PROJECTS/ PROIECTE NATIONALE
Copyright © 2024 National Institute of Materials Physics. All Rights Reserved