Inovações na formulação de cerâmica de zircônia para manufatura aditiva por projeção digital de luz: desenvolvimento, análise mecânica e estudo de caso

• Processo: 21/12612-7
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Vigência (Início): 01 de março de 2022
• Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2024
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica
• Pesquisador responsável: Carlos Alberto Fortulan
• Beneficiário: Giovanna Rubo de Rezende
• Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Impressão tridimensional Fotopolimerização Cerâmica (materiais cerâmicos) Desenvolvimento de novos materiais Zircônia

Resumo

O desenvolvimento de formulações de cerâmicas de zircônia para manufatura aditiva vem assumindo relevância crescente dada a importância desses materiais para diferentes aplicações industriais e em biotecnologia. O super-carregamento de pós na suspensão cerâmica é a chave para densificação das peças durante a sinterização, onde resinas auxiliadas por solventes, dispersantes e veículos orgânicos exercem particular influência não só na diminuição da viscosidade das suspensões, como também na interação entre camadas de deposição e, sobretudo, nas propriedades mecânicas finais da peça sinterizada. Neste projeto, buscar-se-ão novos avanços nas formulações de suspensões de cerâmica de zircônia estabilizada por ítrio para manufatura aditiva (AM) por projeção digital de luz (DLP) e fotopolimerização em cuba (VP) que serão preparadas empregando mínima quantidade de solvente e óleos vegetais como dispersantes. Essas formulações serão caracterizadas por meio da análise do comportamento reológico (através do teste de viscosidade), estabilidade (através do teste de sedimentação) e modificação da superfície das partículas do pó (através do "Fourier transform infrared spectrum"). Após a definição das proporções apropriadas de cada elemento de composição das fórmulas, peças em cerâmica serão manufaturadas em uma máquina projetada e construída para esse fim. Após a sinterização, amostras de dimensões apropriadas serão avaliadas quanto à contração e densidade e serão submetidas a testes mecânicos de resistência à flexão, compressão e desgaste; outras peças serão analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) quanto à presença de porosidades e rachaduras e quanto à rugosidade superficial. Um estudo de caso será realizado em braquetes ortodônticos produzidos com as formulações estudadas os quais serão submetidos a testes tribológicos, visando à aplicação dos resultados na prática ortodôntica e para eventual futura produção industrial. (AU)