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Processi di formatura ad elevata flessibilità per la realizzazione di protesi biomedicali in lega di Titanio

Principale obiettivo del progetto “BioForming” è rappresentato dalla realizzazione di prototipi di protesi craniali altamente customizzate in lega di Titanio (Ti) per applicazioni biomedicali ottenute tramite processi di formatura non convenzionali, quali la Formatura SuperPlastica (SPF) e la Formatura Incrementale a Singolo Punzone (SPIF).

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La scelta dello specifico materiale è ricaduta su tre leghe di Titanio (Gr-2, Gr-5 e Gr-23).

Le protesi craniali rappresentano una delle soluzioni implantari più comunemente diffuse in ambiente clinico (a seguito di traumi o tumori) e per le quali si richiedono requisiti funzionali ed estetici. Il connubio tra tali requisiti dipende dalla tecnica sia di acquisizione che di ricostruzione della geometria da realizzare, dal materiale selezionato e dal processo produttivo dell’impianto protesico.

Partendo dal simulacro di un cranio umano, BioForming, in linea con le attività programmate, ha permesso di mettere a punto e testare una procedura finalizzata alla creazione di protesi (proposte in ambito anche biomedico tramite la partecipazione a specifici convegni). Come mostrato in figura, partendo da un opportuno danneggiamento sul simulacro, la geometria del difetto è stata estratta e quindi riprodotta nel prototipo finale.

L’obiettivo della realizzazione di un prototipo protesico con caratteristiche superiori è stato ottenuto grazie all’utilizzo di Modelli agli Elementi Finiti (FEM) dei due processi tecnologici investigati. La modellazione del materiale per le simulazioni numeriche è stata resa possibile grazie ad una estesa attività di caratterizzazione meccanica, che ha permesso la definizione dei modelli costitutivi sia in campo plastico che superplastico  tramite la scelta delle equazioni costitutive maggiormente adatte alle temperature, alle deformazioni e alle velocità di deformazione impiegate per la specifica applicazione. È utile evidenziare che il database dei materiali investigati, essendo comunque valido per qualsiasi ulteriore applicazione, rappresenta un importante avanzamento della conoscenza.


Final Meeting