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Este trabalho apresenta um estudo sobre o uso do processo de estampagem incremental empregando chapas de titânio comercialmente puro. O modelo do componente empregado como foco do trabalho foi um implante craniano a base de titânio. Este tipo de implante é usado, por exemplo, em casos de acidentes em que a camada óssea do crânio foi perdida. Com auxílio de um sistema computacional CAD (Computer Aided Design), foi desenvolvido um modelo 3D, a partir de imagens de tomografia computadorizada. Foram determinadas as características mecânicas e biomédicas das chapas de titânio F67 - grau 2 e, através de software CAM, foi possível gerar as trajetórias de ferramenta, utilizadas na usinagem do molde e na estampagem da chapa. Os testes práticos demostraram que a estampagem incremental proporcionou maiores deformações do que a estampagem convencional e qual a estratégia de usinagem que proporcionou a maior homogeneidade na distribuição de espessura e conformidade dimensional das chapas estampadas. / This work present a research about the incremental sheet forming process, using commercially pure titanium sheets. The model of component used like focus on work was a titanium cranial implant. This kind of implant is used, e.g., in cases of accidents where skull bone was lost. With aided of a CAD computacional system (Computer Aided Design), was development a 3D model, with images of computadorized tomography. It was determined the mechanical and biomedical properties of the F67 grade 2 titanium sheet and, through CAM software, it was possible development the tool path, used in the milling mold and sheet forming. The pratical tests showed the incremental forming provided greater than convencional forming and which the tool movement strategy that provided better homogeneity in the thickness distribution and dimensional conformity of the forming sheets.

Este trabalho apresenta um estudo sobre o uso do processo de estampagem incremental empregando chapas de titânio comercialmente puro. O modelo do componente empregado como foco do trabalho foi um implante craniano a base de titânio. Este tipo de implante é usado, por exemplo, em casos de acidentes em que a camada óssea do crânio foi perdida. Com auxílio de um sistema computacional CAD (Computer Aided Design), foi desenvolvido um modelo 3D, a partir de imagens de tomografia computadorizada. Foram determinadas as características mecânicas e biomédicas das chapas de titânio F67 - grau 2 e, através de software CAM, foi possível gerar as trajetórias de ferramenta, utilizadas na usinagem do molde e na estampagem da chapa. Os testes práticos demostraram que a estampagem incremental proporcionou maiores deformações do que a estampagem convencional e qual a estratégia de usinagem que proporcionou a maior homogeneidade na distribuição de espessura e conformidade dimensional das chapas estampadas. / This work present a research about the incremental sheet forming process, using commercially pure titanium sheets. The model of component used like focus on work was a titanium cranial implant. This kind of implant is used, e.g., in cases of accidents where skull bone was lost. With aided of a CAD computacional system (Computer Aided Design), was development a 3D model, with images of computadorized tomography. It was determined the mechanical and biomedical properties of the F67 grade 2 titanium sheet and, through CAM software, it was possible development the tool path, used in the milling mold and sheet forming. The pratical tests showed the incremental forming provided greater than convencional forming and which the tool movement strategy that provided better homogeneity in the thickness distribution and dimensional conformity of the forming sheets.

Este trabalho apresenta um estudo sobre o uso do processo de estampagem incremental empregando chapas de titânio comercialmente puro. O modelo do componente empregado como foco do trabalho foi um implante craniano a base de titânio. Este tipo de implante é usado, por exemplo, em casos de acidentes em que a camada óssea do crânio foi perdida. Com auxílio de um sistema computacional CAD (Computer Aided Design), foi desenvolvido um modelo 3D, a partir de imagens de tomografia computadorizada. Foram determinadas as características mecânicas e biomédicas das chapas de titânio F67 - grau 2 e, através de software CAM, foi possível gerar as trajetórias de ferramenta, utilizadas na usinagem do molde e na estampagem da chapa. Os testes práticos demostraram que a estampagem incremental proporcionou maiores deformações do que a estampagem convencional e qual a estratégia de usinagem que proporcionou a maior homogeneidade na distribuição de espessura e conformidade dimensional das chapas estampadas. / This work present a research about the incremental sheet forming process, using commercially pure titanium sheets. The model of component used like focus on work was a titanium cranial implant. This kind of implant is used, e.g., in cases of accidents where skull bone was lost. With aided of a CAD computacional system (Computer Aided Design), was development a 3D model, with images of computadorized tomography. It was determined the mechanical and biomedical properties of the F67 grade 2 titanium sheet and, through CAM software, it was possible development the tool path, used in the milling mold and sheet forming. The pratical tests showed the incremental forming provided greater than convencional forming and which the tool movement strategy that provided better homogeneity in the thickness distribution and dimensional conformity of the forming sheets.

To, jak se bude implantát chovat v lebce, je velmi důležitým faktorem, který ovlivňuje jeho funkci. K ovlivnění dochází především vnějšími silami a nitrolebečním tlakem. Tato zatížení mohou způsobit pohyb implantátu a poškození živých tkání. Tato práce shrnuje poznatky a analýzy, týkající se rekonstrukce poranění lebky. Srovnání implantátů z různých materiálů a fixátorů je založené na napěťově-deformační analýze implantátu, zatíženého vnějšími silami a nitrolebečním tlakem.

Student Number : 9710738R - MSc (Eng) dissertation - Faculty of Engineering and the Built Environment / This dissertation investigates the use of digital modeling methods for selected medical applications. The digital methods include the design of a cranial implant, auricular prosthesis and the duplication of an oral prosthesis. The digital process includes imaging, image processing, design and fabrication steps. Three types of imaging used are contact and non-contact measurement systems and CT scanning. The investigation uses a Phantom haptic device for digital design. The implants and prostheses are fabricated using a Thermojet printer and investment casting. Traditional and digital processes are compared using four case studies on selected criteria. The conclusions of the investigation are that a digital process can be used and is equal to or better than traditional methods in prosthesis and implant design.