Estudo e desenvolvimento de pós e bioligas metálicas processados por esferoidização via plasma indutivo por rádio frequência consolidados por técnicas de manufatura aditiva para confecção de próteses dentárias/médicas

• Processo: 17/50161-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2017
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2019
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia de Transformação
• Pesquisador responsável: Carlos Eduardo Podesta
• Beneficiário: Carlos Eduardo Podesta
• Empresa: Leona Indústria e Comércio de Materiais e Ligas Odontológicas e Médicas Ltda. - ME
• Município: São Bernardo do Campo
• Vinculado ao auxílio: 13/50655-3 - Estudo, desenvolvimento e aprimoramento de pós metálicos atomizados a gás para aplicação e utilização no processo de sinterização a laser em metal e Electron Beam Melting EBM, para confecção de próteses odontológicas e médicas. Utilizando pós de ligas de cobalto-cromo, AP.PIPE
• Assunto(s): Metalurgia do pó Impressão tridimensional Ligas metálicas Próteses ortopédicas Cobalto Cromo
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ebm Electron Beam Meltino | Esferiodizacao A Plasma | Impressao 3D | Metalurgia Do Po | Po De Co Cr | Sls Seletive Laser Sintering

Resumo

Na pesquisa desenvolvida no projeto PIPE I 2013/50655-3 foram caracterizados pós de ligas de Cobalto Cromo (Co-Cr) atomizados a gás com o objetivo de utiliza-los na manufatura aditiva (MA), viabilizando a utilização destes na produção de próteses médicas e odontológicas customizadas. Atualmente, as próteses médicas articulares e odontológicas são confeccionadas por técnicas tradicionais de fusão e usinagem que provocam elevado desperdício de matéria prima. Para validar a aplicação destes pós na confecção de próteses médicas e odontológicas utilizando-se a MA, estudou-se a consolidação dos pós pela técnica de "Selective Laser Sintering" (SLS). A partir de amostras consolidadas pela técnica mencionada foram realizadas análises comparativas entre as propriedades mecânicas de amostras fundidas e SLS. Simultaneamente, realizaram-se estudos para identificar quais características físicas, os pós devem apresentar para se obter o melhor rendimento no processo de MA. A partir destes estudos observou-se que pós esféricos e tamanho de 20 a 50 microns são os mais adequados para o processamento de MA usando a SLS. Na consolidação por SLS é usado pós com geometria esférica, visando alcançar maior eficiência do processo de consolidação, estes pós são obtidos por atomização a gás, o que normalmente é uma operação custosa. Apesar da atomização a gás ser de reconhecida qualidade na produção de pós esféricos, ainda assim, podem ter a presença de partículas de pós com características morfológicas e impurezas indesejáveis, tais como, satélites e regiões com presença de óxidos. Estas características prejudicam o escoamento e o espalhamento das partículas de pó, no processamento camada a camada em equipamentos de manufatura aditiva (MA) e reduzindo a eficiência da SLS. Com o objetivo de desenvolver pós com propriedades superiores, aos estudados no PIPE I, e também, visando aumentar o rendimento do processo de MA, possibilitando maior eficiência técnica e com melhor custo benefício, é proposto neste projeto um estudo de uma nova tecnologia de produção de pós usando o plasma por indução. O plasma por indução aplicado altera a morfologia da superfície da partícula, remove partículas satélites e aumenta a pureza das partículas, sendo assim, aumenta a escoabilidade e a densidade de empacotamento, além de eliminar a porosidade na superfície, conforme mencionado por (BOULOS, 2004), o que deve conduzir a melhores propriedades de desempenho da prótese ou implante. Neste estudo pretende-se empregar partículas de pós de qualquer geometria, que podem ser oriundas inclusive do processo de atomização a água e possuem geometria irregular. Portanto, utilizar-se-ia o imenso volume de pós atomizados a água existentes no mercado nacional e usando a aplicação de plasma por indução em pós de diferentes morfologias, visando obter pós esféricos. Estes pós poderiam se transformar em pós de maior valor agregado, podendo ser usados para MA por SLS e EBM (electon beam melting) em setores nobres, como a área médica e odontológica. Outros pós, também podem ser processados por estas técnicas e aumentando a possibilidade de utilização na indústria aeronáutica, automotiva e em outros setores. (AU)