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This thesis describes research into the use of interactive methods to create three-dimensional drawings for the conceptual phase of engineering design. Discussion on developing an efficient user interface for conceptual design and techniques for creating three-dimensional sketches is provided. The work also includes design and implementation of a user interface for creating simple three-dimensional drawings. A program was written to implement the creation of three-dimensional drawings in an oblique view with a graphics tablet and multi-button cursor. It allows the user to sketch in a way similar to that done on a piece of paper. Three-dimensional data is generated from two-dimensional input. Depth cueing for the sketched object is given by interactive orthographic projections onto primary planes and rotation about different axes. The menu and display makes use of icons and color to improve user familiarity and feedback. Only straight line drawing, which is represented in arrays of end-points, is implemented. / M.S.

Automation of the process planning function is necessary for the effective linking of Computer-Aided Design (CAD) and Computer-Aided Manufacturing (CAM). Before automated process planning is performed, primitive geometric data from CAD databases needs to be converted to higher-level feature information required by the CAM systems. Many feature recognition algorithms have been developed to extract geometric features from different CAD representation schemes. However, the algorithms are CAD modeler dependent. This research addresses the problem of developing a standardized file format, Complete Geometric and Topological File Structure (CGTS), for feature recognition purposes. Algorithms for conversion of 3-D wire-frame data to CGTS format have been developed, using C++, and the process of feature recognition demonstrated using the CGTS file format. / Master of Science

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As propriedades de rugosidade superficial e microdureza são reconhecidas como propriedades muito relevantes no que concerne ao tratamento com prótese total removível, estando associadas ao desgaste da prótese e à sua predisposição à colonização por microrganismos. A proposição deste estudo foi realizar uma análise longitudinal e comparativa, destas duas propriedades, entre uma nova resina acrílica (Vipi Block Gum) para bases de próteses totais removíveis, implementada na tecnologia CAD-CAM, e duas resinas acrílicas termopolimerizáveis, sendo uma convencional (Vipi Cril Plus) e outra polimerizada por ação de micro-ondas (Vipi Wave), antes e após a aplicação de sucessivos ciclos de envelhecimento térmico por temociclagem, de modo a investigar a existência de uma correlação entre o processo de polimerização e o desempenho do material. Para isto, foram confeccionados um total de 60 corpos de prova com formato quadrangular com dimensões de 12x12x3mm, sendo destinados 20 corpos de prova para cada material. Para cada resina, 10 corpos de prova foram destinados ao teste de microdureza Knoop (KHN) e os outros 10 corpos de prova foram submetidos ao teste de rugosidade superficial (Ra-m). As análises dos corpos de prova, para ambos os experimentos, foram realizadas em quatro estágios distintos. As primeiras leituras foram realizadas após imersão dos materiais em água deionizada a 37ºC durante 24 horas (T1), com subsequentes análises após a aplicação de 500 ciclos (T2), 1000 ciclos (T3) e 3000 ciclos (T4) de termociclagem, com temperaturas de 5ºC a 55ºC com duração de 60 segundos para cada banho. Na avaliação estatística, a comparação das médias entre os grupos de resinas foi realizada com o teste de análise de variância (ANOVA) de um critério sendo, seguido do teste de Tukey. Para a comparação interna de cada grupo, em relação ao estágio de termociclagem, foi utilizado um ANOVA de medidas repetidas. O nível de significância adotado foi de 5%. Não houve diferença estatisticamente significante, na comparação intragrupos e intergrupos, em relação à rugosidade superficial (p>0.05). Na análise comparativa da microdureza entre os grupos, foi observada diferença estatisticamente significante nas análises em T1 e T2, com a resina Vipi Block obtendo valores superiores às outras resinas (p=0.00). Em T3, observou-se uma redução significativa da microdureza de todas as resinas, sendo mais pronunciada na resina Vipi Block Gum, tendo esta sido estatisticamente superior apenas em relação à Vipi Wave (p=0.01). Em T4 foi observado um aumento significativo na resina Vipi Cril Plus, com diferença estatisticamente significante (p>0.05) em relação às outras resinas. Na análise interna de cada grupo, foram observadas interações estatisticamente significantes em todas as resinas (p<0.05). A resina Vipi Block Gum teve sua microdureza drasticamente reduzida em T3, mantendo-se similar em T4, sendo significativamente inferiores (p<0.05) aos valores obtidos em T1 e T2. A resina Vipi Cril Plus sofreu uma acentuada redução na comparação em T1 em relação a T3 (p=0.021). Em T4, tornou-se estatisticamente superior a todos os outros períodos (p<0.05). A resina Vipi Wave sofreu redução significativa de T2 para T3 (p=0.01). Semelhantemente, obteve um aumento em T4, tornando-se estatisticamente superior a T3 (p=0.01). / Superficial roughness and microhardness are considered as extremely relevant properties which directly affects treatments with complete removable dentures, being them related to wear, and to the vulnerability of these prostheses to be colonized by microorganisms. The objective of this study was to perform a longitudinal analysis of these properties, making a comparison between a new CAD-CAM denture base acrylic resin (Vipi Block Gum), a conventional heat-polymerized and a microwave-polymerized resins, before and after the application of successive thermocycling cicles, in order to investigate a possible higher performance presented by the Vipi Block Gum resin. Sixty quadrangular shaped specimens with dimensions of 12x12x3mm were made and were equally divided between the three resins. For each material, 10 specimens were destined to the surface roughness analysis (Ra-m) and the other 10, for the Knoop microhardness (KHN) evaluation. The firsts analyses were performed after a 24-hour period of immersion in distilled water at 37ºC (T1), with subsequent analyses after 500 cicles (T2), 1000 cicles (T3) and 3000 cicles (T4) of thermocycling, with temperatures ranging from 5ºC to 55ºC and with 60 seconds of immersion, for each temperature. The statistical analysis, for the intergroup comparison, was done by applying a one-way analysis of variance (ANOVA) test, seconded by Tukeys posthoc test. For the intragroup analysis, a repeated measures ANOVA was applied. A significance level of 5% was adopted for both analyses. There were no significant differences for both intragroup and intergroup comparisons concerning the superficial roughness (p>0.05). The intergroup microhardness analyses showed significant differences at T1 and T2 (p=0.00), with higher values presented by the Vipi Block Gum resin when compared to the other groups. At T3, it was noticed a significant reduction for all materials, although it was more pronounced in the Vipi Block Gum resin, with this group having higher values than the Vipi Wave group (p=0.01). The comparison at T4 showed significant higher values presented by the Vipi Cril Plus in relation to the other groups (p<0.05). The intragroup analyses exhibited statistical significant differences for all materials (p<0.05). Vipi Block Gum resin suffered a significant decrease on its microhardness at T3, which remained similar at T4. However, these values were significant below (p<0.05) the ones obtained at T1 and T2. Vipi Cril Plus group showed a significant decrease at T3 in comparison with T1 (p=0.021). However, it increased significantly at T4 having statistical higher values than all other periods (p<0.05). Vipi Wave group suffered an expressive decrease at T3 in comparison with T2 (p=0.01). It also had an increase on its microhardness at T4, with statistical higher values than the ones observed at T3 (p=0.01).

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-07-24T13:33:46Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Bruna Hilgemberg.pdf: 2456286 bytes, checksum: 1f094c1efd8bce8788da73b56ecf38e8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-24T13:33:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Bruna Hilgemberg.pdf: 2456286 bytes, checksum: 1f094c1efd8bce8788da73b56ecf38e8 (MD5) Previous issue date: 2018-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito de diferentes protocolos adesivos na resistência de união de diferentes compósitos CAD/CAM por meio do teste de microcisalhamento (μSBS). Para esse experimento, três tipos de compósitos CAD/CAM foram utilizados: 1) [Lava™ Ultimate CAD/CAM Restorative (3M ESPE) - LU], 2) [Brava block CAD/CAM (FGM)- BR] e 3) [Vita Enamic (Vita Zanhfabrik) - VE]. Quarenta e cinco secções retangulares (10 × 10 × 6 mm) de compósitos CAD/CAM foram utilizados para a avaliação de microcisalhamento, esses blocos foram distribuídos de acordo com as variáveis: Compósitos CAD/CAM (1- LU, 2-BR, 3- VE) vs. sistema de cimentação [1- Prime & Bond Elect (PBE) + Enforce, 2- Scotch Bond Universal (SBU) + Rely X Ultimate, 3- Ambar Universal (AU) + All cem, 4- Silano sem MDP + Enforce, 5- Silano sem MDP + Rely X Ultimate, 6- Silano sem MDP + All Cem, 7- Silano com MDP + Enforce, 8- Silano com MDP + Rely X Ultimate, 9- Silano com MDP + All cem], resultando em 27 grupos experimentais. O sistema adesivo foi aplicado e matrizes de Tygon foram preenchidas com cimento resinoso e fotoativadas. Os espécimes foram armazenados em água (37 °C por 24h) e submetidos ao teste de μSBS, seus resultados foram submetidos ao teste de ANOVA 2-fatores seguido pelo teste de Bonferroni, α = 5%). Quinze secções retangulares adicionais foram avaliados em Microscopia eletrônica de varredura (MEV/EDS) para a análise da morfologia e composição após tratamento de superfície conforme recomendação de cada fabricante. Para os três cimentos utilizados, maiores valores de μSBS foram observados na superfície VE, seguido do LU e do BR respectivamente. A diferença significativa entre os sistemas de cimentação foi observada apenas no compósito VE, que apresentou maiores valores de μSBS, com exceção dos grupos silano com MDP + All Cem, silano sem MDP + Rely X Ultimate e SBU + Rely X Ultimate. Foi encontrado para todos os grupos, pouca ou nenhuma porcentagem de falha coesiva em cimento, maior porcentagem de falha adesiva/mista, com exceção dos grupos VE/AU e VE/silano com MDP/All Cem, VE/silano sem MDP e VE/SBU/Rely X Ultimate e VE/AU e VE/silano com MDP/ Enforce, em que foi encontrado maior porcentagem de falha coesiva em compósitos CAD/CAM. Todos os compósitos apresentaram irregularidades após o tratamento de superfície na análise de MEV, porém maior irregularidade foi observada na superfície do VE, seguido do LU e do BR respectivamente. A análise por EDS, confirmou a composição de cada compósito CAD/CAM e após o tratamento de superfície, houve diminuição da porcentagem de sílica e zircônia apenas para LU. Pode-se concluir que a efetividade do protocolo de cimentação está relacionada ao tipo de compósito CAD/CAM e suas diferentes composições e que independente do protocolo de cimentação, o VE apresentou os melhores valores de resistência ao microcisalhamento em comparação aos outros compósitos CAD/CAM avaliados. / The objective of the present study was to evaluate the effect of different adhesive protocols on the bond strength of different CAD / CAM composites by means of the micro-shear test (μSBS). For this experiment, three types of CAD / CAM composites were used: 1) [Lava ™ Ultimate CAD / CAM Restorative (3M ESPE) - LU], 2) [Brava block CAD / CAM (FGM) Vita Enamic (Vita Zanhfabrik) - VE]. Forty-five rectangular sections (10 × 10 × 6 mm) of CAD / CAM composites were used for the evaluation of micro-shear, these blocks were distributed according to the following variables: CAD / CAM composites (1 LU, 2-BR, 3 - VE) vs. (1) Prime & Bond Elect (PBE) + Enforce, 2- Scotch Bond Universal (SBU) + Rely X Ultimate, 3- Ambar Universal + All Cem, 4- Silane without MDP + Enforce, 5- Silane without MDP + Rely X Ultimate, 6- Silane without MDP + All Cem, 7- Silane with MDP + Enforce, 8- Silane with MDP + Rely X Ultimate, 9- Silane with MDP + All Cem], resulting in 27 experimental groups . The adhesive system was applied and Tygon matrices were filled with resin cement and photoactivated. The specimens were stored in water (37 ° C for 24h) and submitted to the μSBS test, their results were submitted to the 2-factor ANOVA test followed by the Bonferroni test, α = 5%). Fifteen additional rectangular sections were evaluated in Scanning Electron Microscopy (SEM / EDS) for analysis of morphology and composition after surface treatment as recommended by each manufacturer. For the three cements used, higher values of μSBS were observed on the VE surface, followed by LU and BR respectively. The significant difference between the cementation systems was observed only in the composite VE, which presented higher values of μSBS, except for the silane groups with MDP + All Cem, silane without MDP + Rely X Ultimate and SBU + Rely X Ultimate. A higher percentage of adhesive / mixed failure was found for all groups, except for the VE / AU and VE / silane groups with MDP / All Cem, VE / silane without MDP and VE / SBU / Rely X Ultimate and VE / AU and VE / silane with MDP / Enforce, in which a higher percentage of cohesive failure was found in CAD / CAM composites. All the composites presented irregularities after the surface treatment in the SEM analysis, but greater irregularity was observed on the surface of the VE, followed by the LU and the BR respectively. The EDS analysis confirmed the composition of each CAD / CAM composite and after the surface treatment, the percentage of silica and zirconia was reduced only for LU. It can be concluded that the effectiveness of the cementation protocol is related to the type of CAD / CAM composite and its different compositions and that regardless of the cementation protocol, the VE presented the best values of micro-shear strength compared to other CAD / CAM composites evaluated.

Engenharia reversa é o conceito de se produzir uma peça tomando como base um original ou modelo físico existentes, sem o uso de desenhos de engenharia. Empresas se voltam para a tecnologia da Engenharia Reversa como um complemento valioso para toda a gama de ferramentas CAD/CAM que elas possuem, devido às dificuldades encontradas quando se necessita trabalhar com superfícies de forma livre. Desta forma, faz-se necessária uma ferramenta que proporcione a inserção das formas deste modelo em um sistema CAD, de forma que se possa usufruir de todas as possibilidades, oferecidas por ele. Neste trabalho, é apresentada uma revisão bibliográfica que aborda a engenharia reversa desde sua origem até as técnicas avançadas existentes atualmente, ou seja, apresentando equipamentos e sistemas específicos usados atualmente para a prática de engenharia reversa. Mostra-se um sistema de engenharia reversa, que foi projetado e implementado realizando a integração desde uma máquina de medir 3 coordenadas até um centro de usinagem CNC com o auxílio de um software CAD comercial, o qual possui módulo de CAM integrado. São apresentados também 3 estudos de casos. / Reverse engineering is the concept of making a part based on an original or existing physical model, without engineering drawings. Companies are using reverse engineering technology as a valuable complement to many of their CAD/CAM tools, due to their difficulties of working with free-form surfaces. It is necessary a tool which provides the insertion of the model forms in the CAD system, therefore enabling to take advantages of all possibilities offered by the system. The Reverse Engineering has developed beyond the traditional copy milling. It is presented a review of the reverse engineering since its origin until recent advanced techniques, where the equipments and specific systems used for reverse engineering practice nowadays are showed. In this work a reverse engineering system has been designed and implemented, which is accomplished by the integration from the coordinate measuring machine until a CNC machining center, by using a commercial CAD software with integrated CAM module. In order to validate the system developed, three case studies are also presented.

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Este trabalho descreve uma metodologia para a geração de programas CNC para otimizar um sistema produtivo. Quanto às informações geométricas, o sistema caracteriza-se por utilizar os ciclos de usinagem que o comando da máquina disponibiliza, por possibilitar a aplicação de ciclos desenvolvidos com recursos de programação parametrizada e por gerar novos ciclos, através de uma linguagem genérica, proposta neste trabalho, em um editor de programação parametrizada. Quanto aos dados tecnológicos, ou seja, as condições de usinagem definidas no código de programação, o sistema permite a otimização dos parâmetros de corte através de um banco de dados com informações realimentadas com resultados obtidos da produção. A análise da viabilidade da metodologia proposta é realizada através da implementação de um protótipo de um sistema dedicado à programação de tornos CNC. O protótipo é composto de aplicativos computacionais desenvolvidos e orientados à otimização do sistema produtivo. A metodologia para geração de funções CAD/CAM foi implementada e testada mostrando resultados eficientes. O protótipo implementado como um conjunto de ferramentas aplicativas integradas é de fácil operação e utilização unindo todos os módulos projetados. / This study describes a methodology for the generation of CNC programs to optimize a productive system. Regarding geometrical information, the system is characterized by the use of machining cycles that the machine tool control provides because a allows the application of cycles developed with parameterized programming and by generation of new cycles, through a generic language, proposed in this study on a parameterized programming editor. As for technological data, i.e. the machining conditions set out in the programming code, the system allows the optimization of cutting parameters through a data base with information fed back with results of production. The feasibility analysis of the proposed methodology is accomplished through the implementation of a prototype of a system dedicated to programming CNC lathes. The prototype consists of computer applications developed and oriented to the optimization of the production system. The methodology for the generation of CAD/CAM functions has been implemented and tested showing effective results. The prototype implemented as an integrated set of applicative tools is of easy operation and use connecting all designed modules.