-619x estudo de mistura injetÁveis de pÓs micro … · estudo de mistura injetÁveis de pÓs...

4th Conference of Powder Metallurgy

4ª Conferência Internacional de Metalurgia do Pó e 10º Encontro de Metalurgia do Pó

Data/Date: 09, 10 e 11de outubro de 2013

Porto Alegre– RS – Brasil

1

ISSN 2179-619X

ESTUDO DE MISTURA INJETÁVEIS DE PÓS MICRO MÉTRICOS DE LIGA AISI 316L APLICADO A

COMPONENTES BIOMÉDICOS

Tavares, A. T1

Martins, V. 2

Mariot, P.3

Wermuth. D, P. 4

Wirti, S.G5

Schaeffer, L.6

1

Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e Materiais (PPGEM). Laboratório de Transformação Mecânica. (LdTM), Depto. de Metalurgia, UFRGS, Porto

Alegre, RS , Brasil. [email protected] 2 Professor do Instituto Federal Sul rio-grandense IFSul – Campus Sapucaia do Sul

Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e Materiais (PPGEM). Laboratório de Transformação Mecânica. (LdTM), Depto. de Metalurgia, UFRGS, Porto

Alegre, RS , Brasil. [email protected] 3Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e Materiais (PPGEM). Laboratório de Transformação Mecânica. (LdTM), Depto. de Metalurgia, UFRGS. Av.Bento Gonçalves, 9500.

CEP: 91501-970, Porto Alegre, RS, Brasil: [email protected] 4 Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e Materiais (PPGEM). Laboratório de Transformação Mecânica. (LdTM), Depto. de Metalurgia, UFRGS, Porto

Alegre, RS , Brasil. [email protected] 5A cadêmica do curso de Engenharia de Energias, vinculado ao Departamento de Metalurgia da

UFRGS/LdTM. Porto Alegre, RS, Brasil [email protected] 6Prof. Dr. -Ing. Coordenador do Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM), Depto. de

Metalurgia, PPGEM, UFRGS. Av: Bento Gonçalves, 9500. CEP: 91501-970, Porto Alegre, RS, Brasil.

[email protected]

Resumo A necessidade de produção componentes dimensões micrométricas para uso em instrumentos cirúrgicos, contendo alta complexidade em suas formas somando a propriedades mecânicas adequadas e que atendam as especificações normativas para componentes biomédicos, levam cada dia mais à pesquisa de novas tecnologias de fabricação. Soma-se a estes fatores , um baixo custo de fabricação e uma grande demanda de produtos. A moldagem por injeção de pós metálicos (MPI), é um processo que vem sendo explorado, proporcionando uma alternativa interessante para confecção de dispositivos para área medica, a pesquisa na produção de microcomponentes vem ganhando espaço e destaque. O presente trabalho consiste no desenvolvimento estudos reológicos da influência de carregamento de 61% volumétrico de pó metálico da liga AISI 316L conhecida por sua biocompatibilidade em quatro composições distintas, sendo avaliada através de reologia capilar e por calorimetria diferencial um equipamento de DSC (calorimetria diferencial de varredura) e um reômetro de torque.

mailto:[email protected]







2

ISSN 2179-619X

Palavras-chave/ Key words : Mistura injetavel; Moldagem de pós metálicos; Liga AISI 316L; Caracterização de cargas reológicas STUDY OF MIXTURE OF INJECTABLE MICRO POST METRIC AISI 316L ALLOY

COMPONENTS APPLIED BIOMEDICAL Abstract The need to produce components micrometric dimensions for use in surgical instruments, containing highly complex forms by adding the mechanical properties and meet the regulatory specifications for biomedical components, leading increasingly to the research of new manufacturing technologies. Added to these factors, a low manufacturing cost and a high demand product. The injection molding of metal powders (MPI) is a process that is being explored, providing an interesting alternative for making medical devices area, research on the production of microcomponents and has been gaining prominence. The present work is the development rheological studies of the influence of loading of 61% by volume of the metal powder alloy AISI 316L known for its biocompatibility in four different compositions was assessed by capillary rheology and differential scanning calorimetry equipment DSC (differential calorimetry scan), and a torque rheometer. Key wordsInjectable mixture, molding metallic powders; League AISI 316L; rheological characterization of loads 1 - Moldagem de pós por Injeção

O processo de moldagem de pós por injeção (MPI) injeção de cargas

injetáveis é um meio de conformação altamente empregado e difundido em

conformações de mecânica de materiais cerâmicos e metálicos. A técnica consiste

na mistura de uma pequena fração de componentes poliméricos com pós

inorgânicos, o polímero consiste em um meio de condução do polímero que

permitirá a fluidez da mistura para uma cavidade que proporciona forma ao

componente. No estagio seguinte é necessário a retirada do polímero através de

uma extração térmica e química e posteriormente e necessário uma sinterização

para dar características mecânicas finais ao componente.

1.1.2- Biocomponentes via MIM O mercado de injeção de micro componentes metálicos vem apresentando

um crescimento expressivo nos últimos15 anos , este mercado em especifico vem

se voltando a injeção de materiais biomédicos/ biocompativeis. O aço inoxidável AISI

316L , pois componentes com essa liga possuem boas características mecânicas





3

ISSN 2179-619X

e excelentes propriedades de resistência à corrosão, bem como biocompatibilidade ,

Estas propriedades o tornam um excelente candidato para aplicações de micro

componentes que tenham ocupações médicas (Mohamed Imbaby, 2008) (C.

Quinard, 2011).

O material metálico a ser utilizado no trabalho é o AISI 316L esse material é

amplamente utilizado para instrumentos médicos pois a utilização deste material no

desenvolvimento da carga propicia, segundo ZHU Shai-hong e colaboradores o

AISI 316L contem as características mecânicas, térmicas, estéticas, sanitárias,

bacteriológicas e de biocompatibilidade necessários para o emprego proposto neste

trabalho, (ZHU Shai-hong, 2005), visto que o uso deste instrumento cirúrgico ocorre

dentro do corpo do paciente. (FERNANDES, 2009)

1.2- Mistura injetável

A mistura injetável, ainda chamada massa de injeção ou carga injetável é o

consequência da combinação das propriedades do pó (carga) com as do sistema

polimérico (veiculo) e um agente de ligação (surfactante) e da proporção entre

essas três componentes de forma que a massa esteja homogenia. Alem dos fatores

já citados o método de mistura e a forma e tamanho dos grãos são fatores que

contribuem diretamente para o processamento e da comportamento da mistura.

(N.H. Loh, (2001)

A morfologia da mistura injetável proporcionando um fluxo de alimentação

adequado através do funil para o canhão da maquina injetora e de um cuidadosos

subsequentes durante o processamento para obtenção dos componentes resultarão

nas características químicas, físicas, microestruturais e dimensionais da peça, bem

como a produtividade do processo (Thümmler, 1993).Este fator torna a analise e

caracterização das propriedades da carga injetável, uma etapa de sumula

importância para a aquisição de peças isentas de defeitos e que apresentem

elevado desempenho mecânico.

1.2.1 -Fração Orgânica





4

ISSN 2179-619X

Quando estamos falando de polímero estruturais cadeias moleculares mais

curtas são desejáveis pois estas fazem com que existam menores viscosidades o

que facilita o processamento e o preenchimento da cavidade e a posteriormente este

faz com que o tempos extração se torne menos (C. Karatas, 2004). O polímero

estrutural deve facilitar o fluxo na injetora tendo um boa resposta a taxa de

cisalhamento imposta pela rosca, este polímero deve ter possuir como

propriedades importantes a molhabilidade, cujo aumento permite a incorparação de

maior carga inorganica a fração organica melhorando o efeito de capilaridade,

facilitando a extração térmica. Expansão térmica semelhante à das partículas e

pequena mudança de volume durante a fusão são fatores importantes para a

manutenção da integridade dos componentes. (Baiyun Huang, 2003)

O polímero termoplástico tem a função de dar resistência mecânica à peça

verde e manter a integridade dimensional da mesma durante as etapas de extração

química e térmica do sistema ligante. (V.V. Bilovol, 2006)

Os polímeros auxiliares se caracterizam por seu baixo peso molecular tem a

função principal de facilitar o processo de mistura, pois atua alterando a

molhabilidade da interface entre a partícula metálica e o termoplástico. Além disso,

contribui para a redução da temperatura de fusão da mistura como um todo. (C.

Quinard, 2011)

Os surfactantes são responsáveis por promover a interação das moléculas polares com as apolares , por analogia se pode dizer que existe uma ponte formada entre a fração orgânica e inorgânica, este elemento portanto ajudara no encapisulamento 1.2.2 -Proporcionalidade entre pó e ligante A mistura de injeção necessita ser formulada com um correto balanceamento

entre a fração inorgânica e a fração orgânica , a correta proporção entre os volume o

pó e o volume de ligante é um fator determinante para o processamento e

moldagem do componente. Na existe três condições possíveis de formulações . Em

misturas a onde existe o demasiado volume de pó metálico, resulta em viscosidades

muito elevadas com dificuldades durante a etapa de injeção e ocorrência de vazios

pela falta do ligante que causarão defeitos em etapas posteriores. Em cargas a

onde seja empregado o excesso de ligante, tendem a ocasionar a separação na

injeção da fração orgânica das partículas metálicas ocasionando uma





5

ISSN 2179-619X

heterogeneidade durante a densificação na peça. A terceira condição e o

carregamento ótimo a onde o volume de pó metálico utilizado e ligeiramente menor

que o volume crítico que é a faixa onde ocorre o empacotamento de forma que

todos os espaços entre as partículas são preenchidos por uma fina camada do

ligante. (Pascoali, 2001, Li- Khalil, 2007). a onde ótima de carga de pó (carga

crítica). (Gabriel I. Tardos a, 1997)

Estudos realizados apontam que o volume de pó metálico tem efeito direto na

geometria e no dimensional dos componentes injetados durante a fase de extração

da fração orgânica da mistura injetável. Li-Khalil (2007). Existem outros fatores tais

como tamanho forma e morfologia do pó, resultaram em grande influencia nos

compósitos, normalmente pós metálicos de morfologia esférica e tamanho menor

tendem a gerar um melhor resultado. (M.E. Sotomayor, 2010)

A mistura injetável tem sua capacidade de processamento intimamente ligada

as escolhas que são feitas o sistema formado entre a fração orgânica e a carga

inorgânica , o ligante formado por polímeros termoplásticos e as ceras terá

influencia direta na viscosidade, porem outro fator que tem forte influencia é o

volume empregado de pó em relação metálico ao sistema ligante polimérico

empregado , na prática os produtos comercialmente encontrados, a fração de pó

varia entre 50 e 70% do volume (German-Bose, 1993).

1.3 - Ensaios reologia de cargas injetáveis

A viscosidade determina a resistência interna de um fluido ao fluxo,

determinado pela resistência que um material apresenta para se deformar sobre

atuação de tensão de cisalhamento aplicada. (Ahn, 2009). Essa característica é de

extrema importância para a moldagem por injeção, pois auxilia na caracterização do

comportamento da mistura injetável sendo levada pela rosca da maquina de injeção

para o preenchimento do molde. Esse processo envolve elevadas taxas de

cisalhamento impostas à mistura injetável (M.H.I Ibrahim, 2009). O desejável é que

cargas injetáveis tenham uma baixa viscosidade, para que ocorra enchimento das

micro detalhes rapidamente durante a moldagem por injeção antes de a matéria-

prima solidificado (Liu, 2001), (Liu, 2002) . É de conhecimento comum que uma alta

viscosidade da matéria-prima faz com dificuldade de moldagem (Cao, 1991.)





6

ISSN 2179-619X

É conhecido que fluidos newtonianos não são afetados por cisalhamento(τ),

independente das condições das taxas de cisalhamento impostas ao material este

manterá como constante seu escoamento durante o processamento caso não se

altera as demais condições. Os materiais não newtonianos são influenciados pelo

cisalhamento, se dividindo em dois tipos. Existem os materiais que quando

cisalhados aumentam sua viscosidade (η) estes recebem o nome de dilatantes,

fazendo com que o fluxo do material seja prejudicado, dificultando seu

processamento em processos cisalhantes. O ideal é que com o crescimento da taxa

de cisalhamento a viscosidade do material diminua, melhorando assim o fluxo,

facilitando o processamento e se tornando menos dependente da temperatura para

seu processamento, materiais com essa característica são classificados

pseudoplástico .(Wei-Wen Yang, 2002) ,(Ahn, 2009)

Um reometro capilar, esquematizado na Figura 1, é o equipamento que

utilizado para medir o fluxo de um material, escoando por um orificio de diametro

conhecido e padronizado. Neste ensaio a temperatura de um barril e mantido

homonia e constante , durante o processo a pressão e a velocidade de escoamento

que estão diretamente ligadas , quanto maior a pressão que é empregado no pistão,

maior a será a velocidade de escoamento. (Wei-Wen Yang, 2002)

Figure 1 -Esquema de um Reometro Capilar

Fonte adaptada: Wei-Wen Yang, Kai-Yun Yang, Min-Hsiung Hon (2002)

O reômetro de torque foi criado para medir as propriedades reológicas de

polímeros. Porem esse gera as seus usuários uma incerteza gerada pela difícil

analise de dos dados obtidos. Indicações qualitativas da viscosidade do fundido,

bem como a dependência da viscosidade em relação a temperatura, degradação





7

ISSN 2179-619X

podem ser obtidas, mas estas são de difícil interpretação e conversão em

unidades reológicas absolutas (GOODRICH, 1967.)

Outra forma de se avaliar a viscosidade de massas injetáveis é através do

comportamento do torque necessário para realizar a mistura entre o pó metálico e o

sistema ligante em um reômetro de torque, já foi comprovado que cada mistura terá

uma influencia sobre o torque, causado pelo aumento pronunciado na viscosidade,

fato provocado pela homogeneização da mistura. (Supati e colaboradores, 2001).

As misturas injetáveis estudadas durante neste foram formuladas no

Laboratório de Transformação mecânica (LdTM), para definição de misturas foram

estudados artigos e determinados as possíveis melhores cargas injetáveis, testando

estas com algumas modificações, sendo misturadas feitas no LDTM e em

laboratórios externos (SENAI/CETEPO), os ensaios reológicos foram realisados no

LdTM.

2 MATERIAIS E MÉTODOS/ MATERIALS AND METHODS No presente trabalho foi realisado a mistura de com quatro formulações diferentes que foram expressadas no Quadro 1, a fim de se avaliar as diferentes características gerados pelas misturas do veiculo tendo sido empregado o mesmo percentual volumétrico de pó metálico em todos os compostos os materiais foram misturados em um reômetro de torque utilizando como polímeros quatro polímeros termoplásticos, Polipropileno (PP) , Polietileno de baixa densidade linear (PEBDL), Polietileno de alta densidade (PEAD) e Polimetilmetacrilato (PMMA) , e como auxiliar de fluxo foi utilizado parafina (PW), o material que é responsável pela ligação da fração orgânica e inorgânica utilizado é o acido esteárico (SA) como carga o material utilizado foi o AISI 316L, os resultados reológicos destes foram comparados ao material a uma carga comercialmente vendida Catamold ®316L da Basf.

Mistura PP (Vol%)

PEBDL (vol%)

PEAD (vol%)

PMMA (vol%)

SA (vol%)

PW (vol%)

1 85% 2% 13%

2 70% 15% 2% 13%

3 40% 5% 55%

4 40% 20% 5% 35%

Quadro 1. Composição das amostras





8

ISSN 2179-619X

Para analise dos materiais fora elaborado testes prévios nos polímeros sem qualquer mistura ou carregamento de carga metálica, os resultados foram analisados a fim de ver o carregamento metálico afeta em cada polímero estrutural, os ensaios consistiram em analises reológicas em um reometro capilar e em um DSC (calorimetria diferencial de varredura), todas as formulações foram elaborados com 61% de volume de pó metálico, se analisando como esse valor influenciava no torque proporcionado por esse volume de material quando inserido em reometro de torque.

Os dados enviados pelos fabricantes dos polímeros estruturais utilizados estão elencados no Quadro 2, foram elencados os dados mais importantes que afetam diretamente na escolha dos materiais e em seu processamento .

Polímero Densidade g/cm³

Fluidez g/10 min Temperatura de transição Vicat (°C)

PP 0,905 10.5 90

PEBDL 0,924 20 94

PEAD 0,964 10 131

PMMA 1,190 8 105

Quadro 2. Propriedades dos Polímeros estruturais

Pontos importantes a se resaltar nas informações agrupadas no Quadro 2 para os matérias PP, PEBDL e PEAD a quantidade de material utilizada para os ensaios 2,16 kg que segue a normas (ISO 1133 e ASTM D 1238), no material PMMA o fabricante optou por utilizar 3,8 kg, quanto as temperatura utilizado os materiais PP e PMMA foram processados a 230°C , os PEBDL e PEAD foram processados com 190 °C. Os polímeros foram levados a um aparelho DSC (calorimetria diferencial de varredura) da marca Thermal Analyis modelo SDT Q600 para se estabelecer a temperatura de fusão , através das curvas geradas através do equipamento se pode estabelecer a temperatura de fusão e degradação do material.

Os polímeros após analisados foram determinados suas quantidades. Para se calcular as quantidades de cada material se determinou primeiramente as densidades de cada parte da mistura equações 1 e 2 as equações 3 e 4 se determinou o quanto o peso de cada material utilizou as equações (1,2,3,4,5,6 e 7) de volumes de conhecida e já retratada por diversos autores dentre eles Randall M. German.

Equação 1

Equação2

Equação 3

Equação4

Equação 5

Equação 6





9

ISSN 2179-619X

Equação 7

Após de determinar as quantidades estas foram pesadas em uma balança de precisão e estipulado 630 g para serem encaminhadas a um reometro de torque da (HAAKE Polylab System) presente no laboratório do SENAI CETEPO com modulo de misturador interno de capacidade total 379cm³ e levados a diferentes temperaturas e velocidades de rotação bem como tempos de permanecia dessas, a fim de obter completa homogeneização do material com o pó metálico . A Figura 2 demonstra alguns dos fenômenos que ocorrem no em uma

mistura conforme existe o carregamento do material e mostrando o histórico termo mecânico dos polímeros e cargas que são inseridas no equipamento durante a mistura. O material ao ser inseridos no interior do equipamento oferecem um a certa resistência ao a rotação dos rotores fazendo com que o torque aumente. O torque necessário para a rotação a mesma velocidade constante é diminuído e irá entrar em equilíbrio mostrando a correta homogeneização do mistura injetável.

Figura 2- Diagrama de torque (M) versus tempo (t) para mistura em uma reometro de torque (Adaptada: BOUSMINA, 1998.)

Os materiais após misturado foram levados ao DSC afim de se avalia as características da mistura injetável final, assim se poderia definir o ponto de processamento e o ponto de extração de ligantes.





10

ISSN 2179-619X

As analise de viscosidade fora utilizado um reometro capilar da marca CEAST modelo SR10, o diâmetro do capilar utilizado foi 5 mm para todos os as amostras, para se estabelecer a temperatura de processamento as amostras foram analisadas em DSC e levado em conta a temperatura de mistura do dos materiais no reometro de torque, para analisarmos as temperaturas de que serão utilizados no equipamento .

3 RESULTADOS/ RESULTS

Os polímeros analisados no reômetro mostraram que o melhor polímero em termos de ponto de fusão foi o PEBDL a temperatura 125.59°C com temperatura de degradação de 486.88°C, o pior resultado em termos de ponto de fusão foi o PMMA que não foi possível estabelecer um ponto de fusão definido mas se estimou que 190°C em termos de pique de degradação o material tem uma baixa temperatura 383.66°C,os dados coletados no ensaio estão agrupados no Quadro 3.

Polímero temperatura de Fusão (°C)

Temperatura de Degradação (°C)

PP 170,15 466,70

PEBDL 125.59 486.88

PEAD 142,61 491,42

PMMA 190 383,66 Quadro 3 - Pontos de fusão e degradação dos polímeros

Os materiais foram pesados em uma balança de precisão e marcados

encaminhados ao SENAI - CETEPO para serem misturados seguindo a determinação especificada , para cada material foi determinado temperaturas especificas , foram misturado todos por um período de distintos em diferentes rotações, o pó metálico fora divido em duas partes, abaixo no Quadro 4.

Mistura 1° Etapa 2° Etapa 3°Etapa 4° Etapa

1

Temperatura (°C) 180 180 180 180

Rotação (rpm) 20 25 40 40

Tempo (min) 15 15 15 15

Adição Polímero é 1/2 do pó

Sem adição 2/2 do pó Sem adição





11

ISSN 2179-619X

2

Temperatura (°C) 170 170 170 190


Tempo (min) 15 15 15 30



3

Temperatura (°C) 150 150 150 150


Tempo (min) 15 15 15 15



4

Temperatura (°C) 130 130 130 130


Tempo (min) 15 15 15 15



Quadro 4.Parâmetros de mistura realisados no torque.

Os resultados das misturas realisadas no reometro de torque nos gráficos

torque x tempo foram compilados e estão mostrados na Figura 3, os gráficos revelam que todas cargas são processáveis temos de massas injetáveis, todas obtiveram homogeneidade ao termino do processo tendo pouca variação em picos obtendo um nível de equilíbrio da mistura a onde se pode determinar a homogeneização necessária para processo de injeção.

Figure 3 - Gráficos de torque por tempo das misturas realisadas





12

ISSN 2179-619X

As quatro amostras e mais a carga da Basf Catamold® 316L foram

levadas a um aparelho de DSC os resultados estão compilados na Figura 4 e o gráfico mostra que a melhor temperatura em termos de processamento fora encontrado para a mistura 1 , porem em termos de remoção o melhor resultado o material da Basf.

Figure 4 - Pontos de Fusão dos materiais injetados estudados





13

ISSN 2179-619X

As quatro amostras e mais a carga da Basf Catamold® 316L foram

então encaminhadas ao reometro capilar , repeitando as temperaturas indicadas para seu processamento foram determinadas através das temperaturas utilizadas no reometro de torque e analise dos resultados do DSC , os materiais foram processados nas temperaturas descritas no Quadro 5.

Mistura injetável Temperatura de processamento (°C)

Mistura 1 130

Mistura 2 190

Mistura 3 160

Mistura 4 160

Catamold® 316L 180

Quadro 5. Temperatura de processamento escolhidas Os resultados das reologias feitas no reômetro capilar estão compilados no

gráfico da Figura 5, este se pode visualizar que a melhor resposta ao escoamento foi encontrado para Mistura 2.

Figure 5 - Gráfico de analise da misturas no reômetro capilar





14

ISSN 2179-619X

Os resultados demonstram que as misturas injetáveis produzidas em sua maioria tem melhor performance quando processadas a uma taxa de grande cisalhamento , viscosidade para a mistura 4 mostra que esta tem melhor processamento independente da taxa de cisalhamento, o Catamold® 316L tem bom processamento quando é empregado baixas taxas de cisalhamento quando o material passa a ser exigido altas taxas de cisalhamento sua viscosidade se torna pior que as misturas 1 e mistura 3 .

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO/ RESULTS AND DISCUSSION

Os resultados realisados nesse estudo demonstram que cargas formuladas são muito semelhantes ou superiores as cargas consumidas comercialmente, bem como se pode estimar através dos ensaios no reometro de torque , mostram que nem todas as cargas obtiveram correta homogeneização fato este comprovado pelo modelo BOUSMINA, 1998. É de conhecimento comum que para toda composto existe uma proporção de ligante para carga metálica, fato este já mencionado por diversos autores (Pascoali, 2001, Li- Khalil, 2007 e Gabriel I. Tardos a, 1997) , os resultados do DSC mostram que a proporcionalidade máxima obtida pela BASF em seu produto Catamold® 316L , foi de aproximadamente 92,190 % em peso de carga (pó metálico 316L) para aproximadamente 7,810 % em peso de ligante , os resultados obtidos em todas as cargas mostram que todas obtiveram uma maior quantidade de fração inorgânica que o material da Basf .

Os resultados levantados no reometro capilar mostram que mistura 4 foi a que possui melhor processamento se mostrando adequado por sua baixa viscosidade em relação aos demais, esta ainda contendo um maior percentual de pó metálico que a comercialmente produzida e ainda possuindo uma menor temperatura de processamento, levando a crer que esta posso ser utilizada para injeção de qualquer componente .





15

ISSN 2179-619X

5 CONCLUSÃO

Os resultados discutidos neste trabalho mostram que o material comercialmente vendido a nível mundial em termos de processamento reológico se mostrou a baixo da maioria das misturas fabricadas no LdTM levando a crer que em processamentos de componentes por moldagem de pós por injeção esta não seja uma carga totalmente adequada em todas as situações , levando a crer que em situações a onde ocorra alto cisalhamento o material não tem bom comportamento.

O que se sugere que materiais de parede fina a resposta do material não será adequada e gerara problema para completar a peça e causara problemas nos componentes, ou será demasiado esforço necessário para completar a peça.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao Centro de Microscopia Eletrônica (CME) e aos órgãos CAPES , FAPERGS e CNPq pelo apoio ao projeto e investimento na área da pesquisa.

REFERÊNCIAS/ REFERENCES Ahn, S., Jin, S., Lee, S., Sundar V. A., German, R.M. 2009. Effect of powders and binders on material properties and molding parameters in iron and stainless steel powder injection molding process. Powder Technology. 2009, Vol. 193, pp. 162–169. Baiyun Huang, Shuquan Liang, Xuanhui Qu. 2003. The rheology of metal injection molding. Journal of Materials Processing Technology . 2003, Vol. 137, pp. 132–137. BOUSMINA, M. 1998.. Determination of shear rate and viscosity from batch mixer data. . The Society of Rheology, 43. 1998. C. Karatas, A. Kocer , H.I. Ünal , S. Saritas. 2004. Rheological properties of feedstocks prepared with steatite powder and polyethylene-based thermoplastic binders. Journal of Materials Processing Technology. 2004, Vol. 152, pp. 77–83. C. Quinard, J. Song, T. Barriere , J.C. Gelin. 2011. Elaboration of PIM feedstocks with 316L fine stainless steel powders for the processing of micro-components,. Powder Technology. 2011, Vol. 208, pp. 383–389. C. QUINARD, T. BARRIERE , J.C. GELIN. 2009. Development and property identification of 316L stainless steel feedstock for PIM and μPIM. Powder Technology. 190, 2009, pp. 123–128. Cao, M., Rhee, B.O, Chung, C.I. 1991.. Usefulness of the viscosity measurement of feedstock in powder injection molding ,. Advances in Powder Metallurgy. 59, 1991., Vol. 2. FERNANDES, R., GRACIAS, D. 2009. Toward a Miniaturized Mechanical Surgeon. Materials Today. 2009, Vol. 12, 10, pp. 14-20. Fusão, D. 2007. Estudo da Extração de Ligantes e da Sinterização Assistidas por Plasma de Peças pro-duzidas pó r Moldagem de Pós Por Injeção. Dissertação. 2007. Gabriel I. Tardos a, M. Irfan Khan , Paul R. Mort. 1997. Critical parameters and limiting conditions in binder granulation of fine powders. Powder Technology. 1997, Vol. 94, pp. 245-258. German. R. M. and Bose, A. 1997. Injection Molding of Metals and Ceramics. [ed.] Metal Powder Industries Federation. s.l. : Princeton, 1997.





16

ISSN 2179-619X

GOODRICH, J. 1967.. A rheological interpretation of torque-rheometer data. 1967. international, PIM. 2013. PIM international. Powder injection Molding international. [Online] 2013. [Cited: Janeiro 15, 2013.] http://www.pim-international.com/aboutpim. Liu, Z.Y., Loh, N.H., Tor, S.B., Khor, K.A., Murakoshi, Y., Maeda, R. 2001. Binder system for micropowder injection molding . Mater. Lett. 2001, Vol. 48, pp. 31-38. Liu, Z.Y., Loh, N.H., Tor, S.B., Khor, K.A., Murakoshi, Y., Maeda, R., Shimizu,T. 2002. Micropowder injection molding . J. Mater. Proc. Tech. 2002, Vol. 127, pp. 165-168. M. Sahli, C. Millot, J.-C. Gelin, T. Barrière. 2013. The manufacturing and replication of microfluidic mould inserts by the hot embossing process. Journal of Materials Processing Technology. 213, 2013, pp. 913– 925. M.E. Sotomayor, A. Várez, B. Levenfeld. 2010. Influence of powder particle size distribution on rheological properties of 316 L powder injection moulding feedstocks. Powder Technology. 2010, Vol. 200, pp. 30–36. M.H.I Ibrahim, N. Muhamad and A.B. Sulong,. 2009. RHEOLOGICAL INVESTIGATION OF WATER ATOMISED STAINLESS STEEL POWDER FOR MICRO METAL INJECTION MOLDING. International Journal of Mechanical and Materials Engineering (IJMME). 2009, Vol. 4, 1, pp. 1-8. Mohamed Imbaby, Kyle Jiang , Isaac Chang. 2008. Fabrication of 316-L stainless steel micro parts by softlithography. Materials Letters. 62, 2008, pp. 4213–4216. Murray, K. 2012. PIM International. Aplicantions. [Online] Sandvik Osprey Ltd, 2012. [Cited: Janeiro 15, 2013.] http://www.pim-international.com/aboutpim/applications. N.H. Loh, S.B. Tor, K.A. Khor. (2001). Production of metal matrix composite part by powder injection molding. Journal of Materials Processing Technology. 108 , (2001), pp. 398 - 407. NEO. Núcleo de estudo em Esporte e Ortopedico . [Online] [Cited: Fevereiro 04, 2013.] http://www.neo.org.br/publico/inicio.php?do=aconteceLeitura&dado_id=237. Ren, S, He., X., Qu, X., Humail, S., Yanping, W., Influence of binder composition on the rheological behavior of injection-molded microsized SiC suspensions. 2008.. Journal of University of Science and Technology Beijing. 2008., Vol. 15, 3, p. 297. Thümmler, F. and Oberacker, R. . 1993. An Introduction to Powder Metallurgy. s.l. : The Institute of Materi-als, 1993. V.V. Bilovol, L. Kowalski , J. Duszczyk, L. Katgerman. 2006. The effect of constitutive description of PIM feedstock viscosity innumerical analysis of the powder injection moulding process. Journal of Materials Processing Technology. 2006, Vol. 178, pp. 194–199. Wei-Wen Yang, Kai-Yun Yang, Min-Hsiung Hon. 2002. Effects of PEG molecular weights on rheological behavior of alumina injection molding feedstocks. Materials Chemistry and Physics. 2002, Vol. 78, pp. 416–424. ZHU Shai-hong, ZHAO Yan-zhong, LI Yi-ming, ZHOU Ke-chao, HUANG Bai-yun. 2005. BIOCOMPATIBILITY OF MIM 316L STAINLESS STEEL. J. CENT.SOUTH UNIV. TECHNOL. 2005, Vol. 12, Oct.

-619x estudo de mistura injetÁveis de pÓs micro … · estudo de mistura injetÁveis de pÓs...

Documents