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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.98.2020.tde-17122019-125557
Document
Author
Full name
Elvio Franco de Camargo Aranha
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2019
Supervisor
Committee
Andrade, Aron Jose Pazin de (President)
Komatsu, Daniel
Nicolosi, Denys Emilio Campion
Silva, Bruno Utiyama da
Title in Portuguese
Análise de viabilidade de um novo processo de manufatura aditiva por aglutinação de compósitos polímeros/metais para fabricação de implantes e dispositivos médicos
Keywords in Portuguese
Atividades Científicas e Tecnológicas
Dispositivos Médicos
Fabricação Auxiliada por Computador
Impressão Tridimensional
Modelagem
Protótipo de Prova de Conceito
Abstract in Portuguese
Novas tecnologias e equipamentos para impressão tridimensional (3D) estão sendo incorporados em ambientes de produção dando origem à área de Manufatura Aditiva (AM) permitindo a produção de peças com flexibilidade e rapidez em diversos materiais, com especial atenção à fabricação de peças em materiais metálicos, esses processos se apresentam com alta complexidade técnica e alto valor de aquisição e de produção. A disponibilização no mercado de equipamentos e materiais associados a esses novos meios de produção, com técnicas mais simples e menores custos, pode aproximar essas tecnologia do meio acadêmico e de utilizações de baixa produtividade, além de facilitar a confecção e testes de novos componentes para dispositivos médicos em biomateriais metálicos, que normalmente são obtidos por outros métodos. A originalidade do presente trabalho consiste em demonstrar a viabilidade de fabricação de peças customizadas por dois métodos de impressão 3D, Modelagem por Fusão e Deposição (FDM) e Sinterização Seletiva a Laser (SLS), utilizando como matéria prima materiais desenvolvidos para o processo de Moldagem de Metais por Injeção (MIM), permitindo a fabricação de objetos de pequeno porte com geometrias complexas, finalizados em biomateriais metálicos que possam atender exigências em projetos de dispositivos médicos. Essa viabilidade é demonstrada com o planejamento e construção de diversas peças seguindo a metodologia proposta, com ótimos resultados em relação aos métodos de produção e com valores promissores para as propriedades mecânicas analisadas e medidas
Title in English
Feasibility analysis of a new process of additive manufacture of polymer/metal composites to produce implants and medical devices
Keywords in English
Additive Manufacturing (AM)
Composite Extrusion Modelling (CEM)
Fusion and Deposition Modeling (FDM)
Metal Injection Molding (MIM)
Selective Laser Sintering (SLS),Metal Biomaterials
Abstract in English
New technologies and equipment for three-dimensional (3D) printing are being incorporated into production environments giving rise to the area of Additive Manufacturing (AM) allowing the production of parts with flexibility and speed in various materials, with special attention to the manufacture of parts in metallic materials, these processes present themselves with high technical complexity and high acquisition and production value. The availability in the market of equipment and materials associated with these new means of production, with simpler techniques and lower costs, can bring these technologies closer to the academic environment and low productivity uses, as well as facilitating the preparation and testing of new components for metal biomaterials devices, which are usually obtained by other methods. The originality of the present work consists of demonstrating the feasibility of manufacturing customized parts by two methods of 3D printing, Fusion and Deposition (FDM) and Selective Laser Sintering (SLS), using as raw material materials developed for the Molding process (MIM), allowing the manufacture of small objects with complex geometries, finalized in metal biomaterials that can meet requirements in medical device designs. This feasibility is demonstrated by the planning and construction of several pieces following the proposed methodology, with excellent results regarding to the production methods and with promising values for the mechanical properties analyzed and measured
 
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Publishing Date
2020-02-03
 
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