Manufatura aditiva via L-DED de ligas Ti-beta com gradiente funcional

• Processo: 21/07195-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2022
• Data de Término da vigência: 10 de novembro de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Processos de Fabricação
• Pesquisador responsável: Reginaldo Teixeira Coelho
• Beneficiário: Danielle Cristina Camilo Magalhães
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 16/11309-0 - Estudo, desenvolvimento e aplicação de processo híbrido: Manufatura Aditiva (Ma) + High Speed Machining/Grinding (HSM/G), AP.TEM
• Assunto(s): Impressão tridimensional Materiais biomédicos Materiais com gradiente funcional Ligas de titânio Indústria 4.0
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Gradientes funcionais | Industria 4 | Manufatura Aditiva | Materiais biomédicos | 0 | Manufatura Aditiva

Resumo

A evolução industrial tem sido marcante desde o século XIX, estando atualmente em sua quarta revolução, a chamada de Indústria 4.0 (I4.0). A Manufatura Aditiva (MA) é o seu pilar para a fabricação, em contraste com os processos convencionais de subtração de materiais. A MA tem capacidade de produzir peças de geometrias complexas usando uma variedade de metais e ligas, principalmente em aplicações para redução de peso em veículos, sistemas de propulsão de foguetes, além de materiais bioinspirados. Essas aplicações requerem ligas especiais, muitas vezes com gradientes funcionais, tanto em composição química quanto em densidade. Os materiais com gradientes funcionais - FGM (Functionally Graded Materials), constituem uma classe mais recente, nos quais é possível projetar variações localizadas de composição e, consequentemente, de propriedades, de modo a atender diferentes demandas. Assim, o processo MA, em particular a tecnologia L-DED (Laser Directed Energy Deposition), apresenta-se como uma real possibilidade de produção dos FGM em peças semiacabadas. As dificuldades previstas nesse desenvolvimento residem no controle dos parâmetros de deposição para a obtenção de uma microestrutura adequada. O presente projeto de pós-doutorado tem como objetivo o estudo e o desenvolvimento da tecnologia L-DED para a produção dos FGM com variação local de composição. A proposta trabalhará com as ligas Ti-15Mo-5Mn e Ti-35Nb-4Sn, conhecidas por seu conjunto de propriedades mecânicas, químicas e biológicas, que as torna compatíveis com o uso em implantes ortopédicos. As atividades previstas para 24 meses incluem experimentos para caracterização dos pós, determinação das variáveis de processamento por L-DED para obtenção in situ das ligas, estudo das microestruturas e do comportamento mecânico. O desenvolvimento desses materiais contendo gradientes funcionais obtidos por L-DED pode se constituir em uma das grandes inovações para aplicações de materiais nas mais diversas áreas, incluindo a biomédica. (AU)