Desarrollo de estructuras porosas de aleaciones de titanio mediante técnicas aditivas

Abstract

[ES] El presente trabajo tiene como objetivo la caracterización mecánica de un tipo de estructura porosa llamada “scaffold”.Dicha estructura se procesará a través de un nuevo concepto de fabricación llamada fabricación aditiva y el cual se utilizará, en este caso, aleaciones de titanio para su conformado. Se darán a conocer las principales tecnologías de fabricación 3D metálicas y que son utilizadas en la fabricación de componentes biomédicos. Entre ellas destacan la tecnología EBM (Electron Beam Melting) procesando el material mediante un haz de electrón y SLM (Selective Laser Melting) utilizando un láser. Se reflejará también en este trabajo, cómo es procesado la aleación de titanio desde su estado en bruto hasta el conformado de la pieza. Todo ello pasando por las etapas de diseño, orientación de los modelos y soportes, capeado, fabricación y finalmente post-poceso. Se comentará además las restricciones tanto en fabricación como en diseño. Se dara a conocer los principales materiales tratados como son el titanio, el cobalto y una última como el bronce. En cada una de ellas se prestará atención en las aleaciones utilizadas en la AM como Ti6AL4V Eli para el caso del titanio, la aleación Cromo-Cobalto y se añade el bronce sin ningún tipo de aleante a modo de ampliar los conocimientos de usos de esta tecnología. Se centrará este estudio en la aleación Ti-6Al-4V Eli dadas las excelentes características de biocompatibilidad, propiedades mecánicas, baja densidad, resistencia a la corrosión, así como propiedades de oseointegración Finalmente y siendo el punto clave de este TFG ”Desarrollo de estructuras porosas de aleaciones de titanio mediante técnicas aditivas”, se caracterizará una muestra real de aleación de titanio. Dicha caracterización se realiza a través de un desarrollo experimental que va desde la preparación de las muestras para los ensayos metalográficos hasta los diversos ensayos mecánicos como los de dureza y de compresión. Una vez determinadas las propiedades mecánicas así como su morfología interna se extraerán las conclusiones en base a los resultados. Se añade también un presupuesto del coste real de este tipo de estructuras fabricadas por EBM considerando el material empleado, el tiempo total de fabricación, la preparación de la máquina y el coste de la operación.