Neste trabalho foi desenvolvido o projeto e fabricação de quatro componentes de uma pinça de biópsia (concha, garfo, oito e haste), através da micromoldagem de pós metálicos por injeção. A matéria prima utilizada neste trabalho é conhecida comercialmente como CATAMOLD® 316L A. Corpos de prova foram obtidos através da injeção em uma injetora de baixa pressão para determinação da quantidade de pó de aço inoxidável 316L e sistema aglutinante contida na matéria prima. Ensaios de injetabilidade foram realizados para análise do comportamento da matéria prima no processo de injeção. Foram avaliados os parâmetros de injeção (temperatura de injeção, temperatura do molde e velocidade de injeção) e as variáveis de saída (pressão de injeção, massa, segregação entre pó e sistema aglutinante e densidade). A influência dos parâmetros de injeção sobre as variáveis de injeção foi analisada através do delineamento estatístico via Redes Neurais Artificiais (RNA), com a utilização do programa Statgraphics® Centurion XV. Os corpos de prova obtidos na injetora de baixa pressão apresentaram alta quantidade de pó de aço inoxidável (92,2% em massa). Devido a esta alta concentração de pó, os ensaios de injetabilidade realizados na injetora de alta pressão apresentaram valores elevados para as pressões de injeção, variando de 1641 a 2115 bars para que houvesse o preenchimento total das cavidades. O molde microusinado para os componentes da pinça se mostrou eficiente na fabricação dos componentes, porém apresentou dificuldades na extração das peças. Mesmo com a obtenção de todos os componentes a montagem da pinça não foi realizada, visto que as furações de montagem foram retiradas no projeto, consequentemente não foram usinados. Depois de microinjetados, os componentes da pinça foram sinterizados e apresentaram variação dimensional de 0,01 a 0,29 mm em relação às dimensões de projeto e variação na contração de 7,05 a 13,33%, diferentes dos 14,30% citados no catálogo do CATAMOLD® 316L A. / In this work the design and manufacture of four components of the biopsy forceps (ladle, fork, eight and rod), by metal powder injection molding was developed. The feedstock used in this work is known commercially as CATAMOLD® 316L A. Specimens were obtained by injection into a low-pressure injection molding machine for determining the amount of 316L stainless steel powder and binder system contained in the feedstock. Mouldability tests were performed to analyze the behavior of the feedstock in the injection process. The injection parameters (injection temperature, mold temperature and injection speed) and output variables (injection pressure, mass segregation between powder and binder system and density) were evaluated. The influence of injection parameters on the variables of injection was analyzed using the statistical design via Artificial Neural Networks (ANN), using the software Statgraphics® Centurion XV. The specimens obtained at low pressure injection showed high amount of stainless steel powder (92.2 wt%). Due to this high concentration of power, mouldability tests were performed in high-pressure injection showed high values for injection pressures ranging from 1641 to 2115 bars so that there was the complete filling of cavities. The micromachined mold for the components of the forceps proved efficient in the manufacture of components, but presented difficulties in the extraction of parts. Even with the obtaining of the all the components the biopsy forceps was not assembled, since the mounting holes were taken in the project, and therefore were not machined. After injected , the components of the forceps were sintered and showed dimensional variation from 0.01 to 0.29 mm in relation to project dimensions and variation in contraction from 7.05 to 13.33% , different from those 14.30% cited in the catalog of CATAMOLD® 316L A

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T02:07:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 204479.pdf: 2741599 bytes, checksum: 2c2cde6645e67b7ffdef64b986645070 (MD5) / O objetivo do trabalho é propor um Sistema de Apoio à Decisão (SAD), com abordagem híbrida, utilizando Simulação e Redes de Petri como técnicas de modelagem de processos de fabricação e um Sistema Especialista para auxiliar em sua utilização. O SAD proporciona uma interface amigável para o usuário que, a partir da seleção de parâmetros de entrada, obtém como resposta uma série de dados sobre o processo de fabricação, que auxiliam na avaliação de seu desempenho. Para validar a proposta do SAD, alguns cenários particulares ao modelo de uma empresa foram testados, com objetivo de elaborar um conjunto de propostas para aprimorar o desempenho do seu sistema produtivo, avaliar impactos de alterações de parâmetros do modelo e prover melhor compreensão do sistema como um todo para auxiliar no processo de tomada de decisão e documentação da planta produtiva. Algumas alterações significativas foram sugeridas a partir de resultados obtidos na avaliação destes cenários. O sistema mantém um histórico de dados com os parâmetros selecionados e com os resultados obtidos, para que não seja necessário repetir testes com cenários já executados e com objetivo de estabelecer um comparativo entre resultados alcançados. Simulação, que constitui o principal módulo do protótipo, mostrou-se uma ferramenta adequada para construir o modelo do processo e servir de apoio na resolução de questões típicas do tipo what-if. Redes de Petri foram eficientes para validar estruturalmente os cenários do modelo proposto no simulador. O SAD possibilita que gestores, sem conhecimento de técnicas de modelagem, possam manipular dados e interagir com o modelo desenvolvido. O protótipo desenvolvido é genérico para processos de fabricação, sendo sua utilização possível para qualquer planta industrial, desde que os parâmetros do modelo sejam ajustados, com auxílio da interface de entrada de dados do sistema. Os resultados alcançados na utilização do SAD mostraram-se adequados para o modelo da empresa considerada como case de validação do protótipo, pois várias considerações sobre o desempenho do processo foram possíveis através de sua utilização.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-18T06:19:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T20:37:16Z : No. of bitstreams: 1 182564.pdf: 3813990 bytes, checksum: 577d342531fdc092b357574341468551 (MD5) / A operação das empresas que produzem em pequenos lotes está sendo cada vez mais requisitada em termos de agilidade e redução de custos por parte do mercado. São exemplos deste tipo de manufatura as indústrias naval, aeronáutica, turbinas, maquinaria pesada e setor metal-mecânico de peças sob encomenda, dentre outras. Neste trabalho apresenta-se um método completo de programação da manufatura em pequenos lotes, desde as ordens de produção requisitadas pelos clientes até o carregamento dos recursos de produção da empresa. Na pesquisa destaca-se o novo método proposto por Gideon Halevi para o planejamento e controle da produção. Sua característica principal é a utilização de planos de processos alternativos para obter rotas otimizadas de fabricação segundo tempo, custo ou lucro; permitindo também a consulta por rotas alternativas de fabricação quando os recursos se encontram ocupados. A proposta de programação desse método foi adotada e aperfeiçoada para atender a dinâmica produção em pequenos lotes. O método é explicado em detalhe através de exemplos típicos de pequenos lotes, os exemplos testados mostram significantes reduções dos tempos e custos totais de fabricação, além de um melhor aproveitamento dos recursos de produção. O método foi programado e será disponibilizado na forma de um software para ser integrado em sistemas de gerenciamento da produção de tipo MRP e ERP.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-12-05Bitstream added on 2014-06-13T19:22:32Z : No. of bitstreams: 1 000733743.pdf: 6109603 bytes, checksum: 3ac81b0010720c7afd549673cf935b17 (MD5) / Atualmente a indústria ferroviáriaenfrentao desafio de reduzir os custos operacionais envolvidos no transporte de cargas e passageiros. Uma das formas de aumentar a eficiência deste tipo de transporte se baseia no aumento da velocidade dos trens e das cargas transportadas por eixo, o que torna as ferrovias mais competitivas. No entanto estas soluções geram elevadas tensões nas rodas ferroviárias aumentando assim a possibilidade de ocorrerem falhas por fadiga nas mesmas. Por se tratar do componente mais críticonos trens, as rodas ferroviárias são alvo de grande parte das recentes pesquisas na área de desenvolvimento de novos materiais e processos de fabricação, uma vez que sua falha certamente ocasionará um descarrilamento do vagão ou locomotiva. A segurança da operação é o fator mais importante na ferrovia, portanto,novos materiais e processos produtivos devem ser exaustivamente testados a fim de garantir a confiabilidade dos componentes. O objetivo deste trabalho é verificar o desempenho de um aço microligado, recentemente desenvolvido no setor ferroviário, bem como estudar a influência dos processos de forjamento e fundição no comportamento mecânico e em fadiga de rodas ferroviárias. As rodas fundidas apresentam vantagens econômicas devido ao menor custo de fabricação, no entanto a sua utilização em composições destinadas ao transporte de passageiros deve ser bem avaliada uma vez que a aplicação deste tipo de componente de maneira alguma pode afetar a segurança de operação das ferrovias. Foram avaliadas três rodas através de ensaio microestrutural, tamanho de grão, nível de inclusão não-metálica, dureza, tração, impacto, tenacidade à fratura e fadiga, sendo uma roda fabricada por forjamento e com aço classe “C” (0,7% C), uma fabricada por fundição com o mesmo material e outra roda forjada produzida com o aço classe “C”... / Currently the rail industry has thechallenge of reducing operating costs engaged in freight andpassengers transport. One way to increase the efficiency of transportation is based on increasingthe speed andload of the railway whichmake it morecompetitive. However these solutions generate a high level stresson railway wheels increasing the possibility of failure. Since it is the most critical component in trains,railway wheels are the subjected to a large part of recent research on new materials development and manufacturing processes,as their failure certainly will result a derailment of the wagon or locomotive. Safety during operation is themost important factor in the railway,thus, new materials and manufacturing processes must be extensively tested to ensure the reliability of the components. The purposeof this work isto verifythe performance of amicroalloyed steel, recently developed forthe railroad industry, and investigatethe influence of forging and casting processes on mechanicaland fatigue behavior of railway wheels. The cast wheels present economic advantages due to lower manufacturing cost, however their use in railways designed to carry passengers should be thoroughly evaluated since the use of cast wheels cannot affect the safe operation of railroads. Three wheels were evaluated by microstructure testing, grain size, and content of nonmetallic inclusion determination, hardness, impact test, fracture toughness and fatigue test. One wheel was forged in Class C steel (0.7% C), one wheel cast in Class C material and the third one was forged in vacuum degassed microalloyed steel (Nb and Mo). Test results indicate that the microalloyed forged wheel presented superior values of yield strength, hardness, fracture toughness and fatigue behavior as compared to others. When comparing forged and cast wheels similar tensile and hardness properties were observed, being found superiority ... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2015-06-17T19:34:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-13. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:46:46Z : No. of bitstreams: 1 000830083.pdf: 2125068 bytes, checksum: a36614be470fefaeaadbf4edbf6efc34 (MD5) / A produção de revestimentos cerâmicos no Brasil atingiu quase 1 bilhão de m² em 2013. Mais de 60% dos produtos foram produzidos no Polo Cerâmico de Santa Gertrudes (PSG). Neste polo, 73 % dos revestimentos cerâmicos foram fabricados pelo processo via seca tradicional. Na fabricação via seca do PSG são utilizadas apenas rochas da Formação Corumbataí extraídas da região, o que diminui os custos com o transporte da matéria-prima. Por outro lado, nesta região, a poluição atmosférica e o assoreamento dos rios são relacionados em parte à grande quantidade de poeira gerada nas etapas de secagem da matéria-prima cerâmica. Nesse sentido, as empresas do PSG necessitam substituir seus atuais pátios de secagens por secadores industriais ou quaisquer alternativas que não causem a dissipação de particulados no meio ambiente. No entanto, as matérias-primas que têm sido submetidas à secagem forçada têm produzido peças que quebram ou trincam durante o processo industrial. A fim de entender o comportamento das argilas expostas à secagem forçada, três tipos de matérias-primas utilizadas pelas indústrias cerâmicas, D (dura), I (intermediária) e M (mole) foram selecionadas para o presente estudo. A caracterização dos argilominerais foram feitas utilizando difração de raios X, petrografia, análise por infravermelho, análise termogravimétrica, MEV e MET. A análise quantitativa por difração de raios X mostrou que D, I e M contêm respectivamente 53, 63 e 64 % de argilominerais. Illita e esmectita são os principais argilominerais, provavelmente com uma pequena quantidade de interestratificados illita-esmectita. A amostra I e M contêm caulinita, que também se apresenta como interestratificados caulinita-esmectita. Tratamentos térmicos foram realizados em diferentes temperaturas (100°C, 200°C e 300°C) nas amostras D, I e M na fração < 2 μm. O difratograma após a secagem forçada indica um progressivo colapso das... / The ceramic tiles production in Brazil reached almost 1 billion m² in 2013. More than 60% of these tiles were produced in the Ceramic District of Santa Gertrudes (CDSG). The main advantage of ceramic industries from Santa Gertrudes district is an application of the dry grinding process, which is much more profitable than the wet grinding process, used worldwide. The dry grinding process accounted for 73 % of tiles production in the CDSG in 2013. For the dry route of tiles production, only rocks from Corumbataí Fm. in the region are used, which decreases costs for raw material transportation. On the other hand, the booming ceramic industry in the Santa Gertrudes district has caused air pollution and river silting due to large amount of dust generated by drying and transportation the raw material. Ceramic companies need to replace their current beneficiation areas by industrial dryers. However, the batch whose raw materials were drying forced has produced tiles that break or crack during the industrial process. Three types of raw materials, D (slightly weathered), I (weathered) and M (highly weathered) were examined in the present study in order to better understand the behavior of clays during the drying process. Clay minerals characterization were made using qualitative and quantitative XRD, petrographic studies, infrared spectroscopy (FTIR), thermo gravimetric analysis (DTA-TG-DTG), SEM e TEM. Quantitative XRD analysis showed that D, I and M contain 53, 63 and 64 wt.% of clay minerals, respectively. Illite and smectite are the main minerals, probably with a small amount of mixed-layered illite-smectite. Sample M contains also kaolinite that according to XRD analysis may be accompanied with mixed-layered kaolinite-smectite. Thermal experiment was realized in different temperatures (100°C, 200°C and 300°C) for fraction < 2 μm. Air dried XRD pattern indicated smectite collapses over 100°C. After 200°C and 300°C the ethylene glycol...

As tensões residuais podem atuar de forma benéfica ou maléfica no desempenho dos componentes mecânicos. Elas representam um dos principais potenciais para o aparecimento de distorções, empenamentos e mudanças dimensionais em componentes mecânicos durante o processo de manufatura. Por estes motivos a determinação da distribuição e o controle destas tensões residuais em cada etapa do processo de manufatura são de grande importância. Neste trabalho, foram realizadas análises da variação das tensões residuais em barras trefiladas de aço AISI 1048 em decorrência do processo de fabricação. As barras foram retiradas de quatro diferentes etapas do processo de trefilação combinada guardando-se a orientação inicial do fio-máquina, sendo elas: pré-endireitada, jateada, trefilada (com ângulos de 15°, 16°, 18° e 20°), endireitada e polida por rolos cruzados (PTN) (com ângulos de 15°, 16° e 18°). Estas barras foram ensaiadas através do método do furo cego (hole-drilling), método da deflexão (slitting) e difração de raios-X. Os ensaios foram realizados até uma profundidade de 1 mm para o método do furo cego e chegando até profundidades de 5,6mm para a técnica de difração de raios-X com remoção de camadas em diferentes posições periféricas para caracterizar heterogeneidades impostas pelo processo. A partir dos valores de deformações obtidos, foram calculadas as tensões residuais nas direções longitudinais e tangenciais para cada posição ensaiada. Com este trabalho foi obtida uma visão completa do desenvolvimento de tensões na região superficial da barra após as etapas do processo e assim foram determinadas quais etapas do processo tem maior influência no produto final (barras trefiladas). Após o préendireitamento as tensões são compressivas, aumentando seu nível após o jateamento. Na saída da trefilação as tensões mudam para trativas e após o endireitamento final (PTN) tornam-se menos trativas ou compressivas dependendo do ângulo de endireitamento (PTN) e o ângulo de fieira utilizado. A partir deste estudo foram propostas mudanças nos ângulos de ferramenta (fieira) e também nos rolos de polimento e endireitamento final, objetivando-se um produto final com tensões residuais mais favoráveis a processos subseqüentes de manufatura. Outro aspecto importante verificado é a variação das tensões residuais em relação à posição periférica: diferenças de até 200MPa foram verificadas até antes da etapa de endireitamento final PTN, após a qual as diferenças são reduzidas a quase zero. / The residual stresses can affect positively or negatively the behavior of mechanical components. These residual stresses also represent one of the main potentials for distortion (i.e. bending and dimensional changes) in mechanical components during the manufacturing. Therefore the determination of the distribution and the control of these residual stresses in each stage of the manufacturing process are of great importance. In this work the variation of residual stresses in cold-drawing of AISI 1048 steel bars due to the production process was analyzed. Samples were taken from five different stages of the process of combined cold-drawing with special care to keep the information about initial orientation. The process steps from where samples were taken were: pre-straightening, shot-blasting, drawing, straightening and polishing in crossed rolls (PTN) with angles of 16° and 18°. The determination of residual stresses was accomplished by the hole drilling method. The measurements were done until a depth of 1 mm in different angular positions on the periphery to characterize heterogeneities imposed by the process. Starting with the obtained strains, the residual stresses were calculated in the longitudinal and tangential directions for each measurement position. With this work a global view of the developed stresses in the surface of the bar after each process stage was obtained. After the pre-straightening the residual stresses are compressive, and increase their level after the shot blasting, at the end of drawing the residual stresses change for tensile and after the polishing with crossed rolls (PTN) they become less tensile or slightly compressive depending on the PTN - angle and draw angle used. Based on this study, changes were proposed in the tool (draw) angles and also in the PTN, being aimed at a final product with more favorable residual stresses to subsequent manufacturing operations. Another verified important aspect is the variation of the residual stresses in relation to the peripheral position: differences of up to 200MPa were verified before the stage of polishing in crossed rolls (PTN), after which the differences are almost reduced to nearly zero.

Este trabalho descreve o desenvolvimento de um protótipo para o controle em malha fechada da temperatura e estequiometria de um secador vertical cerâmico alimentado a gás natural, instalado na linha de produção de revestimentos cerâmicos da empresa Eliane Revestimentos Cerâmicos - Unidade II, em Cocal do Sul - SC. É apresentada a fundamentação teórica da combustão e os dados experimentais do comportamento do protótipo aplicado no secador, com o objetivo de reduzir a emissão de poluentes e aumentar a eficiência de queima do gás natural, tendo como conseqüência a diminuição do consumo do mesmo. Foi aproveitada a estrutura do secador referente à instrumentação e aos mecanismos de combustão. Sendo concluído o sensoriamento, com a adição do sensor de oxigênio em um tubo fixado ao queimador. A interface de potência do protótipo foi realizada com a inclusão do inversor de freqüência para o controle da rotação do ventilador de combustão. Com a conclusão da implementação da instrumentação, e interfaces de potência do protótipo, foi inserido o sistema de supervisão desenvolvido com a ferramenta Delphi no computador industrial do secador, o qual contém as telas referentes às monitorações dos sensores e parametrização do controlador Com o estudo do comportamento do processo em questão, foi obtido o modelo matemático através da análise dos dados experimentais do secador. A partir deste, desenvolveu-se o projeto e a estratégia de controle, bem como, o algoritmo de controle. O modelo teórico do sistema de controle foi implementado em um microcontrolador. Realizaram-se simulações do modelo teórico de controle para validar o mesmo referente à estabilidade, tanto na temperatura, quando na estequiometria. Após a validação do controle pelas simulações realizadas, foi implementado no secador o protótipo. Ao longo de um período pré-determinado foi analisado o comportamento do secador com o protótipo, visando comparar com o sistema original os ganhos obtidos vinculados a etapa de secagem como: aumento da qualidade final das peças cerâmicas e redução do consumo de gás natural. Conclui-se, que o trabalho atingiu as metas propostas, pois a validação do controle desenvolvido foi comprovada através da verificação da estabilidade da temperatura e estequiometria, aumento da qualidade final das peças cerâmicas e redução dos níveis de emissão de poluentes comparados ao sistema original do secador. / This work describes the development of a prototype for the closed loop control of temperature and composition of a vertical ceramic dryer fueled with natural gas, installed on the production line of Coating Ceramics Tiles Eliane Company - Unit II in Cocal do Sul - SC. It presented the theoretical foundation of combustion and experimental data of the behavior of the prototype used in the dryer, with the objective of reducing the emission of pollutants and increase the efficiency of burning natural gas, and consequently the decrease in consumption of it. It used the structure of the hair on the instrumentation and the mechanisms of combustion. Since the sensing completed with the addition of the oxygen sensor in a tube attached to the burner. The interface power prototype was made with the inclusion of the frequency inverter to control the rotation of the combustion fan. With the completion of the implementation of instrumentation, interfaces and power of the prototype, inserted the supervisory system tool developed with Delphi in the dryer industrial computer, which contains the paintings concerning monitoring of sensors and controller parameterisation. With the study of the behavior of the process in question, was carried out a mathematical model by analyzing the experimental data of the dryer. From this, it was developed the design and control strategy, and the algorithm of control. The theoretical model of the control system was implemented in a microcontroller. There were simulations of the theoretical model of control to validate the same on the stability, both in temperature, when in stoichiometry. After the validation of control by the simulations carried out, has been implemented in the prototype dryer. Over a pre-determined period has been analyzed the behavior of the dryer with the prototype, to compare with the original gains tied to the stage of drying as: increasing the quality of the final ceramic goods and reduce consumption of natural gas. It was concluded that the work has reached the goals, because the validation of the developed control was confirmed by checking the stability of temperature and stoichiometry, increase the quality of the final pieces of ceramics and reducing emission levels of pollutants compared to the original system dryer.

Orientador: Antenor Zanardo / Coorientador: Mário Luiz de Sá Carneiro Chaves / Banca: Carolina Del Roveri / Banca: Rogers Raphael da Rocha / Banca: Fábio Ramos Dias de Andrade / Banca: José Francisco Marciano Motta / Resumo: A produção de revestimentos cerâmicos no Brasil atingiu quase 1 bilhão de m² em 2013. Mais de 60% dos produtos foram produzidos no Polo Cerâmico de Santa Gertrudes (PSG). Neste polo, 73 % dos revestimentos cerâmicos foram fabricados pelo processo via seca tradicional. Na fabricação via seca do PSG são utilizadas apenas rochas da Formação Corumbataí extraídas da região, o que diminui os custos com o transporte da matéria-prima. Por outro lado, nesta região, a poluição atmosférica e o assoreamento dos rios são relacionados em parte à grande quantidade de poeira gerada nas etapas de secagem da matéria-prima cerâmica. Nesse sentido, as empresas do PSG necessitam substituir seus atuais pátios de secagens por secadores industriais ou quaisquer alternativas que não causem a dissipação de particulados no meio ambiente. No entanto, as matérias-primas que têm sido submetidas à secagem forçada têm produzido peças que quebram ou trincam durante o processo industrial. A fim de entender o comportamento das argilas expostas à secagem forçada, três tipos de matérias-primas utilizadas pelas indústrias cerâmicas, D (dura), I (intermediária) e M (mole) foram selecionadas para o presente estudo. A caracterização dos argilominerais foram feitas utilizando difração de raios X, petrografia, análise por infravermelho, análise termogravimétrica, MEV e MET. A análise quantitativa por difração de raios X mostrou que D, I e M contêm respectivamente 53, 63 e 64 % de argilominerais. Illita e esmectita são os principais argilominerais, provavelmente com uma pequena quantidade de interestratificados illita-esmectita. A amostra I e M contêm caulinita, que também se apresenta como interestratificados caulinita-esmectita. Tratamentos térmicos foram realizados em diferentes temperaturas (100°C, 200°C e 300°C) nas amostras D, I e M na fração < 2 μm. O difratograma após a secagem forçada indica um progressivo colapso das... / Abstract: The ceramic tiles production in Brazil reached almost 1 billion m² in 2013. More than 60% of these tiles were produced in the Ceramic District of Santa Gertrudes (CDSG). The main advantage of ceramic industries from Santa Gertrudes district is an application of the dry grinding process, which is much more profitable than the wet grinding process, used worldwide. The dry grinding process accounted for 73 % of tiles production in the CDSG in 2013. For the dry route of tiles production, only rocks from Corumbataí Fm. in the region are used, which decreases costs for raw material transportation. On the other hand, the booming ceramic industry in the Santa Gertrudes district has caused air pollution and river silting due to large amount of dust generated by drying and transportation the raw material. Ceramic companies need to replace their current beneficiation areas by industrial dryers. However, the batch whose raw materials were drying forced has produced tiles that break or crack during the industrial process. Three types of raw materials, D (slightly weathered), I (weathered) and M (highly weathered) were examined in the present study in order to better understand the behavior of clays during the drying process. Clay minerals characterization were made using qualitative and quantitative XRD, petrographic studies, infrared spectroscopy (FTIR), thermo gravimetric analysis (DTA-TG-DTG), SEM e TEM. Quantitative XRD analysis showed that D, I and M contain 53, 63 and 64 wt.% of clay minerals, respectively. Illite and smectite are the main minerals, probably with a small amount of mixed-layered illite-smectite. Sample M contains also kaolinite that according to XRD analysis may be accompanied with mixed-layered kaolinite-smectite. Thermal experiment was realized in different temperatures (100°C, 200°C and 300°C) for fraction < 2 μm. Air dried XRD pattern indicated smectite collapses over 100°C. After 200°C and 300°C the ethylene glycol... / Doutor

Resumo: Atualmente, a fabricação é caracterizada pela sua complexidade, pluralidade de disciplinas e crescente demanda de novas ferramentas e técnicas para a solução de difíceis problemas. As redes neurais artificiais oferecem uma nova e diferente alternativa para investigar e analisar os desafiadores tópicos relacionados à manufatura. Desta forma, estudou-se neste trabalho os assuntos relacionados à aplicação das redes neurais na predição da circularidade e rugosidade da peça retificada pela análise de algumas variáveis de saída do processo. Foram empregados nos ensaios de usinagem: um fluido de corte (óleo emulsionável), um rebolo superabrasivo de CBN com ligante vitrificado e peças temperadas e revenidas de aço VC-131. Este trabalho também utilizou outras tecnologias de otimização do processo de retificação, tais como: a utilização de defletores aerodinâmicos para a quebra da camada de ar e a refrigeração otimizada por meio de um jato de fluido direcionado. Os ensaios de usinagem foram realizados para gerar a base de dados utilizada nos testes das redes neurais (ensaios computacionais). Fez-se portanto, diversos experimentos variando-se a velocidade de avanço, ou mergulho do rebolo na peça. As variáveis de saída analisadas que serviram de dados de entrada para a RNA foram: a força tangencial de corte (Ft), a energia específica de retificação (u), o desgaste diametral do rebolo, o parâmetro DPO e a emissão acústica (EA). A rugosidade e circularidade foram utilizadas para o treinamento das RNA’s. Nos testes computacionais, foram analisadas duas bases de dados: a primeira referente às médias de todos os 40 ciclos de retificação, já a segunda utilizou todos os valores destes 40 ciclos. Ainda foram examinadas diferentes combinações de dados de entrada para verificar a influência do parâmetro DPO na predição. Os resultados... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Nowadays, the manufacturing is characterized by its complexity, plurality of subjects and increasing demand of new tools and techniques for the solution of difficult problems. Artificial neural nets propose a new and different alternative to investigate and analyze the challenging topics related to the manufacturing. The objective of this work is to study the use of artificial neural nets in the prediction of roundness and roughness of a ground workpiece. It was used a CBN wheel, emulsion oil and workpieces made of VC-131 steel. This work also used other technologies of grinding optimization, such as: the use of a coolant shoe to break the air curtain layer in addition and the high pressure fluid jet. Grinding tests had been carried through to generate the database used in the artificial neural nets (computational tests). Different feed rates were used in these experiments to generate outputs such as: tangential cutting force (Ft), specific energy of grinding (u), diametrical wear of the wheel, DPO parameter and acoustic emission (EA). The roughness and roundness were used to train the RNA's. In the computational tests, it was verify the influence of the DPO parameter in the prediction as well as two different databases. The results suggest that this parameter (DPO) was not able to substitute the tangential cutting force (Ft) and the acoustic emission (EA) in the prediction. Moreover, it was verify the need of an input that represents the dynamic stiffness of the machine-tool-workpiece system to improve the roundness prediction. / Orientador: Paulo Roberto de Aguiar / Coorientador: Eduardo Carlos Bianchi / Banca: Leonardo Roberto da Silva / Banca: Rodrigo Eduardo Catai / Mestre

O presente trabalho tem como proposta o projeto conceitual para construção do protótipo de máquina para conformação eletromagnética. Por definição conformação eletromagnética é o uso de um intenso campo eletromagnético para comprimir ou expandir peças de geometrias diversas dentre elas plana e circular. É um processo de conformação em alta velocidade onde não existe contato entre a peça e uma ferramenta, tendo como características bom acabamento e alta produtividade. A máquina é constituída por três partes principais: unidade de energia, bobina atuadora e estação de trabalho. A unidade de energia consiste em um banco de capacitores de alta voltagem que é carregado por uma fonte de alta tensão, o controle da máquina; bomba de vácuo; sistema de refrigeração e um interruptor de descarga principal que não pode exercer contato mecânico devido às altas correntes para que não ocorra soldagem dos terminais. A bobina atuadora é feita com material de alta condutividade elétrica e converte a corrente elétrica em pressão eletromagnética. A geometria da bobina deve ser adequada para a obtenção de peças metálicas de forma controlada para obtenção de geometrias pré-definidas. No instante em que a corrente dos capacitores é descarregada na bobina, um campo eletromagnético é gerado e induz correntes de Foucault na peça criando um campo eletromagnético com sentido contrário. A oposição destes campos gera força eletromagnética que conforma o material. A estação de trabalho é o local onde o material é inserido ou aproximado da bobina, podendo ser manual ou semi-manual. Para dar rigidez à bobina é necessário utilizar uma matriz feita de material que possua bom isolamento elétrico, priorizando a eficiência energética. Para este projeto será utilizada a metodologia de desenvolvimento de projeto baseada no método denominado desdobramento da função qualidade (QFD) onde gerar-se uma lista de requisitos contendo as especificações de projeto para esta máquina. Ao término da fase informacional inicia a fase conceitual onde o objetivo é gerar um conceito de máquina para conformação eletromagnética que poderá ser fabricada potencializando o desenvolvimento de produtos e processos inovadores, entre eles, os processos de conformação híbrida. / The paper proposes a conceptual design to construction of an electromagnetic forming device. By definition electromagnetic forming is the use of an intense electromagnetic field used to compress or expand several geometries workpieces like flat or circular geometries. Is a high speed forming process where don’t exist mechanical contact between workpiece and tool. With characteristics like good finishing and high productivity. The machine is divided in three main parts: the energy storage, electromagnetic forming coil and work station. The energy storage is a capacitor bank charged for a high voltage power supply; the machine control; vacuum pump, refreshing system and a main switch discharge that can’t exert mechanical contact. The electromagnetic forming coil is made from a high electrical conductivity material and converts electrical current on electromagnetic pressure. The electromagnetic coil geometry is adequate for each workpiece in a controlled manner to obtain preset geometries. At time that the energy storage on capacitor bank is discharged on electromagnetic forming coil creating an electromagnetic field that induces Foucoult currents on work piece creating an electromagnetic field with opposite direction. The opposition of those electromagnetic fields forming the workpiece. The work station is where the workpiece is inserted or approximated on the electromagnetic forming coil, it can be manual or automated. To the rigidity of electromagnetic forming coil is necessary use an insulated material, giving priority for energetic. To do this work will be used the methodology for design development focused on quality function deployment (QFD) to obtain a list with the specification for this conceptual design. The end of informational phase begins the conceptual phase where the objective is create a concept that can be fabricated developing new products and innovator process that use the hybrid forming.