The complexity in the vehicles production process is due mainly to the large number of Assembled components that are generally characterized by a high technological content. The castings, one of these components, fit perfectly in this category and they only can be made at a competitive quality and cost level if a proper tooling is available. The molds and dies manufacturing process requires modern computer technologies and materials of high reliability and performance. Although made to mass production, toolings are unique products whose manufacturing requires technical knowledge and familiarity with the casting process where they will be employed. The selection of a casting tooling supplier is usually a complicated and time- consuming issue. The decision process is based on several criteria that can be conflicting or superposed, objective or subjective. In the present paper the analytic hierarchy process (AHP) was used to select a tooling supplier for the manufacturing of a transmission housing by the die casting process. Several qualitative and quantitative criteria for the tooling supplier selection were identified through the technical literature review and discussion with foundry specialists. Subsequently, the criteria hierarchy was established in three levels and comparison matrixes were developed to determine the priorities among them. The consistency ratio for each matrix was calculated and the final score of each potential supplier was determined. The study was concluded with a sensitivity analysis that contributed to confirm the choice of the selected supplier. The application of the methodology improved the selection process by reducing the subjectivity and by weighing the major selection criteria. / A complexidade no processo de produção de veículos deve-se, entre outras razões, aos inúmeros componentes utilizados na montagem, que em geral tem elevado conteúdo tecnológico. Os fundidos enquadram-se perfeitamente nesta categoria e somente podem ser produzidos com qualidade e custo competitivo com o emprego de moldes apropriados. A fabricação destes moldes é feita usando-se modernas tecnologias computacionais e materiais de alto desempenho e confiabilidade. Embora destinados à produção em massa, cada molde é um produto único cuja manufatura requer conhecimento técnico específico e familiaridade com o processo de fundição onde serão utilizados. A escolha de um fornecedor para moldes de fundição é normalmente um problema complicado e que consome tempo, a análise envolve múltiplos critérios, que podem ser conflitantes ou superpostos, objetivos ou subjetivos. O objetivo deste trabalho é mostrar a utilização do processo hierárquico analítico (AHP) para selecionar um fornecedor de um molde para uso no processo de fundição sob pressão, para produção de uma carcaça de transmissão. Através da revisão de literatura técnica e contatos com especialistas, diversos critérios qualitativos e quantitativos foram identificados para a escolha do fornecedor. Posteriormente estes critérios foram hierarquizados em três níveis e as prioridades entre eles identificadas em matrizes de comparação. A seguir, calculou-se a razão de consistência para cada uma das matrizes e obteve-se o escore final de cada fornecedor em potencial. O estudo foi concluído com uma análise de sensibilidade, que contribuiu para ratificar a escolha do fornecedor selecionado. A aplicação do método melhorou o processo de seleção pela redução da subjetividade e pela ponderação dos critérios julgados importantes em um fabricante de moldes complexos.

Made available in DSpace on 2016-04-18T21:36:01Z (GMT). No. of bitstreams: 3 Paulo Sergio Ribeiro1.pdf: 2109374 bytes, checksum: 1ff4b8a7334397d794c09c418079e776 (MD5) Paulo Sergio Ribeiro2.pdf: 3132872 bytes, checksum: 48f547e687886b7890e80ec7a490f153 (MD5) Paulo Sergio Ribeiro3.pdf: 2689619 bytes, checksum: 98d138df083b0e4eea2c480703b1c714 (MD5) Previous issue date: 2010-01-26 / Uma nova liga a base de ferro (aço) para moldes plásticos foi obtida com características melhoradas quando comparada aos materiais usualmente utilizados no mercado. Os materiais, existentes no mercado, usados como referência neste trabalho, também não são indicados para utilização que necessitem acabamentos especiais. Para aplicações de uso restrito ou que requeiram acabamentos especiais, como texturização, por exemplo, outros testes, teriam que ser realizados. Com estas características atingiu-se melhor produtividade do molde, opções de menor custo, dependendo da variação de custo de liga, no mercado internacional, bem como uma redução no consumo de energia na produção das peças, por conta da melhoria da condutividade térmica. Como resultado deste trabalho atingiu-se a manutenção das características mecânicas quando comparado aos aços equivalentes comerciais em uso, obtendo ganho expressivo em condutividade térmica. Também foi obtida a possibilidade de obter-se um aço com estrutura compatível com a aplicações do aço DIN 1.2738 até 600 mm de espessura, com menor adição de elementos de liga.

Os desafios atuais no desenvolvimento de biossensores abrangem diversos aspectos, tais como a necessidade de se aperfeiçoar a interface de contato entre o substrato e o material biológico, a eficiência de transdução do sinal químico em um sinal mensurável, o tempo de resposta, a compatibilidade dos biossensores com matrizes biológicas e a integração de diferentes elementos de reconhecimento biológico em um único dispositivo, visando a detecção de distintos analitos. Nesse contexto, o desenvolvimento da nanociência tem criado recursos bastante atraentes para otimizar os aspectos descritos acima. O presente trabalho apresenta, portanto, estudos realizados para a construção de mediadores nanoestruturados que possam operar de maneira mais eficiente que os correspondentes materiais maciços (sistemas não-nanoestruturados). Em uma das abordagens utilizadas, um mediador híbrido de hexacianoferrato de cobre/polipirrol (CuHCNFe/Ppy) teve suas propriedades eletroquímicas aliadas às propriedades morfológicas e eletrônicas de um feltro revestido com nanotubos de carbono do tipo \"cup-stacked\" (feltro/NTCCS) para o desenvolvimento de um sensor de H2O2. O feltro/NTCCS é uma malha hidrofílica condutora que permite uma dispersão bastante uniforme do mediador híbrido. Essa característica, aliada ao aumento da área eletroativa e à interação eletrônica existente entre o CuHCNFe/PPy e os nanotubos de carbono criaram uma plataforma favorável para a construção de um biossensor de glicose. Em uma segunda estratégia, esferas de poliestireno com diâmetros de 300, 460, 600 e 800 nm foram utilizadas como molde para a formação de filmes de CuHCNFe/PPy macroporosos. Os distintos mediadores foram aplicados na detecção de H2O2 com o intuito de se correlacionar a importância do tamanho do poro com o desempenho analítico obtido. Diferentemente do esperado, os mediadores maciços e porosos apresentaram desempenhos analíticos bastante similares, o que levou a uma consideração das propriedades termodinâmicas de superfícies curvas, da molhabilidade de materiais porosos e da influência da cinética eletroquímica na utilização de sistemas porosos. Tais plataformas também foram aplicadas com sucesso na construção de biossensores de glicose e de colina. Por fim, foi possível sintetizar mediadores nanoestruturados através da imobilização de camadas de azul da Prússia e de CuHCNFe dentro das cavidades de filmes de TiO2 mesoporosos (13, 20 e 40 nm de diâmetro). Os resultados obtidos demonstraram a possibilidade de se modular o desempenho dos sensores de H2O2 em função do diâmetro dos poros e da quantidade de mediador imobilizado. A união dos resultados analíticos obtidos com os dados de microscopia eletrônica de varredura possibilitou observar a importância do efeito de confinamento no desempenho dos mediadores. Além disso, dados espectroscópicos na região do visível foram fundamentais para relacionar a presença de defeitos estruturais com a reatividade do material. No fim, tais plataformas foram utilizadas para a formulação de biossensores de colina. / Nowadays, the challenges in the development of biosensors cover various aspects such as the need to improve the interface between the substrate and the biological material, the efficiency of the chemical signal transduction in a measurable one, the response time, the compatibility with biological matrices and the integration of different biological recognition elements in a single device, in order to perform detections of different analytes. In this context, the development of nanoscience has created very attractive features to optimize the aspects described above. Consequently, the present work studies the build up of nanostructured transducers that can operate more efficiently than the corresponding bulk materials (systems non-nanostructured). In one of the approaches used, a hybrid transducer consisting of copper hexacyanoferrate/polypyrrole (CuHCNFe/Ppy) had its electrochemical properties combined with the morphological and electronic properties of a felt decorated with cup-stacked type carbon nanotubes (felt/CSCNT) for development of a H2O2 sensor. Felt/CSCNT is a hydrophilic conductive mesh that allows a uniform dispersion of the hybrid transducer. This feature, coupled with the improvement of electroactive surface and with the electronic interaction among the CuHCNFe/Ppy and carbon nanotubes have created a favorable platform for the construction of a glucose biosensor. In a second strategy, polystyrene spheres with diameters of 300, 460, 600 and 800 nm were used as templates for the formation of macroporous CuHCNFe/Ppy films. The transducers were used to detect H2O2 in order to correlate the importance of pore size with the obtained analytical performance. Unlike expected, porous and bulk transducers presented very similar analytical performances, which led to a consideration of the thermodynamic properties of curved surfaces, the wettability of porous materials and the influence of electrochemical kinetics during the use of porous systems. Such platforms have also been successfully applied in the preparation of glucose and choline biosensors. Finally, it was possible to synthesize nanostructured transducers through the immobilization of Prussian blue layers and CuHCNFe inside the cavities of mesoporous TiO2 films (pore diameters of 13, 20 and 40 nm). The obtained results demonstrated the possibility of modulating the performance of H2O2 sensors according to the pore diameter and the amount of immobilized transducer. The union of the obtained analytical results with scanning electron microscopy data showed the importance of confinement effect on the transducers performances. In addition, spectroscopic data in the visible region were essential to correlate the presence of structural defects with the material reactivity. In the end, these platforms were used for the formulation of choline biosensors.

Os desafios atuais no desenvolvimento de biossensores abrangem diversos aspectos, tais como a necessidade de se aperfeiçoar a interface de contato entre o substrato e o material biológico, a eficiência de transdução do sinal químico em um sinal mensurável, o tempo de resposta, a compatibilidade dos biossensores com matrizes biológicas e a integração de diferentes elementos de reconhecimento biológico em um único dispositivo, visando a detecção de distintos analitos. Nesse contexto, o desenvolvimento da nanociência tem criado recursos bastante atraentes para otimizar os aspectos descritos acima. O presente trabalho apresenta, portanto, estudos realizados para a construção de mediadores nanoestruturados que possam operar de maneira mais eficiente que os correspondentes materiais maciços (sistemas não-nanoestruturados). Em uma das abordagens utilizadas, um mediador híbrido de hexacianoferrato de cobre/polipirrol (CuHCNFe/Ppy) teve suas propriedades eletroquímicas aliadas às propriedades morfológicas e eletrônicas de um feltro revestido com nanotubos de carbono do tipo \"cup-stacked\" (feltro/NTCCS) para o desenvolvimento de um sensor de H2O2. O feltro/NTCCS é uma malha hidrofílica condutora que permite uma dispersão bastante uniforme do mediador híbrido. Essa característica, aliada ao aumento da área eletroativa e à interação eletrônica existente entre o CuHCNFe/PPy e os nanotubos de carbono criaram uma plataforma favorável para a construção de um biossensor de glicose. Em uma segunda estratégia, esferas de poliestireno com diâmetros de 300, 460, 600 e 800 nm foram utilizadas como molde para a formação de filmes de CuHCNFe/PPy macroporosos. Os distintos mediadores foram aplicados na detecção de H2O2 com o intuito de se correlacionar a importância do tamanho do poro com o desempenho analítico obtido. Diferentemente do esperado, os mediadores maciços e porosos apresentaram desempenhos analíticos bastante similares, o que levou a uma consideração das propriedades termodinâmicas de superfícies curvas, da molhabilidade de materiais porosos e da influência da cinética eletroquímica na utilização de sistemas porosos. Tais plataformas também foram aplicadas com sucesso na construção de biossensores de glicose e de colina. Por fim, foi possível sintetizar mediadores nanoestruturados através da imobilização de camadas de azul da Prússia e de CuHCNFe dentro das cavidades de filmes de TiO2 mesoporosos (13, 20 e 40 nm de diâmetro). Os resultados obtidos demonstraram a possibilidade de se modular o desempenho dos sensores de H2O2 em função do diâmetro dos poros e da quantidade de mediador imobilizado. A união dos resultados analíticos obtidos com os dados de microscopia eletrônica de varredura possibilitou observar a importância do efeito de confinamento no desempenho dos mediadores. Além disso, dados espectroscópicos na região do visível foram fundamentais para relacionar a presença de defeitos estruturais com a reatividade do material. No fim, tais plataformas foram utilizadas para a formulação de biossensores de colina. / Nowadays, the challenges in the development of biosensors cover various aspects such as the need to improve the interface between the substrate and the biological material, the efficiency of the chemical signal transduction in a measurable one, the response time, the compatibility with biological matrices and the integration of different biological recognition elements in a single device, in order to perform detections of different analytes. In this context, the development of nanoscience has created very attractive features to optimize the aspects described above. Consequently, the present work studies the build up of nanostructured transducers that can operate more efficiently than the corresponding bulk materials (systems non-nanostructured). In one of the approaches used, a hybrid transducer consisting of copper hexacyanoferrate/polypyrrole (CuHCNFe/Ppy) had its electrochemical properties combined with the morphological and electronic properties of a felt decorated with cup-stacked type carbon nanotubes (felt/CSCNT) for development of a H2O2 sensor. Felt/CSCNT is a hydrophilic conductive mesh that allows a uniform dispersion of the hybrid transducer. This feature, coupled with the improvement of electroactive surface and with the electronic interaction among the CuHCNFe/Ppy and carbon nanotubes have created a favorable platform for the construction of a glucose biosensor. In a second strategy, polystyrene spheres with diameters of 300, 460, 600 and 800 nm were used as templates for the formation of macroporous CuHCNFe/Ppy films. The transducers were used to detect H2O2 in order to correlate the importance of pore size with the obtained analytical performance. Unlike expected, porous and bulk transducers presented very similar analytical performances, which led to a consideration of the thermodynamic properties of curved surfaces, the wettability of porous materials and the influence of electrochemical kinetics during the use of porous systems. Such platforms have also been successfully applied in the preparation of glucose and choline biosensors. Finally, it was possible to synthesize nanostructured transducers through the immobilization of Prussian blue layers and CuHCNFe inside the cavities of mesoporous TiO2 films (pore diameters of 13, 20 and 40 nm). The obtained results demonstrated the possibility of modulating the performance of H2O2 sensors according to the pore diameter and the amount of immobilized transducer. The union of the obtained analytical results with scanning electron microscopy data showed the importance of confinement effect on the transducers performances. In addition, spectroscopic data in the visible region were essential to correlate the presence of structural defects with the material reactivity. In the end, these platforms were used for the formulation of choline biosensors.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ClaudioLV.pdf: 1496908 bytes, checksum: 9da02c26d9351b21019488117fc27924 (MD5) Previous issue date: 2007-05-28 / Dispersions composed of polyelectrolyte complexes based on chitosan and poly(methacrylic acid), PMAA, were obtained by the dropping method and template polymerization. The effect of molecular weight of PMAA and ionic strength on the formation of chitosan/poly(methacrylic acid), CS/PMAA, complexes was evaluated using the dropping method. The increase in molecular weight of PMAA inhibited the formation of insoluble complexes, while the increase in ionic strength first favored the formation of the complex followed by inhibiting it at higher concentrations. The polyelectrolyte complexation was strongly dependent on macromolecular dimensions, both in terms of molecular weight and of coil expansion/contraction driven by polyelectrolyte effect. The resultant particles from dropping method and template polymerization were characterized as having regions with different charge densities: chitosan predominating in the core and poly(methacrylic acid) at the surface, the particles being negatively charged, as a consequence. Albumin was adsorbed on templatepolymerized CS/PMAA complexes (after crosslinking with glutardialdehyde) and pH was controlled in order to obtain two conditions: (i) adsorption of positively charged albumin, and (ii) adsorption of albumin at its isoelectric point. Adsorption isotherms and zeta potential measurements showed that albumin adsorption was controlled by hydrogen bonding/van der Waals interactions and that brushlike structures may enhance adsorption of albumin on these particles / Dispers?es formadas a partir de complexos polieletrol?ticos de quitosana e de poli(?cido metacr?lico), PMAA, foram obtidas tanto pelo m?todo de gotejamento, como pelo m?todo de polimeriza??o em molde. O efeito da massa molar do PMAA e da for?a i?nica na forma??o dos complexos de quitosana/poli(?cido metacr?lico), CS/PMAA, foi avaliado usando o m?todo de gotejamento. O aumento da massa molar do PMAA inibiu a forma??o dos complexos insol?veis, enquanto o aumento da for?a i?nica primeiramente favoreceu a forma??o dos complexos, depois a inibiu, em altas concentra??es de eletr?litos de baixa massa molar. A complexa??o dos polieletr?litos foi fortemente dependente das dimens?es macromoleculares, tanto em termos da massa molar quanto do efeito de expans?o/contra??o dos novelos, devido ao efeito polieletrol?tico. As part?culas resultantes tanto do m?todo de gotejamento, como da polimeriza??o em molde foram caracterizadas por apresentarem regi?es com diferentes densidades de carga: a quitosana predominantemente presente na regi?o central e o poli(?cido metacr?lico), na superf?cie, sendo, portanto, as part?culas carregadas negativamente. A albumina foi adsorvida nos complexos de CS/PMAA obtidos por polimeriza??o em molde (depois de sofrerem reticula??o covalente usando glutaralde?do) e o pH foi controlado a fim de se obter duas condi??es: (i) adsor??o de albumina carregada positivamente e (ii) adsor??o de albumina em seu ponto isoel?trico. As isotermas de adsor??o e as medidas de potencial zeta mostraram que a adsor??o da albumina foi controlada por liga??es de hidrog?nio/intera??es de van der Waals e que as estruturas em forma de escova puderam aumentar a adsor??o da albumina nessas part?culas

Tesis por compendio / [ES] En la actualidad, el modelado por deposición fundida (FDM) es el tipo de tecnología de fabricación aditiva más difundida y estudiada dada su facilidad de uso y economía de proceso. No obstante, debido a las anisotropías generadas durante el proceso aditivo, las piezas fabricadas mediante FDM presentan limitaciones en su uso funcional. Estas anisotropías dependen de los parámetros del proceso y pueden provocar variaciones dimensionales y cambios en las propiedades mecánicas de las piezas. Para mejorar dichas características, se puede recurrir a diversos post-procesos como el tratamiento térmico. Sin embargo, durante su aplicación se pueden producir variaciones dimensionales en las piezas tratadas que reduzcan o anulen su aplicabilidad industrial. En la presente Tesis Doctoral se ha abordado el estudio del comportamiento dimensional de piezas fabricadas mediante FDM sometidas a tratamiento térmico. Se ha evaluado una propuesta de mejora en el post-proceso consistente en el uso de un molde de polvo cerámico compactado alrededor de las piezas a fin de minimizar la aparición de deformaciones durante el tratamiento térmico. El estudio de las deformaciones durante el post-procesado térmico se ha focalizado en los dos materiales termoplásticos más empleados en FDM, el ácido poliláctico (PLA) y el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), de naturaleza semicristalina y amorfa respectivamente. Se han analizado las variaciones dimensionales sufridas por las piezas durante el tratamiento térmico, considerando la influencia de la orientación de las líneas depositadas, la temperatura del tratamiento y el uso del molde de polvo cerámico. Para evaluar la mejora aplicada en el post-procesado térmico, se ha definido y analizado la eficacia del molde con las mismas variables del estudio dimensional. A fin de poder predecir las deformaciones sufridas por las piezas tratadas y la eficacia del molde en un amplio rango de temperaturas, se ha realizado una aproximación polinómica con los resultados obtenidos experimentalmente. / [CA] Actualment, el modelatge per deposició fosa (FDM) és el tipus de tecnologia de fabricació additiva més difosa i estudiada atesa la facilitat d'ús i economia de procés. Això no obstant, a causa de les anisotropies generades durant el procés additiu, les peces fabricades mitjançant FDM presenten limitacions en el seu ús funcional. Aquestes anisotropies depenen dels paràmetres del procés i poden provocar variacions dimensionals i canvis a les propietats mecàniques de les peces. Per millorar aquestes característiques, es pot recórrer a diversos postprocessos com el tractament tèrmic. No obstant això, durant la seva aplicació es poden produir variacions dimensionals a les peces tractades que redueixin o anul·lin la seva aplicabilitat industrial. En aquesta Tesi Doctoral s'ha abordat l'estudi del comportament dimensional de peces fabricades mitjançant FDM sotmeses a tractament tèrmic. S'ha avaluat una proposta de millora en el post-procés consistent en l'ús d'un motlle de pols ceràmic compactat al voltant de les peces per tal de minimitzar l'aparició de deformacions durant el tractament tèrmic. L'estudi de les deformacions durant el post-processat tèrmic s'ha focalitzat en els dos materials termoplásticos més empleats en FDM, l'àcid poliláctico (PLA) i l'acrilonitrilo butadien estireno (ABS), de naturalesa semicristalina i amorfa respectivament. S'han analitzat les variacions dimensionals sofrides per les peces durant el tractament tèrmic, tenint en compte la influència de l'orientació de les línies dipositades, la temperatura del tractament i l'ús del motlle de pols ceràmic. Per avaluar la millora aplicada en el post-processat tèrmic, s'ha definit i analitzat l'eficàcia del motlle amb les mateixes variables de l'estudi dimensional. Per tal de poder predir les deformacions patides per les peces tractades i l'eficàcia del motlle en un ampli rang de temperatures, s'ha fet una aproximació polinòmica amb els resultats obtinguts experimentalment. / [EN] Nowadays, fused deposition modeling (FDM) is the most widespread and studied additive manufacturing technology due to its ease of use and process economics. However, due to the anisotropies generated during the additive process, FDM fabricated parts have limitations in their functional use. These anisotropies depend on the process parameters and can lead to dimensional variations and changes in the mechanical properties of the parts. Various post-processes, such as heat treatment, can be used to improve these characteristics. However, during its application, dimensional variations can occur in the treated parts that reduce or make their industrial applicability impossible. In this Thesis, the dimensional behavior of FDM parts subjected to heat treatment has been studied. A post-processing improvement proposal consisting of using a compacted ceramic powder mould around the parts to minimize deformations during the heat treatment has been evaluated. The study of deformations during thermal post-processing has focused on the two most widely used thermoplastic materials in FDM, polylactic acid (PLA) and acrylonitrile butadiene styrene (ABS), with semi-crystalline and amorphous nature respectively. For this purpose, standard specimens coded according to different internal geometries were manufactured. The dimensional variations suffered by the parts during the heat treatment have been analyzed considering the influence of the orientation of the deposited lines, the material used, the treatment temperature and the use of the ceramic powder mould. To evaluate the thermal post-processing improvement, the effectiveness of mould has been defined and analyzed with the same variables of the dimensional study. To predict the deformations suffered by the treated parts and the efficacy of the mould in a wide range of temperatures, a polynomial approximation has been fitted to the results obtained experimentally. / Lluch Cerezo, J. (2023). Análisis y mejora del comportamiento dimensional de termoplásticos impresos en 3D mediante modelado por deposición fundida sometidos a un proceso de tratamiento térmico [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/194607 / Compendio