De modo geral, os ciclos de cura para resina epóxi demandam algumas horas e elevadas temperaturas. Em busca de novas soluções para a otimização de processos sem perda de qualidade, bem como a economia de energia, diversos processos de cura de resina epóxi não convencionais foram desenvolvidos ao longo dos anos. O uso de irradiação de micro-ondas teve início após a Segunda Guerra Mundial, com a invenção do RADAR. A radiação de micro-ondas é uma radiação não-ionizante, com bom poder de penetração e boa transferência de calor em materiais absorvedores, ou materiais com cargas absorvedoras. A frequência usualmente utilizada em trabalhos de pesquisa e desenvolvimento é de 2,45GHz, a mesma disponível nos equipamentos comerciais e industriais existentes. Para a cura de resinas epóxi não são necessárias alterações no sistema reativo, com iniciadores específicos sensíveis a micro-ondas. O \"efeito micro-ondas\" proporciona um aumento da velocidade de colisão entre os reagentes que, associada à energia absorvida pelo sistema reacional, acelera a reação de cura, possibilitando a cura de resinas de tempo de uso longo (superior a 24 horas, em temperatura ambiente) em questão de minutos. Neste estudo foi utilizado inicialmente um sistema epóxi do tipo DGEBA, com endurecedor à base de anidrido e acelerador à base de amina, nas mesmas condições comerciais indicadas pelo fabricante. Testes iniciais com os fornos de micro-ondas selecionados foram realizados previamente a operação com sistemas epóxi. A cura do sistema já catalisado foi realizada em dois diferentes fornos de micro-ondas adaptados para uso em laboratório. A temperatura de degradação, e a temperatura de transição vítrea, foram avaliadas por técnicas de análise térmica. Cargas, pigmentos e aditivos também foram avaliados, no sentido de determinar suas influências em misturas com o sistema epóxi escolhido. Após estudos preliminares com o sistema epóxi puro, foram realizados testes em compósitos reforçados com fibra de vidro. Os resultados indicam que o processo é promissor, correspondendo ao observado em diversos artigos na literatura. / Generally, the cure cycles epoxy resin demand for few hours, and elevated temperatures. In search of new solutions for process optimization without loss of quality as well as energy saving, various processes of curing epoxy resin unconventional were developed over the years. The use of microwave irradiation began after World War II, with the invention of RADAR. The microwave radiation is non-ionizing radiation, with good power of penetration and good heat transfer in absorbing materials, or materials with absorbing fillers. The frequency usually used in research and development is of 2.45 GHz, the same is available in commercial equipment. For curing epoxy resins are not necessary changes in the system reactive with specific initiators sensitive to microwaves. The \"microwave effect\" provides increased on collision velocity between the reactants, which combined with energy absorbed by the reaction system, its accelerates the reaction curing, allowing the resin to cure long pot-life (times greater than 24 hours) in minutes. In this study, a DGEBA epoxy resin with an anhydride based hardener, and an initiator based on amine was used under the same conditions indicated by the manufacturer. Preliminary tests with the microwave ovens selected were executed before the operation with epoxy systems. The curing of the catalyzed system was performed in two different adapted microwave ovens for use in laboratory. The degradation temperature and the glass transition temperature were evaluated by thermal analysis techniques. Fillers, pigments and additives also were evaluated to determinate the influences with and without the epoxy system. After previous tests with the epoxy system alone, it was realized tests in composites form with glass fiber. The initial results indicate that the curing process by microwave irradiation is promising, and corresponding with the literature.

O planejamento de processos é uma atividade essencial nas diversas etapas do ciclo de manufatura, em particular nas indústrias que produzem peças através de processos de usinagem. O uso de sistemas CAPP tem implicado em uma evolução nos sistemas de planejamento. A determinação da máquina, da ferramenta e das condições operacionais adequadas visando a otimização das diversas operações é fundamental para o sucesso do processo produtivo e da empresa, podendo ser melhorado pelo uso do CAPP. Estudam-se, assim, os fatores que influenciam esse tipo de processo, propondo-se um modelo de sistema protótipo para o seu planejamento, de forma a se ter no final uma especificação teórica da profundidade de corte, do avanço e da velocidade de corte, considerando aspectos como a usinabilidade do material da peça, os tempos de fabricação secundários e auxiliares, e a própria logística aplicada ao fluxo de peças no chão-de-fábrica através da definição quanto à máquina empregada ser ou não gargalo além de considerações sobre a disponibilidade de carga-máquina. Procurou-se elaborar um critério de otimização que considere não apenas o intervalo de máxima eficiência como proposto por vários autores, mas discuta a aplicação de seus limites e as restrições do sistema máquina-ferramenta-peça. Além do planejamento teórico o sistema possui um módulo de ensaios práticos visando refinar os valores teóricos da velocidade de corte adotada para garantir a sua perfeita aplicação com a máquina e a ferramenta adotados. A proposta do sistema é semi-generativa, unindo soluções algorítmicas e baseadas em conhecimento, com uma interface simples e amigável ao usuário. / Process planning is an essential activity in the several stages of the manufacturing cycle, particularly in industries which produce parts by means of machining processes. The use of CAPP systems has implied in a planning systems evolution. The determination of machine, tooling and suitable operational conditions looking at the optimization of the several operations is fundamental to the success of the productive process and of the enterprise, and can be improved by use of CAPP systems. It was studied the factors which influence this kind of process and it was proposed a prototype system model for this planning and for obtaining a theoretical specification of the depth of cut, feed and cutting speed, taking into consideration aspects like machinability of the part material, secondary and auxiliary manufacturing times, and the logistics applied to the flow of parts at the shop-floor through the definition of the used machine to be or not a production neck beyond considerations on the availability of machine capacity. It was proposed an optimization criterion which considers not only the maximum efficiency interval as quoted by many authors but also discuss the application of its limits and the restrictions of the system machine-tool-part. Besides the theoretical planning the system has a practical testing module intended to refine the theoretical values of the adopted cutting speed to guarantee its application to the defined machine and tooling. The system approach is semi-generative, with algorithmic and knowledge based solutions, with a simple and user-friendly interface.

De modo geral, os ciclos de cura para resina epóxi demandam algumas horas e elevadas temperaturas. Em busca de novas soluções para a otimização de processos sem perda de qualidade, bem como a economia de energia, diversos processos de cura de resina epóxi não convencionais foram desenvolvidos ao longo dos anos. O uso de irradiação de micro-ondas teve início após a Segunda Guerra Mundial, com a invenção do RADAR. A radiação de micro-ondas é uma radiação não-ionizante, com bom poder de penetração e boa transferência de calor em materiais absorvedores, ou materiais com cargas absorvedoras. A frequência usualmente utilizada em trabalhos de pesquisa e desenvolvimento é de 2,45GHz, a mesma disponível nos equipamentos comerciais e industriais existentes. Para a cura de resinas epóxi não são necessárias alterações no sistema reativo, com iniciadores específicos sensíveis a micro-ondas. O \"efeito micro-ondas\" proporciona um aumento da velocidade de colisão entre os reagentes que, associada à energia absorvida pelo sistema reacional, acelera a reação de cura, possibilitando a cura de resinas de tempo de uso longo (superior a 24 horas, em temperatura ambiente) em questão de minutos. Neste estudo foi utilizado inicialmente um sistema epóxi do tipo DGEBA, com endurecedor à base de anidrido e acelerador à base de amina, nas mesmas condições comerciais indicadas pelo fabricante. Testes iniciais com os fornos de micro-ondas selecionados foram realizados previamente a operação com sistemas epóxi. A cura do sistema já catalisado foi realizada em dois diferentes fornos de micro-ondas adaptados para uso em laboratório. A temperatura de degradação, e a temperatura de transição vítrea, foram avaliadas por técnicas de análise térmica. Cargas, pigmentos e aditivos também foram avaliados, no sentido de determinar suas influências em misturas com o sistema epóxi escolhido. Após estudos preliminares com o sistema epóxi puro, foram realizados testes em compósitos reforçados com fibra de vidro. Os resultados indicam que o processo é promissor, correspondendo ao observado em diversos artigos na literatura. / Generally, the cure cycles epoxy resin demand for few hours, and elevated temperatures. In search of new solutions for process optimization without loss of quality as well as energy saving, various processes of curing epoxy resin unconventional were developed over the years. The use of microwave irradiation began after World War II, with the invention of RADAR. The microwave radiation is non-ionizing radiation, with good power of penetration and good heat transfer in absorbing materials, or materials with absorbing fillers. The frequency usually used in research and development is of 2.45 GHz, the same is available in commercial equipment. For curing epoxy resins are not necessary changes in the system reactive with specific initiators sensitive to microwaves. The \"microwave effect\" provides increased on collision velocity between the reactants, which combined with energy absorbed by the reaction system, its accelerates the reaction curing, allowing the resin to cure long pot-life (times greater than 24 hours) in minutes. In this study, a DGEBA epoxy resin with an anhydride based hardener, and an initiator based on amine was used under the same conditions indicated by the manufacturer. Preliminary tests with the microwave ovens selected were executed before the operation with epoxy systems. The curing of the catalyzed system was performed in two different adapted microwave ovens for use in laboratory. The degradation temperature and the glass transition temperature were evaluated by thermal analysis techniques. Fillers, pigments and additives also were evaluated to determinate the influences with and without the epoxy system. After previous tests with the epoxy system alone, it was realized tests in composites form with glass fiber. The initial results indicate that the curing process by microwave irradiation is promising, and corresponding with the literature.

O planejamento de processos é uma atividade essencial nas diversas etapas do ciclo de manufatura, em particular nas indústrias que produzem peças através de processos de usinagem. O uso de sistemas CAPP tem implicado em uma evolução nos sistemas de planejamento. A determinação da máquina, da ferramenta e das condições operacionais adequadas visando a otimização das diversas operações é fundamental para o sucesso do processo produtivo e da empresa, podendo ser melhorado pelo uso do CAPP. Estudam-se, assim, os fatores que influenciam esse tipo de processo, propondo-se um modelo de sistema protótipo para o seu planejamento, de forma a se ter no final uma especificação teórica da profundidade de corte, do avanço e da velocidade de corte, considerando aspectos como a usinabilidade do material da peça, os tempos de fabricação secundários e auxiliares, e a própria logística aplicada ao fluxo de peças no chão-de-fábrica através da definição quanto à máquina empregada ser ou não gargalo além de considerações sobre a disponibilidade de carga-máquina. Procurou-se elaborar um critério de otimização que considere não apenas o intervalo de máxima eficiência como proposto por vários autores, mas discuta a aplicação de seus limites e as restrições do sistema máquina-ferramenta-peça. Além do planejamento teórico o sistema possui um módulo de ensaios práticos visando refinar os valores teóricos da velocidade de corte adotada para garantir a sua perfeita aplicação com a máquina e a ferramenta adotados. A proposta do sistema é semi-generativa, unindo soluções algorítmicas e baseadas em conhecimento, com uma interface simples e amigável ao usuário. / Process planning is an essential activity in the several stages of the manufacturing cycle, particularly in industries which produce parts by means of machining processes. The use of CAPP systems has implied in a planning systems evolution. The determination of machine, tooling and suitable operational conditions looking at the optimization of the several operations is fundamental to the success of the productive process and of the enterprise, and can be improved by use of CAPP systems. It was studied the factors which influence this kind of process and it was proposed a prototype system model for this planning and for obtaining a theoretical specification of the depth of cut, feed and cutting speed, taking into consideration aspects like machinability of the part material, secondary and auxiliary manufacturing times, and the logistics applied to the flow of parts at the shop-floor through the definition of the used machine to be or not a production neck beyond considerations on the availability of machine capacity. It was proposed an optimization criterion which considers not only the maximum efficiency interval as quoted by many authors but also discuss the application of its limits and the restrictions of the system machine-tool-part. Besides the theoretical planning the system has a practical testing module intended to refine the theoretical values of the adopted cutting speed to guarantee its application to the defined machine and tooling. The system approach is semi-generative, with algorithmic and knowledge based solutions, with a simple and user-friendly interface.

Made available in DSpace on 2015-04-22T22:10:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 izabel.pdf: 5133966 bytes, checksum: 81bc090cf4739c9ffa486ed8ede553e1 (MD5) Previous issue date: 2013-07-23 / The quality since the advent of globalization has become one of the keywords most widespread in society. In the public sector is associated to the rapidity, reliability, precision and security, however, the general perception that the individuals have on the provision of public services in Brazil is not consistent with these adjectives quality. The literature suggests several tools to evaluate and improve the quality in services, but is subjective mechanisms predominate, which are summed to measure customer satisfaction. Admittedly, the quality has focused on the customer, but in the current Era of Quality is assumed that it is generated in the production process. Considering this gap, the question arose: how to optimize processes of the service sector, while focusing on quality improvement, especially processes executed in the public sector of education? To answer this question, it was adapted a model of analysis and processes improvement through the concatenation phases of Method of Analysis and Solution of Problems (MASP) with the phases of Design of Experiments. It was applied the proposed model in the Coordination of Integration Business-School (CIE-E) of IFAM Campus Manaus Donwtown, evaluating 397 records of stages finalized in the year 2012, where the duration of the process was portrayed as the villain. Thus, it was developed an experimental research characterized as exploratory and descriptive in nature and applied qualitative and quantitative approach. It was used Quality Tools for collection and evaluation of the data, as well the Nonparametric Tests for data analysis. Finally, supported on quality criteria and statistician identified that the combination high time load and no labour experience was the ideal combination of controllable factors that interfered in the records stage studied, resulting in lower process time, ie, it determined the optimal region. Thus, with this study, we evaluated the implantation procedure of statistical techniques in the service sector for the optimization and improvement of its processes. / A qualidade desde o surgimento da globalização tornou-se uma das palavras-chave mais difundidas junto à sociedade. No setor público sua concepção está associada à rapidez, confiabilidade, precisão e segurança, contudo, a percepção que os indivíduos têm sobre a prestação de serviços públicos no Brasil, não condiz com estes adjetivos de qualidade. A literatura aponta diversas ferramentas capazes de avaliar e melhorar a qualidade em serviços, entretanto predominam-se mecanismos subjetivos, que se resumem a mensurar a satisfação do cliente. É certo que, a qualidade tem foco no cliente, mas na atual Era da Qualidade assume-se que ela é gerada no processo produtivo. Considerando esta lacuna, surgiu o questionamento: de que forma pode-se otimizar processos do setor de serviço, mantendo o foco na melhoria da qualidade, em especial os processos executados no setor público de ensino? Para responder tal pergunta, adaptou-se um modelo de análise e melhoria de processos, através da concatenação das fases do Método de Análise e Solução de Problemas (MASP) com as etapas de Planejamento Experimental. Aplicou-se o modelo proposto na Coordenação de Integração Empresa-Escola (CIE-E) do IFAM Campus Manaus Centro, avaliando 397 registros de estágios finalizados no ano de 2012, onde o tempo de duração do processo foi apontado como o vilão. Deste modo, desenvolveu-se uma pesquisa experimental caracterizada como exploratória e descritiva, de natureza aplicada e abordagem qualitativa e quantitativa. Fez-se uso das Ferramentas da Qualidade para a coleta e disposição dos dados, como também de Testes Não Paramétricos para a análise dos dados. Ao fim, respaldado em critérios de qualidade e estatístico, identificou-se que a combinação carga horária alta e não experiência trabalhista constituía a combinação ideal dos fatores controláveis que interferiam nos registros de estágio estudados, resultando no menor tempo do processo, ou seja, determinou-se a região ótima. Assim, com esse estudo, pode-se avaliar o procedimento de implantação de técnicas estatísticas no setor de serviço para a otimização e melhoria de seus processos.

A presente dissertação aborda a otimização de processos industriais através da utilização de projeto de experimentos. Em experimentos planejados, variáveis de respostas são usualmente consideradas como normalmente distribuídas. No entanto, em algumas situações, tal suposição é violada; por exemplo, quando respostas expressam contagens, podendo assumir somente valores inteiros e não-negativos. Nesses casos, é mais provável que as respostas sigam uma distribuição de Poisson e, em sua modelagem, deve-se utilizar os modelos lineares generalizados (MLG), adequados para respostas da chamada família exponencial, à qual pertence a distribuição de Poisson. Se ainda persiste a dúvida quanto ao comportamento das respostas, o modelo de quase-verossimilhança também é uma alternativa possível. Esta dissertação apresenta a reanálise de um experimento, apresentado em Arriba (2005), onde algumas respostas são categóricas. Na análise original do experimento, respostas categóricas foram modeladas através de regressão dos mínimos quadrados ordinários, desconsiderando a violação do pressuposto de normalidade das respostas. Na reanálise aqui apresentada, as variáveis são corretamente abordadas usando-se os modelos lineares generalizados. Como o objetivo do trabalho de Arriba (2005) era a otimização de um processo descrito por múltiplas respostas, comparam-se os resultados da otimização mediante as duas estratégias de modelagem das respostas, além de se propor um método alternativo, mais simplificado, de otimização experimental. / This dissertation deals with the optimization of industrial processes using Design of Experiments. In designed experiments, response variables are often considered as normally distributed. However, in some situations, such assumption is violated; for example, when responses express counts, and only non-negative integers numbers may come up as outcomes. In these cases, it is likely that responses follow a Poisson distribution which is then modeled by generalized linear models (GLM), since such distribution is a member of the exponential family. If a question still holds on the responses behavior, their modeling through the quasi-likelihood method is another option that should be considered. This dissertation analyses an experiment performed by Arriba (2005), where some responses are of categorical nature. In the original analysis presented by Arriba (2005), categorical responses were modeled using ordinary least squares regression, violating the normality assumption associated with that method. In the analysis presented here, variables are appropriately modeled using GLM. Since the objective in Arriba (2005) was optimizing a multiresponse process, results from the two optimization processes are compared. In addition, an alternative experimental optimization method, simpler than the one in Arriba (2005), is also presented.

A presente dissertação aborda a otimização de processos industriais através da utilização de projeto de experimentos. Em experimentos planejados, variáveis de respostas são usualmente consideradas como normalmente distribuídas. No entanto, em algumas situações, tal suposição é violada; por exemplo, quando respostas expressam contagens, podendo assumir somente valores inteiros e não-negativos. Nesses casos, é mais provável que as respostas sigam uma distribuição de Poisson e, em sua modelagem, deve-se utilizar os modelos lineares generalizados (MLG), adequados para respostas da chamada família exponencial, à qual pertence a distribuição de Poisson. Se ainda persiste a dúvida quanto ao comportamento das respostas, o modelo de quase-verossimilhança também é uma alternativa possível. Esta dissertação apresenta a reanálise de um experimento, apresentado em Arriba (2005), onde algumas respostas são categóricas. Na análise original do experimento, respostas categóricas foram modeladas através de regressão dos mínimos quadrados ordinários, desconsiderando a violação do pressuposto de normalidade das respostas. Na reanálise aqui apresentada, as variáveis são corretamente abordadas usando-se os modelos lineares generalizados. Como o objetivo do trabalho de Arriba (2005) era a otimização de um processo descrito por múltiplas respostas, comparam-se os resultados da otimização mediante as duas estratégias de modelagem das respostas, além de se propor um método alternativo, mais simplificado, de otimização experimental. / This dissertation deals with the optimization of industrial processes using Design of Experiments. In designed experiments, response variables are often considered as normally distributed. However, in some situations, such assumption is violated; for example, when responses express counts, and only non-negative integers numbers may come up as outcomes. In these cases, it is likely that responses follow a Poisson distribution which is then modeled by generalized linear models (GLM), since such distribution is a member of the exponential family. If a question still holds on the responses behavior, their modeling through the quasi-likelihood method is another option that should be considered. This dissertation analyses an experiment performed by Arriba (2005), where some responses are of categorical nature. In the original analysis presented by Arriba (2005), categorical responses were modeled using ordinary least squares regression, violating the normality assumption associated with that method. In the analysis presented here, variables are appropriately modeled using GLM. Since the objective in Arriba (2005) was optimizing a multiresponse process, results from the two optimization processes are compared. In addition, an alternative experimental optimization method, simpler than the one in Arriba (2005), is also presented.

A presente dissertação aborda a otimização de processos industriais através da utilização de projeto de experimentos. Em experimentos planejados, variáveis de respostas são usualmente consideradas como normalmente distribuídas. No entanto, em algumas situações, tal suposição é violada; por exemplo, quando respostas expressam contagens, podendo assumir somente valores inteiros e não-negativos. Nesses casos, é mais provável que as respostas sigam uma distribuição de Poisson e, em sua modelagem, deve-se utilizar os modelos lineares generalizados (MLG), adequados para respostas da chamada família exponencial, à qual pertence a distribuição de Poisson. Se ainda persiste a dúvida quanto ao comportamento das respostas, o modelo de quase-verossimilhança também é uma alternativa possível. Esta dissertação apresenta a reanálise de um experimento, apresentado em Arriba (2005), onde algumas respostas são categóricas. Na análise original do experimento, respostas categóricas foram modeladas através de regressão dos mínimos quadrados ordinários, desconsiderando a violação do pressuposto de normalidade das respostas. Na reanálise aqui apresentada, as variáveis são corretamente abordadas usando-se os modelos lineares generalizados. Como o objetivo do trabalho de Arriba (2005) era a otimização de um processo descrito por múltiplas respostas, comparam-se os resultados da otimização mediante as duas estratégias de modelagem das respostas, além de se propor um método alternativo, mais simplificado, de otimização experimental. / This dissertation deals with the optimization of industrial processes using Design of Experiments. In designed experiments, response variables are often considered as normally distributed. However, in some situations, such assumption is violated; for example, when responses express counts, and only non-negative integers numbers may come up as outcomes. In these cases, it is likely that responses follow a Poisson distribution which is then modeled by generalized linear models (GLM), since such distribution is a member of the exponential family. If a question still holds on the responses behavior, their modeling through the quasi-likelihood method is another option that should be considered. This dissertation analyses an experiment performed by Arriba (2005), where some responses are of categorical nature. In the original analysis presented by Arriba (2005), categorical responses were modeled using ordinary least squares regression, violating the normality assumption associated with that method. In the analysis presented here, variables are appropriately modeled using GLM. Since the objective in Arriba (2005) was optimizing a multiresponse process, results from the two optimization processes are compared. In addition, an alternative experimental optimization method, simpler than the one in Arriba (2005), is also presented.

Spray Drying é um processo de secagem por atomização em uma câmara fechada, que visa retirar a umidade de um produto por transferência de calor e massa de água contida no produto para o ar que é previamente aquecido neste processo. Este trabalho apresenta um estudo de caso para uma indústria que produz aditivos alimentícios. O ar de entrada pode chegar à câmara com alta umidade proveniente da atmosfera, neste caso, haverá mais consumo de energia de acordo com as estações do ano. Esta pesquisa promove um estudo do processo atual, através da instalação de um equipamento de pré-desumidificação no ar de entrada do processo e mostra diferentes sistemas de desumidificação: por refrigeração e por adsorção, comparando os desempenhos sob o ponto de vista energético, ambiental e econômico com sistema original. Os objetivos deste estudo são analisar a capacidade de remoção de umidade de cada dispositivo de desumidificação, a influência de cada dispositivo e a variação da umidade do ar de entrada no processo, bem como o impacto econômico e ambiental de cada equipamento no sistema global. Além disso, promove o aumento do gradiente de umidade entre o ar de entrada e do produto otimizando o processo de secagem, aumentando a eficiência energética global do sistema e reduzindo o impacto ambiental. / Spray drying is a dehumidification process by atomization in a closed chamber that aims to remove moisture of a product by heat and mass transfer from the contained water in the product to the air which is previously heated in this process. This paper presents a case study for an industry that produces food ingredients. The inlet air can reach the chamber with high moisture from the atmosphere condition requesting, in this case, more energy consumption according to the seasons of the year. This paper promotes a study of the current process through the installation of a pre-dehumidification device of the inlet air and shows different dehumidification systems: The refrigeration and the adsorption and comparing their performance in an energetic, environmental and economic point of view. The goals of this study are to analyze the capacity of moisture removing of each dehumidification device, the influence of moisture variation of the inlet air in the process as well as the economic impact of each device in the global system. Moreover, it promotes the increasing of moisture gradient between the inlet air and the product optimizing the drying process, increasing the global energy efficiency in the global system and reducing environmental impact.

Motivation - Einsatz gezogener, passiver Werkzeuge als Universalgeräte zur Bodenbearbeitung Probleme: - Zugkraftbedarf - Verschleiß - Verfahrenssicherheit