IPS - ESTS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal
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Browsing IPS - ESTS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal by Subject "3D Printing"
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- Desenvolvimento de ferramentas por impressão 3D para estampagem de peças em chapa de alumínioPublication . Ferreira, Hugo Gameiro; Cláudio, RicardoA impressão 3D é um método de produção promissor para a indústria que consiste no fabrico de produtos por adição de material, ao contrário das técnicas tradicionais que são em geral subtrativas. A impressão 3D tem como aplicação principal a prototipagem rápida e a produção de peças funcionais em geral, destacando para a indústria aeroespacial, aeronáutica, automóvel e aplicações médicas. O presente trabalho inicia-se com uma revisão bibliográfica sobre o modo como o fabrico aditivo se relaciona com os métodos convencionais, os materiais aplicados e as tecnologias já existentes na indústria. É apresentada uma metodologia para a calibração de impressoras e são aferidas duas impressoras de forma a avaliar os limites operacionais destas. É produzida uma ferramenta de estampagem, por impressão 3D, usando-se materiais poliméricos para estampar chapa de alumínio pelo processo de rubber pad forming, tendo sido utilizada na produção de uma série de 20 peças. A ferramenta foi sendo sucessivamente avaliada de forma a detetar-se desgaste ou eventuais pontos de falha durante a produção. Por fim fez-se um estudo de viabilidade económica para a produção de ferramentas poliméricas, tendo em conta vários materiais com potencial de utilização e a dimensão global da ferramenta. A calibração e o aumento da precisão das impressoras resultaram no ajuste do perfil de impressão associado a cada impressora, podendo reduzir consideravelmente as tolerâncias. Dos ensaios de estampagem realizados com uma ferramenta impressa a 3D, concluiu-se que pelo menos ao fim de 20 ciclos que a deformação era muito baixa, perfeitamente dentro dos limites aceitáveis para este tipo de aplicação. O estudo da viabilidade económica permitiu concluir que a implementação da impressão 3D no processo produtivo das ferramentas é uma alternativa muito vantajosa, comparativamente com processos tradicionais, tanto na redução da complexidade do processo de fabrico como em termos de tempo de produção, não comprometendo a qualidade das peças produzidas. Em termos de custos, depende do material utilizado e da dimensão da ferramenta.
- Development by robocasting of scaffolds of HAp-ZnO and HAp-MgO composites for bone tissue regenerationPublication . Albardeiro, Miguel Ângelo Valente; Pina, Célio; Baptista, RicardoAs doenças e traumas ósseos afetam milhões de pessoas a nível global e, com o aumento da esperança média de vida, prevê-se que a sua prevalência continue a crescer. Os implantes metálicos representam o golden standard nos tratamentos atuais. No entanto, em casos mais graves, torna-se necessário recorrer a substitutos ósseos, como enxertos. Este tipo de abordagem enfrenta diversas limitações, incluindo disponibilidade reduzida, dimensões inadequadas e risco de rejeição imunológica. Neste contexto, a impressão 3D surge como uma solução inovadora, possibilitando a criação de enxertos sintéticos personalizados para cada paciente, utilizando materiais biocompatíveis que promovem a regeneração óssea, reduzindo complicações e acelerando a recuperação. O objetivo deste estudo consiste no desenvolvimento de scaffolds compósitos à base de hidroxiapatite, incorporando óxido de zinco e óxido de magnésio, para o tratamento do tecido ósseo. Estes scaffolds foram produzidos através da técnica de impressão 3D Robocasting, com o intuito de estudar como esta tecnologia pode melhorar a produção de enxertos sintéticos, tornando-os mais compatíveis com cada paciente, explorando as suas limitações ao produzir diferentes geometrias. Para a produção dos scaffolds, foi possível desenvolver pastas com uma reologia adequada para impressão 3D, alcançando 58wt% de sólidos. Através da formulação base, foram produzidas 4 geometrias diferentes, com propriedades mecânicas similares ao osso trabecular. Sendo a geometria Honeycomb que mais se destacou, por ser uma geometria complexa e por ter boas propriedades mecânicas. Com a incorporação de óxido de zinco e óxido de magnésio na formulação, as pastas de HAp-ZnO registaram uma diminuição de viscosidade. Através dos estudos realizados, os scaffolds HAp-ZnO obtiveram uma diminuição de porosidade e consequentemente um aumento das propriedades mecânicas superando resistência à compressão do osso trabecular. O grupo HAp-MgO registou um aumento de porosidade, que afetou diretamente as suas propriedades mecânicas. Contudo, quando submetidas a ensaios in vitro, as amostras de HAp-MgO apresentaram maior variação de peso e alterações na superfície em comparação com os restantes grupos. Os resultados demonstram as capacidades de produzir scaffolds com diferentes geometrias e integrar diferentes biomateriais através da tecnologia Robocasting. Além disso, evidenciam como estas modificações impactam as propriedades microestruturais e mecânicas do scaffolds. Apontando um caminho promissor para a impressão 3D no desenvolvimento de enxertos personalizados para substituição óssea.