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Thèse de Doctorat
DOI
https://doi.org/10.11606/T.85.2022.tde-08112022-104308
Document
Auteur
Nom complet
Marcello Vertamatti Mergulhão
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2022
Directeur
Jury
Landulfo, Eduardo (Président)
Batalha, Gilmar Ferreira
Silva, Jorge Vicente Lopes da
Zilnyk, Kahl Dick
Titre en portugais
Fusão em leito de pó a laser da liga de Co-Cr-Mo: propriedades mecânicas e microestrutura após tratamentos térmicos
Mots-clés en portugais
biomaterial
Co-Cr-Mo
fusão em leito de pó a laser
manufatura aditiva
parâmetros do processo
tratamento térmico
Resumé en portugais
A fusão em leito de pó a laser (FLP-L) se destaca entre os principais processos da manufatura aditiva (MA) pela fabricação de peças de geometrias complexas e com alívio de peso, especialmente nas indústrias aeroespacial e biomédica. A adequação de parâmetros do processo da FLP-L e a realização de pós-processamento por tratamentos térmicos são fundamentais para assegurar a qualidade e otimizar a vida útil de próteses e implantes médicos. As ligas de Co-Cr-Mo fabricadas por FLP-L são foco de pesquisa recorrente por possuir grande potencial na fabricação de próteses médicas e odontológicas personalizadas. Até o momento os estudos anteriores enfatizam a otimização de propriedades macroscópicas, como o comportamento de envelhecimento. Nas ligas de Co-Cr-Mo existe pouca literatura abrangendo a janela de processamento e sua relação com as características microestruturais e mecânicas. Este trabalho apresenta uma investigação dos principais parâmetros do processo de FLP-L em uma liga normatizada de Co-Cr-Mo ASTM F75 por meio dos efeitos e das influências da fabricação aditiva por laser por meio de análises mecânicas e microestrutura obtida nas amostras. Adicionalmente, foi feito tratamento térmico por solubilização na liga de Co-Cr-Mo processada por FLP-L. As análises obtidas foram comparadas com a rota convencional de fundição de precisão (FP). Os resultados obtidos permitiram determinar os parâmetros adequados para o processo FLP-L da liga de Co-Cr-Mo, possibilitando uma microestrutura com ausência de defeitos, obtendo densificações superiores que 99 %. As relações investigadas de processo-propriedade são importantes para definir a influência dos parâmetros analisados no processamento e pode embassar o estabelecimento de protocolos na padronização do processo de FLP-L da liga de Co-Cr-Mo.
Titre en anglais
Laser powder bed fusion of Co-Cr-Mo alloy: mechanical properties and microstructure after heat treatment
Mots-clés en anglais
additive manufacturing
biomaterial
Co-Cr-Mo
heat treatment
mechanical properties
powder bed fusion by laser
Resumé en anglais
Powder bed fusion by laser (PBF-L) stands out among the main processes of additive manufacturing (AM) for manufacturing parts with highly complex geometry and weight relief, specially in the aerospace and biomedical industries. The adequacy of the PBF-L process parameters and the performance of post-processing by heat treatments are fundamental to ensure the quality and optimize the useful life of medical prostheses and implants. Manufacturing Co-Cr-Mo alloys by PBF-L are the focus of recurrent research because they have great potential in the fabrication of customized medical and dental prostheses. So far, previous studies emphasize the optimization of macroscopic properties, such as aging behavior. In Co-Cr-Mo alloys there are few literatures covering the processing window and its relationship with the microstructural and mechanical characteristics. This work presents an investigation of the main parameters of the PBF-L process in a standardized Co-Cr-Mo alloy ASTM F75 through the effects and influences of laser additive manufacturing through mechanical analysis and microstructure obtained in the samples. Additionally, heat treatment by solubilization was carried out in the PBF-L Co-Cr-Mo alloy processed. The analyzes obtained were compared with the conventional precision casting route. The results obtained allowed to determine the appropriate FLP-L process parameters for the Co-Cr-Mo alloy, allowing a microstructure with no defects, obtaining densifications higher than 99%. The investigated process-property relationships are important to define the influence of the analyzed parameters in the processing and can support the establishment of protocols in the standardization of the Co-Cr-Mo alloy FLP-L process.
 
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2022MergulhaoFusao.pdf (12.14 Mbytes)
Date de Publication
2022-11-09
 
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