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Atmospheric plasma sprayingAtmosphärisches PlasmaspritzenAtmosférické plazmové striekanieProjection plasma atmosphériqueProyección por plasma atmosférico

A plasma jet melts the bismuth-containing glass particles and projects them onto titanium alloy, where they flatten and build the coating.Ein Plasmastrahl schmilzt die bismuthaltigen Glaspartikel und schleudert sie auf die Titanlegierung, wo sie sich abflachen und die Beschichtung aufbauen.Plazmový prúd roztaví sklenené častice s obsahom bizmutu a vrhá ich na titánovú zliatinu, kde sa sploštia a vytvoria povlak.Un jet de plasma fond les particules de verre contenant du bismuth et les projette sur l’alliage de titane, où elles s’aplatissent et forment le revêtement.Un chorro de plasma funde las partículas de vidrio con bismuto y las proyecta sobre la aleación de titanio, donde se aplastan y forman el recubrimiento.

The techniqueDas VerfahrenTechnikaLa techniqueLa técnica

Video: plasma spraying of a bismuth-containing glass coating.Video: Plasmaspritzen einer bismuthaltigen Glasbeschichtung.Video: plazmové striekanie skleneného povlaku s obsahom bizmutu.Vidéo : projection plasma d’un revêtement de verre contenant du bismuth.Vídeo: proyección por plasma de un recubrimiento de vidrio con bismuto. Thermal spray team, IRCER, Université de Limoges.Thermal-Spray-Team, IRCER, Université de Limoges.Tím termického striekania, IRCER, Université de Limoges.Équipe de projection thermique, IRCER, Université de Limoges.Equipo de proyección térmica, IRCER, Universidad de Limoges.

Plasma spraying is the standard industrial route for coating hip and dental implants. RADIOBIOCOATS used it to deposit both the silicate and the borate bismuth-containing glasses.Plasmaspritzen ist das industrielle Standardverfahren zur Beschichtung von Hüft- und Zahnimplantaten. RADIOBIOCOATS nutzte es, um sowohl das bismuthaltige Silikat- als auch das Boratglas abzuscheiden.Plazmové striekanie je štandardná priemyselná technika na povlakovanie bedrových a zubných implantátov. RADIOBIOCOATS ju využil na nanesenie silikátového aj borátového skla s obsahom bizmutu.La projection plasma est le procédé industriel de référence pour revêtir les implants de hanche et dentaires. RADIOBIOCOATS l’a utilisée pour déposer les verres silicate et borate contenant du bismuth.La proyección por plasma es la vía industrial habitual para recubrir implantes de cadera y dentales. RADIOBIOCOATS la usó para depositar los vidrios de silicato y de borato con bismuto.

The thermal spray team of IRCER at the University of Limoges carried out the plasma spray experiments together with the project.Das Thermal-Spray-Team des IRCER an der Université de Limoges führte die Plasmaspritzversuche gemeinsam mit dem Projekt durch.Tím termického striekania IRCER na Université de Limoges uskutočnil experimenty s plazmovým striekaním spolu s projektom.L’équipe de projection thermique de l’IRCER à l’Université de Limoges a réalisé les essais de projection plasma avec le projet.El equipo de proyección térmica del IRCER de la Universidad de Limoges realizó los ensayos de proyección por plasma junto con el proyecto.

A systematic study of plasma power, spray distance and gas mixture identified the conditions that give compact coatings while keeping the glass structure.Eine systematische Studie von Plasmaleistung, Spritzabstand und Gasgemisch ermittelte die Bedingungen, die kompakte Beschichtungen ergeben und zugleich die Glasstruktur erhalten.Systematická štúdia výkonu plazmy, striekacej vzdialenosti a zmesi plynov určila podmienky, pri ktorých vznikajú kompaktné povlaky so zachovanou štruktúrou skla.Une étude systématique de la puissance du plasma, de la distance de projection et du mélange gazeux a identifié les conditions qui donnent des revêtements compacts tout en conservant la structure du verre.Un estudio sistemático de la potencia del plasma, la distancia de proyección y la mezcla de gases identificó las condiciones que dan recubrimientos compactos conservando la estructura del vidrio.

Three researchers in IRCER lab coats beside the orange KUKA robot of the plasma spray facility.
Colleagues of the IRCER thermal spray team at the KUKA robot that guides the plasma gun over the titanium plates.Kolleginnen und Kollegen des Thermal-Spray-Teams des IRCER am KUKA-Roboter, der die Plasmapistole über die Titanplatten führt.Kolegovia z tímu termického striekania IRCER pri robote KUKA, ktorý vedie plazmovú pištoľ nad titánovými platničkami.Des collègues de l’équipe de projection thermique de l’IRCER près du robot KUKA qui guide la torche plasma au-dessus des plaques de titane.Colegas del equipo de proyección térmica del IRCER junto al robot KUKA que guía la pistola de plasma sobre las placas de titanio.Thermal spray team, IRCER, Université de Limoges.Thermal-Spray-Team, IRCER, Université de Limoges.Tím termického striekania, IRCER, Université de Limoges.Équipe de projection thermique, IRCER, Université de Limoges.Equipo de proyección térmica, IRCER, Universidad de Limoges.
Inside a grit-blasting cabinet: a nozzle aimed at a perforated sample holder.
Grit blasting roughens the titanium plates before spraying so the coating anchors firmly.Strahlen raut die Titanplatten vor dem Spritzen auf, damit die Beschichtung fest haftet.Otryskanie zdrsní titánové platničky pred striekaním, aby sa povlak pevne ukotvil.Le sablage rend les plaques de titane rugueuses avant la projection pour que le revêtement s’ancre solidement.El granallado da rugosidad a las placas de titanio antes de la proyección para que el recubrimiento se ancle con firmeza.Thermal spray team, IRCER, Université de Limoges.Thermal-Spray-Team, IRCER, Université de Limoges.Tím termického striekania, IRCER, Université de Limoges.Équipe de projection thermique, IRCER, Université de Limoges.Equipo de proyección térmica, IRCER, Universidad de Limoges.
Bright plasma jet inside the spray booth.
The plasma jet melts each glass particle in flight.Der Plasmastrahl schmilzt jedes Glaspartikel im Flug.Plazmový prúd roztaví každú sklenenú časticu počas letu.Le jet de plasma fond chaque particule de verre en vol.El chorro de plasma funde cada partícula de vidrio en vuelo.Thermal spray team, IRCER, Université de Limoges.Thermal-Spray-Team, IRCER, Université de Limoges.Tím termického striekania, IRCER, Université de Limoges.Équipe de projection thermique, IRCER, Université de Limoges.Equipo de proyección térmica, IRCER, Universidad de Limoges.

Impactful resultsWichtige ErgebnisseVýznamné výsledkyRésultats marquantsResultados destacados

Spray distanceSpritzabstandStriekacia vzdialenosťDistance de projectionDistancia de proyecciónSpray distance turned out to be the process factor that most controls coating quality.Der Spritzabstand erwies sich als der Prozessfaktor, der die Qualität der Beschichtung am stärksten bestimmt.Striekacia vzdialenosť sa ukázala ako procesný faktor, ktorý najviac ovplyvňuje kvalitu povlaku.La distance de projection s’est révélée être le facteur du procédé qui contrôle le plus la qualité du revêtement.La distancia de proyección resultó ser el factor de proceso que más controla la calidad del recubrimiento.
Even bismuthGleichmäßiges BismutRovnomerný bizmutBismuth homogèneBismuto homogéneoBismuth stays evenly distributed in the coatings after spraying.Bismut bleibt nach dem Spritzen gleichmäßig in den Beschichtungen verteilt.Bizmut zostáva po striekaní v povlakoch rovnomerne rozložený.Le bismuth reste uniformément réparti dans les revêtements après la projection.El bismuto permanece distribuido de forma homogénea en los recubrimientos tras la proyección.
More contrastMehr KontrastVyšší kontrastPlus de contrasteMás contrasteThe coatings make the titanium plates more visible on X-ray images.Die Beschichtungen machen die Titanplatten auf Röntgenbildern besser sichtbar.Povlaky robia titánové platničky na röntgenových snímkach lepšie viditeľnými.Les revêtements rendent les plaques de titane plus visibles sur les images radiographiques.Los recubrimientos hacen más visibles las placas de titanio en las radiografías.
Cells growZellen wachsenBunky rastúLes cellules se développentLas células crecenBone-like cells grow directly on the silicate coatings.Knochenähnliche Zellen wachsen direkt auf den Silikatbeschichtungen.Bunky podobné kostným rastú priamo na silikátových povlakoch.Des cellules de type osseux se développent directement sur les revêtements silicate.Las células de tipo óseo crecen directamente sobre los recubrimientos de silicato.
Grid of nine electron micrographs of silicate coating surfaces.
Plasma power and spray distance shape the surface of the silicate coatings.Plasmaleistung und Spritzabstand prägen die Oberfläche der Silikatbeschichtungen.Výkon plazmy a striekacia vzdialenosť formujú povrch silikátových povlakov.La puissance du plasma et la distance de projection façonnent la surface des revêtements silicate.La potencia del plasma y la distancia de proyección definen la superficie de los recubrimientos de silicato.Reproduced fromNachdruck ausPrevzaté zReproduit deReproducido de G. A. Clavijo-Mejía et al., Results Surf. Interfaces (2026) 100898, doi:10.1016/j.rsurfi.2026.100898, Fig. 7.
Grid of nine electron micrographs of borate coating surfaces.
The borate glass also forms coatings under the same conditions.Auch das Boratglas bildet unter denselben Bedingungen Beschichtungen.Aj borátové sklo vytvára povlaky za rovnakých podmienok.Le verre borate forme lui aussi des revêtements dans les mêmes conditions.El vidrio de borato también forma recubrimientos en las mismas condiciones.RADIOBIOCOATS, FunGlass. © TnUAD.
Grid of nine cross-sections of silicate coatings.
Cross-sections reveal how dense each silicate coating is.Querschliffe zeigen, wie dicht jede Silikatbeschichtung ist.Priečne rezy ukazujú, aký hustý je každý silikátový povlak.Les coupes transversales montrent la densité de chaque revêtement silicate.Las secciones transversales revelan la densidad de cada recubrimiento de silicato.Reproduced fromNachdruck ausPrevzaté zReproduit deReproducido de G. A. Clavijo-Mejía et al., Results Surf. Interfaces (2026) 100898, doi:10.1016/j.rsurfi.2026.100898, Fig. 8.
Two grids of elemental maps with an even bismuth signal.
Bismuth maps show an even distribution in the silicate (left) and borate (right) coatings.Bismut-Verteilungsbilder zeigen eine gleichmäßige Verteilung in der Silikat- (links) und der Boratbeschichtung (rechts).Mapy bizmutu ukazujú rovnomerné rozloženie v silikátovom (vľavo) a borátovom (vpravo) povlaku.Les cartographies du bismuth montrent une répartition homogène dans les revêtements silicate (à gauche) et borate (à droite).Los mapas de bismuto muestran una distribución homogénea en los recubrimientos de silicato (izquierda) y de borato (derecha).Left panel reproduced fromLinkes Bild nachgedruckt ausĽavý panel prevzatý zPanneau de gauche reproduit dePanel izquierdo reproducido de G. A. Clavijo-Mejía et al., Results Surf. Interfaces (2026) 100898, doi:10.1016/j.rsurfi.2026.100898, Fig. 6. RADIOBIOCOATS, FunGlass. © TnUAD.
Radiograph of samples next to an aluminium step wedge.
In both radiographs, the coated plate (right) appears brighter than bare titanium alloy (left).Auf beiden Röntgenbildern erscheint die beschichtete Platte (rechts) heller als die unbeschichtete Titanlegierung (links).Na oboch röntgenových snímkach sa povlakovaná platnička (vpravo) javí svetlejšia ako nepovlakovaná titánová zliatina (vľavo).Sur les deux radiographies, la plaque revêtue (à droite) apparaît plus claire que l’alliage de titane nu (à gauche).En ambas radiografías, la placa recubierta (derecha) se ve más clara que la aleación de titanio sin recubrir (izquierda).Radiographs acquired at University Hospital Erlangen (Uniklinikum Erlangen) with Priv.-Doz. Dr. med. dent. José Ignacio Zorzin.Röntgenaufnahmen am Uniklinikum Erlangen mit Priv.-Doz. Dr. med. dent. José Ignacio Zorzin.Röntgenové snímky zhotovené v Uniklinikum Erlangen s Priv.-Doz. Dr. med. dent. Josém Ignaciom Zorzinom.Radiographies réalisées à l’hôpital universitaire d’Erlangen (Uniklinikum Erlangen) avec le Priv.-Doz. Dr. med. dent. José Ignacio Zorzin.Radiografías adquiridas en el Hospital Universitario de Erlangen (Uniklinikum Erlangen) con Priv.-Doz. Dr. med. dent. José Ignacio Zorzin.
Electron micrographs of coating surfaces after cell culture.
Cells cover the plasma-sprayed coatings after direct culture, compared with bare TiAlV alloy.Zellen bedecken die plasmagespritzten Beschichtungen nach direkter Kultur, im Vergleich mit unbeschichteter TiAlV-Legierung.Bunky pokrývajú plazmovo striekané povlaky po priamej kultivácii v porovnaní s nepovlakovanou zliatinou TiAlV.Les cellules recouvrent les revêtements projetés par plasma après culture directe, par comparaison avec l’alliage TiAlV nu.Las células cubren los recubrimientos proyectados por plasma tras el cultivo directo, en comparación con la aleación TiAlV sin recubrir.RADIOBIOCOATS, FunGlass. © TnUAD.

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