Kompozit biyomalzemeler
"Kompozit", farklı kimyasal yapıdaki iki ya da daha fazla sayıda malzemenin, sınırlarını ve özelliklerini koruyarak oluşturduğu çok fazlı malzeme olarak tanımlanabilir. tanımlanabilir. Kompozit malzemeler reçine (Matrix) ve takviye (Reinforcement) bileşenlerinden oluşur. oluşur. Kompozitler temel olarak kalıp görevi gören reçine içine gömülmüş sürekli veya kırpılmış elyaflardan oluşmaktadır. oluşmaktadır. Bu bileşenler birbirleri içinde çözülmezler veya karışmazlar. karışmazlar. Kompozit malzemelerde elyafın sertlik, sağlamlık gibi yapısal özellikleri, plastik reçine malzemesi ise elyafın yapısal bütünlüğünü oluşturması için birbirine bağlanması, yükün elyaf arasında dağılmasını ve elyafın kimyasal etkilerden ve atmosfer şartlarından konulmasını sağlar. sağlar. Dolayısıyla kompozit malzeme, kendisini oluşturan bileşenlerden birinin tek başına sahip olamadığı özelliklere sahip olmaktadır. olmaktadır. Kompozit malzeme, "matriks" olarak adlandırılan bir malzeme içerisine çeşitli güçlendirici malzemelerin katılmasıyla hazırlanmaktadır. hazırlanmaktadır. Matriks olarak çeşitli polimerice güçlendirici olaraksa çoğunlukla cam. karbon ya da polimer lifler li fler,, bazen de mika ve çeşitli toz seramikler kullanılmaktadır. kullanılmaktadır. Metaller ve seramiklerin "elastik modül" ile tanımlanan sertlik dereceleri, insan vücudundaki sert dokulara oranla 10-20 kat daha fazla olur. Ortopedik cerrahide karşılaşılan en önemli problemlerden biri, kemikte metal ya da seramik implantın sertlik derecesinin birbirini tutmamasıdır. tutmamasıdır. Kemik ve implanta binen yükün paylaşılması doğrudan bu malzemelerin sertliğiyle ilgilidir. İmplantın sertlik derecesinin, temasta olduğu dokularla aynı olacak şekilde ayarlanması, kemikte oluşacak deformasyonları engeller. Kullanımdaki tüm bu olumsuzlukları ortadan kaldırmak amacıyla, liflerle güçlendirilmiş polimerik malzemeler, yani polimer kompozitler alternatif olarak sunulmaktadır. sunulmaktadır.
Bir biyokompozit malzeme vücut içerisinde veya temaz halinde olan biyomedikal uygulamalarda kullanılan kompozit malzemelerdir. Kompozitler, yüksek dayanıma ve düşük elastik modülüne sahip olduklarından, özellikle ortopedik uygulamak için öngörülmektedirler. Ayrıca, kompozit malzemenin bileşimi değiştirilerek, implantın vücuttaki kullanım alanlarına göre mekanik ve fizyolojik şartlara uyum sağlaması kolaylaştırılabilmektedir. Açıkça görülmektedir ki, kompozit malzemeler, homojen malzemelere oranla, yapısal uyumluluğun sağlanması açısından avantajlıdırlar. Polimer kompozitlerin sağlayabileceği diğer üstünlükler, korozyona direnç, metal yorgunluğunun ve metal iyonlarının salımının görülmemesi ve kırılganlığın azalmasıdır. Metal iyonları örneğin nikel ve krom salımı implantı zayıflatmaktan başka, alerjik reaksiyonlara da neden olmaktadır. Kompozitler, ortopedi ve diş hekimliği uygulamaları dışında, yumuşak doku implantı olarak da kullanılmaktadırlar. Polimer kompozitler manyetik özellik taşımadıklarından, manyetik rezonans (MRI) ve tomografi (CT) gibi modern tanı sistemleriyle uyumludurlar. Metal alaşımları ve seramikler radyo-opak olduklarından X-ışınları radyografisinde problem yaratırlar. Oysa ki kompozit malzemelerde radyo şeffaflık ayarlanabilmektedir. Hafif oluşları ve üstün mekanik özellikler göz önüne alındığında, kompozitler bu tür görüntüleme cihazlarının yapısal bileşenleri olarak son derece uygundurlar . Kompozit malzemeler matris veya güçlendiricinin durumuna göre sınıflandırılabilirler. Güçlendirici fazın durumuna göre sınıflandırma sürekli fiberler, kısa veya kıyılmış fiberler ve partiküller üç ana başlıkta toplanır. Sürekli fiberler boy/en oranları 105’ten daha büyük olan fiberlere sahip kompozitlerdir. Kısa fiberlerin oranı 5-200 arasındadır. Toz veya partikülerde bu oran 1-2 den daha düşüktür. •
•
•
Morphology of basic composite inclusions, (a) particle, (b) fiber, (c) platelet.
Bu üç türün biyomedikal uygulamaları aşağıda özetlenmiştir.
Güçlendirici faza göre sınıflandırmanın yanında kompozit malzemeler matrislere göre de sınıflandırılabilir. Örneğin monolitik metal, seramik ve polimerler matris materyalli olarak kullanılabilir. Bu tür kompozitleri metal matris kompozitler, seramik matris kompozitler ve polimer matris kompozitler olarak sınıflandırılır. Biyomedikal uygulamalarda kullanılan kompozit
Dokular genel olarak sert ve yumuşak dokular olmak üzere iki gruba ayrılmaktadırlar. Sert dokulara örnek olarak kemik ve diş, yumuşak dokulara örnek olaraksa kan damarları, deri ve bağlar verilebilir. Yapısal uyumluluk düşünüldüğünde, metaller ya da seramikler sert doku uygulamaları için, polimerlerse yumuşak doku uygulamaları için seçilebilir. Kompozitlerin biyomedikal uygulamaları her iki doku grubu içinde uyarlanabilir. Yanda verilen şekilde kullanılan kompozit malzemelerin şematik gösterimi verilmiştir.
HAPEXTM İlk biyoseramik kompozit kemiğin doğal yapısını (hacimce %45 hidroksiapatit ve %55 kollajen) örnek alarak yapılmaya çalışılmış ve sentetik yolla elde edilen HA ile kollajen yerine polietilen kullanılmıştır. Son ürün herhangi bir yüke maruz kalmayacak ve sadece kemik yapıya analog teşkil edecek şekilde üretilmiştir. Ancak ilerleyen çalışmalar sayesinde HA/PE kompoziti ticari bir ürün olarak kullanılmaya başlanmıştır. Yapı KBB cerrahisinde özellikle orta kulak protezlerinde kullanımından sonra yük taşıyan bölgelere uygulanmaya başlanmış ve olumlu sonuçlar elde edilmiştir. Bu yapının gelişim sürecine bakacak olursak; 1. Pilot ölçekli çalışmalar (1979-1981): Malzeme HA oranının hacimce 0,1-0,6 olduğu, HDPE-HA karışımı olarak üretilmiş ve HA'ın hacim fraksiyonuna göre esneklik modülünün 1-8 GPa arasında değiştiği görülmüştür. 2. Laboratuar testleri (1981-1988): Tekrarlanan mekanik testler, HA katılımının sınırının hacimce 0,4 ve kırılma tokluğunun kortikal kemikle kıyaslanabilecek düzeyde olduğu görülmüştür. Ancak in vivo çalışmalar hacimce 0,2 den daha az HA kullanımının yapıyı inert hale getireceğini göstermiştir. Yapışkan olmayan fibröz bir dokunun implantı çevrelediği ve konak doku ile kimyasal olarak etkileşime girmediği görülmüştür. Sonuçta HA'nin hacimce 0,20,4'lük fraksiyonu en uygun değer olarak öngörülmüştür. 3. Klinik denemeler (1989-1993): Klinik denemelerde yapının vücut içerisindeki uyumluluğu araştırılmıştır. Bu amaçla HA-PE kompoziti yük taşımayan bölgelere implante edilmiş ve elli hastada uygulanan implant gayet iyi sonuçlar vermiştir . 4. Lisans hakkının kazanılması (1994-1995): Malzeme Smith ve Nephew plc tarafından kulak burun boğaz uygulamalarında kemik yerine kullanılabilen bir yapı olarak lisanslanmıştır.
Kemik plakalarında kullanımı Biyomedikal uygulamalrda kompozitlerin kullanımında kemiğin tamiri hedeflenmektedir. Kemik çeşitli yüklere maruz kalır.Bu nedenle bir etki karşısında kolaylıkla yaralanabilir. Çatlağın büyüklüğü, yönü, yapısı ve yerine bağlı olarak çok çeşitli kemik kemik çatlakları vardır. Genellikle medikal cihazlarla çatlak kemiği tamamen iyileşebilmesi için sabitlenmesi gerekir. Bu amaç için yaygın şekilde kullanılan ekipmanlar kemik plakalarıdır. osteosnetez olarakta bilinen Kemik plakaları gelneksel olarak paslanmaz çelik, Cr-Co ve Ti alaşımlarından yapılmaktadır. Bunların tekrardan oradan çıkarılması yapılması gereken ikinci işlemdir ki tamamen iyileşmesi 1-2 yıl gibi bir süreç gerektirir. Ayrıca metallerin sahip olduğu yüksek rijidite kemik atropisine neden olabilmektedir. Plaka ile sabitleştirilen kemik düşük gerilmeye uyum sağlar ve saha az yoğun , zayıf olur. Bu atropiden dolayı implant çıkarıldıktan sonra kemiğin tekrar kırılması mümkündür. Bu stres koruma etkisi olarak bilinen durum kemiğin yeterli olmayan bir şekilde yüklenmesinden kaynaklanmaktadır. Bu durum daha az rijit bir cismin kullanılmasıyla stres koruma problemi azaltılabilir. Ancak düşük sertlikte ki malzemeler düşük yorulma dayanımına sahip olduğundan kemiğin iyileşme sürecinde aşırı yük çevrimine maruz kalan cisimler değillerdir. Polimer esaslı kompozit malzemeler istenen yüksek mukavemet ve kemiğe yakın elastik özellikleri sunabilmekte ve bu amaçla kullanılabilmektedir. Bu tür malzemeler çözünmeyen, kısmen çözünebilen ve tamamen çözülebilen olmak üzere üç ana başlıkta toplanabilir.
İntramedular Çiviler İntramedular (kemik içi) çiviler uzun kemik çatlaklarını sabitlemek için kullanılırılar. Bunlar kemik içi boşllukların içerisine sokularak vida veya sürtünme ile pozisyonu sabitleştirilir. Bu yerleştirme işlemi ilik kanallarının delinmesi gerekir ve nütriyent arterleri ile kan akışını etkileyebilir. Çivi yeterli mukavemete sahip olmalı , hastanın ağırlığını taşıyabilmeli, bu işi eğilip bükülmeden kan teminini tamamen bozmadan yapmalıdır. Son donemlerde çözünmeyen kompozit çiviler biyolojik olarak inert , iyi eğilme mukavemeti ve kemiğe yakın elastik modulune sahip kompozit malzemeler dikkat çekmektedir. Bu güne kadar tamamen çözünebilen implantlar iğne, çubuk ve vida formunda çok başarılı bir şekilde kullanılmaktadır. Bu implantların önemli bir kısmı hidroksi yağ asitlerinden (PGA poliglokolik asit, PLA poli laktik asit ve kopolimerler gibi ) yönlendirilmiş filamentlerle üretilmektedir. Düşük mekaniksel özelliklerinden dolayı bu implantların kullanımı sümgerimsi kemiklerdeki düşük stresli ortamlarla sınırlandırılmıştır. Bunlar dizde , ayakta bileklerde küçük çatlaklarda kullanılmaktadır. Bu implantların en önemli avantajı implantasyondan sonra çözünmesidir. Bu şekilde ikinci bir operasyona ihtiyaç duyulmamaktadır. Ancak bazı aseptik iltihaplanmaların olduğu belirtilmektedir. Ameliyat sonrası iyileşme süresi yaklaşık olarak 3 ay dır.
Omurga ekipmanları Bel kemiği 33 omurun üstüste yerleşmesiyle oluşan bağlı bir yapıdır. Omurlar, bağ ve kıkırdak dokulardan oluşan ( fibrokartilaj yapı) omurlar arsı disklerle ayrılmakta ve eklemsel kapsüllerle ve bağ dokularıyla birleştirilir. Spin bozuklukları doğumdan gelen, yaşlanma , tüör ve mekaniksel yüklerden kaynaklanabilir. Bu bozukluklar olduğunda alternatif tedavi spinal birleştirme ve disk değişimi gibi tedavilerdir. Bu amaçla bioglas/PU kompozit materyali biyoaktif olması ve kemiğe doğrudan bağlanabilmesi özellikleriyle dikkat çekmektedir. Disk protezleri için paslanmaz çellik, Co-Cr alaşımları, PE, PU, PET/SR ve PET/hidroljel kompozitleri önerilmektedir. Ancak bunların uzun dönemli performansları henüz kabul görmemiştir. Farklı kompozit maddeler (CF/PEEK, CF/PS) bu amaçla önerilmekte olup ideal bir omurga ekipmanı bulunmamaktadır.
Toplam kalça implantı (THR) Eklemler vucudun veya bazı kısımlarının hareketini sağlarlar. THR insanlarda en yaygın kullanılan yapay eklemdir. Örneğin amerikada 150,000 den fazla THR kullanılmaktadır. Tipik bir THR de paslanmaz çelik, Co-Cr ve Ti alaşımları femoral kökte kullanılmaktadır. Acetabuluma ait cup genellikle UHMWPE den yapılır. Kısa süreçli kullanımlarda bu malzeme yeterliyken uzun süreçte endişe uyandırmaktadır. UHMWPE nin karbon fiberler veya UHMWPE fiberleriyle güçlendirilmesiyle aşınma direnci, sertliği, mukavemeti artırılması önerilmektedir. Ancak yapılan çalışmalar bunların olumlu etkilerinin olmadığı aksine olumsuz sonuçlar literatürde belirtilmektedir. Metalik THR çok yaygın olarak kullanılmasına rağmen femur kemiği ile protezin sertliği arasındaki uyuşmazlık hala daha çözülemeyen temel problemlerdir. Bunlar şiddetli ağrılara , klinik başarısızlığa ve tekrar operasyonlara neden olabilmektedir. %50 Ti ve Co-Cr alaşımının stresi azalttığı belirtilmektedir. Araştırmacılar CF/PS, CF/C kompozit kökler önerilmektedir. Raporlara göre konvensiyonel implantlardan daha hızlı bir şekilde kemiğe bağlanam özelliğine sahip kompozit malzemelerdir. Vucut içerisinde kararlı oldukları çözünebilen bileşenleri salgılamadığı belirtilmektedir. Bu amaçla bazı araştırmacılar tarafından CF/epoxy kompoziti laminasyon yöntemiyle üretilmesi, örgülü hibrit karbon- cam fiber ve epoxy reçine kullanımı, CF/PEEK kompozit malzemelerinin femura benzer mekaniksel davranışlar gösterdiği belirtilmektedir. Hayvan çalışmları CF/PEEK kompoziti kas dokularıyla minumum cevap oluşturduğu belirtilmektedir.
Sentetik kemik graftları kemik bozukluklarını doldurmak veya değiştirmek amacıyla kullanılmaktadır. Kemik graft malzemeleri yeterli dayanım ve sertliğe sahip kemiklerle bağ kurabilme yeteneği olmalıdır. PE yıllardır kalça ve dizlerde eklem implantı olarak kullanımından dolayı biyouyumlu olduğu düşünülmektedir. Ancak onun sertliği ve dayanımı kemikten çok daha düşüktür. Mekaniksel özelliklerinin geliştirlmesi amacıyla PE’ne biyoaktif Hapartikülleri kullanılmaktadır. Ancak HA ile kemik arasındaki bağlanmanın yavaş olması kullanımını sınırlamaktadır. HA tanecikleriyle kemik dokuları arayüzeyini geliştirmek için araştırmacılar kısmen çözünebilen kompozitler geliştirmişlerdir. Onlar PEG, PBT, PLLA, PHB, alginat ve jelatin gibi çözünebilen polimerle güçlendirmişlerdir. Bun araştırmalar sonucunda büyüyen dokularla temasta olan daha aktif tanecikler kemik içerisinde biyomalzemenin daha iyi birleşimiyle sonuçlanmıştır. Malzeme kombinasyonunun geniş aralığına sahip kompozitler sertlik, mukavemet, bioparçalanma ve biyoaktiflik gibi istenen farklı özelliklerle üretilebilmektedir.
Dişhekimliğinde Kullanılan Kompozit Materyaller Günümüzde, artan estetik ihtiyaçlara paralel olarak gelişim gösteren kompozit rezili materyaller, dişhekimliğine birçok yeniliği de beraberlerinde getirmişlerdir. Kompozit rezinler 1962 yılında tanıtılmış ve günümüze kadar Önemli gelişmeler göstermiştir. Kompozit değişik yapı ve özelliğe sahip en az iki materyalin belirgin fazlar oluşturacak şekilde birleştirilmesi ile elde edilen üründür. Burada amaç. Kompoziti oluşturan kısımların her birinin tek başına sahip olamayacakları özellikleri sağlamaktır. Kompozit maddelerin iki ana elemanı rezin fazı ve kuvvetlendirici dolgu maddesidir. Rezinin işlemi düşük ısıda kolayca sekil verilmesine olanak sağlamanın yanı sıra kısa bir zaman diliminde polimerizasyonu da sağlamaktır. Dolgu maddesi ise sertlik, dayanıklılık ve düşük ısı genleşme katsayısı gibi faydalar sağlar. En sık kullanılan dolgu maddeleri kuvars, erimiş silika. Alüminosilikat, borosilikat ve camdır. Rezin içine ilave edilen dolgu partikülleri ısı genleşme katsayısı, sertleşme büzülmesi ve yüzey sertliği üzerine etkili olmaktadır
Prostetik Kompozitlerin Avantajları ve riskleri •
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
- Sertlikleri mineye yakındır, karşıt dişlerde aşınmaya neden olmazlar. - Elastisite modülleri yüksektir, dolayısıyla kırılganlıkları azdır. - İnorganik içeriğin fazla olması renk stabilitesini sağlar. - Aşınmaya dirençlidirler, okluzal yüz restorasyonlarında kullanılabilirler. - Plak tutucu olmadıkları ileri sürülmektedir. - Metal altyapısız kullanılmak üzere tasarlanmışlardır, ancak gerektiğinde metal altyapı ile birlikte de kullanılabilirler. - Estetiktirler. - Uygulanmaları kolaydır. - Ağız içinde okluzal aşındırmalar yapıldığında kolay polisajlanabilirler. - Ağız içinde tamirleri mümkündür. - Kompozit esaslı yapıştırıcılarla yüksek bağ oluşturabilmektedirler.
Dental malzemelerin klinik geçerlilik kazanmaları için en önemli kriterlerden birisi biyolojik uyumlarıdır. Rezin esaslı kompozit malzemeler, uzun dönemli alerjik ve toksik potansiyeli net bilinmeyen çok sayıda organik bileşen içermektedir. Aşınmaya bağlı olarak, potansiyel toksik maddeler olan doldurucu partiküller. başlatıcı ajanlar ve serbest radikaller açığa çıkmaktadır. Reaksiyona girmemiş metakrilat gruplarının malzemenin toplanı hacminin %30 - 50'sini oluşturduğu ve alerjik/toksik reaksiyonlara neden olduğu yapılan çalışmalarla belirlenmiştir. Kompozit rezin malzemeler, oral mukoza ve dudaklarda Ödem ve veziküller oluşumlar, lezyonlu ve lezyonsuz dermatolojik reaksiyonlar gibi lokal klinik durumlardan sorumlu olabilmektedirler.
Prostetik soketler Ampute (organları alınmış) insanların hareketlerini desteklemek için yapay organlar metalik veya tahta materyallerden üretilebilmektedir. Bu malzemelerin ağırlıkları, korozyon ve neme dayanıklılıkları kullanımlarını sınırlandırmaktadır. Tipik bir yapay ayak şekildende görüldüğü gibi soket, shaft ve ayak olmak üzere üç kısımdan oluşmaktadır. her bir ampute için ayrı üretilen Soketler protezin en önemli kısmını oluşturmaktadır. Soketler plastik bir kalıp üzerine örülmüş bir kaç tabakanın sarılmasıyla oluşturulmaktadır. Bunlar karbon veya cam fiberlerin reçinelerle birlikte kullanılmasıyla üretilebilir. Örülerek güçlendirilmiş soketler sağlam esnek ve hastalar için daha konforlü ürünlerdir.
Tendom / bağ dokuları, Damar graftları Tendomlar ve bağ dokuları eklem kemiklerini tutar ve onların hareketlerini sağlarlar. Bu dokular esasenelastin ve mucopolisakkaritlerden ibaret ortam içerisinde kollajen sıralı demetlerinden oluşmuş kompozit malzemelerdir. Tendom/bağ dokularının onarılması için UHMWPE,PP,PET,PTFE,PU Kevlar 49, karbon, örülmüş veya multiflamentli yapıda güçlendirilmiş kollajen denenmiştir. Şu ana kadar ki sentetik protezlerle yapılan klinik uygulamalar başarısızlıkla sonuçlanmıştır. Bu sentetik materyallerde karşılaşılan problemler kemiğe bağlanma zorluğu, aşınma, ve protezin yıpranmasıdır. Ayrıca aşınma sonucu oluşan partiküllerin oluşturduğu problemlerde mevcuttur. Taneciklerin taşınımı azaltmak ve işlenme kolaylığı sağlamak amacıyla SR, PHEMA ve PLA gibi polimerlerle kaplanma yoluna gidilmiştir. Önerilen malzemelerden bazıları kıvrılmış Kevlar -49 içeren PMA veya PEA gibi esnek polimerler, PHEMA içerisine heliks yapıda PET fiberlerinden oluşan malzemelerin yeterli statik ve dinamik özelliklere sahip olduğudur.Hala daha uzun zamanlı kullanıma uygun yeterli davranışa sahip ideal bir sentetik materyalin araştırılmaktadır. Arterler elastin ve kollajen fiberler, prüzlü kaslar ve endotelium içeren çok tabakalı yapılardır. Damarlar anizotropik özelliklte olup içlerinde yönlenmiş gizli lifler içermektedirler. Vaskuler graftlar kardiovasküler sistemede tıkanmış kısımlarda kullanılırlar. Vasküler greftlerin başarılı kullanımları iç boşluk çapları 5mm yi aşan damarlar için başarıyla uygulanmaktadır. En yaygın kullanılan greftler dokuma yada örgü PETin PU veya PTFE boroz duvarlarına sıkıştırılmasıyla elde edilmiştir. Bu greftlerin en önemli özellikleri pörozitesidir. Uygun porözite dokuların gelişmesini ve greftin doku tarafından kabulunu sağlar. Aşırı pöröz olması ise kanın sızmasına neden olur. Konvensiyonel vasküler greftler anizotrop olmayan sert yapıya sahiptirler. Önerilen bazı materyallerden biri Likra tip poliüretan fiber içeren PELA (lA ve PEG kopolimerin) ile pellathan tip poliüretan karışımı olan kompozit materyaldir. Şu anda kompozit greftler hala daha kliniksel araştırma aşamasında olup kullanılmamaktadırlar.
Kompozitlerin Üretimi Literatürde çok sayıda üretim metodu verilmektedir. Bu metotların çoğu kompozitlerin spesifik türlerine uygulanabilirler ve bazıları bir kızmı termoplastik geri kalanları da termosetler için uygun yöntemlerdir. Bunlardan bazıları toz veya kısa lifler için verilmişken bazı yöntemlerde uzun lifli yapılar için uygundur. Burada çok yaygın kullanılan birkaç yönteme değinelim.
Sarmal flament
Sarmal flament prosesi düşük viskoziteli reçine banyosunda emdirilmiş fiber iplikleri sürekli olarak dönen ve hareketsi bir mil üzerinde geçirilmesiyle elde edilir. Tabakalar istenilen kalınlıkta materyal elde edilinceye kadar sabit veya değişen açılarda sarılır. Daha sonra krutulur. Bu üretim şekli tüp silindir şeklindeki materyallerin üretimi için en uygun metottur. Burada liflerin yöneltilmeleri iyi bir şekilde kontrol edilebilmeinden dolayı %65’e kadar yüksek fiber içeren yapılar üretilebilmektedir.
Pultruzyon-profil çekme Bir çok kompozit materyal profil çekme yontemiyle üretilebilmektedir. Proseste güçlendirici termoset sıvı reçine banyosundan çekilir ve sürekli bir ksıımda ısıtılmış kalıptan geçer. Lifler banyodan geçerken reçinelerle doyurulmuş olur. Kalıpta sabit kesit alanına sahip ürün oluşturur. Isıtılmış kalıp termoset reçinenin kurumasını sağlar ve şeklin kesit alanını belirler. Bu proseste termoplastik kompozitlerde üretilebilir. Burada soğutucu bir kalıp eşilk eder sisteme.
Ekstruzyon Ekstrüksiyoz makinesi temelde ısıtılmış bir kovan içerisinde dönen bir vidadan oluşmaktadır. Kovanın çıkışı bir kalıp birleştirilmiştir. Bu kalıp boşluğu komponentin istenen kesit geometrisine dayanmaktadır. Besleme matris ve güçlendirici fiberler karıştırılmıştır. Kovanın sonunda bir huniden pelet yapısında beslenir. Karıştırılan besleme plastikleştirmek için ısıtılır ve kalıptan geçirilir. Ekstrude edilen ürün soğutulur ve istenilen boyuta kesilir. Bu proses uniform kesit alanına sahip toz ve ya kısa lifli güçlendiricililerle sınırlıdır. Yatırım maliyeti yüksektir. Tipik güçlendirici içeriği hacimce %10-30 arasındadır.
Enjeksiyonla kalıplama Enjeksiyonla kalıplamada polimer matris ve güçlendirici içeren besleme kontrollu bir sıcaklıkta silindirik bir kovanda plastiklleştirme amacıyla ısıtılır. Kovanın içersinde dönen vidalar yardımıyla malzeme bir nozul yardımıyla kalıptaki düzenleyici,dağıtıcı kapılar ve boşluklardan geçer. Polimerin katılaştırılması veya çapraz bağlanmasına bağlı olarak kalıp açılır ve enjekte edilen kısımdan alınır. Bu proses çok yaygın bir şekilde termoplastik kompozitlerin üretiminde ve daha az yaygınlıkta termoset kompozitlerin üretiminde kullanılır . Kovan içerisinde sert bir şekilde dönen vida güçlendiricinin uzunluğunda azalmalara neden olur. Böylece bu proses toz yada kısa güçlendiricilerle sınırlıdır ve hacimsel olarak %10 ile 30 aralığında güçlendirici içerir. Ancak bu proses yardımıyla kompleks ksıımlar çok hassas bir şekilde yığın üretimiyle gerçekleştirlebilir.
Sıkıştırarak kalıplama Bu proses (prepregs) tabaka kalıplama bileşeni (SMC), yığın kalıplama bileşeni (BMC) veya dolaşık yığın cam güçlendiricili termoplastik (GMT) gibi önceden emdirilmiş kompozitlerin yapımında yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Buada erkek vedişi kalıplar kullanılarak yapılır. Önceden tartılmış malzeme kalıp içerisine yerleştirilir, kalıp kapatıldıktan sonra uygun sıcaklık ve basınç yardımıyla sıcak pres uygulanır. Uygulanan basınç ve sıcaklık malzemeyi kalıp boşluklarına dolmak için zorlar böylece polimerizasyon (yada çapraz bağlanma) kolaylaştırılır kompozit malzeme sağlamlaştırılır. Prepregler kısa ve rastgele dağılmış fiberlri içerir ve kolayca kalıp içerisine akar. Bu proseste elde edilen kompozit malzemeler kalıplarla sınırlandırılır. Bu yöntemle basit şekilli malzemelr ve düz laminatların yapımında yaygın bir şekilde kullanılır. Basınçla kalıplama hem termoset hemde termoplastik kompozitlerin üretiminine uygun bir yöntemdir.
