Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Automação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de doutoramento. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese (doutorado) - Universidade de São Paulo, Faculdade de Odontologia / Made available in DSpace on 2012-10-16T06:55:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T00:22:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 247321.pdf: 7669389 bytes, checksum: 0b390150a66eaed1d1223f720a08308a (MD5) / Diante de um mercado global cada vez mais competitivo, as empresas têm focalizado parte de seus esforços no desenvolvimento rápido e eficaz de novos produtos para atender as demandas e manter-se competitivas. No setor de componentes injetados, em geral, uma empresa é responsável pela criação do produto/componente; outra, pelo molde de injeção; e outra, pela fabricação dos componentes. Mesmo nos casos em que esses processos são realizados na mesma empresa, observam-se, normalmente, diferentes departamentos responsáveis pelas atividades. O molde de injeção, no processo de desenvolvimento de componentes injetados, é um sistema complexo e de custo elevado, e de grande importância para a obtenção de componentes de qualidade. Contudo, é realizado por diferentes pessoas de forma fragmentada, potencializando vários problemas, tais como retrabalho, aumento dos custos e tempos de desenvolvimento. Nesse contexto, este trabalho aborda, de forma abrangente, a sistematização do processo de desenvolvimento integrado de moldes de injeção de termoplásticos, considerando conceitos de metodologia de projeto, gerenciamento de projetos e de engenharia simultânea. Essa sistematização visa suportar as atividades da equipe que estará envolvida no desenvolvimento do molde de injeção, por meio de um modelo de referência que estruture os processos, suas entradas, atividades, saídas, métodos, ferramentas de suporte e que especifique os relacionamentos entre tais elementos. Para avaliar a natureza dessa problemática, estabelecer as questões da pesquisa e planejar a proposição do modelo de referência, além do estudo da literatura pertinente ao tema, foram caracterizadas as práticas nas empresas fabricantes de moldes, identificando suas potencialidades e dificuldades em relação ao processo de desenvolvimento. O modelo de referência proposto é constituído pelas seguintes fases: i) contratação do desenvolvimento do molde; ii) planejamento do processo de desenvolvimento do molde; iii) projeto do molde; iv) fabricação do molde; e v) certificação do molde. A avaliação do modelo foi realizada por especialistas nas áreas de conhecimento deste trabalho e por profissionais da indústria de moldes, apresentando resultados que mostram as contribuições do modelo proposto para o avanço na área de desenvolvimento de moldes.

Tese - (doutorado) Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:07:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / No desenvolvimento de produtos poliméricos injetados a etapa de fabricação do molde é uma das mais críticas devido ao alto custo e longo tempo de fabricação. O surgimento das tecnologias de prototipagem rápida (RP) e de ferramental rápido (RT), favoreceu o processo de desenvolvimento de produtos em tempos menores com boa precisão dimensional, fomentando o crescimento da competitividade das empresas e a introdução no mercado de idéias inovadoras de uma forma rápida e eficaz. Dentro das tecnologias de ferramental rápido que têm recebido destaque, encontra-se o vazamento de resina com cargas metálicas. Esta técnica possibilita a construção de moldes usando materiais compósitos, os quais apresentam maior resistência que os utilizados por as outras técnicas. O uso destes materiais em moldes para injeção gera dúvidas sobre os procedimentos de fabricação e os parâmetros empregados no processo de moldagem por injeção. Portanto, torna-se importante conhecer o comportamento da ferramenta e a influência dos procedimentos de fabricação (mistura, aplicação de vácuo, vazamento e pós-cura) no desempenho desta. Neste trabalho foram realizados ensaios térmicos e mecânicos em corpos de prova para avaliar o efeito das etapas de fabricação nas propriedades da resina epóxi/alumínio. Os estudos mostraram que na etapa de mistura da resina epóxi/alumínio, a velocidade de mistura tem uma grande influência na formação de bolhas no material o que afeta a resistência deste. Foi estudado o comportamento térmico dos moldes durante a injeção de PP, sendo que os corpos de prova injetados no molde em resina epóxi/alumínio apresentaram pequenas diferenças no grau de cristalinidade, porém as propriedades mecânicas semelhantes aos corpos de prova injetados em molde de aço. O estudo dos moldes com geometria macho-fêmea e geometria com features, mostrou que a resina tem um bom desempenho mecânico na injeção de termoplásticos sendo bastante viável na produção de pequenas séries de produtos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T21:24:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 106948.pdf: 5343927 bytes, checksum: 85d7b2ba75f14faa5085f0ddbdb7da87 (MD5) Previous issue date: 1997 / No decorrer deste trabalho são abordadas diversas tecnologias diretamente envolvidas com a usinagem de cavidades de moldes para a indústria do plástico, tais como a usinagem propriamente dita, o estado atual das máquinas de comando numérico e o que se dispõe atualmente, em termos de ferramentas CAD/CAM, para atender as ferramentarias nacionais. São também mostradas três maneiras pelas quais se pode separar as ferramentarias em grupos, para que, utilizando a idéia da Tecnologia de Grupo, se possa classificar estas empresas, segundo sua especialidade, visando atender determinada fatia do mercado. Busca-se com isto agrupar informações a respeito do estado da arte na usinagem CNC de cavidades de moldes para plástico, apresentar uma metodologia que seja aplicável às ferramentarias, já colocadas no mercado, permitindo que estas possam realizar uma escolha adequada dos sistemas de programação para o fresamento de cavidades.Finalmente este trabalho descreve uma aplicação prática (estudo de caso) relacionada com o fresamento da cavidade de um molde, incluindo a programação e a simulação das trajetórias da ferramenta, diretamente no comando de uma máquina, visando demonstrar o potencial de tal tipo de sistema de programação.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-21T09:41:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 221451.pdf: 2016605 bytes, checksum: 7b48566a2203a829665d46db35c92aa8 (MD5) / A colagem é um processo utilizado para formação de peças cerâmicas com formas complexas. Este método originado entre os anos de 1700 a 1740 vem emergindo como uma das principais técnicas utilizadas na indústria cerâmica, tanto para produção de peças tradicionais como para o desenvolvimento da cerâmica avançada. Uma de suas principais características é a capacidade de obtenção de peças com formato complexo e homogeneidade na sua microestrutura. O processo envolve basicamente uma suspensão de matérias primas cerâmicas na forma de pó em meio líquido e um molde poroso. A suspensão conhecida como barbotina, é inserida no molde que removerá o líquido através da ação de seus capilares conferindo o formato da cavidade do molde à peça. O mercado cerâmico de peças especiais para revestimento de parede vem crescendo desde 2000. Enquanto o metro quadrado de um azulejo comum é cotado, em média, à R$ 10.00, o preço para peças especiais decoradas à mão custa no mínimo, R$ 70.00 / m2. As peças especiais para este nicho de mercado são conformadas, quase que na sua totalidade, por prensagem, método que não consegue produzir peças em formas e relevos muito complexos. Neste estudo desenvolveu-se uma massa cerâmica para a

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T22:42:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T02:08:33Z : No. of bitstreams: 1 185974.pdf: 17985744 bytes, checksum: 271cfe084a642f048b64741397538870 (MD5) / Investiga a possibilidade de aplicar a estereolitografia na fabricação de moldes a serem empregados na produção de peças em plástico reforçado com fibra de vidro, utilizando o processo de laminação manual. Estuda o desenvolvimento de moldes fabricados por estereolitografia e moldes produzidos através de processos consagrados de ferramental (tradicional e por usinagem), observando o aspecto visual. Adicionalmente, investiga o desvio-padrão das peças produzidas com cada molde e os tempos de construção dos moldes. Sugere também, alternativas para a continuidade do estudo.

A técnica de sinterização por plasma, também conhecida como processo SPS (Spark Plasma Sintering), é um processo para consolidação e sinterização de pós, em que corrente elétrica alternada pulsada e pressão de compactação são aplicadas simultaneamente aos componentes ferramentais (molde, punções, etc.). O molde utilizado neste processo tradicionalmente é cilíndrico, composto por grafite e permite a fabricação de amostras com geometria circular. Esse processo também possibilita a sinterização de um grande número de materiais, em especial, Materiais com Gradação Funcional (MGF). Tendo em vista os aspectos de geometria e composição da amostra, um projeto de otimização de moldes pode ser desenvolvido visando a fabricação de amostras com geometrias e gradação complexas. Com isso, é possível adequar a geometria do molde ao formato e composição da amostra que se deseja sinterizar, visando uma sinterização uniforme. Portanto, o objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de uma metodologia para projetos de moldes utilizados na sinterização por plasma. Esta metodologia consiste na implementação de um algoritmo de otimização baseado no Método de Otimização Topológica (MOT), considerando três tipos de abordagem: a primeira abordagem, a qual visa a geometria da amostra, busca obter um molde prismático considerando amostras com geometria arbitrária, como por exemplo quadrada, triangular ou em cruz, com o objetivo de uniformizar o campo de temperaturas na amostra: na segunda abordagem, que considera moldes para a fabricação de amostras (MGF, os moldes podem ser projetados de modo a produzirem um gradiente de temperatura, na direção axial, através da variação da espessura da parede do molde; a terceira abordagem considera um molde constituído por material compósito. Nesta última abordagem é proposto um novo conceito de molde, onde se busca trabalhar não apenas com a geometria, como também com a microestrutura do molde dada por um material anisotrópico. Para a implementação do algoritmo de otimização, um modelo computacional baseado no Método dos Elementos Finitos (MEF), é desenvolvido considerando o processo SPS como um problema de acoplamento eletrotérmico. Na implementação do MOT utiliza-se um modelo de material baseado no SIMP (Solid Isotropic Material with Penalization) e Programação Linear Sequencial (PLS) para resolver o problema de otimização do molde. Todo algoritmo de otimização é implementado na linguagem própria do ambiente Matlab® e o pós-processamento, para verificação e validação dos resultados, é executado no software comercial Comsol®. / The Spark Plasma Sintering (SPS) technique is a powder consolidating and sintering process, in which pulsed DC electric current and pressure loads are applied simultaneously in the tool system components (graphite die, punchers, etc.) in order to perform the sintering process. Generally, a cylindrical graphite die is used for circular samples manufacturing and through this process the sinterization of a large number of materials, including Functionally Graded Materials (FGM), is possible. Considering the geometry and sample material aspects, an optimization die design technique can be developed based on the manufacturing of samples with complex geometry and gradation. Thus, it is possible to adjust the die geometry to the sample geometry or gradation in order to achieve a uniform sinterization. Therefore, the aim of this work is the development of a methodology to be applied in the design of dies used in SPS sintering process. This methodology consists of implementing an optimization algorithm based on the Topology Optimization Method (TOM), considering three approaches: in the first one a prismatic die is designed to process a sample with arbitrary geometry, for example square, triangular and cross sample; in the second approach the change of the die wall thickness is considered to achieve a predefined temperature gradient in the gradation direction of MGF samples and the third approach the same previous objective is considered, however the focus is the optimization of thermal conductive fibers. In the latest approach, a new die concept is proposed, where the objective is to optimize not only the die geometry but he microstructure considering a die composed by an anisotropic material. T implement the optimization algorithm a computational model based on the Finite Element Method (FEM) is developed considering the SPS process as an electrothermal coupled problem. In the TOM implementation a material model based on SIMP (Solid Isotropic Material with Penalization) is adopted and the Sequential Linear Programming is used to solve the optimization problem. The optimization algorithm is implemented using the Matlab® environment and the pos-processing, for verification and validation of the obtained results is carried out by using Comsol®.

O presente trabalho analisa as propriedades metalúrgicas de aços ligados para a fabricação de moldes e os seus reflexos na usinabilidade. Os aços em questão são: ISO P20, ISO P50 e ISO P100. Os parâmetros de usinabilidade estudados são: vida de ferramenta com passadas retilíneas, vida de ferramenta por meio de abertura de cavidade, força de corte, avaliação do cavaco e acabamento superficial. Para uma mesma condição de corte, o aço ISO P50 destaca-se no parâmetro de vida de ferramenta. Isto se deve a adição de cálcio, que refina os grãos, e à ausência de cromo em sua composição. O ISO P20, o aço mais tradicional nas ferramentarias, possui cromo em sua liga que, por ser abrasivo à ferramenta de corte prejudicou o resultado da vida de ferramenta. O ISO P100 apresenta carbonitretos em sua liga, elementos altamente duros e abrasivos, porém com pouca tensão residual. A tarefa de seleção do aço não é fácil. Para lançamentos de novos produtos, onde o tempo de lançamento é fundamental, o uso do aço ISO P50, embora custando em média o dobro que o ISO P20, deve ser levado em conta. Para moldes onde há muitos furos e/ou tolerâncias pequenas, o uso do ISO P100 pode ser necessário. Para o caso de produtos já em linha, e que existe a necessidade de substituição de um molde em funcionamento e a um maior tempo de planejamento, o ISO P20 ainda mantém o melhor custo benefício.