Estudi de les propietats fisico-químiques i mecàniques de scaffolds de titani i aliatges fabricats amb impressió 3D

En aquest estudi comparatiu, s'ha investigat i comparat les propietats físico-químiques i mecàniques de mostres generades mitjançant el mètode de Direct Ink Writing (DIW) i el mètode de fabricació per forn d'arc elèctric (EAF). S'han dut a terme diverses etapes metodològiques rellevants. En primer lloc, s'ha realitzat la fabricació de mostres utilitzant els dos mètodes esmentats, DIW i EAF. Amb DIW, s'ha utilitzat un procés de deposició de tinta líquida metàl·lica per crear estructures tridimensionals en forma de provetes, mentre que amb EAF s'ha emprat un forn d'arc elèctric per fondre el material i fabricar les mostres. A continuació, s'han preparat mostres per a l'anàlisi metal·logràfic, amb l'objectiu d'observar les característiques microestructurals i la presència de possibles defectes o anomalies en les mostres fabricades amb els dos mètodes. S'ha dut a terme un anàlisi de la composició química de les mostres per tal de determinar els elements i les seves concentracions. També s’ha estudiat la seva microestructura i porositat mitjançant les tècniques XRD (Difracció de Raigs X) i Micro CT. Per avaluar les propietats mecàniques, s'han realitzat assajos mecànics, com ara assajos de microduresa, assajos de compressió i de flexió a 3 punts. Finalment, s'ha dut a terme un estudi de degradació per investigar la resposta dels materials davant de condicions de deteriorament, com ara exposició a fluids o medi ambient corrosiu. També s'ha analitzat l'efecte antibacterià dels materials fabricats mitjançant proves específiques per determinar la seva capacitat per inhibir el creixement bacterià.
En este estudio comparativo, se han investigado y comparado las propiedades físico-químicas y mecánicas de muestras generadas mediante el método de Direct Ink Writing (DIW) y el método de fabricación por horno de arco eléctrico (EAF). Se han realizado diversas etapas metodológicas relevantes. En primer lugar, se ha realizado la fabricación de muestras utilizando los dos métodos citados, DIW y EAF. Con DIW, se ha utilizado un proceso de deposición de tinta líquida metálica para crear estructuras tridimensionales en forma de probetas, mientras que con EAF se ha empleado un horno de arco eléctrico para fundir el material y fabricar las muestras. A continuación, se han preparado muestras para el análisis metalográfico, con el objetivo de observar las características microestructurales y la presencia de posibles defectos o anomalías en las muestras fabricadas con ambos métodos. Se ha realizado un análisis de la composición química de las muestras para determinar los elementos y sus concentraciones. También se ha estudiado su microestructura y porosidad mediante las técnicas XRD (Difracción de Rayos X) y Micro CT. Para evaluar las propiedades mecánicas, se han realizado ensayos mecánicos, como ensayos de microdureza, ensayos de compresión y flexión a 3 puntos. Por último, se ha llevado a cabo un estudio de degradación para investigar la respuesta de los materiales frente a condiciones de deterioro, como exposición a fluidos o medio ambiente corrosivo. También se ha analizado el efecto antibacteriano de los materiales fabricados mediante pruebas específicas para determinar su capacidad para inhibir el crecimiento bacteriano.
In this comparative study, the physical-chemical and mechanical properties of samples generated using the Direct Ink Writing (DIW) method and the Electric Arc Furnace (EAF) manufacturing method have been investigated and compared. Several relevant methodological stages have been conducted. Firstly, samples were fabricated using the mentioned DIW and EAF methods. DIW involved a deposition process of liquid metal ink to create three-dimensional structures in the form of specimens, while EAF utilized an electric arc furnace to melt the material and manufacture the samples. Subsequently, samples were prepared for metallographic analysis, aiming to observe the microstructural characteristics and identify potential defects or anomalies in the samples fabricated using both methods. Chemical composition analysis was conducted to determine the elements and their concentrations in the samples. Microstructure and porosity were also studied using X-ray Diffraction (XRD) and Micro CT techniques. To assess the mechanical properties, mechanical tests such as microhardness tests, compression tests, and three-point bending tests were performed. Lastly, a degradation study was conducted to investigate the materials' response to deterioration conditions, such as exposure to fluids or a corrosive environment. The antibacterial effect of the manufactured materials was also analyzed through specific tests to determine their ability to inhibit bacterial growth.