Efeito do pós-processamento e variação do ângulo de impressão de discos de Ti-6Al-4V obtidos por fusão seletiva a laser: uma comparação das propriedades físicas, químicas e mecânica em relação aos usinados

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Celles, Cícero Andrade Sigilião
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Additive manufacturing; Dental implants; Implantes dentários; Machining; Manufatura aditiva; Surface treatment; Ti-6Al-4V; Tratamento de superfície; Usinagem
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/58/58131/tde-06112024-093507/

A Manufatura Aditiva (MA) impulsiona o desenvolvimento de implantes dentários ao possibilitar sua rápida impressão tridimensional (3D) com liberdade de desenhos, economia de material e excelentes propriedades mecânicas, físicas e químicas para processos biológicos, como a osseointegração. A modificação de um único parâmetro é capaz de afetar a macro e microestrutura final, e o ângulo de impressão, dado pela orientação de deposição do pó para formação das camadas, pode afetar a aparência, densidade, resistência mecânica à fadiga e tração, e anisotropias estruturais, principalmente nos eixos X (0°), Y (90°) e Z (45°). Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da mudança de parâmetro, ângulo de impressão, nas superfícies obtidas por MA nas propriedades físicas, químicas e mecânica e comparar com superfícies de MA lixadas e superfícies usinadas, com e sem tratamento químico de superfície (grupo controle).Obteve-se 8 grupos de discos de Ti-6Al-4V (Ø 10 mm x 2 mm), G1- Ti-6Al4V usinado puro (UP); G2- Ti-6Al-4V usinado + tratamento ácido-alcalino (UP+TAA); G3- Ti6Al-4V SLM 0°(SLM 0°); G4- Ti-6Al-4V SLM 0° + lixamento (SLM 0° + L); G5- Ti-6Al-4V SLM 45° (SLM45°); G6- Ti-6Al-4V SLM 45° + lixamento (SLM 45° + L); G7- Ti-6Al-4V SLM 90° (SLM 90°) e G8- Ti-6Al-4V SLM 90° + lixamento (SLM 90° + L). Analisou-se a caracterização física e topográfica por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), análise semi-quantitativa elementar através da Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios-x (EDS), rugosidade nos parâmetros Ra, Rz e Sa, molhabilidade por meio do ângulo de contato, energia livre de superfície, perfil cristalográfico por Difração de Raios-x (DRX) e microdureza Vickers. A normalidade dos dados foi verificada pelo teste Shapiro-Wilk e aplicou-se os testes Kruskal-Wallis com pós-teste de Dunn para microdureza e rugosidade e ANOVA com pós teste de Tukey para molhabilidade e energia livre de superfície, ambos com significância de 5%. As análises de MEV, EDS e DRX revelaram superfícies com características dependentes da angulação de impressão, quanto maior o ângulo maior a quantidade de partículas sinterizadas na superfície. UP+TAA apresentou maior molhabilidade (p<0,05). UP e SLM 45° apresentaram menor energia livre de superfície (p<0,05). Na análise de rugosidade, ângulos maiores propiciaram maior rugosidade nos parâmetros de Ra, Rz e Sa. UP+TAA apresentou maior microdureza, com diferença significativa comparado apenas a SLM 0° (p=0,018). A realização do lixamento de superfícies propiciou homogeneidade quanto à rugosidade, molhabilidade e energia livre de superfície e microdureza. Após análises, concluiu-se que modificações em parâmetros de impressão de superfícies de titânio afetam sua microestrutura e propriedades. A confecção de dispositivos de titânio por MA na técnica SLM permitiu características de superfície que podem ser favoráveis à aplicação biomédica dada a influência das condições microestruturais na topografia, proporcionando molhabilidade, energia livre de superfície e componente polar que podem ser facilitadoras da adesão e proliferação de células ósseas.