Estudo da soldabilidade e características termomecânicas de juntas NiTi-TiMo para fabricação de grampos ortopédicos.

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: OLIVEIRA, Letícia Gomes de.
• Orientador(a): MELO, Raphael Henrique Falcão de. , ARAÚJO, Carlos José de.
• Banca de defesa: AMORIM JÚNIOR, Wanderley Ferreira de., SILVA, Marcos Mesquita da.
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
• Programa de Pós-Graduação: PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
• Departamento: Centro de Ciências e Tecnologia - CCT
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Ligas com memória de forma (LMF); Ligas de NiTi; Ligas de TiMo; Soldagem dissimilar; GTAW; Grampos ortopédicos; Prototipagem biomédica; Shape memory alloys (LMF); NiTi alloys; TiMo leagues; Dissimilar welding; Orthopedic staples; Biomedical prototyping
• Área do conhecimento CNPq: Engenharia Mecânica.
• Link de acesso: https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/40375

As ligas com memória de forma (SMAs), como NiTi, são conhecidas por sua excepcional resistência mecânica, notável resistência à corrosão e a capacidade inerente de recuperar sua forma original após deformação. Ligas de TiMo também têm atraído considerável atenção devido às suas propriedades promissoras. Pesquisas e desenvolvimentos contínuos nesses materiais buscam otimizar suas características para diversas aplicações, especialmente em dispositivos biomédicos. No entanto, a complexidade envolvida na fabricação de estruturas com geometrias intrincadas usando essas ligas frequentemente requer a criação de juntas permanentes por meio de soldagem. A soldagem de ligas dissimilares, como NiTi e TiMo, oferece um caminho para o desenvolvimento de estruturas complexas e dispositivos personalizados em aplicações ortopédicas, incluindo grampos. Este estudo examina o processo de soldagem a ponto por arco elétrico com gás tungstênio (GTAW), utilizando micropulsos em fios superelásticos dissimilares de NiTi e TiMo, cada um com diâmetro de 0,9 mm, para produzir protótipos de grampos ortopédicos. A pesquisa inicialmente focou na identificação dos parâmetros de soldagem ideais para obter juntas com resistência mecânica superior. Múltiplas combinações de configurações de potência e durações de soldagem foram testadas em sequências de pulsos duplos utilizando um aparelho de Microsoldagem. Ensaios de tração até a fratura e análises metalográficas das juntas soldadas, conduzidos por meio de microscopia óptica (OM), forneceram os dados críticos necessários para selecionar as duas condições de soldagem mais favoráveis. Essas condições selecionadas foram então aplicadas à fabricação de protótipos de grampos ortopédicos, utilizando fios sobrepostos e quatro pulsos angulares de soldagem. As juntas soldadas foram validadas por meio de testes de tração e flexão até a fratura, realizados a uma temperatura controlada de 37°C. Adicionalmente, os grampos foram submetidos a testes de ciclagem mecânica, simulando aberturas e fechamentos repetidos até um ângulo de 90° ao longo de 50 ciclos, na mesma temperatura, para avaliar sua resistência ao estresse mecânico, representativo das condições do corpo humano. Os protótipos de grampos soldados demonstraram a capacidade de suportar cargas superiores a 7 N mantendo suas propriedades superelásticas. É possível inferir que foi possível fabricar protótipos de grampos ortopédicos por soldagem a partir de fios dissimilares de NiTi-TiMo.