Submitted by Paula Lumi Goulart Nishimura (lumi.paula@gmail.com) on 2018-06-04T19:58:13Z No. of bitstreams: 1 Nishimura_Paula_diretrizes_design_cadeirasderodas.pdf: 8095797 bytes, checksum: 1357536835458a473e7ca38e94c32e9f (MD5) / Approved for entry into archive by Lucilene Cordeiro da Silva Messias null (lubiblio@bauru.unesp.br) on 2018-06-05T12:45:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 nishimura_plg_me_bauru.pdf: 7973597 bytes, checksum: d53a2fda1c6589b14cd407d952d45b81 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-05T12:45:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 nishimura_plg_me_bauru.pdf: 7973597 bytes, checksum: d53a2fda1c6589b14cd407d952d45b81 (MD5) Previous issue date: 2018-03-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Muitas das cadeiras de rodas utilizadas por animais domésticos com problemas locomotores são feitas a partir de materiais improvisados, como canos, rodinhas de brinquedos e diversos materiais reciclados, devido, sobretudo, aos seus baixos custos. Porém, esses aparelhos improvisados podem ter desempenho comprometido e não atenderem às necessidades do animal, até mesmo causarem lesões por não serem devidamente adaptados. Uma das finalidades do Design é solucionar problemas de projeto, como também otimizar o produto e o seu processo de produção, podendo, dessa forma, auxiliar no desenvolvimento de equipamentos para cães com problemas locomotores, cuja área ainda carece de estudos. O objetivo da presente pesquisa foi propor as diretrizes necessárias para a construção de cadeiras de rodas eficientes para cães com problemas de locomoção nos membros pélvicos a partir de tecnologias de Prototipagem Rápida, as quais proporcionam a obtenção de peças com exatidão geométrica ou discrepância desprezível, assegurando maior conforto e melhor funcionalidade, com menores tempo de produção e custos. Esta pesquisa foi dividida em duas fases: (i) pesquisa teórica bibliográfica e (ii) pesquisa prática experimental. Na teórica, foram feitas revisões bibliográficas a respeito dos problemas locomotores em cães e sobre as tecnologias de Prototipagem Rápida, suas aplicações e estado da arte. Já na fase experimental, uma metodologia projetual adaptada de Munari (1981) foi utilizada para confecção e análise de aparelhos existentes, os quais contribuíram para a proposta de um modelo que suprisse as necessidades dos modelos analisados. A cadeira de rodas projetada, embora tenha atendido às principais expectativas, necessitou de alguns ajustes e alterações estruturais, podendo ser considerada um primeiro passo para o desenvolvimento de modelos futuros. Em vista disso, através das informações obtidas na produção desse aparelho, como também os dados coletados a partir dos outros testes e análises, foi possível elencar as diretrizes fundamentais para a produção de cadeiras de rodas eficientes, com peças impressas em 3D, para cães com problemas locomotores nos membros pélvicos. / Many wheelchairs used by domestic animals with locomotion problems are made from improvised materials such as pipes, toy wheels and many recycled materials, due to their low costs. However, these improvised devices can compromise performance and may not attend the needs of the animal, even causing injuries for not being properly adapted. One of Design's purposes is to solve problems within projects, as well as to optimize the product and its production process, and, in this way, to aid in the development of this kind of equipment for dogs with locomotive problems, whose area is still lacking in studies. The present research objective was to propose the necessary guidelines for the construction of efficient wheelchairs for dogs with locomotion problems in the pelvic area using Rapid Prototyping technologies, which provide pieces with geometric accuracy or negligible discrepancy, ensuring greater comfort and better functionality to the dog, with shorter production time and lower costs. This research was divided into two phases: (i) theoretical bibliographic research and (ii) experimental practical research. In the theoretical phase, bibliographical reviews were made regarding the locomotion problems in dogs and about Rapid Prototyping technologies, their applications, and state of the art. In the experimental phase, a design methodology adapted from Munari (1981) was used for the confection and analysis of existing devices, which contributed to the proposal of a model that would attend the needs of the models analyzed. The designed wheelchair, although had met the main expectations, required some adjustments and structural changes, and could be considered a first step for the development of future models. Consequently, through the information obtained in the production of this device, as well as the data collected from the other tests and analyzes, it was possible to list the fundamental guidelines for the production of efficient wheelchairs with 3D printed parts for dogs with locomotion problems in the pelvic area.

This two-part thesis focuses on biointerfaces of two different biological systems. It specifically examines the interplay of structure and functionality in these biointerfaces. Part one studies photo-bio-electrochemically active bacteria and the strong dependence of their electrical current generation on electrode structure and pigment organisation. Part two uncovers surprising design principles of photonic structures on flower petals and presents research tools to study disordered optical systems. Biophotovoltaics (BPV) is a newly described biophysical effect in which a biofilm of photosynthetic microorganisms associated with an anode produces electrical current that can be harvested and passed through an external circuit. In this thesis-part, an experimental set-up is presented to quantitatively measure photo-electric activity of cyanobacteria in BPVs. Using this set-up, a systematic study of anode morphologies reveals that large electrode surface areas enhance photocurrents by two orders of magnitude, identifying structuration as key design criterion for bioelectrochemical interfaces. Electrodes with micrometer-sized pores allow enhanced direct contact area with bacteria, but with tested cyanobacteria this did not result in a photocurrent increase, disproving recent speculations in the literature. Furthermore, a theoretic-mathematical framework is presented to estimate light-energy utilisation in biofilms. It is detailed how pigment concentration and distribution affects the light-level dependent saturation of electron harvesting biofilms. This study brings the theory together with experiments, such as genetic modification and photo-current measurements. Part two of this thesis approaches the interaction of light and biointerface structuration from a different angle. In a significant extension of the candidate’s MPhil project, it was discovered that the disorder in natural photonic structures can be an advantage rather than a limitation in biology. With biological image analysis, optics simulations and nano-manufacturing a new photonic effect is uncovered which is iridescent but surprisingly constant in chroma. In collaboration with plant scientists, it is shown that many flowers have co-evolved disordered surface structuration that generates this bee visible colouration.

Palm oil production create a number of solid biomass waste products, in particular empty fruit bunches and mesocarp fiber; two cellulosic plant materials that are under-utilized and a source of environmental pollution today. Their fibred structure are interesting from an industrial design perspective as similar waste products from industrialized crops are used to create composite materials. This bachelor thesis is based on an initial research phase of the palm oil industry in Thailand, where literary studies, case-studies and interviews were used to gain understanding of how the palm oil industry in Thailand operates. This laid the foundation to a material driven design process; an exploratory phase where samples of waste products collected during the research phase were tinkered with, to create composite materials of natural fibers and starch-based plastics. The materials created were characterized by their technical properties, and evaluated through a focus group of Thai students to define their experiential characteristics. The insights learned from the evaluation were used to create a demonstrative concept of how the material can be put to future use. The experiential characterization showed that the material have valuable sensorial, performative, emotional and interpretive properties, such as strength, flexibility and translucency, while being perceived as elegant, amusing, strange and natural. This leads to the conclusion that there is possible added value in the waste products that are seen as a nuisance today. Parallel to the material driven design process, samples of empty fruit bunches and mesocarp fiber were used to develop a 3D-printing filament. While only simple test prints have been tried at the time of writing, it provides proof of concept.

A sinterização a laser (SL), uma das tecnologias de manufatura aditiva (MA), se mostra de grande interesse devido a uma série de características, mas, principalmente, devido a sua capacidade de processar uma ampla gama de materiais em pó, a qual amplia possibilidades de pesquisa e desenvolvimento no campo do Design. Neste trabalho, sob o prisma da MA, tem-se por objetivo realizar a sinterização a laser em um equipamento de gravação e corte a laser convencional, sem pré-aquecimento do material. No desenvolvimento do estudo, foi utilizado um equipamento galvanométrico a laser para a realização de experimentos de sinterização de poliestireno em pó (PS 200). Os ensaios de caracterização desse material polimérico amorfo, constataram o diâmetro médio dos grãos de 54,3 μm em formato irregular. Para viabilizar o processo proposto, investigaram-se os parâmetros de processo para a SL, valendo-se de um dispositivo de controle da altura da mesa de trabalho. A melhor amostra (geometria circular) foi construída com potência 20 W, velocidade de varredura de 200 m/min e distância entre linhas de varredura do feixe laser de 0,1 mm. Esse último parâmetro, é relacionado ao diâmetro do foco do feixe laser, o qual foi estimado pelos ensaios em 0,3 mm. Com isso, foi calculada a densidade de energia transferida para o material, conhecida como Número de Andrew (An), em 0,06 J/mm² Análises visuais, macroscópicas e microscópicas, antes e depois da sinterização de uma camada (2D) e de camadas empilhadas (3D), além de sua digitalização tridimensional, foram realizadas. As amostras apresentaram deformação no plano x-y (elipticidade), no eixo z (empenamento) e grande porosidade. Nos ensaios de empilhamento de camadas foi determinada, para os parâmetros utilizados, a espessura de camada de 0,15 mm. Posteriormente, foi construído um modelo 3D com 100 camadas, o qual apresentou um acabamento liso na maior parte de sua lateral, porém, foram observadas estrias verticais ao longo da sua altura, as quais foram consideradas como característica do processo (devido à inércia dos espelhos galvanométricos). Por fim, esses parâmetros foram validados em um ensaio valendo-se de uma forma orgânica (face humana) em escala 1:4. O fator crítico foi o empenamento, o qual prejudica a distribuição de novas camadas de pó, mas pôde ser contornado com espessuras de camada de alturas superiores a esse empenamento. Assim, considera-se que para a viabilização prática do processo de sinterização proposto, em equipamentos de corte e gravação a laser convencionais, torna-se importante o desenvolvimento de um dispositivo de distribuição de pó automatizado, o qual permitiria a construção de modelos 3D de maior tamanho e complexidade. / Laser sintering (SL), one of the additive manufacturing (MA) technologies, is of great interest due to a number of characteristics, but mainly due to its ability to process a wide range of powder materials, which offers possibilities for research and development in the Design’s field. In this work, under the prism of the MA, the goal is to perform laser sintering in a conventional laser engraving and cutting equipment, without preheating the material. In the development of the study, a galvanometric laser equipment was used to perform powder polystyrene (PS 200) sintering experiments. The characterization tests of this amorphous polymer material showed the average grain diameter of 54.3 μm in irregular shape. In order to make the proposed process feasible, the process parameters for the SL were investigated, using a device to control the height of the workbench. The best sample (circular geometry) was built with 20 W power, laser scan speed of 200 m/min and distance between scanned lines of 0.1 mm. This last parameter is related to the diameter of the laser beam waist, which was estimated by the tests in 0.3 mm Thus, the energy density transferred to the material, known as Andrew's Number (An), was calculated at 0.06 J/mm². Macroscopic and microscopic visual analysis, before and after the sintering of a two-dimensional layer (2D) and of stacked layers (3D), in addition to its 3D scanning, were performed. The samples displayed deformation in the x-y plane (ellipticity), at the z-axis (warpage) and high porosity. In the layer stacking tests, the layer thickness of 0.15 mm was determined for the parameters used. Next, a 3D model with 100 layers was sintered, which presented a smooth finish in most of its lateral, however, vertical streaks were observed along its height, which were considered as characteristic of the process (due to the inertia of the galvanometric mirrors). Finally, these parameters were validated in an assay using an organic form (human face) in a 1: 4 scale. The critical factor was the warpage, which impairs the distribution of new layers of powder, but could be worked around with layer thicknesses of heights higher than this warpage. Thus, it is considered that for the practical feasibility of the proposed sintering process in conventional laser cutting and engraving machine, it is important to develop an automated powder distribution device, which would allow the construction of greater size and complexity 3D models.

Orientador: Ruis Camargo Tokimatsu / Resumo: Na área da ortopedia a busca por novos avanços tecnológicos tem sido muito pouco e as pessoas que necessitam de dispositivos como órteses acabam sofrendo mais devido ao alto custo dos aparelhos ortopédicos. A maioria da população que possui patologias sofre por não ter renda suficiente para adquirir esses dispositivos e acabam agravando essas patologias. Este estudo busca inovar e propor a utilização de novas tecnologias para desenvolver órteses a essa população de baixa renda. Uma tecnologia de custo baixo e que possa ser implementada na rede pública. Através das análises feitas pelos profissionais da área como ortopedistas e terapeutas nas imagens bidimensionais dos exames do paciente consultados, com a utilização de aparelhos com a técnica de Engenharia Reversa será possível digitalizar o membro afetado ou posicioná-los de forma adequada para que seja tirado o molde da órtese personalizada. Esses aparelhos permitem utilizar dados de exames já feitos como Ultrassom, Ressonância Magnética, Tomografia ou Raio X e convertê-los em modelos tridimensionais. O objetivo deste projeto é utilizar essas técnicas de Engenharia Reversa para digitalizar o membro que necessite de auxílio e confeccionar as órteses com a tecnologia de Manufatura Aditiva, uma tecnologia que vem se desenvolvendo rapidamente nesses últimos anos e permitindo fabricar diretamente qualquer peça ou objeto através de um arquivo tridimensional modelado. Nos dias atuais, a Manufatura Aditiva tem sido utilizada em div... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

A sinterização a laser (SL), uma das tecnologias de manufatura aditiva (MA), se mostra de grande interesse devido a uma série de características, mas, principalmente, devido a sua capacidade de processar uma ampla gama de materiais em pó, a qual amplia possibilidades de pesquisa e desenvolvimento no campo do Design. Neste trabalho, sob o prisma da MA, tem-se por objetivo realizar a sinterização a laser em um equipamento de gravação e corte a laser convencional, sem pré-aquecimento do material. No desenvolvimento do estudo, foi utilizado um equipamento galvanométrico a laser para a realização de experimentos de sinterização de poliestireno em pó (PS 200). Os ensaios de caracterização desse material polimérico amorfo, constataram o diâmetro médio dos grãos de 54,3 μm em formato irregular. Para viabilizar o processo proposto, investigaram-se os parâmetros de processo para a SL, valendo-se de um dispositivo de controle da altura da mesa de trabalho. A melhor amostra (geometria circular) foi construída com potência 20 W, velocidade de varredura de 200 m/min e distância entre linhas de varredura do feixe laser de 0,1 mm. Esse último parâmetro, é relacionado ao diâmetro do foco do feixe laser, o qual foi estimado pelos ensaios em 0,3 mm. Com isso, foi calculada a densidade de energia transferida para o material, conhecida como Número de Andrew (An), em 0,06 J/mm² Análises visuais, macroscópicas e microscópicas, antes e depois da sinterização de uma camada (2D) e de camadas empilhadas (3D), além de sua digitalização tridimensional, foram realizadas. As amostras apresentaram deformação no plano x-y (elipticidade), no eixo z (empenamento) e grande porosidade. Nos ensaios de empilhamento de camadas foi determinada, para os parâmetros utilizados, a espessura de camada de 0,15 mm. Posteriormente, foi construído um modelo 3D com 100 camadas, o qual apresentou um acabamento liso na maior parte de sua lateral, porém, foram observadas estrias verticais ao longo da sua altura, as quais foram consideradas como característica do processo (devido à inércia dos espelhos galvanométricos). Por fim, esses parâmetros foram validados em um ensaio valendo-se de uma forma orgânica (face humana) em escala 1:4. O fator crítico foi o empenamento, o qual prejudica a distribuição de novas camadas de pó, mas pôde ser contornado com espessuras de camada de alturas superiores a esse empenamento. Assim, considera-se que para a viabilização prática do processo de sinterização proposto, em equipamentos de corte e gravação a laser convencionais, torna-se importante o desenvolvimento de um dispositivo de distribuição de pó automatizado, o qual permitiria a construção de modelos 3D de maior tamanho e complexidade. / Laser sintering (SL), one of the additive manufacturing (MA) technologies, is of great interest due to a number of characteristics, but mainly due to its ability to process a wide range of powder materials, which offers possibilities for research and development in the Design’s field. In this work, under the prism of the MA, the goal is to perform laser sintering in a conventional laser engraving and cutting equipment, without preheating the material. In the development of the study, a galvanometric laser equipment was used to perform powder polystyrene (PS 200) sintering experiments. The characterization tests of this amorphous polymer material showed the average grain diameter of 54.3 μm in irregular shape. In order to make the proposed process feasible, the process parameters for the SL were investigated, using a device to control the height of the workbench. The best sample (circular geometry) was built with 20 W power, laser scan speed of 200 m/min and distance between scanned lines of 0.1 mm. This last parameter is related to the diameter of the laser beam waist, which was estimated by the tests in 0.3 mm Thus, the energy density transferred to the material, known as Andrew's Number (An), was calculated at 0.06 J/mm². Macroscopic and microscopic visual analysis, before and after the sintering of a two-dimensional layer (2D) and of stacked layers (3D), in addition to its 3D scanning, were performed. The samples displayed deformation in the x-y plane (ellipticity), at the z-axis (warpage) and high porosity. In the layer stacking tests, the layer thickness of 0.15 mm was determined for the parameters used. Next, a 3D model with 100 layers was sintered, which presented a smooth finish in most of its lateral, however, vertical streaks were observed along its height, which were considered as characteristic of the process (due to the inertia of the galvanometric mirrors). Finally, these parameters were validated in an assay using an organic form (human face) in a 1: 4 scale. The critical factor was the warpage, which impairs the distribution of new layers of powder, but could be worked around with layer thicknesses of heights higher than this warpage. Thus, it is considered that for the practical feasibility of the proposed sintering process in conventional laser cutting and engraving machine, it is important to develop an automated powder distribution device, which would allow the construction of greater size and complexity 3D models.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-04-27T13:04:57Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - João Henrique Dayrell de Castro - 2018.pdf: 7299168 bytes, checksum: efabcdcc029c5f210c34a1d570717bbb (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-04-27T13:17:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - João Henrique Dayrell de Castro - 2018.pdf: 7299168 bytes, checksum: efabcdcc029c5f210c34a1d570717bbb (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-27T13:17:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - João Henrique Dayrell de Castro - 2018.pdf: 7299168 bytes, checksum: efabcdcc029c5f210c34a1d570717bbb (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-03-26 / Taking into consideration the different types of problems faced in the surgical procedures related to planning, this study presented a new possibility with the use of 3D prototyping, aiming to assist the dental professionals in the dental implant management and other procedures. This research evaluated the use of prototyping as an auxiliary tool for a safe surgical planning, considering that it provides the most faithful reproduction of the dental arches. The methodology evaluated the creation of prototypes using tomographic image les manipulated by InVesalius software, which processes 3D images for the generation of three dimensional objects to be printed by material extrusion. The objective was to create models to facilitate the management of surgical procedures in Implant Dentistry, with consequent minimization of errors and greater comfort for the patient. From images acquired in the public image bank www.dicomlibrary.com a three-dimensional model was created and printed. Following a dental implant procedure was performed on the printed model, following all step sof the procedure that s hould be done on the patient. As a result practical applicability will denote several possibilities, that increasingly digital technology nds and performs variables that in the past seemed impossible. Technological evolution implies an ever more complete future in relation to the diagnosis, planning and health are a treatment. / Levando em consideração os diversos tipos de problemas enfrentados nos procedimentos cirúrgicos, relacionados ao planejamento, neste estudo apresentou uma nova possibilidade com o uso da prototipagem 3D, objetivando auxiliar os trabalhos dos profissionais da área odontológica, no caso da gestão de implantes dentários e demais procedimentos. Essa pesquisa avaliou a utilização da prototipagem como ferramenta auxiliar para um planejamento cirúrgico seguro, considerando que esta, proporciona a reprodução mais fiel das arcadas dentárias. A metodologia avaliou a criação de protótipos utilizando arquivos de imagens tomográficas manipuladas pelo software InVesalius, que processa imagens 3D para geração de objetos tridimensionais a serem impressos por extrusão de material. O objetivo foi criar modelos para facilitar o gerenciamento dos procedimentos cirúrgicos em Implantodontia, com consequente minimização de erros e maior conforto para o paciente. A partir de imagens adquiridas no banco público de imagens www.dicomlibrary.com um modelo tridimensional foi criado e impresso. Na sequência um procedimento de implante dentário foi executado no modelo impresso, seguindo todos os passos do procedimento que deverá ser feito no paciente. Como consequente aplicabilidade prática denotará possibilidades diversas, que cada vez mais a tecnologia digital encontra e realiza variáveis que no passado parecia impossível. A evolução tecnológica implica num futuro cada vez mais completo com relação ao diagnóstico, planejamento e tratamento das áreas da saúde.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2017-03-02T21:06:32Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lucas da Costa Duarte - 2016.pdf: 3454791 bytes, checksum: 29ace536ee1c0aefc19dfbcdcec01bbe (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-03-03T11:42:43Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lucas da Costa Duarte - 2016.pdf: 3454791 bytes, checksum: 29ace536ee1c0aefc19dfbcdcec01bbe (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-03T11:42:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lucas da Costa Duarte - 2016.pdf: 3454791 bytes, checksum: 29ace536ee1c0aefc19dfbcdcec01bbe (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-08-05 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / This study describes the assembly and use of a RepRap 3D printer with a modeling technology fused deposition modeling (FDM) for manufacturing microfluidic devices for direct spray ionization mass spectrometry (DS-MS) assisted by paper tip as well as for generation of droplets of water/oil with integrated electrochemical detection. The low-cost 3D printer has been properly assembled and calibrated by means of pieces of kit purchased commercially. The smaller channel width obtained which allowed the uniformity 3D printing without any obstruction was 400 μm. For studies of DS-MS were used microfluidic devices consisting of a single channel (the dimensions 30 mm × 0.5 mm × 0.5 mm) connected to a sample reservoir with 3 mm diameter with low cost (R$ 0.20) and time printing (20 min). A tip paper (5 mm × 0.5 mm) was cut out and inserted at the end of the printed channel to facilitate the formation of the spray. The spraying was promoted by the application of 4 kV in the sample reservoir containing 0.1% formic acid in methanol prepared. This organic medium showed high compatibility with the polymeric material used for the printing of microfluidic chips. Using a glucose solution as a template, the spray formed by the proposed microfluidic device was extremely stable compared to the spray generated by conventional paper devices for at least 10 min. The analytical devices for viability of the printed DS-MS was successfully demonstrated by qualitative analysis of ball pens inks, caffeine, xylose and lysozyme. The DS-MS devices exhibited significant repeatability and reproducibility, making it possible to reuse. For the generation of droplets of oil/water it was built with a device channel in the T-junction configuration with 0.75 mm × 50.0 mm × 0.7 mm and containing two integrated electrodes (1.5 mm × 2.0 mm and spacing 0.5 mm) in antiparallel arrangement. These electrodes consisting of a mixture of ABS and carbon nanotubes were used for conductivity detection capacitively coupled contact (C4D). The droplets were generated by varying the flow rate of continuous phase comprised of oil + Span80/water + Triton between 10 to 60 μL/min. Through the printed electrodes it was possible to employ the system C4D system to detect the droplets generated with a satisfactory response. The intensity and width of peaks obtained exponentially decrease the extent that it increases the flow of the continuous phase. Moreover, it was possible to correlate the length of the droplet generated from the signals obtained with C4D, indicating potential as a new technique for droplet measures. Finally, the 3D printer made possible the manufacture of parts contributed to other works in cooperation to include the construction of an electrochemical cell for by batch injection analysis, a support for Snitrosothiols decomposition, a cover for conductivity detection cell, micromixers, devices for ELISA assays and mold for manufacturing zones for colorimetric analysis. / modelagem por fusão e deposição (fused deposition modeling, FDM) para fabricar dispositivos microfluídicos para ionização direta por spray em espectrometria de massas (DS-MS) assistida por ponta de papel, bem como para geração de gotículas de água/óleo com detecção eletroquímica integrada. A impressora 3D de baixo custo foi devidamente montada e calibrada por meio do kit de peças adquirido comercialmente. A menor largura de canal obtida que permitiu a uniformidade de impressão 3D sem qualquer obstrução foi de 400 μm. Para os estudos de DS-MS, foram utilizados dispositivos microfluídicos constituídos de um único canal (nas dimensões 30 mm × 0,5 mm × 0,5 mm) conectado a um reservatório de amostra com 3 mm de diâmetro com baixo custo (R$ 0,20) e tempo de impressão (20 min). Uma ponta de papel (5 mm × 0,5 mm) foi cortada e inserida na extremidade do canal impresso para facilitar a formação do spray. A pulverização foi promovida através da aplicação de 4 kV no reservatório de amostra contendo 0,1% de ácido fórmico preparada em metanol. Este meio orgânico demonstrou grande compatibilidade com o material polimérico utilizado para a impressão dos chips microfluídicos. Usando-se uma solução de glicose como modelo, o spray formado pelo dispositivo microfluídico proposto foi extremamente estável quando comparado com o spray gerado pelos dispositivos convencionais de papel por pelo menos 10 min. A viabilidade analítica dos dispositivos impressos para DS-MS foi demonstrado com sucesso por meio de análise qualitativa de tintas de canetas esferográficas, cafeína, xilose e lisozima. Os dispositivos de DS-MS exibiram repetitividade e reprodutibilidade significativa, tornando possível a sua reutilização. Para a geração de gotículas de óleo/água foi construído um dispositivo com canais na configuração junção em T com 50,0 mm × 0,75 mm × 0,7 mm contendo dois eletrodos integrados (1,5mm × 2,0 mm e espaçamento de 0,5 mm) na disposição antiparalela. Estes eletrodos, constituídos de uma mistura de ABS e nanotubos de carbono, foram utilizados para detecção condutométrica sem contato capacitivamente acoplada (C4D). As gotículas foram geradas variando a vazão de fase contínua formadas por óleo+Span80/ água+Triton de 10 a 60 μL/min. Por meio dos eletrodos impressos foi possível empregar o sistema C4D para detecção das gotas geradas com resposta satisfatória. A intensidade e largura dos picos obtidos diminuem exponencialmente a medida em que se aumenta a vazão da fase contínua. Além disso, foi possível correlacionar o comprimento da gota gerada com os sinais obtidos com C4D, indicando potencialidade como uma nova técnica para medidas de gotículas. Por fim, a impressora 3D possibilitou a fabricação de peças que contribuíram para outros trabalhos em colaboração que incluem a construção de uma célula eletroquímica para análise por injeção em batelada, um suporte para decomposição de S-nitrosotióis, uma tampa para cela de detecção condutométrica, micromisturadores, dispositivos para ensaios de ELISA, e molde para fabricação de zonas para análises colorimétrica.

A l'heure où la demande en quantité d'informations et le nombre d'utilisateurs explosent, toujours avec des limitations en allocation en fréquence et bande passante, les systèmes de télécommunication tendent à optimiser la gestion de leur capacité en s'orientant vers des systèmes reconfigurables. Dans le cas des filtres d'OMUX, apporter de l'accordabilité en conservant d'excellentes performances électriques, thermiques et mécaniques soulève de nombreuses difficultés.Nous avons dans un premier temps démontré la faisabilité sur un filtre à saut de canal à bande passante constante par le biais d'une cavité métallique chargée par un perturbateur en alumine en mouvement de rotation. Ensuite, nous avons proposé des solutions pour avoir un contrôle de la fréquence et de la bande passante en se basant sur la translation de matériaux diélectriques. Les facteurs de qualité mis en jeu sont de l'ordre de la dizaine de milliers. Enfin nous avons tiré profit de l'évolution des technologies d'impression plastique 3D pour valider différents concepts de filtres accordables. / At a time when the amount of information and the number of users go through the roof in telecommunication market, the telecommunication systems tend to improve the management of their capacity by moving toward reconfigurable RF devices. However frequency and bandwidth allocated are still restricted. Regarding tunable OMUX filters, the actuation systems generally degrade the overall performances of the device and raise questions in terms of mechanic and thermic.We first demonstrated the feasability of a two state filter with constant narrowband, using a dielectric material (alumina) in rotation inside a metallic housing. Then, we suggested solutions to control both frequency and bandwidth with the translation of a ceramics. We deal with quality factor in the range of ten of thousands for these applications. Eventually, we validated some principle for tunable filters thanks to the efficiency of 3D plastic printer.

A sinterização a laser (SL), uma das tecnologias de manufatura aditiva (MA), se mostra de grande interesse devido a uma série de características, mas, principalmente, devido a sua capacidade de processar uma ampla gama de materiais em pó, a qual amplia possibilidades de pesquisa e desenvolvimento no campo do Design. Neste trabalho, sob o prisma da MA, tem-se por objetivo realizar a sinterização a laser em um equipamento de gravação e corte a laser convencional, sem pré-aquecimento do material. No desenvolvimento do estudo, foi utilizado um equipamento galvanométrico a laser para a realização de experimentos de sinterização de poliestireno em pó (PS 200). Os ensaios de caracterização desse material polimérico amorfo, constataram o diâmetro médio dos grãos de 54,3 μm em formato irregular. Para viabilizar o processo proposto, investigaram-se os parâmetros de processo para a SL, valendo-se de um dispositivo de controle da altura da mesa de trabalho. A melhor amostra (geometria circular) foi construída com potência 20 W, velocidade de varredura de 200 m/min e distância entre linhas de varredura do feixe laser de 0,1 mm. Esse último parâmetro, é relacionado ao diâmetro do foco do feixe laser, o qual foi estimado pelos ensaios em 0,3 mm. Com isso, foi calculada a densidade de energia transferida para o material, conhecida como Número de Andrew (An), em 0,06 J/mm² Análises visuais, macroscópicas e microscópicas, antes e depois da sinterização de uma camada (2D) e de camadas empilhadas (3D), além de sua digitalização tridimensional, foram realizadas. As amostras apresentaram deformação no plano x-y (elipticidade), no eixo z (empenamento) e grande porosidade. Nos ensaios de empilhamento de camadas foi determinada, para os parâmetros utilizados, a espessura de camada de 0,15 mm. Posteriormente, foi construído um modelo 3D com 100 camadas, o qual apresentou um acabamento liso na maior parte de sua lateral, porém, foram observadas estrias verticais ao longo da sua altura, as quais foram consideradas como característica do processo (devido à inércia dos espelhos galvanométricos). Por fim, esses parâmetros foram validados em um ensaio valendo-se de uma forma orgânica (face humana) em escala 1:4. O fator crítico foi o empenamento, o qual prejudica a distribuição de novas camadas de pó, mas pôde ser contornado com espessuras de camada de alturas superiores a esse empenamento. Assim, considera-se que para a viabilização prática do processo de sinterização proposto, em equipamentos de corte e gravação a laser convencionais, torna-se importante o desenvolvimento de um dispositivo de distribuição de pó automatizado, o qual permitiria a construção de modelos 3D de maior tamanho e complexidade. / Laser sintering (SL), one of the additive manufacturing (MA) technologies, is of great interest due to a number of characteristics, but mainly due to its ability to process a wide range of powder materials, which offers possibilities for research and development in the Design’s field. In this work, under the prism of the MA, the goal is to perform laser sintering in a conventional laser engraving and cutting equipment, without preheating the material. In the development of the study, a galvanometric laser equipment was used to perform powder polystyrene (PS 200) sintering experiments. The characterization tests of this amorphous polymer material showed the average grain diameter of 54.3 μm in irregular shape. In order to make the proposed process feasible, the process parameters for the SL were investigated, using a device to control the height of the workbench. The best sample (circular geometry) was built with 20 W power, laser scan speed of 200 m/min and distance between scanned lines of 0.1 mm. This last parameter is related to the diameter of the laser beam waist, which was estimated by the tests in 0.3 mm Thus, the energy density transferred to the material, known as Andrew's Number (An), was calculated at 0.06 J/mm². Macroscopic and microscopic visual analysis, before and after the sintering of a two-dimensional layer (2D) and of stacked layers (3D), in addition to its 3D scanning, were performed. The samples displayed deformation in the x-y plane (ellipticity), at the z-axis (warpage) and high porosity. In the layer stacking tests, the layer thickness of 0.15 mm was determined for the parameters used. Next, a 3D model with 100 layers was sintered, which presented a smooth finish in most of its lateral, however, vertical streaks were observed along its height, which were considered as characteristic of the process (due to the inertia of the galvanometric mirrors). Finally, these parameters were validated in an assay using an organic form (human face) in a 1: 4 scale. The critical factor was the warpage, which impairs the distribution of new layers of powder, but could be worked around with layer thicknesses of heights higher than this warpage. Thus, it is considered that for the practical feasibility of the proposed sintering process in conventional laser cutting and engraving machine, it is important to develop an automated powder distribution device, which would allow the construction of greater size and complexity 3D models.