Na presente pesquisa, produziu-se amostras de ferro puro poroso como biomaterial degradável visando a aplicação em stents, pelo processo de moldagem por injeção de pós metálicos (MPI). Os efeitos da fração volumétrica de ferro puro na mistura de injeção e da temperatura de sinterização na porosidade, microestrutura, propriedades mecânicas, propriedades de superfície, de degradação in vitro e de biocompatibilidade, foram investigados. Os resultados obtidos foram comparados com o ferro puro fabricado por fusão e com o aço inoxidável AISI 316-L. Encontrou-se que o grau de porosidade remanescente nas amostras sinterizadas foi o principal fator influenciando as propriedades mecânicas e de superfície, influenciando indiretamente os demais resultados. O ferro puro produzido por MPI exibiu valores de limite de escoamento entre 59 e 114 MPa e limite de resistência máximo de 210 MPa, com alongamento entre 10 e 50 %. A alta ductilidade é uma propriedade especialmente requerida em materiais para potencial aplicação em stents. Suas taxas de degradação em solução de Hank foram superiores às do ferro puro fabricado por fusão. O material fabricado com mistura de injeção contendo fração de ferro de 66 % (acima da fração crítica) mostrou o maior alongamento e boa taxa de degradação, um resultado interessante, pois segundo a literatura, valores acima da fração volumétrica crítica não são amplamente explorados. Os testes de biocompatibilidade mostraram excelente hemocompatibilidade do ferro puro fabricado por MPI com as células do sangue. Todas as condições testadas mostraram um nível de citotoxicidade abaixo do recomendado pela norma vigente, mas este dependendo da concentração de íons de ferro empregada e do grau de porosidade. Entre todas as condições de ensaio investigadas, as amostras contendo fração volumétrica de ferro de 62 % inicialmente na mistura de injeção e sinterizadas a 1120 oC, apresentaram a melhor combinação de propriedades para aplicação em stents. Concluiu-se que a MPI é um método tecnicamente viável como rota de produção de tubos de parede fina precursores para fabricação de stents biodegradáveis. / In the present research, an attempt was made to produce porous pure iron, as a metallic degradable biomaterial potentially for stent application, via the MIM route. The effects of iron powder loading and sintering temperature on the porosity, microstructure, mechanical properties, surface properties and in vitro degradation behavior of MIM iron were investigated. The results obtained were compared to those of cast iron. It was found that the amount of porosity remained in the as-sintered specimens had a major effect on their surface and mechanical properties. The MIM pure iron showed yield strength values between 59 and 114 MPa and maximum tensile strength of 210 MPa, with elongation values between 10 and 50 %. A high ductility is a specially required property of stent materials. Its degradation rates in Hank’s solution were superior to the degradation rate of cast iron. The material made from the feedstock containing 66 % of iron powder, above the critical powder loading, showed the highest elongation and a good in vitro degradation rate. This result is interesting, once according to the literature, powder loadings above the critical value are not well explored. The biocompatibility tests showed excellent hemocompatibility of MIM pure iron with blood cells. All conditions tested showed toxicity level below the values determined by current standards, but depending of Fe ions concentration and porosity level. Between all the conditions tested in the present investigation, the 62 % powder loading sample, sintered at 1120 oC, showed the best combination of properties for stent application. In conclusion, MIM is a promising method to be developed as a new route to produce thin-wall tubes for biodegradable stents.

Os avanços da moldagem de pós por injeção – MPI – associados às excelentes propriedades da liga NiTi abrem novas possibilidades em diferentes áreas da engenharia. A MPI é um processo de fabricação que facilita a elaboração de diversos componentes, podendo-se obter peças de geometrias complexas a um menor custo. O NiTi ou Nitinol® é uma liga que pertence ao grupo dos chamados materiais inteligentes, por ter propriedades como memória de forma e superelasticidade, além disso, essa liga é um material biotolerante por ter titânio na sua composição. O objetivo deste trabalho é estabelecer os parâmetros para a produção de Nitinol® pelo processo MPI visando à confecção de implantes de fixação óssea. Assim, com o objetivo de melhorar o desempenho do processo MPI, este estudo utiliza diferentes cargas injetáveis (feedstock), modificando quantidades de pó na carga injetável e também modificando cada um dos componentes do ligante (binder), de modo a determinar aquela que permite a melhor extração do polímero, corrigindo assim uma das principais fontes de contaminação. A extração química e térmica do ligante é uma etapa também estudada na pesquisa, nessa etapa é analisada a influência da morfologia dos pós na contaminação final das amostras, já que a quantidade de polímero restante após a extração do ligante reagirá diretamente com a matéria prima (Ni – Ti). São estabelecidos ciclos de temperatura para a sinterização da liga. / Advances in Powder Injection Molding (PIM), allied to the great properties of NiTi alloy, offer new possibilities on different areas of engineering. MIP is a process that makes the factory of many compounds easier, allowing to make pieces with complex geometry in minor cost. NiTi or Nitinol® is an alloy that belongs to the “smart materials”, because it has properties as shape memory and superelasticity. Besides, this alloy has good biotollerance because of the titanium. This research means to establish parameters to the production of Nitinol® by PIM process, for bone implants. Therefore, to improve the PIM process, this study applies different feedstock, changing amounts of powder of the injection and also changing each of the components of the binder, in order to determine which one allows the best extraction of the polymer correcting one of prime sources of contamination. Chemical and thermal extraction of the binder was also studied on this research, analyzing the influence of the morphology of the powder on the final contamination of the samples, since the polymer that was left after the binder extraction will react directly with the prime material (Ni-Ti). Temperature cycles are established to the sintering of the alloy.

Neste trabalho foi projetado o núcleo de um mini motor de passo, com rotor e estator, obtidos a partir do processo de Moldagem de Pós por Injeção (MPI). Foram avaliadas as propriedades magnéticas, elétricas e mecânicas da liga FeNi50 obtida pelo processo MPI. Também por metalurgia do pó convencional obteve-se as mesmas propriedades físicas para comparação, e avaliar os dois processos de fabricação. Na obtenção do mini motor, primeiramente procedeu-se de maneira alternativa com a utilização de ferro puro, bem como, na preparação dos pós de ferro (moagem e misturas), e assim fazendo a avaliação funcionamento do motor. Projetou-se a carga injetável e todos os parâmetros fazendo-se um levantamento por reologia de propriedades como viscosidade e tensão de cisalhamento. Também com DSC/TGA analisou-se os componentes da carga, termicamente, e estipulou-se as temperaturas de extração térmica e química. Após confecção dos corpos de prova levantou-se os dados elétricos e magnéticos. O material que apresentou melhor comportamento para fins de utilização em motores (alta resistividade, alta permeabilidade magnética), foi o injetado de FeNi50 desenvolvido, com resistividade média de 5,06*10-7 Ωm e baixas perdas por histerese magnética. Por fim construiuse o mini motor com FeNi50 a partir de cilindros injetados. O motor foi submetido a testes de acionamento. / This work was designed the core of a mini stepper motor, rotor and stator, obtained from the Powder Injection Molding (PIM) process. Magnetic, electrical and mechanical properties of the alloy obtained by the PIM process FeNi50 were evaluated. Also by conventional powder metallurgy gave the same physical properties for comparing and evaluating the two processes. Obtaining the miniature motor is held first alternative way with the use of pure iron as well as in the preparation of iron powders (grinding and mixtures thereof), thus making the evaluation of engine operation. Designed to charge injection and all the parameters by making a survey by rheological properties such as viscosity and shear stress. Also DSC / TGA was analyzed components of the load, heat, and it was stipulated temperatures of thermal and chemical extraction. After preparation of the specimens rose electric and magnetic data. The material showed the best behavior for the purpose of use in motors (high resistivity, high magnetic permeability), was injected FeNi50 developed, with an average resistivity of 5.06 * 10-7 Ωm and low loss magnetic hysteresis. Finally we constructed the mini motor with FeNi50 from injected cylinders. The engine underwent drive tests.

Neste trabalho foram produzidas molas cerâmicas através do processo de moldagem por injeção em baixa pressão, utilizando-se como matéria-prima alumina submicrométrica, aditivada com ligantes a base de ceras. Dentro do tanque de uma injetora Pelstman, estes materiais foram homogeneizados e resultaram em uma suspensão de baixa viscosidade. Entre os objetivos deste trabalho estão a produção de molas cerâmicas helicoidais com perfil circular, a extração dos ligantes orgânicos utilizados durante a moldagem, a pré-sinterização das molas a 1000°C, o acabamento e a sinterização das molas em diferentes temperaturas e a medida de algumas de suas propriedades. A mudança na temperatura de sinterização é uma maneira simples de alterar as propriedades das molas cerâmicas, sem alterar sua composição ou suas dimensões. Foram produzidos três lotes de molas de alumina, que foram sinterizadas a 1550°C, 1600°C e 1650°C, com o objetivo de verificar os efeitos da temperatura sobre a constante de mola e a tensão de fratura. As molas de alumina sinterizada foram obtidas com densidades variando de 94,0% para 97,5% do limite teórico. As constantes de mola foram medidas desde a temperatura ambiente até 1100°C. Os dados obtidos nos ensaios de fratura sob compressão foram analisados de acordo com a estatística deWeibull e o método da máxima verossimilhança. Com o aumento da temperatura de sinterização, de 1550°C até 1650°C, foi observado que a constante de mola e a resistência característica de Weibull das molas de alumina aumentaram em 15% e 32%, respectivamente. Por outro lado, a temperatura de sinterização não teve muita influência sobre o módulo de Weibull. Isso acontece porque as bolhas internas e os defeitos superficiais introduzidos na fase de conformação das molas cerâmicas, possuem um efeito pronunciado na fratura das molas, mais importante do que a redução da porosidade com o aumento da temperatura de sinterização, e são fundamentais para determinar a resistência à compressão das molas cerâmicas. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-05T16:49:28Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Rodrigo Antonio Barbieri.pdf: 4044147 bytes, checksum: 645abe8dc3f878007d2ac1715ded418e (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-05T16:49:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Rodrigo Antonio Barbieri.pdf: 4044147 bytes, checksum: 645abe8dc3f878007d2ac1715ded418e (MD5) / In this work, ceramic coil springs was prepared by low-pressure injection molding using alumina submicrometer-sized powder. The powder are mixed with organic binders in the Pelstman machine tank for several hours resulting in a mixture with low viscosity. This work include the production of helical ceramic springs, thermal debinding, sintering in different temperatures and measure some properties. Sintering temperature was shown to be a simple way to change the spring constant and resistence to compression of ceramics without having a significant impact in the spring´s physical dimensions. Three sets of springs were sintered at different temperatures, from 1550°C to 1650°C, in order to observe the effects on spring constant and fracture stress. Sintered alumina springs were obtained with densities ranging from 94.0% to 97.5% of the theoretical limit. Springs constants were measured from room temperature up to 1100°C. Fracture stress data was analyzed according to Weibull statistics and the maximum likelihood method. Upon increase of sintering temperature from 1550°C to 1650°C, the spring constant and the Weibull characteristic strength of the alumina springs increases by 15% and 32%, respectively. On the other hand, sintering temperature has a negligible influence on Weibull modulus. This is because internal bubbles and surface defects introduced in the production stage of the ceramic springs - more than the reduction in porosity with increasing sintering temperature - are critical in determining the compression resistance of the ceramic springs.

Neste trabalho foram produzidas molas cerâmicas através do processo de moldagem por injeção em baixa pressão, utilizando-se como matéria-prima alumina submicrométrica, aditivada com ligantes a base de ceras. Dentro do tanque de uma injetora Pelstman, estes materiais foram homogeneizados e resultaram em uma suspensão de baixa viscosidade. Entre os objetivos deste trabalho estão a produção de molas cerâmicas helicoidais com perfil circular, a extração dos ligantes orgânicos utilizados durante a moldagem, a pré-sinterização das molas a 1000°C, o acabamento e a sinterização das molas em diferentes temperaturas e a medida de algumas de suas propriedades. A mudança na temperatura de sinterização é uma maneira simples de alterar as propriedades das molas cerâmicas, sem alterar sua composição ou suas dimensões. Foram produzidos três lotes de molas de alumina, que foram sinterizadas a 1550°C, 1600°C e 1650°C, com o objetivo de verificar os efeitos da temperatura sobre a constante de mola e a tensão de fratura. As molas de alumina sinterizada foram obtidas com densidades variando de 94,0% para 97,5% do limite teórico. As constantes de mola foram medidas desde a temperatura ambiente até 1100°C. Os dados obtidos nos ensaios de fratura sob compressão foram analisados de acordo com a estatística deWeibull e o método da máxima verossimilhança. Com o aumento da temperatura de sinterização, de 1550°C até 1650°C, foi observado que a constante de mola e a resistência característica de Weibull das molas de alumina aumentaram em 15% e 32%, respectivamente. Por outro lado, a temperatura de sinterização não teve muita influência sobre o módulo de Weibull. Isso acontece porque as bolhas internas e os defeitos superficiais introduzidos na fase de conformação das molas cerâmicas, possuem um efeito pronunciado na fratura das molas, mais importante do que a redução da porosidade com o aumento da temperatura de sinterização, e são fundamentais para determinar a resistência à compressão das molas cerâmicas. / In this work, ceramic coil springs was prepared by low-pressure injection molding using alumina submicrometer-sized powder. The powder are mixed with organic binders in the Pelstman machine tank for several hours resulting in a mixture with low viscosity. This work include the production of helical ceramic springs, thermal debinding, sintering in different temperatures and measure some properties. Sintering temperature was shown to be a simple way to change the spring constant and resistence to compression of ceramics without having a significant impact in the spring´s physical dimensions. Three sets of springs were sintered at different temperatures, from 1550°C to 1650°C, in order to observe the effects on spring constant and fracture stress. Sintered alumina springs were obtained with densities ranging from 94.0% to 97.5% of the theoretical limit. Springs constants were measured from room temperature up to 1100°C. Fracture stress data was analyzed according to Weibull statistics and the maximum likelihood method. Upon increase of sintering temperature from 1550°C to 1650°C, the spring constant and the Weibull characteristic strength of the alumina springs increases by 15% and 32%, respectively. On the other hand, sintering temperature has a negligible influence on Weibull modulus. This is because internal bubbles and surface defects introduced in the production stage of the ceramic springs - more than the reduction in porosity with increasing sintering temperature - are critical in determining the compression resistance of the ceramic springs.

Submitted by Eunice Novais (enovais@uepg.br) on 2018-07-24T12:23:29Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Bruno Alexandro Melo Cordoba.pdf: 5568473 bytes, checksum: b7b2a5b911d9cf8f3e1f1564ba6a257e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-24T12:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Bruno Alexandro Melo Cordoba.pdf: 5568473 bytes, checksum: b7b2a5b911d9cf8f3e1f1564ba6a257e (MD5) Previous issue date: 2018-01-30 / A moldagem por injeção é um dos processos mais versáteis e amplamente empregada na manufatura de polímeros. Entretanto, há uma incidência de tantos fatores que tendem a influenciar o processo, ao ponto que um controle rigoroso dos parâmetros do processo se faz necessário para obtenção de peças com nível de qualidade adequada. Neste estudo, foram avaliadas as relações entre condições de processo, microestrutura e propriedades para o polímero Acrilonitrila-Butadieno-Estireno (ABS). Para tal, o ABS foi injetado em 9 condições, variando-se importantes parâmetros de injeção: temperatura do fundido (entre 210 e 240 ºC), temperatura do molde (45 – 65 ºC), pressão de compactação (150 - 250 bar) e velocidade de injeção (50 – 110 cm3/s). A partir dos resultados das propriedades mecânicas obtidas (Resistência sob Tração, Resistência ao Impacto, Módulo Elástico e Força Máxima sob Impacto), foram desenvolvidos 3 modelos de predição, determinados via Método Taguchi, Superfície de Resposta e Regressão Linear, sendo que o Método Taguchi apresentou maior eficácia. A partir dos modelos de previsão foram escolhidas 4 condições de injeção distintas da matriz ortogonal, no intuito de se verificar a precisão dos modelos criados. A microestrutura foi avaliada através da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) de amostras fraturadas por impacto instrumentado e pela medição dos domínios elastoméricos (distribuição do tamanho do Polibutadieno) via análise de imagem. Por fim, foi aplicado o tratamento térmico de alívio de tensões, as propriedades mecânicas foram determinadas e por fim comparadas entre presença e ausência de tratamento térmico, onde foi observado que não se apresentou efeito considerável. / Injection molding is one of the most versatile and widely used processes in the manufacture of polymers. However, there is an incidence of so many factors that tend to influence the process, to the point that strict control of the process parameters is necessary to obtain pieces with adequate quality level. In this study, the relationships between process conditions, microstructure and properties for acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) polymer were evaluated. To do this, ABS was injected under 9 conditions, varying important injection parameters: melt temperature (between 210 and 240 ºC), mold temperature (45-65 ºC), compression pressure (150-250 bar) and injection rate (50-110 cm 3 / s). From the results of the mechanical properties obtained (Resistance under Traction, Impact Resistance, Elastic Modulus and Maximum Force under Impact), 3 prediction models were developed, determined by the Taguchi Method, Response Surface and Linear Regression, with the Taguchi Method was more effective. From the prediction models four different injection conditions of the orthogonal matrix were chosen, in order to verify the accuracy of the models created. The microstructure was evaluated by Scanning Electron Microscopy (SEM) of fractured samples by instrumented impact and by the measurement of the elastomeric domains (distribution of the polybutadiene size) through image analysis. Finally, the thermal treatment of stress relief was applied, the mechanical properties were determined and finally compared between the presence and absence of heat treatment, where it was observed that no considerable effect was observed.

O processo de moldagem de pós por injeção (MPI) é uma tecnologia relativamente recente e permite a fabricação de peças e componentes de diversos materiais, com a possibilidade de fabricar peças em larga escala. O processo MPI é composto por quatro etapas: mistura do pó com o material orgânico (ligante), moldagem por injeção, extração do ligante e sinterização. O ligante é um veículo temporário composto por polímeros e/ou ceras e sua função é possibilitar o escoamento da carga injetável para o molde durante a moldagem por injeção e após a moldagem este deve ser totalmente removido da peça. A maioria dos polímeros utilizados no ligante é oriunda do petróleo, que é uma fonte não renovável que gera sérios impactos ambientais. Neste estudo foi proposto a utilização de ligante à base de borracha natural, que além de ser proveniente de fonte renovável, confere elasticidade à peça moldada, que possibilita a fácil desmoldagem de peças com geometria complexa e pequenas espessuras. Também se analisou a substituição da parafina, que estudada em trabalhos anteriores em ligante para injeção de alumina com a borracha natural, pela cera de carnaúba na moldagem por injeção de pó de ferro metálico. Foram avaliados três ligantes à base de borracha natural e as ceras: (i) parafina, (ii) cera de carnaúba e (iii) parafina + cera de carnaúba e estudou-se o efeito da composição do ligante em cada etapa do processo MPI. Investigou-se as propriedades químicas e térmicas dos ligantes, o teor de pó admissível nas cargas injetáveis, as rotas de remoção do ligante por via térmica e solvente e as propriedades finais como retração linear, porosidade, microestrutura e resistência à flexão. As composições de ligante a base de borracha natural e cera de carnaúba proporcionaram melhores propriedades ao processo MPI. Nestas composições foi possível a moldagem por injeção de cargas injetáveis com maior teor de pó, apresentaram maior estabilidade reológica, em que a viscosidade apresentou baixa variação em relação à temperatura e maior estabilidade com o aumento do teor de pó. Além disso, foram as únicas amostras que não apresentaram defeitos durante a extração por solvente e apresentaram propriedades finais satisfatórias para o processo MPI de ferro. / The Powder Injection Molding process (PIM) is a relatively new technology and allows the manufacturing of parts and components of various materials, with the possibility of fabricating parts in microscale. The PIM process is composed of four steps: mix the powder with the organic material (binder), injection molding, extraction of the binder and sintering. The binder is a temporary vehicle composed of polymers and/or waxes and its function is to allow the flow of the feedstock into the mold during injection molding, and after molding this should be completely removed from the sample. Most of the polymers used in the binder are derived from petroleum, which is a non-renewable source that generates serious environmental impacts. In this study, it was proposed the use of binder based on polymer and wax from renewable sources that reduce the environmental impact. It was analyzed the substitution of paraffin, which was studied in previous studies with natural rubber, by the carnauba wax in the injection molding of the iron carbonyl. Were evaluated three binders based on polymer and wax: (i) paraffin, (ii) carnauba wax and (iii) paraffin wax carnauba wax and we studied the binder composition effect in each step of PIM process. The chemical and thermal binder properties, the critical powder volume concentration, the solvent and thermal debinding and the sintered properties were analyzed. As results, we found that the natural rubber and carnauba wax binder have better PIM process properties. In this binder was possible an injection molding with higher powder content, showing higher rheological stability, which the viscosity was more stable under temperature and powder content variation. Furthermore, the samples with this binder shown no defects after solvent debinding and suitable sintered properties for the iron PIM process.

Submitted by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-08-16T14:17:38Z No. of bitstreams: 1 TEIXEIRA_Andre_2017.pdf: 23449389 bytes, checksum: c2eafb920ec024ab4ae56b9b0007cff3 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-08-16T14:17:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TEIXEIRA_Andre_2017.pdf: 23449389 bytes, checksum: c2eafb920ec024ab4ae56b9b0007cff3 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-08-16T14:17:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TEIXEIRA_Andre_2017.pdf: 23449389 bytes, checksum: c2eafb920ec024ab4ae56b9b0007cff3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-16T14:17:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TEIXEIRA_Andre_2017.pdf: 23449389 bytes, checksum: c2eafb920ec024ab4ae56b9b0007cff3 (MD5) Previous issue date: 2017-04-03 / Não recebi financiamento / For a few years now polymeric materials have been ever present around the whole globe. Polyurethane (PU) for example is the sixth most produced polymer globally, generating with that a considerable amount of scrap due to industrialization processes, usage or end of its life cycle. About this, the present dissertation proposes to reprocess industrially discarded PU through mechanical recycling and injection molding to validate reusing this waste, reducing the amount sent to landfill. In order to do that PU scrap was physically mixed with high density polyethylene (HDPE), a commodity polymer, in pellets. PU was obtained from industrial waste of an earplug production process and HPE was bought in local market. PU scrap was obtained as a polymeric blanket that was later milled and micronized. Three different mixtures were manually prepared and placed into an industrial scale injection molding machine which resulted in the production of test specimens of 2%, 5% and 7% in mass of micronized PU into a HDPE matrix. Test specimens were submitted to flexural, tension and impact testing and the results were compared to the properties of 100% virgin specimens and with literature data. The samples indicated that adding PU decreased impact resistance but kept the performance on flexural and tension strengths, even increasing maximum deformation. Regarding thermal properties, the studied material presented the same melt and crystallization temperatures results for Differential Scanning Calorimetry (DSC) as well as loss and storage modulus for Dynamic Mechanical Thermal Analysis (DMTA). Thermogravimetric analysis (TGA) showed a decreased to the mass loss peak temperature when PU percentage increased. Nonetheless, considering all mechanical and thermal properties analyzed, present study shows that reusing the PU scrap is a viable option, given the appropriate process conditions. / Há alguns anos, os materiais poliméricos estão cada vez mais presentes nas indústrias, comércios, residências, enfim, no cotidiano de países do mundo inteiro. O poliuretano (PU), por exemplo, é o sexto tipo mais comum de polímero sintetizado mundialmente, gerando também uma quantidade considerável de resíduo, após o processamento industrial, uso ou fim de vida útil. Neste contexto, este trabalho aborda o reprocessamento, através da reciclagem mecânica e injeção, de poliuretano (PU) descartado industrialmente com a intenção de validar o reaproveitamento desse resíduo, diminuindo seu envio para aterros. Para isto, foram realizadas misturas físicas de resíduos de PU com o polietileno de alta densidade (PEAD), um polímero commodity, em forma de grânulos (pellets). O PU foi obtido de descartes primários do processo de fabricação de protetores auditivos e o PEAD foi comprado regularmente no mercado nacional. O PU de descarte estava no formato de uma manta polimérica que foi submetida à moagem e micronização. Posteriormente, as misturas foram realizadas manualmente e colocadas em injetora de porte industrial, o que permitiu a obtenção de corpos de prova nas proporções de 2%, 5% e 7% em massa de PU moído em relação ao polietileno de alta densidade (PEAD). Os corpos de prova injetados foram, então, submetidos aos ensaios de flexão, de tração e de impacto. Os resultados obtidos foram comparados aos das propriedades de corpos de prova 100% virgem (sem presença do PU) e com a literatura. As amostras indicaram que a adição do PU ocasionou decréscimo na propriedade de resistência ao impacto, mas manteve as propriedades testadas em flexão e tração, apresentando inclusive aumento na deformação máxima quando o PU foi adicionado. Quanto às propriedades térmicas, os materiais obtidos mantiveram os valores das temperaturas de fusão e de cristalização analisadas por DSC (Differential Scanning Calorimetry), bem como os valores de módulos de armazenamento e de perda analisados por DMTA (Dynamic Mechanical Thermal Analysis). De acordo com as análises realizadas por Termogravimetria (TG), foi observado decréscimo da temperatura de pico de perda de massa, quanto maior a presença de poliuretano. No entanto, considerando todas as propriedades mecânicas e térmicas analisadas, o trabalho indicou que é viável, diante de certas condições de processo, o reaproveitamento desse tipo de resíduo de PU.

Neste trabalho foi desenvolvido o projeto e fabricação de quatro componentes de uma pinça de biópsia (concha, garfo, oito e haste), através da micromoldagem de pós metálicos por injeção. A matéria prima utilizada neste trabalho é conhecida comercialmente como CATAMOLD® 316L A. Corpos de prova foram obtidos através da injeção em uma injetora de baixa pressão para determinação da quantidade de pó de aço inoxidável 316L e sistema aglutinante contida na matéria prima. Ensaios de injetabilidade foram realizados para análise do comportamento da matéria prima no processo de injeção. Foram avaliados os parâmetros de injeção (temperatura de injeção, temperatura do molde e velocidade de injeção) e as variáveis de saída (pressão de injeção, massa, segregação entre pó e sistema aglutinante e densidade). A influência dos parâmetros de injeção sobre as variáveis de injeção foi analisada através do delineamento estatístico via Redes Neurais Artificiais (RNA), com a utilização do programa Statgraphics® Centurion XV. Os corpos de prova obtidos na injetora de baixa pressão apresentaram alta quantidade de pó de aço inoxidável (92,2% em massa). Devido a esta alta concentração de pó, os ensaios de injetabilidade realizados na injetora de alta pressão apresentaram valores elevados para as pressões de injeção, variando de 1641 a 2115 bars para que houvesse o preenchimento total das cavidades. O molde microusinado para os componentes da pinça se mostrou eficiente na fabricação dos componentes, porém apresentou dificuldades na extração das peças. Mesmo com a obtenção de todos os componentes a montagem da pinça não foi realizada, visto que as furações de montagem foram retiradas no projeto, consequentemente não foram usinados. Depois de microinjetados, os componentes da pinça foram sinterizados e apresentaram variação dimensional de 0,01 a 0,29 mm em relação às dimensões de projeto e variação na contração de 7,05 a 13,33%, diferentes dos 14,30% citados no catálogo do CATAMOLD® 316L A. / In this work the design and manufacture of four components of the biopsy forceps (ladle, fork, eight and rod), by metal powder injection molding was developed. The feedstock used in this work is known commercially as CATAMOLD® 316L A. Specimens were obtained by injection into a low-pressure injection molding machine for determining the amount of 316L stainless steel powder and binder system contained in the feedstock. Mouldability tests were performed to analyze the behavior of the feedstock in the injection process. The injection parameters (injection temperature, mold temperature and injection speed) and output variables (injection pressure, mass segregation between powder and binder system and density) were evaluated. The influence of injection parameters on the variables of injection was analyzed using the statistical design via Artificial Neural Networks (ANN), using the software Statgraphics® Centurion XV. The specimens obtained at low pressure injection showed high amount of stainless steel powder (92.2 wt%). Due to this high concentration of power, mouldability tests were performed in high-pressure injection showed high values for injection pressures ranging from 1641 to 2115 bars so that there was the complete filling of cavities. The micromachined mold for the components of the forceps proved efficient in the manufacture of components, but presented difficulties in the extraction of parts. Even with the obtaining of the all the components the biopsy forceps was not assembled, since the mounting holes were taken in the project, and therefore were not machined. After injected , the components of the forceps were sintered and showed dimensional variation from 0.01 to 0.29 mm in relation to project dimensions and variation in contraction from 7.05 to 13.33% , different from those 14.30% cited in the catalog of CATAMOLD® 316L A

O processo tradicional de fabricação de ímãs de terras raras – TR – é a metalurgia do pó convencional. Este processo inclui etapas de preparação da liga, moagem, compactação sob campo e sinterização. Atualmente, ímãs obtidos pelo processo de injeção tem como resultado os ímãs conhecidos como bonded, que são compósitos de resina e ligas magnéticas. O processo de obtenção proposto neste trabalho é a moldagem de pós por injeção – MPI, o que implica novos desafios uma vez que ligas de terras raras são altamente reativas. A obtenção de ímãs de Nd-Fe-B por esse processo fornece a oportunidade de diversificar ainda mais os setores, potencialmente lucrativos, que trabalham com materiais magnéticos. As dificuldades desse processo foram encontradas em cada etapa, desde a mistura da liga com os polímeros à eliminação destes polímeros depois de as peças serem injetadas, essa etapa se tornou crítica dado que está diretamente relacionada às propriedades finais do material. Assim, propuseram-se novos ciclos de extração dos polímeros com solventes orgânicos e degradação térmica. Além disso, modelou-se ferramental para o processo de injeção, uma vez que o material deve ser orientado magneticamente durante a injeção. Finalmente usou-se o MAXWELL 14® (software para análises por elementos finitos para resolução em 3D) para incluir propriedades no banco de dados do software e assim predizer o comportamento do material quando aplicado nas máquinas elétricas de núcleos com de formato complexo. / The typical magnets production process of Rare Earths – RE is the conventional powder metallurgy. This process includes preparation stages of alloys, grind, pressing under field and sintering. Nowadays, magnet obtained by the injection process has as result the magnets known as bonded, that is a resin composite and magnetic alloys. The proposed process to obtainment, in this work, is the Metal Injection Molding- MIM, what involve new challenges once alloys of RE are highly reactive. The magnets obtainment of ND-Fe-B for this process supplies even opportunity of diversifying the sectors, potentially lucrative, that work with magnetic materials. The difficulties of this process were found in each stage, since the alloy mixture with the polymers to the elimination of these polymers after the pieces are injected, this stage became criticizes given it is directly related to final properties of the material. This way if it propose to polymers extraction new cycles with organic solvents and thermal degradation. Moreover, it modeled die for the injection process, once the material should be guided magnetically during the injection. It finally used MAXWELL 14 ® (Software for analyses by finite elements for resolution in 3D) to include properties on the bench of data of the software and thus predict the material behavior when applied in cores of electrical machines with complex shape.