Estudo da deposição de hidroxiapatita sobre aço inoxidável via manufatura aditiva com laser
Data
2021-02-23
Autores
Soares, Thales Maziero 
Orientadores
Oliveira, Aline Capella de
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
Técnicas de manufatura aditiva, envolvendo processamento de metais e ligas
metálicas, têm sido consideradas para produção de peças ou protótipos, a partir de
materiais biocompatíveis de aplicação biomédica. Aços inoxidáveis austeníticos,
como o 316L, são amplamente considerados na fabricação de implantes temporários,
devido às suas boas propriedades mecânicas e sua resistência a corrosão, embora
não sejam capazes de ligar-se ao tecido ósseo. Por outro lado, cerâmicas de fosfato
de cálcio, como a hidroxiapatita (HA) são bioativas, mas apresentam elevada
fragilidade sob solicitação mecânica. Dessa forma, a associação entre o aço
inoxidável recoberto com HA apresenta-se como uma alternativa interessante em
aplicações envolvendo formação óssea ao redor de peça implantada. Para isso, esse
é um trabalho teórico, onde o objetivo é estudar viabilidades da deposição de HA sobre
substrato de aço inoxidável 316L, via manufatura aditiva, utilizando laser,
considerando os processos de fusão ou sinterização seletiva a laser. O trabalho
mostra as possibilidades existentes para esse tipo de aplicação e analisa as
dificuldades para aplicação do procedimento. Chegando à conclusão que é possível
obter recobrimentos de Hidroxiapatita em aço inoxidável 316L com propriedades
adequadas para uso biomédico, obtendo-se camadas uniformes e com controle de
espessura, variando-se parâmetros do laser. Propõe-se trabalhos futuros com intuito
de difundir a técnica e obter padrões de processamento para diversos tipos de prótese.
Additive manufacturing techniques, involving the processing of metals and metal alloys, have been considered for the production of parts or prototypes, from biocompatible materials for biomedical applications. Austenitic stainless steels, such as 316L, are examined in the manufacture of necessary implants, due to their good mechanical properties and their resistance to corrosion, although they are not able to bind to bone tissue. On the other hand, calcium phosphate ceramics, such as hydroxyapatite (HA), are bioactive, but have high fragility under mechanical stress. Thus, an association between stainless steel coated with HA is an interesting alternative in applications involving bone formation around an implanted part. For this, this is a theoretical work, where the objective is to study the feasibility of the deposition of HA on 316L stainless steel substrate, via additive manufacturing, using laser, considering the selective laser melting or sintering processes. The work shows the existing possibilities for this type of application and analyzes the difficulties in applying the procedure. Reaching the conclusion that it is possible to obtain Hydroxyapatite coatings in 316L stainless steel with properties suitable for biomedical use. Obtaining uniform layers with thickness control, varying the laser parameters. Future work is proposed in order to disseminate the technique and obtain processing standards for different types of prostheses.
Additive manufacturing techniques, involving the processing of metals and metal alloys, have been considered for the production of parts or prototypes, from biocompatible materials for biomedical applications. Austenitic stainless steels, such as 316L, are examined in the manufacture of necessary implants, due to their good mechanical properties and their resistance to corrosion, although they are not able to bind to bone tissue. On the other hand, calcium phosphate ceramics, such as hydroxyapatite (HA), are bioactive, but have high fragility under mechanical stress. Thus, an association between stainless steel coated with HA is an interesting alternative in applications involving bone formation around an implanted part. For this, this is a theoretical work, where the objective is to study the feasibility of the deposition of HA on 316L stainless steel substrate, via additive manufacturing, using laser, considering the selective laser melting or sintering processes. The work shows the existing possibilities for this type of application and analyzes the difficulties in applying the procedure. Reaching the conclusion that it is possible to obtain Hydroxyapatite coatings in 316L stainless steel with properties suitable for biomedical use. Obtaining uniform layers with thickness control, varying the laser parameters. Future work is proposed in order to disseminate the technique and obtain processing standards for different types of prostheses.
Descrição
Citação
Soares, M. T. Estudo da deposição de hidroxiapatita sobre substrato de aço inoxidável via manufatura aditiva com laser. Trabalho de Conclusão de Curso, graduação em Engenharia de Materiais, Universidade Federal de São Paulo, UNIFESP, São José dos Campos, Brasil, 2021.