Realizzazione e caratterizzazione di una placca cranica mediante produzione additiva e materiale polimerico

L’Additive Manufacturing rappresenta uno dei metodi produttivi che negli ultimi anni sta attirando sempre più attenzione, espandendosi in maniera esponenziale sempre in più settori, tra cui il biomedicale, in particolare nella realizzazione di dispositivi chirurgici impiantabili. Al giorno d’oggi sono ancora molti gli studi volti a determinare i processi produttivi e i materiali ottimali per la realizzazione di questi dispositivi, che devono soddisfare determinati requisiti di performance e biocompatibilità. Questo elaborato di tesi si inserisce in un progetto più ampio, portato avanti dal Policlinico Sant’Orsola in collaborazione con l’Università di Bologna, volto a valutare le tecnologie e i materiali ideali nella realizzazione di una protesi impiantabile. Ci si è focalizzati sulla tecnologia Arburg Plastic Freeforming, un innovativo processo di AM che utilizza granulati standard come materia prima, e sul Policarbonato Uretano, un polimero di grado medico con ottime performance. Nella prima fase di questo progetto è stata effettuata una caratterizzazione termica del materiale attraverso prove reologiche, analisi DSC e TGA. Si è quindi passati alla messa a punto dei parametri di stampa per il materiale considerato, che è stato quindi caratterizzato meccanicamente attraverso delle prove di flessione a tre punti. Per studiare il comportamento del PCU in una specifica applicazione di protesi chirurgica è stata realizzata una placca cranica mediante APF che è stata sottoposta a dei test sperimentali di compressione e di impatto, riproducendo le condizioni a cui potrebbe essere soggetta una protesi di questo tipo in condizioni reali di utilizzo. Sono state infine realizzate delle analisi FEM di flessione a tre punti per validare il modello di materiale utilizzato, e delle simulazioni di compressione e di impatto sul modello di placca cranica, validando e verificando l’accuratezza del modello numerico attraverso un confronto con i corrispettivi test sperimentali.