Ligas Avançadas de Titânio com Gradientes Funcionais Preparadas por Fusão Seletiva a Laser

• Processo: 23/05822-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2027
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Acordo de Cooperação: Czech Science Foundation (GACR)
• Pesquisador responsável: Rubens Caram Junior
• Beneficiário: Rubens Caram Junior
• Pesquisador Responsável no exterior: Milos Janecek
• Instituição Parceira no exterior: Charles University in Prague (CU), República Tcheca
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Alessandra Cremasco ; Rodrigo José Contieri
• Assunto(s): Biomateriais Ligas de titânio Impressão tridimensional Microestruturas Propriedades mecânicas Mudança de fase
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomateriais | ligas de titânio | Manufatura Aditiva | microestrutura | Propriedades mecânicas | Transformações de fases | Manufatura Aditiva

Resumo

Esta proposta de trabalho será realizada em estreita cooperação entre a Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), o Departamento de Física de Materiais da Faculdade de Matemática e Física da Charles University (CUNI) e o Departamento de Métodos Ultrassônicos do Instituto de Termomecânica da Academia Tcheca de Ciências. A articulação humana (como a articulação do quadril) são estruturas complexas que operam sob condições críticas. A substituição total da articulação de quadril é a solução definitiva quando a articulação natural não pode operar adequadamente e é considerada uma grande conquista na cirurgia ortopédica. No entanto, o material de implante apropriado também é um grande desafio para os cientistas de materiais. Com foco na haste de uma prótese total de quadril, o material do implante deve atender a vários requisitos, a saber: alta resistência mecânica, módulo de elasticidade adequado, alta resistência à fadiga e boa resposta biológica. As ligas de titânio aparentam ser a solução definitiva a esse respeito. No entanto, nem todos os requisitos podem ser obtidos ao mesmo tempo. O principal objetivo deste projeto é empregar a fusão seletiva a laser para a fabricação de componentes com gradientes funcionais por meio da variação da composição química. Este objetivo será alcançado por meio da realização das seguintes tarefas: (a) Produção de novas ligas homogêneas do sistema Ti-Nb-Fe-Sn; (b) Produção de novas ligas com gradientes de composição baseadas em Ti-(20-30)Nb-(1-3)Fe-(0-8)Sn (% em peso) e (c) Desenvolvimento de metodologia para obtenção de componentes com geometria complexa e com gradientes de composição por fusão seletiva a laser. (AU)