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Protótipos de grampos ortopédicos porosos de liga com memória de forma ni-ti: desenvolvimento e caracterização.

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dc.creator.ID Silva, Paulo César Sales da pt_BR
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/6097353354921674 pt_BR
dc.contributor.advisor1 Lima, Antonio Gilson Barbosa de
dc.contributor.advisor1ID Barbosa de Lima, A.G. pt_BR
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/4527387699298544 pt_BR
dc.contributor.advisor2 ARAUJO, Carlos José de.
dc.contributor.advisor2ID DE ARAÚJO, C. J. pt_BR
dc.contributor.advisor2Lattes http://lattes.cnpq.br/9466801408291152 pt_BR
dc.contributor.referee1 GRASSI, Estephanie Nobre Dantas.
dc.contributor.referee2 Castro, Walman Benicio de.
dc.contributor.referee3 OLIVEIRA, Nadja Maria da Silva.
dc.contributor.referee4 Otubo, Jorge.
dc.description.resumo Grampos ortopédicos de Ligas com Memória de Forma (LMF) do sistema binário Níquel-Titânio (Ni-Ti) Superelásticos (SE) são fixadores metálicos funcionais que possuem a capacidade única de exercer compressão contínua durante a recuperação da forma e compressão dinâmica, alinhando-se aos fatores mecanobiológicos associados à cicatrização óssea. Neste trabalho, foram utilizadas duas ligas de LMF Ni-Ti produzidas pelos processos VIM (Vaccum Induction Melting) e EBM (Electron Beam Melting) para testar a fabricação de protótipos de grampos porosos utilizando a tecnologia de fundição de precisão auxiliada por manufatura aditiva. Os resultados obtidos mostraram que a liga base EBM forneceu a melhor fundidibilidade para obter tais protótipos. Portanto, protótipos produzidos mostraram o comportamento mecânico de superelasticidade à isoterma de 37 °C, apresentando uma redução de até 20% no valor de força máxima, gerada na condição de máxima abertura das hastes, quando comparado a grampos densos. A rigidez secante variou com a temperatura e se situou na faixa entre 13 N/mm e 27,5 N/mm, apresentando uma redução de aproximadamente 14,1 % a 37 °C, quando comparado ao grampo denso. Por fim, foram avaliados a influência de parâmetros geométricos no comportamento mecânico e da distribuição de tensões e fração de martensita. Com isso, observou-se que o ângulo inicial das hastes possui uma maior influência na força gerada e que os poros introduzem concentradores de tensão, elevando assim os níveis de tensões e consequentemente a fração de martensita. Logo, foi possível demonstrar que a tecnologia pode ser utilizada para a obtenção de tais produtos, inclusive com a possibilidade de customização. E que tal tecnologia pode ser estendida para outros dispositivos médico implantáveis, como placas de fixação óssea, pinos e parafusos. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department Centro de Ciências e Tecnologia - CCT pt_BR
dc.publisher.program PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PROCESSOS pt_BR
dc.publisher.initials UFCG pt_BR
dc.subject.cnpq Engenharia de Processos pt_BR
dc.title Protótipos de grampos ortopédicos porosos de liga com memória de forma ni-ti: desenvolvimento e caracterização. pt_BR
dc.date.issued 2023-02-28
dc.description.abstract Shape Memory Alloy (SMA) orthopaedic staples of the Superelastic (SE) binary system Nickel-Titanium (Ni-Ti) are functional metallic fixators that have the unique ability to exert continuous compression during shape recovery and dynamic compression, aligning due to mechanobiological factors associated with bone healing. In this work, two Ni-Ti SMA alloys produced by VIM (Vaccum Induction Melting) and EBM (Electron Beam Melting) processes were used to test the fabrication of porous staple prototypes using investment casting technology aided by additive manufacturing. The obtained results showed that the EBM alloy provided the best castability to obtain such prototypes. Therefore, prototypes produced showed the mechanical behavior of superelasticity at the isotherm of 37 °C, showing a reduction of up to 20% in the maximum force value, generated in the condition of maximum opening of the legs, when compared to dense staple of Ni-Ti SMA. The secant stiffness varied with the temperature and was in the range between 13 N/mm and 27.5 N/mm, showing a reduction of approximately 14.1% at 37 °C, when compared to the dense staple. Finally, the influence of geometric parameters on the mechanical behavior and on the stress distribution and martensite fraction were evaluated. Thus, it was observed that the initial angle of the legs has a greater influence on the generated force and that the pores introduce stress concentrators, thus increasing the stress levels and consequently the martensite fraction. Therefore, it was possible to demonstrate that the technology can be used to obtain such products, including the possibility of customization. And that such technology can be extended to other implantable medical devices, such as bone fixation plates, pins and screws. pt_BR
dc.identifier.uri http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/31891
dc.date.accessioned 2023-10-09T19:22:44Z
dc.date.available 2023-10-09
dc.date.available 2023-10-09T19:22:44Z
dc.type Tese pt_BR
dc.subject Ligas com memória de forma pt_BR
dc.subject Ligas Ni-Ti pt_BR
dc.subject Estruturas porosas pt_BR
dc.subject Análise por elementos finitos pt_BR
dc.subject Grampos ortopédicos pt_BR
dc.subject Shape memory alloys pt_BR
dc.subject Ni-Ti alloys pt_BR
dc.subject Bone staple pt_BR
dc.subject Porous structures pt_BR
dc.subject Finite element analysis pt_BR
dc.subject Alliages à mémoire de forme pt_BR
dc.subject Alliages Ni-Ti pt_BR
dc.subject Pinces orthopédiques pt_BR
dc.subject Structures poreuses pt_BR
dc.subject Analyse par éléments finis pt_BR
dc.subject Aleaciones con memoria de forma pt_BR
dc.subject Aleaciones de Ni-Ti pt_BR
dc.subject Abrazaderas ortopédicas pt_BR
dc.subject Estructuras porosas pt_BR
dc.subject Análisis de elementos finitos pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.creator SILVA, Paulo César Sales da.
dc.publisher Universidade Federal de Campina Grande pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.title.alternative Prototypes of porous alloy orthopedic clamps with ni-ti shape memory: development and characterization. pt_BR
dc.description.sponsorship CNPq pt_BR
dc.relation Capes pt_BR
dc.identifier.citation SILVA, Paulo César Sales da. Protótipos de grampos ortopédicos porosos de liga com memória de forma ni-ti: desenvolvimento e caracterização. 2023. 135 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Processos) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2023. pt_BR


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