dc.creator.ID |
OLIVEIRA, L. G. |
pt_BR |
dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/1705273258020143 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
MELO, Raphael Henrique Falcão de. |
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dc.contributor.advisor1ID |
MELO, R. H. F. |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/9758661753469822 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor2 |
ARAÚJO, Carlos José de. |
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dc.contributor.advisor2Lattes |
http://lattes.cnpq.br/9466801408291152 |
pt_BR |
dc.contributor.referee1 |
AMORIM JÚNIOR, Wanderley Ferreira de. |
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dc.contributor.referee2 |
SILVA, Marcos Mesquita da. |
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dc.description.resumo |
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. |
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 MECÂNICA |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UFCG |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
Engenharia Mecânica. |
pt_BR |
dc.title |
Estudo da soldabilidade e características termomecânicas de juntas NiTi-TiMo para fabricação de grampos ortopédicos. |
pt_BR |
dc.date.issued |
2024-08-30 |
|
dc.description.abstract |
Shape memory alloys (SMAs), such as NiTi, are renowned for their exceptional mechanical
strength, remarkable corrosion resistance, and inherent ability to recover their original shape
after deformation. TiMo alloys have also garnered considerable attention due to their promising
properties. Ongoing research and development efforts in these materials aim to optimize their
characteristics for various applications, particularly in biomedical devices. However, the
complexity involved in manufacturing structures with intricate geometries using these alloys
often necessitates the creation of permanent joints through welding. The welding of dissimilar
alloys, such as NiTi and TiMo, offers a pathway for developing complex structures and custom
devices in orthopedic applications, including clamps. This study examines the gas tungsten arc
spot welding (GTAW) process, using micro-pulses on dissimilar superelastic NiTi and TiMo
wires, each with a diameter of 0.9 mm, to produce prototypes of orthopedic clamps. The
research initially focused on identifying the optimal welding parameters to achieve joints with
superior mechanical strength. Multiple combinations of power settings and welding durations
were tested in double pulse sequences using a micro-welding apparatus. Tensile tests to fracture
and metallographic analyses of the welded joints, conducted through optical microscopy (OM),
provided critical data needed to select the two most favorable welding conditions. These
selected conditions were then applied to the fabrication of orthopedic clamp prototypes, using
overlapped wires and four angular welding pulses. The welded joints were validated through
tensile and bending tests to fracture, conducted at a controlled temperature of 37°C.
Additionally, the clamps were subjected to mechanical cycling tests, simulating repeated
openings and closings up to a 90° angle over 50 cycles, at the same temperature, to evaluate
their resistance to mechanical stress, representative of human body conditions. The welded
clamp prototypes demonstrated the ability to withstand loads exceeding 7 N while maintaining
their superelastic properties. It can be inferred that the production of welded orthopedic clamps
from dissimilar NiTi-TiMo wires is feasible. |
pt_BR |
dc.identifier.uri |
http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/40375 |
|
dc.date.accessioned |
2025-02-17T11:04:48Z |
|
dc.date.available |
2025-02-17 |
|
dc.date.available |
2025-02-17T11:04:48Z |
|
dc.type |
Dissertação |
pt_BR |
dc.subject |
Ligas com memória de forma (LMF) |
pt_BR |
dc.subject |
Ligas de NiTi |
pt_BR |
dc.subject |
Ligas de TiMo |
pt_BR |
dc.subject |
Soldagem dissimilar |
pt_BR |
dc.subject |
GTAW |
pt_BR |
dc.subject |
Grampos ortopédicos |
pt_BR |
dc.subject |
Prototipagem biomédica |
pt_BR |
dc.subject |
Shape memory alloys (LMF) |
pt_BR |
dc.subject |
NiTi alloys |
pt_BR |
dc.subject |
TiMo leagues |
pt_BR |
dc.subject |
Dissimilar welding |
pt_BR |
dc.subject |
GTAW |
pt_BR |
dc.subject |
Orthopedic staples |
pt_BR |
dc.subject |
Biomedical prototyping |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.creator |
OLIVEIRA, Letícia Gomes de. |
|
dc.publisher |
Universidade Federal de Campina Grande |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.title.alternative |
Study of the weldability and thermomechanical characteristics of NiTi-TiMo joints for the manufacture of orthopedic staples. |
pt_BR |
dc.identifier.citation |
OLIVEIRA, Letícia Gomes de. Estudo da soldabilidade e características termomecânicas de juntas NiTi-TiMo para fabricação de grampos ortopédicos. 2024. 101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2024 |
pt_BR |