Este trabalho tem como foco central a investigação de possibilidades de obtenção de peças metálicas, na forma de esculturas, por fundição, com vazamento por gravidade e que tenham como característica formal uma geometria complexa. Na interface interdisciplinar entre Arte e Engenharia, o estudo aborda a técnica de fundição por cera perdida e suas características, os materiais envolvidos nos processos de construção do modelo e do molde, e a realização prática de peças fundidas. Através do fazer, da aplicação das técnicas de fundição, da construção de um relato de experiências e das reflexões geradas a partir da análise dos resultados, o texto procura estabelecer a viabilidade da aplicação das técnicas de fundição por cera perdida, em atelier de escultura, com propósitos artísticos. / The following work has as its central focus the investigation of possibilities in the attainment of metallic pieces, in the form of sculptures, through foundry with filling by gravity and a complex geometry as their formal characteristic. In the interdisciplinary interface between Art and Engineering, the study approaches the lost wax foundry technique and its characteristics, as well as the materials involved in the processes of construction of the model and the mold and the practical accomplishment of the foundry pieces. The text attempts to establish the viability of the employment of the foundry techniques of lost wax through the execution, the application of the foundry techniques, the elaboration of a report of experiences and the thoughts generated from the analysis of the results in a sculpture studio with artistic purposes.

Este trabalho apresenta resultados de testes com processo de usinagem para diferentes ferramentas de torneamento. Foram realizados ensaios para avaliar a diferença de comportamento quantoa esforçosde cortee acabamentosuperficialem operaçãode torneamento para um mesmo tipo de ferramenta, com variação na superfície de saída, sendo uma com quebra cavaco com outra de superfície de saída lisa. O material usinado foi aço ao carbono 1045 recozido, testado para duas diferentes velocidades, variando-se também a profundidade de corte e avanço para cada ensaio. Os testes foram executados em um torno mecânico convencional, onde as variáveis do processo foram coletadas com um sistema de aquisição de dados, através de um dinamômetro piezoelétrico para avaliação das forças de corte e um rugosímetro portátil para medida da rugas idade superficial. Observou-se nos resultados, uma forte diminuição dos esforços quando aplicada a ferramenta sinuosa com quebra-cavaco, bem como melhoria nas características do cavaco. Em relação à rugas idade superficial houve uma pequena melhora quando utilizada a ferramenta com superfície de saída lisa, situação decorrente das condições de remoção do cavaco. / This wark presents the results af machiningpracess tests with different turning tools. Tests were done to evaluate behaviors differenceson cutting efforts and surface finishing in turning operations to a same type of tool, with a variation on rake face, where one had a chipbreaker groove and the other are flat. The machining material was 1045 annealed carbon steel, tested to two different cutting speeds, changing also the depth of cut and the feed rate for each case. The tests were done in a conventionallathe, where the process variances were collected by a data acquisition system, through a piezoelectric dynamometer to evaluate the cut efforts and a portable rugosimeter to measure the surface roughness. The results show a strong reduction of the efforts when grooved tools with chip-breaker were applied as well an improvement on the chip characteristics. In relation to the surface roughness, it was observed a slight improvement when the tlat tool was used, because ofthe conditions of chip remova!.

O presente trabalho estuda o processo de estampagem incremental em chapas de alumínio puro, descrevendo as ferramentas e um suporte prensa chapas. Estuda e pesquisa bibliograficamente e experimentalmente o processo de estampagem incremental. O trabalho apresenta os procedimentos de caracterização utilizados para determinar os limites do processo, aplicáveis para chapas de 0,5 mm de espessura em alumínio puro. A caracterização da chapa, juntamente com o ensaio mecânico de tração e os testes práticos de estampagem fornecerão um panorama da estampagem incremental, para algumas situações diversas sobre o tema. Para a execução dos testes práticos foi fabricado um dispositivo prensa chapas e um punção, matriz incremental e ferramenta de estampagem incremental, também foram feitas adaptações na máquina CNC, centro de usinagem CNC com três eixos. / This paper studies the process of incremental sheet forming, in plates the aluminum pure, describing the tools and support a press plates. Studies and literature search and experimentally the process of stamping incremental. The work presents the characterization of procedures used to determine the limits of the process, applicable to plates of 0.5 mm thick pure aluminum. The characterization of the plate, along with mechanical traction test and practical tests of printing provide an overview of incremental printing, for some different situations on the subject. For the practical implementation of the tests was a device manufactured press plates and a puncture, matrix and incremental tool for stamping incremental, were also made adjustments in the CNC machine, CNC machining center with three axles.

Este trabalho tem como objetivo geral avaliar o comportamento do processo de extrusão inversa para produzir pequenas peças em titânio puro CP grau 4 e promover a fabricação de uma pré forma visando o implante dentário modelo cone morse. Inicialmente, analisou-se o contexto da implantologia, identificando-se o problema da pesquisa. Em seguida, levantou-se um referencial bibliográfico sobre conformação mecânica, extrusão inversa, implantes dentários e titânio. Diante deste contexto, foi executado um planejamento experimental. Estudos preliminares da matéria-prima foram realizados para caracterização do material a ser conformado. Foi desenvolvida uma ferramenta para conformação por extrusão inversa a frio. As atividades relacionadas à alteração do fator do tamanho de grão e parâmetros definidos no equipamento como a velocidade e diâmetro do punção, estabeleceram as variáveis independentes no ensaio. Após realização dos experimentos, dados de dureza, fibramento e força de extrusão foram coletados e analisados estatisticamente. Finalmente, a partir da análise da peça extrudada, observou-se a viabilidade do uso da conformação a frio do titânio em pequenas peças, obtendo-se boa precisão dimensional e controle operacional. / This study aims at evaluating the behavior of indirect extrusion process to produce small parts in pure titanium grade 4 CP and manufacture a preform targeting dental implant model morse taper. Initially, the context of implantology was analyzed, identifying the research problem. Bibliographic reference on metal forming, extrusion inverse, dental implants and titanium was performed. Given this context, an experimental design was executed. Preliminary studies of the feedstock were carried out to characterize the material to be shaped. A tool for inverse cold extrusion was developed. Activities related to the change in grain size and parameters defined in the equipment and the speed and diameter of the punch, established the independent variables in the experiment. After finish of the experiments, data of hardness, grain flow and extrusion force were collected and analyzed statistically. Finally, from the analysis of extruded piece was observed feasibility of using cold forming of titanium in small pieces with good dimensional accuracy and operational control.

Com a necessidade da obtenção da informação ser disponibilizada em vários locais simultaneamente, mostrando resultados on-line, faz com que as redes de comunicação de dados estejam cada vez mais presentes no dia-a-dia das pessoas e das empresas obrigando a constante busca por novas técnicas e meios de estabelecer essa comunicação. Disponibilizar sistemas de monitoração, supervisão e controle de dados on-line em máquinas e equipamentos em tempo real, não é uma tarefa nada fácil. Na estratégia de investimento, a escolha apropriada da rede e o meio de estabelecer essa comunicação na integração dos diversos equipamentos distribuídos em locais diferentes (remotos) é um fator importante para o sucesso dos dados que se queiram monitorar. O presente trabalho mostra as tecnologias de comunicação sem fio – Wireless e Celular através de uma pesquisa e estudo de caso feito em Laboratório da UFRGS e Faculdade SATC com a criação de um protótipo de uma interface de aquisição de dados utilizando a rede celular GSM/GPRS para simular a transmissão e recepção de dados para o monitoramento remoto de 02 (duas) variáveis aqui definidas como vibração da torre e desgaste de pastilha de freio em aerogerador de pequeno porte. Os dados aqui estudados mostram resultados que podem ser úteis para qualquer empresa que planeje implantar um sistema de monitoramento remoto através da Rede Celular (GSM/GPRS). Apesar de no experimento ter sido utilizado variáveis de um aerogerador, são mostradas outras aplicações possíveis de monitoramento remoto utilizando-se o canal de comunicação ar. / With the need to obtain the information be made available in several places simultaneously, showing results online, means that the networks of communication of data are increasingly present in the day-to-day of people and businesses requiring the constant search for new techniques and means to establish such communication. Enabling systems for monitoring, surveillance and control of data online in machinery and equipment in real time, nothing is not an easy task. In investment strategy, the choice of appropriate network and the means to establish this communication in the integration of the various equipment distributed in different locations (remote) is an important factor for the success of the data that we want to track. The present work shows the wireless communication technologies-Wireless and Mobile through a search and case study done in the laboratory and UFRGS and SATC College with the creation of a prototype of an interface for data acquisition using the GSM / GPRS cellular network to simulate the transmission and reception of data to the remote monitoring of 02 (two) variables here defined as vibration of the tower and wear of the brake chip in wind power of small. The data studied here show us results that can be useful for any business that plan deploy a system for remote monitoring via the Network Mobile (GSM / GPRS). Although the experiment have used variables of a wind power, are shown other possible applications of remote monitoring using the channel of communication wireless.

Nos modernos sistemas produtivos exige-se crescente aumento na eficiência global, o que implica em otimização nas etapas de processo. Neste contexto, o arranjo de um layout industrial é um conceito fundamental para a eficácia de um sistema, que deve ser considerada na sua concepção. Em um ambiente industrial podem-se conceber diversos tipos de layout, de acordo com a diversidade de itens e do modo de produção adotado, da demanda de mercado. O presente trabalho aborda o projeto de layout do tipo celular, uma modalidade de arranjo utilizado na engenharia industrial que permite atender diversidade de produção compatível com certa flexibilidade operacional. Dentre as diversas técnicas e abordagens aplicadas para a formação de células de manufatura, adota-se especificamente uma aplicação de Algoritmo Genético, implementada através de uma interface em Matlab, onde são abordados tópicos como: a geração da população inicial, a codificação do cromossomo,a função objetivo, as restrições do problema, os operadores de cruzamento e mutação e a confiabilidade do algoritmo proposto. Dos resultados obtidos, constata-se que os Algoritmos Genéticos são ferramentas confiáveis para a otimização de sistemas de fabricação, obtendo-se respostas que cumprem os requisitos básicos de projeto de uma célula, além de apresentar valores de convergência na geração de grupos de máquinas e famílias de peças. / In modern production systems it requires increasing the overall efficiency, which results in the optimization process steps. In this context, the arrangement of an industrial layout is a fundamental concept to the effectiveness of a system that must be considered in its design. An industrial environment can be designed with layouts of several types, according to the diversity of items, adopted production mode and market demand. This paper discusses the design layout of the cellular type, an arrangement used in industrial engineering that allows diversity to meet production compatible with operational flexibility. Among the various techniques and approaches applied to the formation of manufacturing cells, specifically here it is adopted an application of genetic algorithm, implemented using an interface in Matlab, where several topics are covered, namely: the generation of the initial population, the chromosome coding, operators of Crossover, mutation and reliability of the proposed algorithm. The obtained results show that the Genetic Algorithms are reliable tools for the optimization of manufacturing systems, obtaining responses that meet the basic requirements of a cell design, and presenting convergence values in the generation of machine groups and family of parts.

A união por conformação eletromagnética de perfis tubulares de alta condutividade elétrica é um processo inovador e limpo que pode substituir com sucesso os processos convencionais de união baseados na fixação mecânica por parafusos, rebites, soldagem e adesivos estruturais. Esta tecnologia funciona a temperatura ambiente, permite a união de materiais diferentes e oferece potencial para promover novas aplicações na montagem de estruturas leves. Neste trabalho busca-se compreender a união por interferência de tubos por cravamento eletromagnético em termos de seus principais parâmetros com o objetivo de identificar a influência na resistência global das uniões e estabelecer a faixa útil de condições operacionais do processo. Inicialmente são apresentados os fundamentos teóricos do processo de conformação eletromagnética e suas principais variantes operacionais, seguido de um resumo do estado atual do conhecimento da aplicação desta tecnologia na união de perfis tubulares no qual é verificado que os parâmetros mecânicos são a tensão residual no mandril, a área e forma da zona de união e o coeficiente de atrito entre os componentes. Entretanto, tais parâmetros estão relacionados de forma complexa com o processo de cravamento eletromagnético, a começar pela energia e a distribuição do pulso de pressão magnética gerados pela máquina e ferramenta que “disparam” o processo de conformação, a folga inicial entre componentes, o material dos componentes e, a geometria, forma e rugosidade do mandril. O estudo experimental foca a união por interferência de tubos de alumínio (AA6082-O) com mandris de aço (AISI 1045) e alumínio (AA6082 nos estados O e T6) investigando de forma gradual a influência de parâmetros do processo na resistência mecânica (à tração) deste tipo de uniões. Os resultados obtidos demonstram que a resistência mecânica da união e os modos de falha associados são diretamente relacionados com os parâmetros de processo e condições do mandril. Além disso, outras importantes contribuições são apresentadas em relação à instrumentação para medição de fluxo magnético e eficiência global do processo e para o desenvolvimento e aplicações industriais desta tecnologia. / Joining of tubular profiles with high electrical conductivity by electromagnetic forming (EMF) is an innovative and clean technology that can successfully replace conventional joining technologies based on mechanical fixing with fasteners, rivets, welding and structural adhesives. The technology works at room temperature, allows joining dissimilar materials and offers potential to foster new applications in the assembly of lightweight tubular frame structures. This work investigates the interference-fit joining of tubes by electromagnetic crimping in terms of its major parameters with the aim of identifying their influence on the overall strength of the joints and establishing the useful range of process operating conditions. Initially, the theoretical principles of EMF and its main operational process variants are presented, followed by a summary of the current state of the knowledge of its application in the joining of tubular profiles in which it is found that the mechanical parameters are the residual stress at the joint interface, the area and shape of the joint interface and the friction coefficient between the joining partners. However, these parameters are related in a very complex way with the electromagnetic crimping process parameters, starting with the charging energy and by the machine and tool which generates the distribution of the magnetic pressure pulse that “triggers” the forming process, the initial gap between joining partners, the mandrel properties such as material, geometry, shape and surface roughness. The experimental study focuses the interference-fit of aluminum tubes (AA6082-O) on mandrels made of different materials and metallurgical conditions (AISI 1045, AA6082-O and AA6082-T6) and, therefore, the process is analyzed by the gradual influence of other process parameters aiming to achieve high strength joints. Results show that the joint strength and the associated failure mechanisms are directly related to process parameters and mandrel conditions. In addition, other important contributions are presented regarding the instrumentation for measuring the magnetic flux and overall process efficiency and to the development and implementation of this technology in industrial processes.

Este trabalho tem como propósito analisar o modelo matemático baseado na Teoria Elementar da Plasticidade (TEP) para o Forjamento em Matriz Aberta (FMA) de tarugos cilíndricos com o intuito de obter um eixo vazado para a utilização em aerogeradores. Foram realizadas simulações computacionais pelo Método dos Elementos Finitos (FEM) com efeito de comparação, utilizando o software Simufact.Forming 11.0. Foi exposto a sequência de cálculos e as interações realizadas para a construção de um modelo matemático a partir da TEP. Esse modelo matemático foi aplicado para os dois primeiros recalques em um tarugo cilíndrico vazado. Ambos os recalques foram executados no processo de Forjamento em Matriz Aberta. Tanto com o procedimento matemático baseado na TEP, quanto na simulação numérica baseado no FEM, foram obtidos os valores de distribuição de deformações, de distribuição de tensões e de forças de compressão requeridos pela prensa de forjamento para ambos os recalques. Com a conclusão dos experimentos físicos foi constatado que os valores das forças obtidos pela Teoria Elementar da Plasticidade (TEP) e pelo Método dos Elementos Finitos (FEM) variaram aproximadamente entre 5 a 15% em relação aos valores experimentais, possibilitando fazer comparações com variações e alterações na metodologia do processo. Observou-se que as regiões que apresentaram maiores concentrações de deformações equivalentes e tensões na direção z pelo modelo matemático (TEP) coincidiram com as regiões de maiores concentrações encontradas no software de simulação numérica (FEM). Desta forma, estima-se para a geometria estudada que a TEP pode ser empregada como uma ferramenta de simulação eficiente no processo de Forjamento em Matriz Aberta. / This paper aims to analyze the mathematical model based on the Plasticity Elementary Theory (TEP) for the Open Die Forging of cylindrical billets in order to get a hollow shaft for using in wind generator. Computer simulations were performed by the Finite Element Method (FEM) with purpose of comparison, using the software Simufact.Forming 11.0. It was exposed the calculations sequence and performed interactions to make a mathematical model from the TEP. This mathematical model was applied for the first two upsetting in a hollow cylindrical billet. Both upsetting were executed in the process of Open Die Forging. Both the mathematical method based in the TEP as the numerical simulation based in the FEM, it were obtained the value of the strains distribution, the stresses distribution and the compressive force required by the forging press for both upsetting. With the physical experiments concluded, it was found that the forces values obtained by the TEP and by the FEM ranged approximately between 5 and 15% compared to the experimental values, allowing make comparisons with variations and changes in the process methodology. It was observed that regions where showed higher concentrations of equivalent strains and stresses in the z direction by the mathematical model (TEP) coincided with the regions of higher concentrations found numerical simulation software (FEM). It’s demonstrated for the geometry studied that the TEP can be employed as a simulation efficient tool in the process of Open Die Forging.

O estado do Rio Grande do Sul detém grande parte da produção de ágata no Brasil, sendo que o Distrito Mineiro de Salto do Jacuí possui uma das maiores jazidas desse mineral. No processo de beneficiamento dos geodos de ágata, após realizada a seleção de qualidade, os melhores, são destinados ao comércio exterior, e os demais, vendidos aos comerciantes locais para a produção de adornos para casa e para uso pessoal. Entre estes, encontram-se os anéis, confeccionados artesanalmente por pequenas fábricas. Observou-se que esses anéis, adquiridos no comércio de Soledade, RS, e em uma empresa situada na cidade de Lajeado, RS, apresentam diferença entre as suas espessuras laterais. Por lateral entende-se a porção do anel que pode ficar entre os dedos. Essa diferença tende a causar desconforto ao usuário, conhecido por percepção cinestésica, tornando o anel ergonomicamente impróprio para uso diário. A análise do senso cinestésico é realizada pela interpretação do que ocorre com uma parte do corpo quando determinada tarefa é executada, percebendo as forças e tensões exercidas pelo músculo. A partir disso, o objetivo do trabalho foi propor e investigar uma nova forma de fabricação desses adornos, utilizando softwares adequados para modelagem do anel e do equipamento de corte por jato d’água, que poderão proporcionar precisão do corte dos anéis em ágata, além de acelerar o processo de fabricação. Como conclusão do presente estudo, é possível afirmar que há dificuldades em manter a espessura de parede dos anéis, mas, se forem controladas as condições de pressão (318 MPa a 333 MPa) e velocidade de corte do equipamento (10 mm/s), é possível obter espessuras compatíveis para o aro dos anéis. / The state of Rio Grande Do Sul produces most of the agate in Brazil. The Salto do Jacuí mining district has one of the largest deposits of this gemological material. In the processing of agate geodes, the best geodes are intended for foreign trade after the quality selection is performed. The others are sold to local traders for the manufacture of home decoration and personal use items. Rings are among these. They are handmade by local and small factories. We observed that these rings, purchased in stores in the city of Soledade (in the state of Rio Grande do Sul) and in a company located in the city of Lajeado (in the same state), have different side thicknesses. Sides are the part of the ring that may be between the fingers. This difference tends to make the person wearing the ring uncomfortable. It is known as kinaesthetic perception, making the ring ergonomically improper for daily use. The analysis of the kinaesthetic sense is carried out by interpreting what happens with a part of the body when a certain task is performed, perceiving the forces and tensions created by the muscle. Based on this, the objective of this paper was to propose and to investigate a new way to manufacture these adornments, using proper softwares to model the ring and the water jet cutting equipment, which will be able to provide precision of the cut of the agate rings, in addition to speeding up the manufacturing process. The present study concludes that it is possible to state that there are difficulties in keeping the thickness of the walls of the rings. However, if the equipment's pressure conditions (318 MPa to 333 MPa) and cutting speed (10 mm/s) are controlled, it is possible to get compatible thicknesses for the hoop of the rings.

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