GRAMPOS TERMOATIVADOS DE LIGA COM MEMÓRIA DE FORMA Ti-Ni-Cu: FABRICAÇÃO E ENSAIOS MECÂNICOS

Resumo

As ligas com memória de forma (LMF) de Níquel-Titânio (Ni-Ti) passam por transformações de fase reversíveis no estado sólido com a variação da temperatura. Isso confere às LMF características como o Efeito Memória de Forma (EMF) e a Superelasticidade (SE), as quais vem sendo bastante aplicadas em componentes termomecânicos, incluindo a produção de grampos ortopédicos utilizados na reconstrução de ossos lesionados. Recentemente, uma LMF de composição 47Ti-32Ni-21Cu (% at.) foi descoberta por meio da Metodologia de Seleção de Materiais por Inteligência Artificial (AIMS), apresentando uma histerese térmica reduzida e uma pequena faixa de temperatura de transformação, além de uma excelente estabilidade cíclica. Nesse contexto, o objetivo deste projeto é a manufatura e a caracterização de grampos ortopédicos termoativados produzidos com a LMF 47Ti-32Ni-21Cu (% at.). Para isso, a liga foi inicialmente produzida utilizando o processo de fusão a arco elétrico. Em seguida, protótipos de grampos ortopédicos foram obtidos pelo método de fundição de precisão rápida, a partir de modelos em resina obtidos por impressão 3D. Após a fabricação, os grampos passaram por análises dimensionais, térmicas e mecânicas, incluindo teste preliminar de fadiga. Como resultado, foi verificado que o processo de fabricação é eficiente para a produção destes fixadores com alta replicabilidade. Além disso, os grampos apresentaram simultaneamente uma boa capacidade de geração de força compressiva e resistência à fadiga. Assim, do ponto de vista da fabricação e do comportamento termomecânico, os grampos produzidos com a LMF Ti-Ni-Cu selecionada se mostraram como uma possibilidade real para a aplicação na indústria biomédica.