Dissertação
Additive Manufacturing of Metallic Implants EVALUATED
O número de fracturas em ossos está a aumentar todos os anos, devido ao aumento da obesidade e da esperança média de vida. O campo da engenharia de tecido ósseo tem vindo a desenvolver implantes de osso temporários feitos de metais biodegradáveis, nos quais a aplicação de estruturas treliçadas de ferro poderá vir a ser importante. Os recentes desenvolvimentos nas tecnologias de fabrico aditivo tornou o fabrico destas estruturas possível. No trabalho desenvolvido na presente dissertação, um total de 5 topologias de células unitárias foram analisadas de forma a encontrar as que apresentavam propriedades mecânicas mais próximas do osso trabecular. Foram realizadas simulações numéricas em todas as topologias e as duas células unitárias que apresentavam as curvas tensão-extensão nominal mais próximas das do osso trabecular foram escolhidas para ser fabricadas: a cúbica (C) e a cúbica truncada (TC). Estas estruturas foram fabricadas através de fusão a laser em leito de pó (L-PBF) e foram testadas experimentalmente através de ensaios de compressão uniaxial, de forma a que os modelos numéricos pudessem ser avaliados em relação aos resultados experimentais. A correlação entre os resultados numéricos e experimentais necessitou uma análise cuidada aos provetes obtidos por L-PBF que apresentaram algumas discrepâncias dimensionais entre as estruturas inicialmente desenhadas. Estas foram identificadas, medidas e realizaram-se novas simulações numéricas em modelos com dimensões mais próximas dos provetes. Os resultados das novas simulações foram comparados com os resultados experimentais e verificou-se uma boa correlação entre os resultados, permitindo validar os modelos numéricos.
novembro 23, 2021, 10:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
Maria Beatriz Cipriano de Jesus Silva
Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)
Professor Associado
