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[en] DISRUPTIVE POTENTIAL OF ADDITIVE MANUFACTURING: INFLUENCE ON SUPPLY CHAINS AND AN APPLICATION IN THE BRAZILIAN NAVY / [pt] POTENCIAL DISRUPTIVO DA MANUFATURA ADITIVA: INFLUÊNCIA NAS CADEIAS DE SUPRIMENTOS E UMA APLICAÇÃO NA MARINHA DO BRASILLUIZ ANTONIO GIRIANELLI FELIX 26 May 2017 (has links)
[pt] O dinamismo dos mercados vem se intensificando, em face da globalização, dos avanços tecnológicos e das mudanças sociais. Consequentemente, as empresas necessitam se adaptar tempestivamente para se manter competitivas, ou podem vir a desaparecer. Neste contexto, inovações disruptivas são cada vez mais
frequentes. Assim é o caso da manufatura aditiva, conhecida popularmente por impressão 3D. Tratam-se de tecnologias com potencial disruptivo que vai além do paradigma de produção, influenciando a logística, a sociedade, os mercados e múltiplos setores, tais quais o de saúde, o de defesa, o automotivo, o de
construção civil e até mesmo o de alimentos. Nesta vertente, o presente trabalho busca verificar o potencial disruptivo das tecnologias de manufatura aditiva, iniciando pelo aprofundamento no conhecimento sobre estas tecnologias. Em seguida, é feita análise sobre a gestão das cadeias de suprimentos atual e as
implicações das tecnologias de manufatura aditiva sobre a gestão das cadeias de suprimentos. Por fim, o estudo confronta o potencial disruptivo da manufatura aditiva com a cadeia de suprimentos de sobressalentes da Marinha do Brasil, no intuito de aprimorar aquela cadeia de suprimentos, buscando, naquelas tecnologias, solução para as dificuldades enfrentadas pela Esquadra do Brasil. / [en] The dynamism of markets has been intensifying by the globalization, the technological advances and the social changes. Consequently, companies need to adapt timely to remain competitive, or may disappear. In this context, disruptive innovations are becoming more frequent. This is the case of additive manufacturing, popularly known as 3D printing. These are technologies with disruptive potential that goes beyond the production paradigm, influencing logistics, society, markets and multiple sectors, such as health, defense,
automotive, civil construction and even food. From this point, this work seeks to verify the disruptive potential of additive manufacturing technologies, starting with the deepening of the knowledge about these technologies. Next, it is analyzed the management of current supply chains and the implications of
additive manufacturing technologies on supply chain management. Finally, the study confronts the disruptive potential of additive manufacturing with the Brazilian Navy s supply chain of spare parts, in order to improve that supply chain, searching solutions to the difficulties faced by the Brazilian Fleet in those technologies.
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Projeto de prótese de disco intervertebral de Ti-6Al-4V entre L4/L3 / Intervertebral disc prosthesis project of Ti-6Al-4V between L4/L3Colman, Bruno Fontoura da Silva 05 March 2018 (has links)
Submitted by BRUNO FONTOURA DA SILVA COLMAN (brunocolman@hotmail.com) on 2018-05-03T15:19:22Z
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Previous issue date: 2018-03-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Esse trabalho tem a finalidade de projetar, com base em levantamento bibliográfico, uma prótese de disco intervertebral de Ti6Al4V pelo processo DMLS. Os sistemas de imagem de tomografias computadorizadas e ressonâncias magnéticas trabalham de maneira semelhante. Imagens em 3D de dados dos pacientes são construídas através da combinação de fatias 2D tomadas a partir de sistemas de sensores e da interpolação entre eles. A distância entre as fatias desses sistemas de imagens é grosseira comparada com a tecnologia da manufatura aditiva, portanto, esses processos combinam as imagens das fatias dentro de um software para criar um modelo 3D sobrepondo camadas, devido a essa sinergia entre os dois tipos de sistema, pesquisadores de todo o mundo tentam melhorar e inventar próteses para substituir o disco intervertebral através da ciência. Os resultados mostraram que a fabricação de uma prótese de disco com junta esférica pelo processo de manufatura aditiva é viável, porém nos segmentos menores, como na cervical ainda são difíceis de produzir devido à altura do disco intervertebral e ao limite da dimensão das camadas da manufatura aditiva, que atualmente estão por volta dos 20μm, por isso requerem tratamentos superficiais após sua fabricação. Espera-se que este trabalho possa ajudar futuros pesquisadores da área de biomecânica da coluna vertebral. / This work has the purpose of designing, based on a bibliographical survey, an intervertebral disc prosthesis of Ti6Al4V by the DMLS process. Computed tomography (CT) imaging systems and MRIs work similarly. 3D images of patients data are constructed by combining 2D slices taken from sensor systems and interpolating between them. The distance between the slices of these imaging systems is rough compared to the additive manufacturing technology, so these processes combine the slice images within a software to create a 3D model overlapping layers because of this synergy between the two system types, researchers around the world try to improve and devise prostheses to replace the intervertebral disc through science. The results showed that the manufacture of a disc prosthesis with spherical joint by the additive manufacturing process is feasible, but in the smaller segments, such as in the cervical still difficult to produce due to the height of the intervertebral disc and to the limit of the size of the layers of the manufacture additives, which are currently around 20μm, so they require surface treatments after their manufacture. It is hoped that this work may help future researchers in the area of spinal biomechanics. / CAPES - PROPG
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Metodologia para adoção de sistemas de gestão baseada na ISO 9001 em organizações de manufatura aditiva aplicadas à saúde / Methodology for adoption of management systems based on ISO 9001 in organizations in additive manufacturing applied to healthMartins, Ketinlly Yasmyne Nascimento 22 December 2015 (has links)
Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2017-02-09T13:07:51Z
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Previous issue date: 2015-12-22 / This study aimed to present a methodology for implementation of Quality Management Systems (QMS) based on ISO 9001 for Additive Manufacturing organizations (MA) in health. The research was motivated by the need that the 3D Technologies Laboratory (LT3D) of the Center for Strategic Technologies in Health - NUTES presented in improving the quality of processes it has played, through the implementation of a QMS. To achieve this goal, specific objectives in order to assist the implementation were developed. One was the application of a case study in Three-dimensional technologies division (DT3D) of Renato Archer's Information Technology Center (CTI), which is certified by ISO 9001. The Other was the creation of a system design showing all the activities necessary for the production of biomodel which is the product manufactured in LT3D through MA, and correlate with the requirements of ISO 9001: 2008, thereby facilitating the understanding of the whole process. Also it took place throughout the modeling of business process through management model by BPM Business Process (Business Process Management) through the BPMN notation (Business Process Model and Notation). The steps of the proposed methodology were guided to make clear the activities critical to implementing a QMS, this model differs from the others by having the step of a system design that correlates all business process events for the production of biomodel, with requirements ISO 9001: 2008 , making it easier to understand what you want to have as a focus for implementation of a QMS for Additive Manufacturing organizations in health. / Este estudo teve como objetivo apresentar uma proposta metodológica para implantação de Sistemas de Gestão da Qualidade (SGQ) baseada na ISO 9001 em organizações de Manufatura Aditiva (MA) em saúde. A pesquisa foi motivada pela necessidade que o Laboratório de Tecnologias 3D (LT3D) do Núcleo de Tecnologias Estratégicas em Saúde - NUTES, apresentou em melhorar a qualidade dos seus processos, por meio da implantação de um SGQ. Para atingir o objetivo, foram desenvolvidos objetivos específicos afim de auxiliar a implantação. Um deles foi a realização de um estudo de caso na Divisão de Tecnologias Tridimensionais (DT3D) do Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer (CTI), a qual é certificada pela NBR ISO 9001. O outro foi a elaboração de um Projeto de Sistema que mostra todas as atividades necessárias para produção do biomodelos que são o produto fabricado no LT3D através da MA e as correlacionam com os requisitos da norma ISO 9001:2008, facilitando assim a compreensão de todo o processo. Foi elaborada ainda a modelagem do processo de negócio através do modelo de Gestão por Processo de Negócio BPM (Business Process Management), por meio da notação BPMN (Business Process Model and Notation). As etapas da proposta metodológica foram pautadas em deixar claras as atividades críticas para implantação de um SGQ. Este modelo se diferencia dos demais por apresentar a etapa de um projeto de sistema que correlaciona todos os eventos do processo de negócio para produção do biomodelo, com os requisitos da norma ISO 9001:2008, tornando mais fácil a compreensão do que se pretende ter como foco para implantação de um SGQ para organizações de Manufatura Aditiva em saúde.
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Modelo de processo de avaliação para adoção de manufatura aditiva na indústria de alto valor agregado. / Process model to evaluate additive manufacturing adoption in high value added industries.Cauê Gonçalves Mançanares 13 May 2016 (has links)
Manufatura aditiva é um processo de fabricação de objetos que tem chamado a atenção de acadêmicos, empresas e órgãos de governo. Alguns setores específicos possuem demandas que podem ser mais bem atendidas com a utilização da manufatura aditiva na produção de peças de alto valor agregado. O problema prático que motiva a realização deste trabalho é a dificuldade enfrentada pelas empresas em avaliar as tecnologias de manufatura aditiva existentes para decisão de adoção ou não adoção delas em seus fluxos produtivos. A análise da situação atual na literatura indica que falta um modelo de processo específico de avaliação para adoção da manufatura aditiva na indústria de alto valor agregado. Visando preencher essa lacuna e propor uma solução para o problema identificado, este trabalho tem como objetivo a definição de um modelo de processo específico de avaliação para adoção de manufatura aditiva na indústria de alto valor agregado. Tal modelo é desenvolvido a partir de modelos de processo existentes para avaliar a adoção de outras tecnologias de manufatura avançada (Advanced Manufaturing Technologies - AMTs) e do levantamento das características específicas da manufatura aditiva. O modelo de processo de avaliação para adoção da manufatura aditiva na indústria de alto valor agregado proposto contempla nove passos para decidir sobre a adoção ou a não adoção da manufatura aditiva. A aplicabilidade do modelo proposto foi avaliada por meio de entrevistas com especialistas. A avaliação dos resultados indica que os passos e as atividades propostos no modelo contribuem para auxiliar na avaliação para adoção da manufatura aditiva na indústria de alto valor agregado. / Additive manufacturing is a manufacturing process that has gained attention of scholars, companies and government bodies. Some specific sectors have demands that can be better met with the use of additive manufacturing to produce high added value parts. The practical problem that motivates this work is the difficulty met by companies in assessing additive manufacturing technologies for decision to adopt or not adopt them in their production flows. The analysis of the current situation in the literature indicates a gap of a specific process model to evaluate the adoption of additive manufacturing in the high added value industry. To fill this gap and to propose a solution for the identified problem, this work has the goal to define a specific process model to evaluate the adoption of additive manufacturing in the high added value industry. This model is developed based on existing process models to evaluate the adoption of other Advanced Manufacturing Technologies and the study of specific characteristics of additive manufacturing. The model proposed contemplates nine steps to decide on the adoption or not adoption of additive manufacturing. The applicability of the proposed model was evaluated through interviews with experts. The evaluation of the results indicates that the steps and the activities proposed in the model contribute to assist in the evaluation of the adoption of additive manufacturing in high added value industry.
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Desenvolvimento de nova tecnologia de manufatura aditiva baseado em formação seletiva de compósito / Development of novel technology of additive manufacturing based on selective composite formationMarlon Wesley Machado Cunico 17 June 2013 (has links)
Nos últimos anos, a aplicação de tecnologias de manufatura aditiva tem crescido, estendendo seus benefícios para áreas diversas, como saúde, e encurtando o tempo de desenvolvimento de produto. Contudo, são encontrados apenas fabricantes nacionais de versões \"open-source\" de baixo custo de tecnologias de modelagem por fusão deposição (FDM), não existindo desenvolvedor de uma tecnologia nacional. Em função disto, o objetivo principal deste trabalho é apresentar e validar uma nova concepção de processo de fabricação aditiva. Esta proposta consiste na geração seletiva de compósito de celulose e acrílico através de fonte coerente de luz UV. Para isto, foram realizados estudos referentes a duas áreas principais, desenvolvimento de material e validação da concepção de processo proposto. Para o desenvolvimento de material, foram estudados materiais fotopoliméricos a base de acrilatos de forma a ser obtida uma formulação de material adequada para ser validado o processo. Da mesma forma, a seleção do material celulósico empregado foi realizado a partir da caracterização de materiais celulósicos laminados (papéis) comumente encontrados no mercado. Adicionalmente, foi identificado potencial de viabilidade preliminar da proposta ao longo da caracterização do compósito, visto que foi avaliada a aderência entre camadas, resistência mecânica à tração, resistência à água e microestrutura do compósito. Após o desenvolvimento do material, foi desenvolvido o projeto preliminar do equipamento de validação da proposta, assim como a fabricação de um protótipo e sua calibração. Foram realizados estudos de otimização para implementação do projeto do sistema de posicionamento, assim como dimensionamento de \"error Budget\" e custo relativo de equipamento. Foi também desenvolvido sistema de deposição de material polimérico, sistema de polimerização e alimentação de material, sendo realizados estudos de caracterização e validação do processo proposto. Foram identificados os efeitos principais dos principais parâmetros de processo para a largura da linha de polimerização, interferência da formação de compósito para camadas anteriores e, por fim a construção de corpo de prova. Através destes estudos, foi possível identificar a viabilidade funcional da proposta, sendo observadas as vantagens e desvantagens desta nova concepção em relação aos principais processos de fabricação aditiva no mercado. / In recent years, the application of additive manufacturing technologies has grown, extending its benefits to diverse areas such as health, and shortening the time product development. However, national manufacturers are only found to provide versions of open-source and low cost FDM technologies, highlighting the absence of a national technology developer. Due to that, the main goal of this work is to present and evaluate a novel concept of additive manufacturing process. This proposal consists in selectively generate composite of cellulose and acrylic through a coherent UV light source. For this, studies have been conducted concerning two main areas, material development and validation of proposed process. For the development of material, we have studied photopolymeric materials based on acrylates so as to obtain a composition of material suitable for validating the process. Likewise, the selection of cellulosic substrate was made from the characterization of laminated cellulosic materials (sheet of paper) which are commonly found at market. Additionally, we identified the potential feasibility of the proposal along the preliminary characterization the composite, whereas it was evaluated the adhesion between layers, tensile strength, water resistance and microstructure of the composite. After development the material, it was developed a preliminary design of equipment for validation of proposal, in addition to fabricating and calibrating a prototype. Studies were performed to optimize and implement the mechanical design of the positioning system as well as sizing error Budget and relative cost of equipment. It was also developed the systems of poylmerization, photopolymeric material deposition, and feed of substrate, being conducted studies for the characterization and validation of proposed process. We identified the main effects of the main process parameters on the polymerization line width, interference of the formation of composite layers for and previous layers, and the construction of the test ix body. Through these studies, it was possible to identify the functional feasibility of the proposal, being observed the advantages and disadvantages of this novel design in comparison with the main additive manufacturing process in the market.
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Desenvolvimento de elementos de fixação (âncoras de suturas) em materiais biocompatíveis através de processo de Manufatura Aditiva / Development of elements of fixation (suture anchor) in biocompatible materials through the process of additive manufactureFernando Ferreira Del Monte 01 December 2016 (has links)
Atualmente a área de saúde vem buscando auxílio na engenharia para a contribuição no estudo e confecção de próteses para casos específicos de fraturas ou doenças ósseas. Com o avanço da tecnologia surgiram processos de manufatura que tornam possível a fabricação de próteses personalizadas. Uma dessas tecnologias é a manufatura aditiva. O grande desafio no momento está na fabricação de próteses por manufatura aditiva que combinem desempenho biomecânico e resistência estrutural. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é desenvolver elementos de fixação, especificamente âncoras de sutura de polímeros PEEK e PEKK, considerando seus requisitos estruturais através de simulações pelo método dos elementos finitos, e considerando que sejam fabricadas através de processos de manufatura aditiva. Este desenvolvimento permitirá a substituição de âncoras de sutura de liga de titânio, hoje largamente empregadas pelos cirurgiões, por âncoras de sutura de polímeros biocompatíveis, o que possibilitará que estes polímeros sejam absorvidos pelo corpo humano em curto e médio prazo, permitindo a completa restituição do osso afetado, melhorando a qualidade de vida do paciente pós-cirurgia. Os resultados obtidos neste trabalho indicam que a técnica poderá resultar em próteses com a biocompatibilidade desejada e resistência mecânica adequada. Próteses permanentes (articulações) ou provisórias (âncoras de sutura) seriam um dos critérios para a escolha do material a ser utilizado, absorvível ou não pelo corpo humano. / Nowadays medicine is searching assistance from engineering that may contribute in studies and confection of prothesis to specific cases of fractures and bone diseases. With the advance of technology new processes of manufacture were risen, making possible the confection of personalized prothesis. The biggest challenge of the moment is in the manufacture of additive prothesis that can combine biomechanics performance and structural resistance. In this context, the objective of this dissertation is to develop PEEK and PEKK polymer suture anchors, considering its structural requirements, taking into account their mechanical strength, through simulation by the finite element method, and considering additive manufacturing processes. This development will allow the replacement of titanium alloy suture anchors, now widely used by surgeons by suture anchors of biocompatible polymers, which enable these polymers to be absorbed by the human body in the short and medium term, allowing full regeneration of affected bone, improving the quality of life of the patient. The results of this study indicate that the technique could result in prosthesis with the desired biocompatibility and adequate mechanical strength. Permanent prosthesis (joints) or temporary (suture anchors) would be one of the criteria for the choice of material to be used, absorbable or non absorbable by the human body.
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Percepção de diferentes modelos de tipoias utilizadas nas lesões dos ombros : design e ergonomia aplicados ao desenvolvimento de produtos para saúde /Pereira, Diego Dalvan. January 2020 (has links)
Orientador: João Eduardo Guarnetti dos Santos / Resumo: O ombro por ser uma articulação muito instável está mais vulnerável a lesões. Afim de proteger e imobilizar a articulação o tratamento é seguido com o uso de tipoia. No entanto, a imobilização deixa as articulações sob os efeitos deletérios do desuso, o que pode favorecer o surgimento de lesões secundárias como a capsulite adesiva. O design e a ergonomia são considerados disciplinas científicas capazes de desenvolver e ajustar produtos às necessidades e às capacidades humanas. O objetivo deste estudo foi gerar parâmetros para o design ergonômico de uma tipoia alternativa utilizando as tecnologias de manufatura aditiva, a fim de minimizar os desconfortos termofisiológicos e o índice de capsulite adesiva após imobilização. Nesse contexto, desenvolveu-se com o auxílio do design um modelo de tipoia mais confortável, adequado, funcional e que não favorece o surgimento de complicações após imobilização do ombro. Foi realizada uma coleta de dados com indivíduos adultos, de ambos os gêneros, entre 18 e 85 anos de idade, 71 voluntários, que fizeram uso de tipoia para lesão do ombro. Seguiu com uma investigação ergonômica dos modelos de tipoia disponíveis no mercado, para desenvolver um modelo alternativo com as devidas adequações ergonômicas. O projeto da tipoia foi modelado no software CAD SolidWorks e a impressão foi por FDM (Fusão por Deposição de Material), em uma impressora 3D Creality CR-10, com material PLA (Ácido Polilactico). Para testar a percepção do usuário frente aos mode... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The shoulder because it is a very unstable joint is more vulnerable to injury, in order to protect and immobilize the joint, treatment is followed with the use of a sling. However, immobilization leaves the joints under the harmful effects of disuse, which can favor the appearance of secondary lesions such as adhesive capsulitis. Design and ergonomics are considered scientific disciplines capable of developing and adjusting products to human needs and capacities. The aim of this study was to generate parameters for the ergonomic design of an alternative sling using additive manufacturing technologies, in order to minimize thermophysiological discomfort and the adhesive capsulitis index after immobilization. In this context, a more comfortable, adequate, functional tipoia of model was developed with the aid of design, which does not favor the appearance of complications after shoulder immobilization. A data collection was carried out with adult individuals, both genders, between 18 and 85 years of age, 71 volunteers, who made use of tipoia for shoulder injury. It continued with an ergonomic investigation of the sling models available on the market, to develop an alternative model with the appropriate ergonomic adaptations. The design of the tipoia was modeled in SolidWorks CAD software and the printing was by FDM (Melting by Deposition of Material) in a Creality CR-10 3D printer with PLA material (Polylactic Acid). To test the user's perception of sling models, a semantic diff... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor
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Manufatura aditiva de scaffolds estruturados recobertos com látex para regeneração óssea /Marcatto, Vinícius Assis January 2020 (has links)
Orientador: Gustavo Franco Barbosa / Resumo: O desempenho de tecidos e órgãos de todo organismo vivo, fica naturalmente comprometido com o passar dos anos, e se faz necessário intervenções médicas para eventuais reconstituições ou reparações de tecidos acometidos e danificados por doenças ou lesões. Neste contexto, a Engenharia Tecidual tem trabalhado de maneira interdisciplinar nos campos das Engenharias, Biologia e Medicina, e tem trazido grandes evoluções e opções aos já difundidos transplantes e enxertos ósseos. Nesse âmbito, impulsionado pelas recentes aplicações da tecnologia da manufatura aditiva, novos polímeros termoplásticos biodegradáveis têm sido utilizados com sucesso. Dessa forma, este trabalho de pesquisa tem como propósito principal desenvolver scaffolds 3D mimetizando o osso trabecular, aliando as propriedades de biocompatibilidade e biodegradabilidade do já difundido e certificado PLA (ácido polilático). Assim, os scaffolds 3D de PLA em sua versão comercial, são recobertos com látex natural extraído da Hevea brasiliensis por meio da técnica dip-coating, afim de otimizar a biocompatibilidade, promovendo condições para a angiogênese e proporcionando condições para a migração, diferenciação e proliferação de tecido ósseo, características estas que foram detectadas em estudos recentes deste material com resultados promissores. Com auxílio de softwares CAD, foi possível desenvolver geometrias com interconectividade estruturada, seguidos de definição de parâmetros de processamento e fabricação utilizando a t... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre
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A Tridimensionalidade da superfície vestível e a impressão 3D : processos, estratégias e experimentações /Silva, Dailene Nogueira da. January 2020 (has links)
Orientador: Marizilda dos Santos Menezes / Resumo: A fabricação digital se tornou uma realidade para a produção em diversos setores da indústria nos últimos anos. Com seu uso desenvolvido e consolidado em alguns setores como a medicina, a arquitetura e a robótica, ela ainda é pouco explorada na moda apresentando um grande potencial para construção de superfícies que possam ser vestidas. O uso da fabricação digital implica na concepção tridimensional da superfície vestível o que traz ao Design de Moda desafios a serem superados no que diz respeito ao custo, ao uso dos materiais, à distribuição de produtos e, principalmente, às formas de criação e construção. Sendo assim, esta pesquisa se propõe a investigar o desenvolvimento de superfícies tridimensionais mediante os processos de manufatura aditiva sob a ótica do Design de Superfícies. Analisa-se a viabilidade do uso destes métodos para a construção de superfícies vestíveis e são propostas estratégias para a utilização, de maneira a contribuir com o conhecimento teórico acerca do Design de Superfícies no que tange a tridimensionalidade e ao uso das tecnologias de fabricação digital. Para tal, inicia-se o trabalho com uma revisão bibliográfica sobre o Design de Superfícies, a fabricação de superfícies vestíveis ao longo da história e sobre a manufatura aditiva, em seguida, parte-se para a análise dos projetos realizados por designers envolvendo as superfícies tridimensionais e a fabricação digital, para então proceder com experimentações. Propõe-se a construção por meio de módu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Digital manufacturing has become a reality for production in various industry sectors in recent years. With its use developed and consolidated in some sectors such as medicine, architecture and robotics, it is still poorly explored in fashion presenting a great potential for construction of wearable surfaces. The use of digital fabrication implies the three-dimensional design of the wearable surface which brings to Fashion Design challenges to be overcome with regard to cost, the use of materials, the distribution of products and especially the forms of creation and construction. Thus, this research aims to investigate the development of three-dimensional surfaces through additive manufacturing processes from the perspective of Surface Design. The feasibility of using these methods for the construction of wearable surfaces is analyzed and strategies for their use are proposed, in order to contribute to the theoretical knowledge about surface design in terms of three-dimensionality and the use of digital manufacturing technologies. To this end, the work begins with a literature review on Surface Design, the manufacture of wearable surfaces throughout history and on digital fabrication, then starts with the analysis of designs carried out by designers involving surfaces. dimensions and digital fabrication, and then proceed with experimentation. Modular construction is proposed as the main strategy for the construction of wearable surfaces through additive manufacturing. / Doutor
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[en] DEVELOPMENT AND CHARACTERIZATION OF CARBON FIBER REINFORCED THERMOPLASTIC COMPOSITES / [pt] DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE COMPÓSITOS TERMOPLÁSTICOS REFORÇADOS POR FIBRAS DE CARBONOBRUNO JORDAO LOPES 31 August 2018 (has links)
[pt] O objetivo deste trabalho foi produzir, caracterizar e avaliar o comportamento mecânico de um compósito de matriz termoplástica (ABS) reforçado por fibras de carbono para uso futuro em manufatura aditiva. Misturas foram produzidas contendo diferentes quantidades (0 por cento, 5 por cento e 16,7 por cento) e
comprimentos (3 mm e 6 mm) de fibras. Cada mistura foi processada através de uma extrusora dupla rosca para a produção de pellets. Os pellets de cada mistura (incluindo pellets de ABS puro) foram analisados para a caracterização do material processado. Posteriormente, corpos de prova foram extrusados para a determinação das propriedades mecânicas e análise da superfície de fratura. As técnicas utilizadas para a caracterização do material foram: espectroscopia no infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), reometria capilar e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Para a avaliação do comportamento mecânico, os corpos de prova extrusados foram ensaiados para a determinação da resistência à tração, módulo de elasticidade e ductilidade. Em seguida, as superfícies de fratura dos
corpos de prova foram analisadas no MEV. Foi verificada a possibilidade de degradação da matriz polimérica e formação de vazios durante o processamento inicial do material, que foram eliminados após a segunda extrusão. As fibras de carbono causaram aumento no módulo de elasticidade e diminuição da ductilidade do compósito, apesar de pouco influenciarem as propriedades reológicas. Além disto, pequenas variações na estabilidade térmica foram observadas. Ao final, em anexo, foi elaborado um panorama sobre a Manufatura Aditiva (MA) e a oportunidade de utilização de compósitos em técnicas de impressão 3D. / [en] The goal of this work was to produce, characterize and analyze the mechanical behavior of a carbon fiber reinforced thermoplastic composite with future applications in additive manufacturing. Mixtures were produced with varying carbon fiber content (0 per cent, 5 per cent, and 16,7 per cent) and initial length (3 mm and 6 mm). Each mixture was processed via a twin-screw extruder to produce pellets. Pellets from each mixture (including pure ABS) were analyzed to investigate the processed material properties. Afterwards, test specimens were extruded from each mixture s pellets for mechanical testing and fracture surface analysis. The following techniques were used for material characterization: Fourrier-Transform
Infrared Spectroscopy (FTIR), Thermogravimetric Analysis (TGA), capillary rheology and Scanning Electron Microscopy (SEM). For the evaluation of mechanical properties, the extruded test specimens yield strength, Young s modulus and ductility were determined. Also, the fracture surfaces were observed using SEM. The effects of processing parameters and of the introduction of carbon fibers in the ABS polymer were determined. Results pointed out the possibility of degradation during initial processing and the formation of voids in the pellets structure, which were eliminated during the second extrusion. Results also showed
an increase in modulus and a decrease in ductility of the composite, whereas rheological properties seemed largely unaffected. Additionally, small variations in thermal stability were observed with varying carbon fiber content and length. Finally, as an annex, a brief overview of Additive Manufacturing and the opportunities for using carbon fiber reinforced thermoplastics in 3D printing techniques is presented.
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