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

Processo: 17/07657-6
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
Vigência: 01 de janeiro de 2019 - 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
Pesq. 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 

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)

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