Compósito PLA/resíduo sólido para o desenvolvimento de órteses sustentáveis

Descrição

Os processos de manufatura aditiva (MA) podem variar conforme o estado do material inicial, fonte de energia, método de formação de camadas, tamanho, e condições em que as peças serão formadas. A norma ABNT NBR ISO/ASTM52900 (2018) - Manufatura Aditiva - Princípios Gerais – Terminologia, estabelece e define os termos usados na tecnologia de manufatura aditiva, no contexto de construir geometrias 3D por adição sucessiva de material. Dentre as técnicas de MA se destaca o grupo designado por extrusão, o qual a modelagem por fusão e deposição de material (Fused Deposition Modeling - FDM) tem sido amplamente difundida. A manufatura FDM consiste normalmente na utilização de um polímero termoplástico (TONATTO, 2017), e dentre eles o poli(ácido láctico) (PLA) tem sido muito usado devido sua alta rigidez e resistência mecânica dentre os polímeros (HUSSAIN et al., 2024). O PLA possui baixa temperatura de extrusão, o que dispensa o uso de mesa aquecida, facilitando seu processamento e reduzindo o consumo energético. Essas qualidades fazem do PLA uma escolha ideal para aplicações que exigem sustentabilidade e simplicidade no uso (BESKO; BILYK; SIEBEN, 2017), e tem sido amplamente estudado e aplicado como biomaterial (MOROISHI, 2018; TRIVEDI, GUPTA, 2024). A impressão 3D também abre muitas possibilidades para o desenvolvimento de novos materiais, principalmente compósitos, utilizando o polímero como base. Isto possibilita o desenvolvimento de materiais com diferentes funcionalidades de forma rápida, de baixo custo, sob a geometria e propriedades desejadas e geração mínima de resíduos. Este projeto consiste no desenvolvimento de compósitos com base de poli-ácido lático (PLA) e resíduos sólidos finamente particulados, com o intuito de melhorar as propriedades do polímero e abrir possibilidades para novas aplicações. O resíduo sólido que será utilizado é de rochas ornamentais (RRO), oriundo da etapa de beneficiamento de blocos de mármore ou granito, para desenvolver nanopartículas de alto valor agregado. O compósito de PLA/RRO será utilizado como biomaterial, especificamente para o desenvolvimento de órteses metaestruturadas feitas por impressão 3D. A proponente possui produção científica nas áreas correlatas ao projeto: síntese de materiais, desenvolvimento e caracterização de compósitos, aproveitamento de resíduos sólidos e biomateriais. É membro permanente do Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais – PPGCEMat da UFRRJ, atuando na linha de pesquisa Materiais Funcionais. Os materiais de consumo e equipamentos para desenvolvimento do compósito e filamento encontram-se disponíveis no laboratório LNanoC2, e os equipamentos de caracterização serão utilizados por cooperação em instituições parceiras. Desta forma pretende-se fomentar recursos humanos para o desenvolvimento de pesquisas nesta área promissora, melhorar a produção científica do grupo de pesquisa com artigos científicos e participação em eventos, agregar novos docentes e discentes, e consequentemente colaborar com trabalhos de qualidade na UFRRJ.