Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-26T01:00:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 316412.pdf: 13268676 bytes, checksum: 466c20c3bf9086185610baf60993b68e (MD5) / Uma quantidade significativa de peças mecânicas é fabricada pelo processo de fresamento, sendo que o fresamento em desbaste 2,5D é o processo por meio do qual o maior volume de material é removido, enquanto o acabamento posterior pode ser feito em máquinas de até 5 eixos. Define-se o fresamento em 2,5D como sendo aquele composto por uma série de trajetórias 2D no plano XY em diferentes níveis Z. Uma alta remoção de material contribui para a redução do tempo de fabricação, item de grande importância para uma empresa competir no mercado atual, onde é necessário que os processos de manufatura sejam cada vez mais rápidos e flexíveis, acompanhando as constantes mudanças no mercado. A geração de trajetórias para o fresamento em 2,5D é um tópico bastante importante na manufatura de peças, incluindo software comercial de CAM (Computer-Aided Manufacturing - Manufatura Assistida por Computador), pois uma grande quantidade de peças mecânicas possui superfícies paralelas ou normais a um plano único. Este trabalho visa contribuir para a redução do tempo de usinagem mediante a geração de trajetórias para múltiplas ferramentas onde uma ferramenta com diâmetro maior remove a maior quantidade de material possível em um tempo reduzido, e posteriormente fresas com diâmetros menores são utilizadas para remover o material restante. O método implementado para a geração das trajetórias baseia-se na aplicação de operações booleanas para determinar as regioes a usinar, e foi utilizada a linguagem de programação Java no desenvolvimento. Diferentes cavidades foram usinadas usando-se as trajetórias geradas pelo método proposto, tendo sido considerados até quatro diâmetros diferentes de fresas. As trajetórias geradas foram comparadas com as trajetórias geradas por um software comercial, considerando-se os seguintes fatores: tempos de usinagem, desgaste de flanco da ferramenta e a rugosidade da peça.<br> / Abstract : A significant amount of mechanical parts is manufactured by milling, and the process of 2,5D rough milling is responsible for removing most of the material, while the finishing stage can be performed in machines with up to 5 axes. 2,5D milling is defined as the process composed of a series of 2D paths on the XY plane at different Z levels. A high material removal helps to reduce manufacturing time, which is very important for a company to compete in today's market, where it is necessary that the manufacturing processes become faster, more flexible, as a result of the ever-changing market. The generation of tool paths for 2,5D milling is a topic of great importance in the manufacture of parts, including commercial CAM (Computer-Aided Manufacturing) software, because a large amount of mechanical parts have surfaces parallel or normal to a single plan. This work seeks to contribute to reducing the machining time by generating paths for multiple tools where a tool with a larger diameter removes as much material as possible in a short time, and subsequently smaller diameter milling tools are used to remove the remaining material. The method implemented for the generation of the tool paths is based on the use of Boolean operations to determine the areas to be machined, and the Java programming language was used in the development. Different pockets were machined using the paths generated by the proposed method, and up to four different cutter diameters were considered. The paths generated were compared with the paths generated by a commercial software, and the following factors were considered: machining time, tool flank wear, and surface roughness.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-20T16:54:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Esta dissertação tem como tema a identificação, mensuração e redução das perdas no processo produtivo da indústria de materiais de fricção, visando a redução dos custos de fabricação nesse tipo de processo. O procedimento proposto inclui a utilização de ferramentas de melhoria contínua como instrumentos de apoio na implementação das melhorias necessárias, ressaltando a importância da participação das pessoas como agentes facilitadores. Na aplicação em uma empresa do ramo, percebe-se o quanto é importante a utilização de um procedimento que indique aos grupos de trabalho quais as etapas a serem percorridas para melhor visualizar as oportunidades de melhoria existentes, as causas geradoras das perdas e as possíveis ações a serem implementadas. Os resultados obtidos com a aplicação deste procedimento mostram na prática que a utilização das informações de forma estruturada proporcionam uma melhor visualização das prioridades, orientando a tomada de decisão para a implementação de ações concretas que proporcionem a redução contínua das perdas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-19T11:10:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T22:18:48Z : No. of bitstreams: 1 185575.pdf: 3267492 bytes, checksum: 794069c94cf608d8ef59e29bd159f82c (MD5) / Este trabalho apresenta um modelo geral de focalização da produção e através da implantação deste modelo, identificar, a partir de um estudo de caso. Este trabalho inicialmente mostra uma revisão bibliográfica a respeito do tema "focalização da produção" e assumindo que esta forma de produção é a mais adequada, atualmente, apresenta um modelo geral para a aplicação da focalização da produção que após a revisão foi implantado em uma área piloto. O trabalho de implantação do sistema de produção é apresentado passo a passo com comentário a respeito de cada etapa. Finalmente a conclusão deste trabalho mostra a viabilidade e os benefícios trazidos com a implantação deste sistema de produção.

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-05Bitstream added on 2015-04-09T12:47:19Z : No. of bitstreams: 1 000814594.pdf: 4325264 bytes, checksum: 2a0af1ca63f5991865b5a681581a9ec2 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A usinagem de cerâmica verde tem sido investigada como um método para fabricação de formas complexas. Tal método fornece uma alternativa possível para a fabricação de cerâmica de geometria complexa com dimensões próximas as finais, devido à baixa resistência mecânica, apresentando vantagens em termos de custo benefício e melhoria no acabamento superficial, em comparação com a usinagem realizada somente após a sinterização. Neste trabalho foram medidas as forças de usinagem de corpos cerâmicos a verde, e analisado a sua correlação com os parâmetros de corte e com o acabamento superficial. A correlação entre a potência de corte e a taxa de remoção são parâmetros inadequados podem produzir danos superficiais excessivos na peça. O presente trabalho objetivou a elaboração e a concepção de um sistema de aquisição de dados das forças de usinagem, utilizando um dinamômetro de três coordenadas, para monitorar as forças de corte, avanço e profundidade. Para isso, corpos de prova cilíndricos de alumina de 99,8% de pureza foram conformados em prensa isostática a 200 MPa, sendo torneados com diferentes parâmetros de corte por três tipos de ferramenta de cermet sob condições constantes de usinagem. Foram confrontados com os esforços variáveis como acabamento e rugosidade superficial, raio de ponta e desgaste da ferramenta de corte e a temperatura durante a usinagem, registrada através de um microtermopar inserido próximo da ponta da ferramenta de corte. Os resultados mostraram forte influência do desgaste da ferramenta de corte no incremento dos esforços e no acabamento superficial, como também, o raio de ponta da ferramenta teve influência no acabamento superficial e na vida útil da ferramenta. Foi verificado que a profundidade de corte não teve efeito considerável sobre a qualidade da superfície, sendo a velocidade de corte e de avanço as variáveis que apresentaram maior efeito no acabamento... / The machining of green ceramic has benn investigated as a method for manufacturing of complex shapes. Such method provides a possible alternative for manufacturing of ceramic of complex geometry with dimensions close to the final, due to low mechanical strength, presenting advantages in terms of cost-benefit and improvement surface finishing compared to machining performed only after the sintering. In this work, the forces of machining of green ceramic workpiece and analyzed its correlation with the cutting parameters and surface finishing were measured. The correlation between the cutting power and removal rate are important parameters in order to define the project in ceramic products, in which inadequate parameters can produce excessive damage to the work piece surface. The present paper aimed the elaboration and conception of data acquisition system of the machining forces, using a dynamometer three coordinates for monitoring the cutting forces, feed and depth. For this purpose, cylindrical speciments of alumina 99.8% purity were conformed into isostatic press at 200 MPa, being turned with different cutting parameters by three types of cermet tool under machining constant conditions. Efforts were confronted with variables such as finishing and surface roughness, tip radius and wear of the cutting tool and temperature during the machining, registered through a microtermopar inserted next to tip of the cutting tool. The results showed a strong influence of the wear of the cutting tool in increased efforts and surface finish, as well as the radius of the tool tip had influence on surface finishing and in the tool life. If was verified that the depth of cut had no significant effect on the surface quality, being the cutting speed and feed the variables that had greater effect on the finishing. The feed force showed major increase efforts and the force of depth minor increments during the machining. The recorded temperature did not...

Este trabalho tem como base o estudo do processo de fabricação por forjamento a quente dos grampos ferroviários “Deenik”, que se inicia com o corte de pré-formas. Após análise preliminar da situação, concluiu-se que era necessário realizar estudos teórico-práticos para melhorar o desempenho das navalhas empregadas, melhorando a durabilidade, aumentando sua vida útil, e até mesmo refazer o projeto delas se necessário, e tendo em vista os requisitos especificados pelo projeto para os grampos produzidos. Para aumentar a produtividade, a qualidade dos grampos e ao mesmo tempo reduzir os custos de produção, foram planejados e executados uma série de testes operacionais na fábrica. Com a mesma configuração geométrica inicial, mas empregando-se diferentes materiais pré-selecionados, e com faixas de dureza diferentes (obtidos com tratamentos térmicos diferentes) pôde-se avaliar a melhor combinação dureza e tenacidade para o caso, apontando também o material de melhor desempenho. Na situação antiga (que requeria melhorias), as Navalhas de Corte eram fabricadas em aço AISI D6 com dureza entre 60 e 62 HRC. Após a realização dos testes práticos com esta configuração, foi possível cortar 100 mil peças ao longo da vida útil. Considerandose inicialmente desnecessária uma mudança de geometria das navalhas, o estudo foi centrado no emprego de diferentes materiais e diferentes durezas para ver qual a melhor combinação. Foram feitos então estudos baseados na literatura, para fundamentar a seleção dos aços comerciais mais indicados para o contexto, e conclui-se que seria adequado o emprego experimental dos aços AISI D2, AISI S1 e AISI H13, e obviamente o aço AISI D6. Levando-se em conta então, estas considerações iniciais, foram fabricadas 32 navalhas de corte (por usinagem), sendo 8 peças para cada tipo de matéria-prima, e com a mesma variação de dureza para cada par de navalhas. Após a fabricação das peças, estas foram devidamente identificadas e tratadas termicamente para obtenção das durezas propostas. Durantes os testes, cada caso relacionando matéria-prima e dureza foi estudada individualmente. Foi analisado o desgaste sofrido, os problemas encontrados durante os testes e principalmente o número de peças cortadas, indicador de vida útil. Após a realização dos testes propostos, foi possível decidir qual o melhor material e qual melhor faixa de dureza a ser empregado. Navalhas utilizando o aço AISI S1 com dureza de 56 HRC permitiram corte de 150 mil peças sem alterar a configuração geométrica da navalha, com significativa melhora de vida em relação às condições iniciais. / This paper analyzes the manufacture of Deenik rail clamps through hot forging, a process that begins with die cutting. After a preliminary analysis, it was concluded that theoretical and practical studies should be carried out in order to improve the performance of cutting blades, enhancing their durability, extending their useful life, and if necessary, to redesign them, following the project specifications for rail clamp manufacture. An array of operational tests was planned and performed at the manufacturing plant so as to increase productivity and reduce production costs. By using the same initial geometric configuration, but different pre-selected materials, with different hardness values (obtained through distinct thermal treatments), it was possible to assess the combination between hardness and tenacity, allowing for the selection of the material with highest performance. Formerly, when some improvements were required, the cutting blades were manufactured using AISI D6 steel with 60 to 62 HRC of hardness. After conducting practical tests with this configuration, up to 100,000 parts could be cut during the useful life of the cutting blades. Since a change to the geometric configuration of the blades was deemed unnecessary at first, the study focused on the use of different materials and hardness values until the best combination could be found. Studies based on the available literature were then undertaken to enable the selection of the most appropriate commercial steels, and in this case, the experimental use of AISI D2, AISI S1, AISI H13 steels, and obviously of AISI D6 steel, proved adequate. Taking these preliminary results into account, 32 cutting blades were manufactured by a machining process, including eight parts for each type of raw material, with the same hardness range for each pair of cutting blades. After the parts were manufactured, they were properly labeled and thermally treated until the desired hardness was obtained. During the tests, each case relating raw material and hardness was analyzed separately. Problems during the tests and mainly the number of parts cut, which is a useful life indicator, were evaluated. After the proposed tests, the best material and the best hardness value were chosen. Cutting blades made with AISI S1 steel with 56 HRC of hardness allowed cutting 150,000 parts without having to change the geometric configuration of the cutting blade, remarkably extending its useful life, compared with initial conditions.

Este trabalho tem como objetivo estudar os parâmetros do processo de fabricação e a possibilidade da obtenção de pinças de biópsia por endoscopia flexível através do processo de Moldagem de Pós por Injeção (MPI), visto que atualmente essa peça não é produzida no Brasil. Essa pinça possui basicamente seis componentes, sendo o material utilizado o aço inoxidável austenítico AISI 316L, material largamente utilizado em instrumentos médicos, pois este possui boa resistência à corrosão aliada a boas propriedades mecânicas e é considerado biocompatível. A carga injetável utilizada no processo foi produzida no Laboratório de Transformação Mecânica. Inicialmente foram realizados estudos reológicos de cinco tipos de sistemas aglutinantes, após essa etapa foi variado o tamanho de partícula e carregamento do pó esférico de 316L atomizado a gás, no qual os melhores resultados apresentados foi a combinação de 90% em peso de pó de 316L, com tamanho de partícula de 90% menor que 27μm e 10% do sistema aglutinante formado por 50% de polipropileno, 30% de parafina, 15% de cera de abelha e 5% de ácido esteárico. Os parâmetros de injeção foram definidos conforme a necessidade apresentada durante o processo, sendo que a pressão de injeção ideal foi de 1200 bar. A extração química foi realizada por imersão em hexano a 40oC por 2 horas. A sinterização foi realizada em duas temperaturas, 1150oC por 2 horas e 1250oC por 1 hora, ambos com atmosfera de hidrogênio, sendo que a extração térmica foi a 450oC por 1 hora. A sinterização mostrou-se mais eficiente com temperatura de sinterização de 1250oC por 1 hora, apresentando um nível de porosidade aceitável, menor que 5% e dureza de 121,4 HV. Porém as peças apresentaram perda de forma, podendo ser causada pela alta taxa de aquecimento durante a extração térmica ou até mesmo por uma eventual heterogeneidade da carga injetável. / The goal of this work is to study the parameters and the possibility to obtain biopsy forceps by means of flexible endoscopy obtained through the process of Powder Injection Molding (PIM). This forceps is not currently produced in Brazil. This forceps has basically six components, and the material used is 316L stainless steel powder, which is widely used in medical instruments, because it has good corrosion resistance combined with good mechanical properties and is considered biocompatible. The feedstock used in the process was produced in the Metal Forming Laboratory. Initially rheological studies of five types of binders were conducted, and after this step, one has varied the size of the particle and loading of the powder of the gas atomized spherical 316L, in which the best results presented a combination of 90% in 316L powder volume, with particle size 90% less than 27μm and 10% of the binder consisting of 50% polypropylene, 30% paraffin wax, 15% bee wax and 5% stearic acid. The parameters of injection were defined according to the need presented during the process, and the ideal pressure of injection was of 1200 bar. The chemical debinding was performed by immersion in hexane at 40oC for 2 hours. The sintering was done at two temperatures, 1150oC for 2 hours and 1250oC for 1 hour, both with hydrogen atmosphere, and the thermal debinding was at 450oC for 1 hour. One has verified that sintering is more efficient with a landing sintering at 1250oC for 1 hour, presenting an acceptable level of porosity, less than 5% and hardness of 121,4 HV. But the pieces had loss of shape, which may be caused by the high rate of thermal debinding heating during or even by any heterogeneity of the feedstock.

A Petrobras desenvolveu em São Mateus do Sul uma unidade para processamento do Xisto, a partir da qual são produzidos óleos, gases, nafta, etc. Esta planta possui uma série de equipamentos especialmente projetados para esta aplicação, sendo um dos mais críticos, do ponto de vista de confiabilidade, o forno de radiação, que utiliza tubos de troca térmica confeccionados em aço inoxidável ferrítico ASTM A 268 Gr. 446. Este estudo tem como objetivo avaliar o nível de degradação destes tubos, através da verificação das alterações ocorridas na matriz metálica e em algumas das propriedades mecânicas do material, devido à exposição a temperaturas próximas a 800°C e a um ambiente contendo gás sulfídrico (H2S). Objetiva-se também definir um possível limite de utilização dos tubos, evitando, desta forma, paradas de produção ocasionadas por ruptura dos tubos em operação. Foram estudadas amostras tubos de novos e usados, com o auxílio de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia por energia dispersiva de raios X, ensaios de dureza e microdureza, e ensaios de tração à temperatura ambiente e à temperatura de 770°C. Observou-se, que nos tubos novos a matriz apresentava-se totalmente ferrítica, já nos tubos usados, a matriz permanecia predominantemente ferrítica, porém, com precipitação de fases sigma e carbonetos de cromo nos contornos de grãos. Pôde-se observar também a corrosão interna no material, que se iniciava nas fases localizadas nos contornos de grãos e após passava a corroer o restante da matriz, reduzindo desta forma a seção metálica resistente. Verificou-se nos tubos usados, um aumento de dureza e redução da resistência à tração a temperatura ambiente, alterações estas, que são diretamente influenciadas pela precipitação de fases sigma e carbonetos. Em função dos resultados obtidos no ensaio de tração realizado a 770°C, foi possível definir-se um limite para utilização dos tubos do forno, atribuindo este limite a uma espessura mínima capaz de resistir aos esforços existentes. Concluiu-se que somente a precipitação das fases sigma e carbonetos no material analisado não seriam suficientes para provocar a ruptura do material em operação. Atribuiu-se então, como principal causa de deterioração o processo corrosivo que o material está submetido, reduzindo de forma considerável sua secção resistente e promovendo a falha do componente. / The Petrobras developed in São Mateus do Sul a manufacturing unit to process Shale where oil, gas, naphtha, etc., are produced. This plant has a large number of equipments specially designed to this application. The most critical equipment by the point of view of reliability is the radiation furnace, which uses exchange thermic tubes made by ferritic stainless steel ASTM A 268 Gr. 446. The first objective of this study is to evaluate the degradation in these tubes, verifying the modifications in the metallic matrix and in some mechanical properties due to the exposure at high temperatures close to 800°C and a hydrogen sulfide gas environment (H2S). A second objective is to correlate the results to establish a possible residual live to these tubes, avoiding failure and rupture in operation. Samples of new and used tubes were studied, using optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), hardness and micro hardness test, tensile tests at the room temperature and at 770°C. It was observed, that in the new tubes the matrix was totally ferritic, and in the used tubes the matrix remain predominantly ferritic, but with sigma phase and chromium carbide around the grains. It was observed corrosion, which has begun in the area around the grains and after that passed to corrode the remaining matrix, reducing the metallic resistance section. It was verified in the used tubes higher hardness and lower strength at room temperature, changes that were influenced directly by sigma phase and chromium carbide precipitation. After analysis that were obtained from tensile tests carried out at 770°C, for used tubes, it was defined a minimum thickness resistant. It was concluded that just the sigma phase and chromium carbide precipitation, were not sufficient to cause the rupture of the tubes during operation. The main reason to cause fails in these tubes is the corrosive process the tubes were submitted, reducing substantially the resistant section.

Defeitos superficiais em barras laminadas representam inúmeros transtornos durante o processo produtivo, pois dependendo de sua profundidade, característica e morfologia podem gerar uma elevada rejeição de barras laminadas durante o processo de inspeção em linha automática. A fim de reduzir a rejeição e o retrabalho por defeitos superficiais foram realizadas melhorias no processo de reaquecimento de materiais para laminação. Em um trem laminador aberto as perdas de temperatura durante o processo são mais elevadas quando comparadas com as de um trem contínuo. Conseqüentemente, a susceptibilidade ao surgimento de pequenos defeitos superficiais aumenta, pois o material perde mais temperatura tendo sua ductilidade a quente reduzida. O objetivo de se elevar a temperatura de reaquecimento é favorecer a remoção de pequenos defeitos presentes no tarugo através da oxidação e proporcionar um material mais aquecido durante as etapas de laminação, reduzindo a susceptibilidade ao surgimento e/ou propagação de defeitos superficiais. O incremento nas temperaturas de reaquecimento levou a uma redução na rejeição devido a defeitos superficiais. / Surface defects in hot rolled bars represent a lot of problems during the productive process, because depending on their depth, characteristic and morphology, they can result in higher rejection of rolling bars during the inspection process in an automatic line. In order to reduce rejection and rework due to surface defects, improvements were done in the reheating temperature for rolling mill process. In an open train, the temperature loses during the rolling process are higher than that ones in a continuous train. Hence, the susceptibility to appear small defects increases because the material loses more temperature leading to a reduction in material ductility. The aim of increasing the reheating temperature is to promote the removal of small defect presents on the billet surface and to increase the ductility of the material for rolling, thus reducing the susceptibility to appear and/or to propagate the surface defects. The increase in reheating temperature leads to reduction in rejection due to surface defects.

Orientador: Cesar Renato Foschini / Banca: Carlos Alberto Fortulan / Banca: Thiago Valle França / Resumo: A usinagem de cerâmica verde tem sido investigada como um método para fabricação de formas complexas. Tal método fornece uma alternativa possível para a fabricação de cerâmica de geometria complexa com dimensões próximas as finais, devido à baixa resistência mecânica, apresentando vantagens em termos de custo benefício e melhoria no acabamento superficial, em comparação com a usinagem realizada somente após a sinterização. Neste trabalho foram medidas as forças de usinagem de corpos cerâmicos a verde, e analisado a sua correlação com os parâmetros de corte e com o acabamento superficial. A correlação entre a potência de corte e a taxa de remoção são parâmetros inadequados podem produzir danos superficiais excessivos na peça. O presente trabalho objetivou a elaboração e a concepção de um sistema de aquisição de dados das forças de usinagem, utilizando um dinamômetro de três coordenadas, para monitorar as forças de corte, avanço e profundidade. Para isso, corpos de prova cilíndricos de alumina de 99,8% de pureza foram conformados em prensa isostática a 200 MPa, sendo torneados com diferentes parâmetros de corte por três tipos de ferramenta de cermet sob condições constantes de usinagem. Foram confrontados com os esforços variáveis como acabamento e rugosidade superficial, raio de ponta e desgaste da ferramenta de corte e a temperatura durante a usinagem, registrada através de um microtermopar inserido próximo da ponta da ferramenta de corte. Os resultados mostraram forte influência do desgaste da ferramenta de corte no incremento dos esforços e no acabamento superficial, como também, o raio de ponta da ferramenta teve influência no acabamento superficial e na vida útil da ferramenta. Foi verificado que a profundidade de corte não teve efeito considerável sobre a qualidade da superfície, sendo a velocidade de corte e de avanço as variáveis que apresentaram maior efeito no acabamento... / Abstract: The machining of green ceramic has benn investigated as a method for manufacturing of complex shapes. Such method provides a possible alternative for manufacturing of ceramic of complex geometry with dimensions close to the final, due to low mechanical strength, presenting advantages in terms of cost-benefit and improvement surface finishing compared to machining performed only after the sintering. In this work, the forces of machining of green ceramic workpiece and analyzed its correlation with the cutting parameters and surface finishing were measured. The correlation between the cutting power and removal rate are important parameters in order to define the project in ceramic products, in which inadequate parameters can produce excessive damage to the work piece surface. The present paper aimed the elaboration and conception of data acquisition system of the machining forces, using a dynamometer three coordinates for monitoring the cutting forces, feed and depth. For this purpose, cylindrical speciments of alumina 99.8% purity were conformed into isostatic press at 200 MPa, being turned with different cutting parameters by three types of cermet tool under machining constant conditions. Efforts were confronted with variables such as finishing and surface roughness, tip radius and wear of the cutting tool and temperature during the machining, registered through a microtermopar inserted next to tip of the cutting tool. The results showed a strong influence of the wear of the cutting tool in increased efforts and surface finish, as well as the radius of the tool tip had influence on surface finishing and in the tool life. If was verified that the depth of cut had no significant effect on the surface quality, being the cutting speed and feed the variables that had greater effect on the finishing. The feed force showed major increase efforts and the force of depth minor increments during the machining. The recorded temperature did not... / Mestre

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 000415932-Texto+Completo+Anexo+A-1.pdf: 16364544 bytes, checksum: 8bf59c1726978a4ae555771637be03b2 (MD5) 000415932-Texto+Completo-0.pdf: 3172710 bytes, checksum: 32c00960607f5a28c027a3959111d56c (MD5) Previous issue date: 2009 / Bifacial solar cells are active on both faces and when associated to optical concentrators can reduce the cost of photovoltaic moduls. The purpose of this work was to develop fabrication processes to obtain industrial bifacial solar cells on Si-Cz, p-type wafers, with 62 cm2 and metal grid deposited by screen-printing. Devices were developed with n+pn+ and n+pp+ structures. For cells without back surface field (n+pn+), the deposition of Al/Ag paste on the rear face, above or under the antireflection coating, do not affect the results and a low front face efficiency of 6. 1 % was measured. For the process with Al selective emitter, we concluded that Al paste has to be deposited directly on the silicon wafer, producing solar cells with efficiency of 11. 5 % and 1. 2 %, for front face and rear face illumination, respectively. Rear p+ region in n+pp+ cells was formed by boron diffusion. For diffusion processes of boron at 1000 °C with BBr3 as doping source, we observed that 0. 1 % of BBr3 in the furnace ambient results in cells similar to that produced with 0. 07 % of BBr3, a standard value. Best bifacial cell achieve efficiencies of 12. 2 % for frontal illumination and 5. 4 % for rear illumination. Three BBr3 concentrations, that is, 0. 07 %, 0. 1 % and 0. 15 %, were used for boron diffusion at 900 ºC. We observed that concentration of 0. 1% produced the better cells, obtaining efficiencies of 12. 8 % and 8. 4 % (front/rear face). Solar cells processed with the same fabrication sequence but using liquid dopant PBF20 deposited by spin-on instead of BBr3 produced 13. 4 % and 9. 4 % efficient solar cells, for frontal and rear face illumination, respectively. These results are similar to that obtained with boron diffusion based on BBr3.Best cell was fabricated following a sequence process with an only step for boron diffusion and oxide growth, presenting efficiencies of 14. 3 % and 10. 9 %. Concerning number of dopant layers and how it is dried, we observed that for one layer best results are obtained for horizontal position in the dry oven. However, for double layer, vertical distribution in the dry oven allows the production of cells with higher efficiency. / A célula solar bifacial é ativa em ambas as faces e associada a sistemas ópticos de concentração possibilita redução de custo. Este trabalho centrou-se no desenvolvimento de processos para fabricação de células solares bifaciais industriais, de 62 cm2 com metalização por serigrafia em Si-Cz, do tipo p. Foram desenvolvidos dispositivos com as estruturas n+pn+ e n+pp+. Para as células solares sem formação de campo retrodifusor (n+pn+), verificou-se que a deposição da malha de Al/Ag na face posterior sobre ou sob o filme antirreflexo (AR) não afeta os resultados e a eficiência, de 6,1 % na face frontal, é baixa. Para os processos com emissor seletivo de Al, verificou-se que a pasta de Al deve ser depositada diretamente sobre o substrato de Si, resultando em células solares com eficiência de 11,5 % e 1,2 %, para a face frontal e posterior, respectivamente. Nas células n+pp+ a região posterior foi formada com boro. Nos processos com difusão de boro a 1000 °C com BBr3, verificou-se que com a concentração de 0,1 % de dopante no ambiente do forno as células solares apresentam parâmetros elétricos próximos aos obtidos com concentração de 0,07 %. A melhor célula bifacial apresentou a eficiência de 12,2 % na face frontal e 5,4 % na face posterior. Para a difusão a 900 °C, analisaram-se as concentrações de BBr3 de 0,07 %. 0,1 % e 0,15 %. Constatou-se que as melhores eficiências de 12,8 % e 8,4 %, ocorrem para a concentração de 0,1 %. As células solares fabricadas com o mesmo processo, porém com formação da região p+ com o dopante líquido PBF20, depositado por spin-on, apresentaram eficiências de 13,4 % e de 9,4 %, similares às do processo com BBr3.A melhor célula solar foi processada com passo térmico único para a difusão de boro e oxidação, atingindo as eficiências de 14,3 % e 10,9 %. Observou-se que para deposição de uma única camada do filme do dopante, os melhores resultados ocorrem quando as lâminas são secadas na estufa na posição horizontal. Porém, com filme duplo e secagem na posição vertical foram alcançadas maiores eficiências.