Abstract Objective Cranioplasty is routinely performed in neurosurgery. One of its underestimated problems is the high postoperative complication rate of up to 40%. Due to the lack of good prospective studies and the low number of patients (5–20 each year) receiving alloplastic materials, decisions in favor or against a certain material are based on subjective empirical or eco-nomic reasons. The main goal of this first prospective, randomized multicenter study in Germany of custom-made titanium and hydroxyapatite (HA) implants was to compare lo-cal and systemic infections related to the implant within the first six months after implanta-tion. Secondary objectives included comparing reoperation rates, the complication rate, clinical and neurological outcome, and health-related quality of life. Methods The study included patient screening and randomization 6–8 weeks before operation, pre-, intra and postoperative documentation until discharge, and postoperative follow-ups after one and six months. Approval for the study was obtained from the local ethics committee. The study design was published on www.clinicaltrials.gov. Results A total of 52 patients were included in the study. The rate of local, implant associated wound infection in the HA group was 2 out of 26 (7.7%) patients and 5 out of 24 (20.8%) patients in the titanium group (p=0.407 n.s.). Systemic inflammation within six months after operation affected none of the patients in the HA group and 4 out of 24 (37.5%) pa-tients in the titanium group (p=0.107 n.s.). In both groups, 7 patients had to be reoperated after the six-month follow-up (26.9% in the HA group and 29.2% in the titanium group; n.s.). Re-surgery with explantation was necessary in 3 patients in each group (11.5% in the HA group and 12.5% in the titanium group; n.s.). The results demonstrated a significantly higher number of epidural hematomas in the HA group compared to none in the titanium group. Altogether, 46 AE were measured in 27 patients (54%). An improvement of the neurologi-cal outcome after six months was experienced by 43% of the patients in the HA group and 26.3% in the titanium group (p=0.709 n.s.). Conclusion The study emphasizes that cranioplasty is a high-risk intervention. Compared to tita-nium, HA shows a benefit in the infection rate and the neurological outcome, but has at the same time a higher postoperative risk for epidural hematoma. Depending on the individual conditions both materials have their place in future therapy of cranioplasty.

In dieser Arbeit wurde der Einfluss dünner Siliciumdioxidschichten auf die im Co(20 nm)/Ti(5 nm)/SiO$_{2}$(0...3 nm)/Si(100) System, bei einer Kurzzeittemperung, ablaufenden Festphasenreaktionen untersucht. Weiterhin wurden Festphasenreaktionen an Co/C/Si(100) und Ti/Co/C/Si(100) Schichtsystemen untersucht. Plasmaätzprozesse wurden zur Entfernung der, im Co/Ti/Si-System nach Temperung entstehenden, reaktionsbedingten Deckschicht verwendet. Die Charakterisierung der Proben erfolgte mittels elektrischer Messungen, TEM, STM, XRD, RBS und AES.

This thesis deals with the system of titanium and hydrogen. Interstitial hydrogen alloys and hydrides are subject to intensive investigation, both theoretical and experimental. It has been proved, that absorbed hydrogen lowers the formation energy of defects in metals, and thus works as the so called 'defactant'. Surfactants on the surfaces of liquids lower the surface tension; defactants in solids lower the formation energy of defects. It has also been proved, that titanium absorbs hydrogen readily, when exposed to high temperature, or high pressure (fugacity); while different loading conditions lead to different features of the final sample. Beside ordinary coarse grained titanium, ultra-fine grained titanium shall be studied in present work, due to its high content of defects. Positron Annihilation Life-time Spectroscopy, a non-destructive technique sensitive on open-volume defects, shall be of prime importance in our investigation. We shall further use the X-ray diffraction, Micro-hardness measurements and Differential Scanning Calorimetry together with Thermogravimetry. Lastly, we shall strongly benefit from using existing computational tools like the Vienna ab-initio Simulation Package, or Pos330; a program for positron life--times calculations.

SECO Tools manufactures tool inserts for all types of metal cutting machining. (Ti,W)C is a common raw material used in the production. At arrival, the material (Ti,W)C is always analyzed. Titanium has previously been analysed with x-ray fluorescence spectrometry, but as the calibration has previously been performed with two different types of titanium (rutile and metallic titanium), the results has differed. Because of that, this thesis project has been devoted to analyze titanium, to find the best titanium compound for producing standards. The work has been performed using literature studies and many experiments in the laboratories at SECO Tools inFagersta,Sweden. This project has included about ten working weeks. In this report the analysis methods of x-ray fluorescence spectrometry and spectrophotometry is described, as the methods has been used in the experiments. A big problem that was discovered during this project was the big standard deviation of results for the method used for analysing titanium with x-ray fluorescence. Because of that, much time of this project has been devoted to experiments trying to reduce the standard deviation between the samples, as this is vital to performing a reliable calibration. A variety of experiments has been performed without reducing the standard deviation between the samples to below 0.2 % -units for the (Ti, W) C-samples.

This project treats Additive Manufacturing (AM) for metallic material and the question if it is suitable to be used in the aeronautics industry. AM is a relatively new production method where objects are built up layer by layer from a computer model. The art of AM allows in many cases more design freedoms that enables production of more weight optimized and functional articles. Other advantages are material savings and shorter lead times which have a large economic value. An extensive literature study has been made to evaluate all techniques on the market and characterize what separates the different processes. Also machine performance and material quality is evaluated, and advantages and disadvantages are listed for each technique. The techniques are widely separated in powder bed processes and material deposition processes. The powder bed techniques allow more design freedom while the material deposition techniques allow production of large articles. The most common energy source is laser that gives a harder and more brittle material than the alternative energy sources electron beam and electric arc. Two specific techniques have been selected to investigate further in this project. Electron Beam Melting (EBM) from Arcam and Wire fed plasma arc direct metal deposition from Norsk Titanium (NTiC). EBM is a powder bed process that can manufacture finished articles in limited size when no requirements are set on tolerances and surface roughness. NTiC uses a material deposition process with electric arc to melt wire material to a near-net shape. The latter method is very fast and can produce large articles, but have to be machined to finished shape. A material investigation have been made where Ti6Al4V-material from both techniques have been investigated in microscope and tested for hardness. For the EBM-material have also surface roughness and weldability been investigated since the limited building volume often requires welding. The materials have mechanical properties better than cast material with respect to strength and ductility, but not as good as wrought material. Test results show that the difference in mechanical properties in different directions is small, even though the material has an inhomogeneous macrostructure with columnar grains in the building direction. The EBM-material has a finer microstructure and a stronger material and, in combination with improved design freedom, this technique is most suitable for aerospace articles when the weldability is good and it is possible to surface work where requirements of the surface roughness are set. Keywords: Additive Manufacturing, Aeronautics, Titanium / Det här projektet behandlar området Additiv Tillverkning (AM) för metalliska material och undersöker om det är lämpligt att använda vid produktion inom flygindustrin. AM är en relativt ny tillverkningsmetod där föremål byggs upp lager för lager direkt ifrån en datormodell. Teknikområdet tillåter i många fall större konstruktionsfriheter som möjliggör tillverkning av mer viktoptimerade och funktionella artiklar. Andra fördelar är materialbesparing och kortare ledtider vilket har ett stort ekonomiskt värde. En omfattande litteraturstudie har gjorts för att utvärdera alla tekniker som finns på marknaden och karakterisera vad som skiljer de olika processerna. Även maskiners prestanda och kvalité på tillverkat material utvärderas, och för varje teknik listas möjligheter och begränsningar. Teknikerna delas grovt upp i pulverbäddsprocesser och material deposition-processer. Pulverbäddsteknikerna tillåter större friheter i konstruktion, medan material deposition-processerna tillåter tillverkning av större artiklar. Den vanligaste energikällan är laser som ger ett starkare men mer sprött material än de alternativa energikällorna elektronstråle och ljusbåge. Två specifika tekniker har valts ut för att undersöka närmare i detta projekt. Electron Beam Melting (EBM) från Arcam och Wire fed plasma arc direct metal deposition från Norsk Titanium (NTiC). EBM är en pulverbäddsprocess som kan tillverka färdiga artiklar i begränsad storlek då låga krav ställs på toleranser och ytfinhet. NTiC använder en material deposition-process med en ljusbåge för att smälta ner trådmaterial till en nära färdig artikel. Den senare metoden är mycket snabb och kan tillverka stora artiklar, men måste maskinbearbetas till slutgiltig form. En materialundersökning har genomförts där Ti6Al4V-material från båda teknikerna har undersökts i mikroskop och testats för hårdhet. För EBM-material har även ytfinhet och svetsbarhet undersökts då begränsad byggvolym i många fall kräver fogning. Materialen har egenskaper bättre än gjutet material med avseende på styrka och duktilitet, men inte lika bra som valsat material. Provning visar att skillnaden på mekaniska egenskaper i olika riktningar är liten även fast materialet har en inhomogen makrostruktur med kolumnära korn i byggriktningen. EBM ger en finare mikrostruktur och ett starkare material och, tillsammans med de ökade konstruktionsfriheterna, så är det den tekniken som är bäst lämpad för flygplansartiklar då svetsbarheten är god och det finns möjlighet att bearbeta ytan till slutgiltigt krav. Nyckelord: Additiv Tillverkning, Flygteknik, Titan

No description available.

The conventional manufacturing methods, such as milling and turning, are reliable methods which makes them commonly used. These methods are capable of producing high precision details with high surface quality. But there are drawbacks and limitations. Many of these methods are expensive and require high production volume to be profitable. The design constraints for conventional manufacturing methods are usually determined by the machining tools, which restrict shape and form.Additive manufacturing methods have gained high attraction in the last decades as an alternative to conventional methods. With greater design freedom, ease to use interface and minimal material waste, cost and time usage can be minimized. But changing the production process requires high knowledge of capability and limitations for these methods. This step is critical to assure the right detail and quality requirements. Additive manufacturing at present is limited to material selection, low precision and possibility of reduced mechanical properties. This report aims to investigate additive manufacturing and the possibility of replacing conventional manufacturing of tools and products. / De traditionella tillverkningsmetoderna (TT), exempelvis fräsning eller svarvning, är något många företag använder sig av för att bearbeta fram sina produkter. Dessa processer ger hög precision, snäva toleranser och en god ytfinish vid tillverkning. Men som för alla processer finns även nackdelar och begränsningar. Många av dessa processer är väldigt dyra och kräver större tillverkningsvolymer för att bli lönsamma. De har även begränsningar i frihet vid formgivning och kräver bland annat större kunskap hos operatören och leder till materialspill. På senare tid har additiva tillverkningsmetoder (AT) lockat många tillverkare för att byta ut de traditionella processerna. Med sin frihet i formgivning, enkelhet och diversitet ser man potential i att spara både tid och pengar. Men att byta ut nuvarande produktionsmetod kräver god förståelse av den nya metodens kapacitet och begränsningar. Detta för att kunna säkerställa kvalitetskrav för det tänkta arbetet. AT i dagens läge är begränsad till materialval, ger långt ifrån de snäva toleranser som kan åstadkommas med traditionella tillverkningsmetoderna, och kan påverka de mekaniska egenskaperna hos den tillverkade detaljen negativt. Vissa AT metoder kräver dessutom höga investeringskostnader och det visar sig inte alltid vara mer lönsamt mot traditionella tillverkningsmetoder. I detta arbete ska just detta undersökas och huruvida AT kan konkurrera med traditionella tillverkningsmetoder, samt hur AT kan säkerställa de krav som finns på befintlig produktion av detaljer. Detta arbete är en förstudie om additiv tillverkning och dess möjligheter att ersätta befintlig produktion av verktyg och produkter.

Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurden neue UV-strukturierbare organisch-anorganische hybride Polymere für photonische Anwendungen mit einem hohem Brechungsindex und der Möglichkeit, sie durch Ein- bzw. Zwei-Photonen-Polymerisation zu strukturieren, entwickelt. Die Materialien wurden in Bezug auf ihre chemische Struktur, ihre optischen Eigenschaften, und ihrer Fähigkeit, durch 1PP und 2PP strukturierbar zu sein, untersucht. Besonders mit 2PP konnte man mit diesen neuartigen hybriden Materialien 3D-Strukturen erzeugen. ie Hydrolyse und Polykondensationsreaktionen wurden mit · Organo-Alkoxysilanen und Titanalkoxiden, modifiziert mit und ohne komplexierende Liganden und · Organo-Alkoxysilanen, Titanalkoxiden und Organophosphorsäure als Precrusoren durchgeführt. Primäres Ziel dieser Arbeit war es, den Brechungsindex von ORMOCER®en, die auf der Basis von Organo-Alkoxysilan-Precursoren ohne Heteroelemente synthetisiert werden, zu vergrößern. Die chemische Struktur der synthetisierten Materialien und somit mit ihr die Parameter, die den Brechungsindex beeinflussen, wurden eingehend untersucht. Insbesondere die Synthese-Parameter, wie das Einsetzen der Titanalkoxide und ihrer Konzentration, der Organo-Alkoxysilane, die Katalysator-Konzentration, die verwendeten Lösungsmittel und auch die Verfahrensparameter für eine spätere Strukturierung durch lithographische Verfahren, wie die UV-Bestrahlungsdosis, die Initiator-Konzentration und der Entwickler, wurden untersucht. / In the framework of this thesis, new UV-patternable organic-inorganic hybrid polymers with higher refractive indices than reported in the literature for photonic applications were developed and studied with respect to their chemical structure, their optical properties, and their ability of being patterned by 1PP and 2PP. Particularly with 2PP, one could create 3D structures using the novel hybrid materials. The materials were prepared from hydrolysis and polycondensation reactions of · organo-alkoxysilanes and titanium alkoxide precursors, modified with and without CL and organo-alkoxysilanes precursors, and · organo-alkoxysilanes, titanium alkoxide and organophosphorus precursors. The major scope of this work was to increase the refractive index of ORMCER® materials based on only organo-alkoxysilanes. Thus, the parameters which influence the refractive index were investigated thoroughly. In particular, the synthesis parameters such as the introduction of titanium alkoxide and its concentration, the organo-alkoxysilanes, the catalyst concentration, the solvent used, but, also the processing parameters such as, the UV exposure dose, initiator concentration, and developer were investigated.

Nobel Biocare is one of the world’s leading companies that produce dental implants. This thesis was executed at the part of the company located in Karlskoga, Sweden.To be sure that the implants manufactured at Nobel Biocare will heal as good as possible when being implanted in a patient, the implant has to go through a coating process where the implants, after a few preparing steps, are going through a salt treatment. This salt treatment will in the end simplify the healing process for the patient. Between every process there is a time limit for how long the implants may rest, a so-called transfer time limit. This time is too short and leads to unnecessary cassations.The purpose of the thesis was to investigate what will happen if the transfer time limit of today increases from eight hours to sixty hours. What will be crucial for the results of the thesis is wether any contamination will occur on the surface of the dental implant or not.To investigate if any possible contamination occurs during the longer transfer time limit the implants were, after a coating process, examined with the help of a laboratry in Great Britain, where XPS analysis of different materials are performed.This thesis has the limitations of examining only the product TiUltra and has only investigated the longer transfer time limit during the coating process of the implants.The result of the thesis is that no contamination occured on the surface, and therefore there now is a basis available for technical documents to increase the transfer time limit from eight hours to sixty hours. This could also be implemented in other areas of the production, where there are similar problems. This thesis could be the base of new test plans for those areas. / Nobel Biocare är ett av de världsledande företag som tillverkar tandimplantat. Examensarbetet genomfördes hos den del av företaget som ligger i Karlskoga.För att de implantat som Nobel Biocare tillverkar ska läka så bra som möjligt när de väl är inopererade hos en patient genomgår dessa implantat en ytbehandling där ett saltlager, efter ett antal förberedande steg, läggs på ytan, som i slutändan förenklar läkeprocessen för den patient som får implantatet inopererat. Mellan varje processteg finns en tidsbegränsning för hur längre implantaten får vila, en så kallas transfer time limit. Denna tid är i dagsläget för kort och leder till onödiga kassationer.Syftet med examensarbetet var att undersöka vad som händer om den satta transfer time limit ökas från åtta timmar till 60 timmar. Det som kommer vara avgörande för resultatet är om någon kontaminering på ytan av implantaten uppstår eller inte.För att undersöka om eventuell kontaminering uppstod under en längre transfer time limit har de implantat som genomgått ytbehandlingsprocessen undersökts med hjälp av ett laboratorium i Storbritannien som utför XPS-analyser av olika material.Arbetets avgränsning är satt till produkten TiUltra och ska enbart undersöka en ökad transfer time limit under ytbehandlingsprocessen av implantaten.Resultatet av arbetet blev att ingen kontaminering uppstod på ytan och därmed finns tekniskt underlag för att kunna öka transfer time limit från åtta timmar till 60 timmar. Detta är något som skulle kunna implementeras på fler ställen i produktionen där liknande problem finns. Då skulle detta arbete och dess upplägg för test av förlängd transfer time limit kunna ligga som underlag för planeringar av nya tester.

Mechanické vlasnosti intermetalika na bázi titan hliník Ti-46Al-7Nb-0.7Cr-0.1Si-0.2Ni jsou konstatní do teploty 700 °C. Nad touto teplotou slitina oxiduje. Cílem této práce bylo zlepšit oxidační vlastnosti pomocí kovové multivrstvy na bázi yttrium hlinik. Pro depozici vrstev byla použita metoda PVD. Na vzorky byly naneseny vrstvy čistého ytria nebo kombinace yttrium, hliník. Vzorky byly následně žíhány v inertní atmosféře na 700°C a 900°C nebo nebyly. Kvalita nanesených vrstev byla zkoumána pomocí scratch testu a EDS analýzi. Dále byly vzorky izotermicky oxidovány na 900°C po dobu 100 hodin. Na vzorcích byly po oxidaci prováděny měření pevnosti v tříbodovém obybu a měření hmotnosti. Chemické složení oxidické vrstvy bylo vyhodnoceno pomocí EDS. Žádná z vrstev s nebo bez žíhání neprokázaly zlepšení oxidických vlastností. Vyšší teplota žíhání prokýzala zlepšení mechanických vlastnotí vrstvy, ale zhoršení materiálu.