Desenvolvimento dos parâmetros de consolidação da tecnologia de fusão seletiva a laser usando pós de biomateriais metálicos

• Processo: 17/07657-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2019
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2019
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Processos de Fabricação
• Pesquisador responsável: Antonio Carlos Alvarez Fasano
• Beneficiário: Antonio Carlos Alvarez Fasano
• Empresa: Omnitek Tecnologia Ltda
• CNAE: Fabricação de instrumentos e materiais para uso médico e odontológico e de artigos ópticos ; Testes e análises técnicas ; Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais
• Município: São Paulo
• Pesquisadores principais: Maurício David Martins das Neves
• Pesquisadores associados: Carlos Eduardo Podesta ; Cristiano Nascimento Alves ; Eduardo Gavira Bonani ; Jabes Dias Sena ; Marcello Vertamatti Mergulhão ; Ricardo Luiz Ciuccio
• Assunto(s): Biomateriais metálicos Fusão seletiva a laser Ligas de cromo Cobalto Manufatura avançada
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Esferoidização de Pós | estratégias de escaneamento | Fusão seletiva a laser | Ligas de Cobalto-Cromo e AISI 316L | Manufatura Aditiva | parâmetros de consolidação | manufatura aditiva; fusão seletiva a laser

Resumo

Atualmente, as técnicas de manufatura aditiva (MA), notadamente citadas por técnicas de impressão 3D, têm sido abordadas em grande fusão nos diversos mercados industriais e representável desenvolvimento em âmbito científico. Especificamente, o desenvolvimento de componentes na área médica e odontológica torna-se cada vez mais promissor utilizando a tecnologia de fusão seletiva a laser, do termo em inglês Selective Laser Melting - SLM. Propõe-se neste projeto estudar a influência dos parâmetros de processo utilizados no equipamento de fusão seletiva a laser empregando os pós das ligas de CoCr e aço inoxidável AISI 316L. Comparar as propriedades mecânicas e avaliar a microestrutura de amostras padronizadas fabricadas a partir de pós esféricos obtidos por meio de atomização a gás e de pós esferoidizados por plasma, a partir de pós obtidos por atomização a água. Este projeto visa estudar estratégias de escaneamento (sentidos e orientações), por meio de programação, visando otimizar a consolidação de amostras. A necessidade de desenvolver outros modelos se faz de extrema importância a fins de proporcionar um componente final com baixas tensões residuais, consequentes do processo de fabricação. Bem como, estabelecer uma rota otimizada de consolidação. De forma preliminar deve ser realizada a caracterização física dos pós, para se obter o melhor rendimento no processo de MA. Ressalta-se que pós esferoidizados, obtidos por tratamento via plasma indutivo, no estado da arte não foram ainda utilizados na fabricação de componentes por MA via fusão seletiva a laser. A importância do tratamento de esferoidização, está associada ao sentido de transformar os pós atomizados a água, ou pós processados com geometria irregular, para pós de geometria esférica. Além da eficaz eliminação de contaminações (oxidação e impurezas) e propriedades de empacotamento, em relação a processos tradicionais de obtenção de pós. O desenvolvimento do presente projeto deve ser realizado em diversas etapas mencionadas na sequência de forma resumida. 1) Obtenção de pós na geometria esférica (atomização a gás) das ligas estudadas. 2) Obtenção de pós na geometria irregular (atomização a água) das ligas estudadas. 3) Esferoidização dos pós atomizados a água, análise das propriedades físicas e químicas dos pós de partida. 4) Consolidação de amostras por FSL em diferentes parâmetros de fabricação. 5) Avaliação de propriedades mecânicas e microestruturais das amostras FSL. A proposta tem por finalidade de otimizar o processo de consolidação dos pós visando adquirir propriedades superiores e obter maior eficiência de fabricação em relação a sequência de fusão e usinagem. Portanto, amostras consolidadas nestas condições, isto é, que apresentem melhores propriedades devem ser fabricadas para posterior estudo de validação e atendendo os requisitos normativos de próteses e componentes médicos e odontológicos. Os resultados esperados deste projeto contam com a otimização do processo de consolidação de pós utilizando o processo de MA via FSL, a qual pode possibilitar maior eficiência e desenvolvimento de uma tecnologia incipiente no mercado nacional. Bem como, este possível avanço na consolidação de componentes biometálicos, deve fomentar o mercado nacional reduzindo a demanda por pós atomizados a gás do mercado internacional. (AU)