Este trabalho tem como objetivo estudar a influência do tratamento superficial, através da técnica de nitretação a plasma, no processo de fresamento com fresas de aço rápido AISI M2. Foram investigados os efeitos deste tratamento superficial no processo de corte, variando-se a forma de refrigeração/lubrificação das fresas com fluído de corte convencional (emulsão) em abundância, com minimização e sem fluído (lubrificação a seco). Na nitretação, a composição da mistura de gases utilizada nos experimentos foi de 5% N2 e 95% H2 em volume, a uma pressão de tratamento de 5 mbar (3,8 Torr). A temperatura utilizada foi de 440oC, durante um tempo de tratamento de 30 minutos, resultando em uma camada nitretada com uma zona de difusão com aproximadamente 8µm de profundidade. As ferramentas empregadas no processo de fresamento foram investigadas através de medição de forças de usinagem, medições de desgaste na superfície de incidência (flanco) e na superfície de saída (face), sendo as camadas nitretadas caracterizadas por metalografia óptica e microdureza. Foi observado um desempenho superior das fresas nitretadas apenas para as condições de corte a seco.

Este trabalho tem como objetivo estudar a influência do tratamento superficial, através da técnica de nitretação a plasma, no processo de fresamento com fresas de aço rápido AISI M2. Foram investigados os efeitos deste tratamento superficial no processo de corte, variando-se a forma de refrigeração/lubrificação das fresas com fluído de corte convencional (emulsão) em abundância, com minimização e sem fluído (lubrificação a seco). Na nitretação, a composição da mistura de gases utilizada nos experimentos foi de 5% N2 e 95% H2 em volume, a uma pressão de tratamento de 5 mbar (3,8 Torr). A temperatura utilizada foi de 440oC, durante um tempo de tratamento de 30 minutos, resultando em uma camada nitretada com uma zona de difusão com aproximadamente 8µm de profundidade. As ferramentas empregadas no processo de fresamento foram investigadas através de medição de forças de usinagem, medições de desgaste na superfície de incidência (flanco) e na superfície de saída (face), sendo as camadas nitretadas caracterizadas por metalografia óptica e microdureza. Foi observado um desempenho superior das fresas nitretadas apenas para as condições de corte a seco.

Este trabalho tem como objetivo estudar a influência do tratamento superficial, através da técnica de nitretação a plasma, no processo de fresamento com fresas de aço rápido AISI M2. Foram investigados os efeitos deste tratamento superficial no processo de corte, variando-se a forma de refrigeração/lubrificação das fresas com fluído de corte convencional (emulsão) em abundância, com minimização e sem fluído (lubrificação a seco). Na nitretação, a composição da mistura de gases utilizada nos experimentos foi de 5% N2 e 95% H2 em volume, a uma pressão de tratamento de 5 mbar (3,8 Torr). A temperatura utilizada foi de 440oC, durante um tempo de tratamento de 30 minutos, resultando em uma camada nitretada com uma zona de difusão com aproximadamente 8µm de profundidade. As ferramentas empregadas no processo de fresamento foram investigadas através de medição de forças de usinagem, medições de desgaste na superfície de incidência (flanco) e na superfície de saída (face), sendo as camadas nitretadas caracterizadas por metalografia óptica e microdureza. Foi observado um desempenho superior das fresas nitretadas apenas para as condições de corte a seco.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

El objetivo del presente Trabajo de Título es el de diseñar e implementar una Plataforma de Desarrollo orientada al área de control automático. Esta plataforma será aplicada a un prototipo de una máquina fresadora CNC, diseñada y construida para el propósito de este trabajo, cumpliendo el rol de controlador de la misma. La plataforma en sí podrá ser utilizada en el diseño y construcción de prototipos y como base para futuras aplicaciones específicas. Esto gracias a las distintas funciones con que cuenta y la documentación entregada en este trabajo. La etapa de diseño está compuesta por una investigación sobre la tecnología a utilizar y los requerimientos que deberá cumplir. Este proceso entrega como resultado las especificaciones eléctricas y mecánicas de la plataforma y la matriz de la placa de circuito impreso para la construcción de la misma. En esta etapa se detallan los criterios y consideraciones realizadas de cada parte de la plataforma, de tal manera de dar cumplimiento a cada objetivo trazado. En la etapa de implementación de la plataforma, la fase de construcción y armado de la placa de circuito impreso fue realizada por una empresa externa especializada en este tipo de trabajos. Para comprobar el funcionamiento de la plataforma se construyó un prototipo de fresadora CNC, el cual forma parte del entorno de prueba creado especialmente para el presente trabajo. Se realizaron diferentes experimentos para poder observar el comportamiento de la plataforma como controlador. De esta manera, se obtuvieron resultados reales de la operación de la plataforma dentro de una aplicación y con ello se validó el diseño realizado. Como conclusión al trabajo desarrollado se obtuvo la plataforma de desarrollo diseñada e implementada de acuerdo a los requerimientos planteados, los cuales fueron cuidadosamente verificados utilizando el entorno de prueba construido para tal propósito. De esta manera, se cuenta con una plataforma de desarrollo diseñada y construida en Chile, completamente funcional y lista para ser utilizada, siendo de gran ayuda en el diseño y construcción de aplicaciones en el área de: control automático; electrónica de potencia; electrónica de consumo; y, queda abierta a futuros usos.

O estado do Rio Grande do Sul possui as maiores jazidas de ágata de que se tem conhecimento. Este material gemológico é utilizado para uma gama abrangente de aplicações em joalheria e produtos e neste formato pode elevar significativamente o seu valor de mercado. Cerca de 80% da produção de ágata é destinada à exportação, principalmente para a China e a Alemanha. O centro de beneficiamento de ágata no Brasil, que detém a maior concentração de empresas, está localizado na região de Soledade, no Rio Grande do Sul. Este município é conhecido mundialmente como polo industrial de “pedras preciosas”. Porém as tecnologias de beneficiamento de ágata das indústrias locais são bastante limitadas e com pouca inovação, sendo que o trabalho tem maior foco na comercialização direta, ou seja, em bruto, e em alguns produtos manufaturados de baixa complexidade tecnológica. Esta pesquisa trata da produção de camafeus, que são pequenas esculturas feitas normalmente em ágata e que são utilizadas na forma de broches e adornos, que em composição com ouro e prata podem se transformar em produtos de joalheria. Para tal, é proposto o desenvolvimento de um protótipo de equipamento para a confecção de camafeus, por um sistema de cópia, sendo uma adaptação de uma fresadora pantográfica. Esse protótipo foi projetado para ser utilizado pelos pequenos produtores soledadenses, que contabilizam cerca de 150 empresas cadastradas na APPESOL (Associação dos Pequenos Pedristas de Soledade). A proposta é de uma alternativa técnica de baixo custo para a criação de produtos de alto valor agregado e a inserção de esculturas em ágata feitas no Brasil no mercado interno e externo. A copiadora de camafeus faz uso de ferramentas diamantadas e copia um modelo produzido em outro material. Ensaios iniciais apontam que camafeus em ágata podem ser executados com esta técnica, porém há a possibilidade de inúmeros materiais gemológicos serem beneficiados também. / The state of Rio Grande do Sul has the biggest agate deposits, this gemological material is used for a wide range of applications in jewelry and products, increasing significantly its value on the market. About 80% of agate production is exported mainly to China and Germany. The agate processing center in Brazil which holds the largest concentration of companies is located in Soledade, Rio Grande do Sul. This municipality is known worldwide as the gems industrial center. However, the processing technology of the local companies are quite limited, with little innovation, whereas being focused on the direct marketing, in other words, in the raw state, and in some manufactured products with low technological complexity. This research is about the cameo production, which are small sculptures usually made of agate and used in the form of brooches and ornaments, that in composition with gold and silver turn into jewels. In order to achieve this is through the development of an mechanism prototype to produce the cameos, using a copying system by adapting a pantograph milling machine. This prototype was designed to be used by small producers which account for 150 companies registered at APPESOL (Small Gems Producers Association of Soledade). The proposal is a low – cost alternative technique for creating products and insertion of agate sculptures produced in Brazil’s national and international markets. The cameo copy machine makes use of diamond tools, that copies from a model made of different material. Initial tests show that agate cameos can be produced using this technique and other gemological materials can use this technique as well.

Para o ensino em cursos relacionados à mecânica são fundamentais aulas teóricas e práticas de programação em máquinas CNC. Um grande incentivo para o aluno é ver sua programação transformada em uma peça que possa ser manuseada. Porém, dado o seu alto investimento, muitas escolas técnicas, de tecnologia e engenharia não disponibilizam máquinas CNC para os alunos. Desta forma, é apresentado neste trabalho o desenvolvimento de uma fresadora CNC de baixo custo. Com o emprego do método de combinação de variantes e o método de análise morfológica, os elementos mecânicos para o projeto da fresadora foram selecionados. Assim, foi possível desenvolver o conceito desse equipamento e fazer a estimativa de seu custo. Com a aplicação de análise de valor, utilizando as técnicas FAST, de Mudge e COMPARE, foi possível avaliar pontos críticos que acarretam em custos desnecessários. Com isso, pode-se avaliar como trabalhar com a transferência de recursos. / Courses related to mechanical sciences must offer to their students theoretical and practical lectures on CNC machine programming. The possibility of viewing the transformation of a programme in to a manageable part constitutes an incentive to the students. A CNC machine is an essential piece of equipment for such practical classes. A number of schools cannot have a CNC machine because of its high cost. Thus, in the present work, the development of a low-cost CNC milling machine as an alternative for academic purposes is presented. For the selection of the mechanical elements of the CNC machine, a combination of variants method and morphological analysis was used. Then, the design concept was carried out and its cost estimated. Using the value analysis through the FAST, Mudge and COMPARE techniques, the critical points that could increase unnecessary machine cost were examined. It was possible to assess how to work with the resources transference.

O estado do Rio Grande do Sul possui as maiores jazidas de ágata de que se tem conhecimento. Este material gemológico é utilizado para uma gama abrangente de aplicações em joalheria e produtos e neste formato pode elevar significativamente o seu valor de mercado. Cerca de 80% da produção de ágata é destinada à exportação, principalmente para a China e a Alemanha. O centro de beneficiamento de ágata no Brasil, que detém a maior concentração de empresas, está localizado na região de Soledade, no Rio Grande do Sul. Este município é conhecido mundialmente como polo industrial de “pedras preciosas”. Porém as tecnologias de beneficiamento de ágata das indústrias locais são bastante limitadas e com pouca inovação, sendo que o trabalho tem maior foco na comercialização direta, ou seja, em bruto, e em alguns produtos manufaturados de baixa complexidade tecnológica. Esta pesquisa trata da produção de camafeus, que são pequenas esculturas feitas normalmente em ágata e que são utilizadas na forma de broches e adornos, que em composição com ouro e prata podem se transformar em produtos de joalheria. Para tal, é proposto o desenvolvimento de um protótipo de equipamento para a confecção de camafeus, por um sistema de cópia, sendo uma adaptação de uma fresadora pantográfica. Esse protótipo foi projetado para ser utilizado pelos pequenos produtores soledadenses, que contabilizam cerca de 150 empresas cadastradas na APPESOL (Associação dos Pequenos Pedristas de Soledade). A proposta é de uma alternativa técnica de baixo custo para a criação de produtos de alto valor agregado e a inserção de esculturas em ágata feitas no Brasil no mercado interno e externo. A copiadora de camafeus faz uso de ferramentas diamantadas e copia um modelo produzido em outro material. Ensaios iniciais apontam que camafeus em ágata podem ser executados com esta técnica, porém há a possibilidade de inúmeros materiais gemológicos serem beneficiados também. / The state of Rio Grande do Sul has the biggest agate deposits, this gemological material is used for a wide range of applications in jewelry and products, increasing significantly its value on the market. About 80% of agate production is exported mainly to China and Germany. The agate processing center in Brazil which holds the largest concentration of companies is located in Soledade, Rio Grande do Sul. This municipality is known worldwide as the gems industrial center. However, the processing technology of the local companies are quite limited, with little innovation, whereas being focused on the direct marketing, in other words, in the raw state, and in some manufactured products with low technological complexity. This research is about the cameo production, which are small sculptures usually made of agate and used in the form of brooches and ornaments, that in composition with gold and silver turn into jewels. In order to achieve this is through the development of an mechanism prototype to produce the cameos, using a copying system by adapting a pantograph milling machine. This prototype was designed to be used by small producers which account for 150 companies registered at APPESOL (Small Gems Producers Association of Soledade). The proposal is a low – cost alternative technique for creating products and insertion of agate sculptures produced in Brazil’s national and international markets. The cameo copy machine makes use of diamond tools, that copies from a model made of different material. Initial tests show that agate cameos can be produced using this technique and other gemological materials can use this technique as well.

O estado do Rio Grande do Sul possui as maiores jazidas de ágata de que se tem conhecimento. Este material gemológico é utilizado para uma gama abrangente de aplicações em joalheria e produtos e neste formato pode elevar significativamente o seu valor de mercado. Cerca de 80% da produção de ágata é destinada à exportação, principalmente para a China e a Alemanha. O centro de beneficiamento de ágata no Brasil, que detém a maior concentração de empresas, está localizado na região de Soledade, no Rio Grande do Sul. Este município é conhecido mundialmente como polo industrial de “pedras preciosas”. Porém as tecnologias de beneficiamento de ágata das indústrias locais são bastante limitadas e com pouca inovação, sendo que o trabalho tem maior foco na comercialização direta, ou seja, em bruto, e em alguns produtos manufaturados de baixa complexidade tecnológica. Esta pesquisa trata da produção de camafeus, que são pequenas esculturas feitas normalmente em ágata e que são utilizadas na forma de broches e adornos, que em composição com ouro e prata podem se transformar em produtos de joalheria. Para tal, é proposto o desenvolvimento de um protótipo de equipamento para a confecção de camafeus, por um sistema de cópia, sendo uma adaptação de uma fresadora pantográfica. Esse protótipo foi projetado para ser utilizado pelos pequenos produtores soledadenses, que contabilizam cerca de 150 empresas cadastradas na APPESOL (Associação dos Pequenos Pedristas de Soledade). A proposta é de uma alternativa técnica de baixo custo para a criação de produtos de alto valor agregado e a inserção de esculturas em ágata feitas no Brasil no mercado interno e externo. A copiadora de camafeus faz uso de ferramentas diamantadas e copia um modelo produzido em outro material. Ensaios iniciais apontam que camafeus em ágata podem ser executados com esta técnica, porém há a possibilidade de inúmeros materiais gemológicos serem beneficiados também. / The state of Rio Grande do Sul has the biggest agate deposits, this gemological material is used for a wide range of applications in jewelry and products, increasing significantly its value on the market. About 80% of agate production is exported mainly to China and Germany. The agate processing center in Brazil which holds the largest concentration of companies is located in Soledade, Rio Grande do Sul. This municipality is known worldwide as the gems industrial center. However, the processing technology of the local companies are quite limited, with little innovation, whereas being focused on the direct marketing, in other words, in the raw state, and in some manufactured products with low technological complexity. This research is about the cameo production, which are small sculptures usually made of agate and used in the form of brooches and ornaments, that in composition with gold and silver turn into jewels. In order to achieve this is through the development of an mechanism prototype to produce the cameos, using a copying system by adapting a pantograph milling machine. This prototype was designed to be used by small producers which account for 150 companies registered at APPESOL (Small Gems Producers Association of Soledade). The proposal is a low – cost alternative technique for creating products and insertion of agate sculptures produced in Brazil’s national and international markets. The cameo copy machine makes use of diamond tools, that copies from a model made of different material. Initial tests show that agate cameos can be produced using this technique and other gemological materials can use this technique as well.

Para o ensino em cursos relacionados à mecânica são fundamentais aulas teóricas e práticas de programação em máquinas CNC. Um grande incentivo para o aluno é ver sua programação transformada em uma peça que possa ser manuseada. Porém, dado o seu alto investimento, muitas escolas técnicas, de tecnologia e engenharia não disponibilizam máquinas CNC para os alunos. Desta forma, é apresentado neste trabalho o desenvolvimento de uma fresadora CNC de baixo custo. Com o emprego do método de combinação de variantes e o método de análise morfológica, os elementos mecânicos para o projeto da fresadora foram selecionados. Assim, foi possível desenvolver o conceito desse equipamento e fazer a estimativa de seu custo. Com a aplicação de análise de valor, utilizando as técnicas FAST, de Mudge e COMPARE, foi possível avaliar pontos críticos que acarretam em custos desnecessários. Com isso, pode-se avaliar como trabalhar com a transferência de recursos. / Courses related to mechanical sciences must offer to their students theoretical and practical lectures on CNC machine programming. The possibility of viewing the transformation of a programme in to a manageable part constitutes an incentive to the students. A CNC machine is an essential piece of equipment for such practical classes. A number of schools cannot have a CNC machine because of its high cost. Thus, in the present work, the development of a low-cost CNC milling machine as an alternative for academic purposes is presented. For the selection of the mechanical elements of the CNC machine, a combination of variants method and morphological analysis was used. Then, the design concept was carried out and its cost estimated. Using the value analysis through the FAST, Mudge and COMPARE techniques, the critical points that could increase unnecessary machine cost were examined. It was possible to assess how to work with the resources transference.