Caracterização da força de aperto de componente implantável de LMF NITI obtidos por fundição de precisão

Caracterização da força de aperto de componente implantável de LMF NITI obtidos por fundição de precisão

• Autor
• Jakson dos Santos Silva
• Co-autores
• Walber Medeiros Lima , Jackson de Brito Simões
• Resumo

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  As Ligas com Memória de Forma (LMF) são conhecidas por possuírem a capacidade de retornar ou memorizar sua forma anterior a um carregamento imposto, quando estão expostas a um carregamento térmico, que podem ainda ser do tipo magnético. Com isso, as LMF recuperam a sua geometria original após sofrerem deformação pseudoplástica, ou ainda, desenvolvem forças de restituição, perante a aplicação de um campo de temperatura e/ou de tensão. As LMF apresentam duas fases essenciais, a austenita, fase de alta temperatura, e a martensita, conhecida como fase fria ou de baixa temperatura. Um dado importante para trabalho com esses materiais é conhecer as temperaturas de transformação de cada liga, estas definem o início e o término de cada fase, e varia de LMF para LMF. Assim, a temperatura que dá início a transformação da austenita em martensita é chamada de Martensita Inicial (M_S), e a temperatura em que essa transformação termina é denominada Martensita Final (M_F). De forma análoga, a temperatura inicial e final, para a transformação martensita em austenita são conhecidas por Austenita Inicial (A_S) e Austenita Final (A_F), respectivamente. Com isso, essa pesquisa teve como objetivo caracterizar a resposta térmica de um implante ortopédico LMF NiTi (tipo grampo), usando o método da resistência elétrica em função da temperatura (RET) além de caracterizar a Força de Aperto do grampo, obtidos pelos processos de Fundição de Precisão. Ainda o projeto previa a realização de estudo da influência de diversos tratamentos térmicos sobre as propriedades funcionais desses atuadores, principalmente com relação a força de aperto. Assim, a pesquisa foi realizada apenas até a etapa de mensuração dessas temperaturas (caracterização térmica) por meio da técnica RET para um implante tipo grampo ortopédico de Ni-Ti em seu estado bruto de fusão. Para isso, utilizou-se de um sistema de aquisição de dados da Agilent 34972A, um Banho Ultratermostático SL 152 com água destilada, um termopar tipo K e o grampo de Ni-Ti, que após montagem experimental obteve as seguintes temperaturas de transformação de fase:  M_S = 38 °C, M_F = 27 °C, A_S = 48 °C e A_F = 58 °C. Além disso, foi realizado uma atividade paralela em relação aos objetivos principais propostos da pesquisa, que foi a simulação em ambiente virtual LabView, a partir de um Modelo Térmico, Modelo de Mudança de Fase e Modelo do Sistema Mecânico (Força), bastante difundidos na literatura, envolvendo as temperaturas de transformação de fase mensurada experimentalmente no grampo LMF. Portanto, como resultado foram obtidos os gráficos Fração Martensítica, Deformação e Força versus Temperatura. Para uma aplicação de degrau de potência de 1 W, pode-se observar nestes gráficos uma força de 105 N na deformação máxima.

• Palavras-chave
• Ligas com Memória de Forma, Implantes funcionais, Implantes de Ligas com memória de forma, grampo ortopédico funcional.
• Área Temática
• Engenharias

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