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Fabricación de estructuras macroporosas de Titanio combinando las técnicas de moldeo robotizado y gelificación

Uno de los principales retos de las técnicas de fabricación de manufactura aditiva, como el moldeo robotizado o robocasting, es la formulación estable de suspensiones coloidales o tintas con un elevado contenido en sólidos. Las tintas deben presentar un comportamiento pseudoplástico ya que deben salir de la boquilla en un estado casi líquido y mantener el perfil de forma inmediata. En este trabajo, se han fabricado andamios porosos de Titanio con estructuras interconectadas, donde el tamaño y la distribución de los poros se diseñan a priori. Se han preparado suspensiones acuosas con un 50% en volumen de polvos de Titanio, utilizando como gelificantes metilcelulosa (MC) o carboximetilcelulosa (CMC). La variación del peso molecular y la cantidad del aditivo (MC o CMC) han permitido ajustar las propiedades reológicas de las tintas, para cumplir los estrictos requisitos de la técnica de robocasting.

Posteriormente, se ha realizado un estudio de sinterización en vacío de las estructuras en un intervalo de temperaturas entre 1100 – 1200◦C durante 30 y 60 minutos, obteniendo andamios de titanio con porosidades interconectadas entre 60 y 80%. Los resultados experimentales muestran cómo los parámetros de sinterización influyen en la estructura del andamio, y en especial en la morfología de la porosidad de la pared de las barras. Se han determinado las propiedades mecánicas de los andamios en base a su grado de consolidación, ya que durante su aplicación están sometidos a esfuerzos estructurales significativos y deben cumplir requisitos específicos en superficie. Para ello, se ha estudiado la integridad estructural de estos materiales en términos de resistencia a la compresión, obteniendo valores desde 80 a 110 MPa. Por último, se ha evaluado la adhesión de diferentes linajes celulares sobre la superficie del titanio en este tipo de muestra.