Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-03-04T16:13:27Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_EstudoExploratórioDuas.pdf: 15025460 bytes, checksum: 046f71c639e45bd7a0f3336cd56cdb8f (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-04-13T15:51:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_EstudoExploratórioDuas.pdf: 15025460 bytes, checksum: 046f71c639e45bd7a0f3336cd56cdb8f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-13T15:51:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_EstudoExploratórioDuas.pdf: 15025460 bytes, checksum: 046f71c639e45bd7a0f3336cd56cdb8f (MD5) Previous issue date: 2015 / O uso de materiais de origem biologica possui varias vantagens sobre o uso de materiais sinteticos no contexto da Medicina Regenerativa e da Engenharia de Tecidos. A complexidade quimica e nanoestrutural desses materiais produz efeitos notaveis de incentivo a proliferacao celular e ao crescimento tissular. Alem do material propriamente dito, a microgeometria do substrato em que celulas sao cultivadas tem grande importancia nos mecanismos de proliferacao, mobilidade e diferenciacao celular, o que e de suma importancia para o desenvolvimento dos tecidos. O controle da geometria e desejavel para a que se possa influenciar, ainda que indiretamente, as propriedades dos tecidos cultivados. Foi estudada a influencia da viscosidade de solucoes polimericas de colageno – um biomaterial amplamente usado na Engenharia de Tecidos – na eficiencia da tecnica de fabricacao de scaffolds atraves do emprego de dispositivos microfluidicos. Foram preparadas solucoes de colageno bovino de tipo I em Acido Acetico e essas amostras foram caracterizadas quanto a concentracao e pH. Variacoes de tais amostras foram fabricadas – de concentracao 2%, 7%, 15% e 30%, e de pH variando entre 1 e 10 – e foram executados ensaios reologicos de medicao de viscosidade por taxa de cisalhamento constante em viscosimetro de cone?placa. Foi observada uma intensa variacao na viscosidade entre as amostras de concentracoes diferentes, mas mais especialmente pronunciada entre as amostras de 15% e 30%. Nas amostras em que o pH foi modificado tambem foi observado aumento de viscosidade, ainda que menos intenso que o detectado no ensaio com variacao na concentracao. O aumento de viscosidade ocorreu especialmente na faixa de pH entre 4 e 5, sendo esses os valores de pH em que o material se mostra mais morfologicamente estavel. Foram explorados tambem metodos e materiais variados na fabricacao de dispositivos microfluidicos, visando reduzir o custo de implementacao dessas ferramentas tao versateis. Foi possivel concluir que a resolucao de fabricacao necessaria para que o dispositivo trabalhe em regime microfluidico e mais facilmente alcancavel do que e deduzivel pela literatura, porem o controle de fluxo dentro dos canais requer bombas e reguladores de pressao de alta resolucao, o que faz com que os custos de operacao da tecnica ainda sejam relativamente elevados. Adicionalmente, foi desenvolvida uma tecnica de fabricacao de espumas por sonicacao e reticulacao rapida, e os scaffolds resultantes foram analisados por microscopia eletronica quanto a morfologia, interconexao e dimensoes dos poros. A concentracao de surfactantes na solucao sonicada tambem foi considerada. Os resultados evidenciam que a sonicacao permite um controle menor da morfologia do que a tecnica microfluidica, porem consegue um controle maior do que outras tecnicas de baixo custo, evidenciando uma relacao custo beneficio superior. __________________________________________________________________________________ / ABSTRACT : The use of biological materials has several advantages over the use of synthetic materials in the field of Regenerative Medicine and Tissue Engineering. In addition to compatibility and a smaller chance of rejection of biomaterials, the chemical and nanostructural complexity of these materials produce remarkable effects to stimulate cell proliferation and tissue growth. In addition to the actual material, the microgeometry of the substrate in which cells are grown is very important in the proliferation, mobility and cell differentiation mechanisms, which is of paramount importance for the development of tissues. Controlling the geometry is desirable to be able to influence, though indirectly, the properties of the cultured tissue. In the present work were studied the influence of the viscosity of polymer solutions based on collagen a widely used biomaterial in tissue engineering – in the efficiency of the scaffold manufacturing technique by employing microfluidic devices. Type I bovine collagen solutions were made in Acetic Acid and these samples were characterized in regards to concentration and pH. Variations of such samples were produced versions of concentration 2%, 7%, 15% and 30%, and pH ranging between 1 and 10 and rheological tests were performed for the measurement of viscosity at constant shear rate in a viscometer of the cone plate kind. A strong variation in viscosity between samples of different concentrations, but especially pronounced between the samples of 15% and 30%, was observed. In the samples of varying pH was observed a viscosity increase, although less intense than what was detected on the varying concentration test. The increase happens especially in the pH range between 4 and 5, these being the pH in which the material possesses its greatest morphological stability. Varied methods and materials were explored in the manufacture of microfluidic devices in order to reduce the cost of implementation of these very versatile tools. It was concluded that the manufacturing resolution necessary for the device to work on microfluidic regimen is more easily attainable than is deductible by the literature, but the flow control within the channels requires pumps and high resolution pressure regulators, which keep the technical operating costs still relatively high. Additionally, a technique for making foams by sonication and rapid crosslinking was developed and the resulting scaffolds were analyzed by electron microscopy for morphology, pore size and interconnection analysis. The concentration of surfactant in the sonicated solution was also taken into account. The results show that the sonication allows a lesser control of the morphology when compared with the microfluidic technique, but achieves a greater control than other low cost techniques, meaning a higher cost benefit ratio.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T16:58:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 83694.pdf: 2611049 bytes, checksum: 3bc1b554b699b3d734f0ee146b052a67 (MD5) Previous issue date: 1991 / O objetivo deste trabalho é determinar as condições de usinagem por eletroerosão onde se tenha a maior taxa de remoção e o menor desgaste relativo, verificando o comportamento do acabamento superficial, quando se tem uma variação na área do eletrodo. São estudados os efeitos das variáveis do processo - corrente de usinagem, relação de contato (tempo de impulso e pausa) e área de usinagem do eletrodo - sobre a qualidade superficial, taxa de remoção, desgaste do eletrodo e desgaste relativo. verifica-se que existem valores de áreas de eletrodos mais apropriadas para se obter a maior taxa de remoção com o menor desgaste do eletrodo. Os ensaios mostram que é possível diminuir os tempos de usinagem, mantendo o desgaste relativo em valores inferiores a 1% para as diversas correntes de usinagem.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T17:31:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 90641.pdf: 4618091 bytes, checksum: fe43ac0f6a7ec4197ccead1062675f38 (MD5) Previous issue date: 1992 / As exigências crescentes da manutenção da qualidade dos componentes, da redução considerável dos tempos improdutivos decorrentes da diminuição do número de paradas provocadas pelas trocas excessivas das ferramentas, bem como da quebra de ferramentas, e, ainda, a redução dos custos de manutenção preventiva e corretiva da máquina-ferramenta exigem a utilização de sistemas de monitoramento. As informações sobre o estado da máquina-ferramenta - peça são obtidas de forma indireta, pela avaliação de características do processo, como a força de usinagem para os processos de torneamento, furação e fresamento ou à análise automática do nível de ruído para os processos de retificação, dressamento e furação.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção / Made available in DSpace on 2013-06-25T19:58:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 308025.pdf: 3936185 bytes, checksum: 5fb7ec846908e0c353e5f9f87b019dba (MD5) / A Manufatura Enxuta (ME), também conhecida como Sistema Toyota de Produção (STP), vem sendo utilizada por empresas do mundo inteiro, interessadas em buscar excelência em flexibilidade, qualidade, custos e desempenho na entrega. A ME apoia-se na utilização de um conjunto de práticas que visam alcançar estes objetivos, e o Mapa de Fluxo de Valor (MFV) tem-se mostrado como uma das suas práticas mais importantes. O MFV tem o objetivo de auxiliar as empresas no reconhecimento dos seus desperdícios, auxiliando na redução de custos e no aumento da produtividade e qualidade. Em estudos realizados sobre aplicações de MFV, identificaram-se alguns problemas que dificultam sua execução. Sua principal causa é a dificuldade na coleta de dados do processo produtivo, utilizados para construção de MFVs. De outra forma, a aplicação de tecnologias para rastreio vem crescendo de maneira expressiva, com a adoção de normas e padrões para o setor. Este trabalho tem o objetivo de desenvolver um método alternativo para coleta de dados utilizando equipamentos para georreferenciamento (GNSS), testá-lo na prática, e verificar se realmente pode servir como alternativa à coleta de dados para construção de MFVs. Este novo método, que pretende utilizar tecnologias de rastreio para construir MFVs, tem o objetivo de facilitar a coleta de dados em processos produtivos e tornar a execução dos mapas uma prática constante nas empresas. / Lean Manufacturing (LM), also known as Toyota Production System (TPS) has been used by companies around the world, interested in pursuing excellence in flexibility, quality, cost and delivery performance. LM relies on the use of a set of practices aimed at achieving these goals, and Value Stream Map (VSM) has been shown as one of its most important practices. The VSM help companies in recognition of their waste, helping to reduce costs and increase productivity and quality. In studies about VSM applications, we identified some problems that hinder its implementation. Its main cause is the difficulty in collecting data from the production process, used for construction of FSMs. Otherwise, the application of technologies for screening is clearly growing, with the adoption of standards and industry standards. This work aims to develop an alternative method for data collection using equipment for georeferencing (GNSS), test it in practice, and make sure that it can serve as an alternative to data collection for construction of VSMs. This new method, you want to use tracking technologies to build VSMs, aims to facilitate the data collection processes and the implementation of the maps become a constant practice in companies.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T06:49:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 194027.pdf: 4314234 bytes, checksum: 2c5e3b5fbe58508762812d9d9e49156c (MD5) / No atual trabalho foram demonstradas as influências das técnicas de metalização e dos ciclos térmicos de união na qualidade de juntas Al2O3/Al2O3 e Al2O3/Fe-Ni-Co produzidas por brasagem indireta utilizando a liga de adição convencional VH-780, (72%Ag-28%Cu; Tfusão = 780°C). O revestimento do substrato cerâmico foi realizado por metalização mecânica e por magnetron sputtering utilizando Ti como metal ativo. Testes em forno de alto vácuo (<3,0 x 10-5 mbar) com a temperatura variando de 820oC a 910oC e o tempo de 7min a 20min proporcionaram boa molhabilidade do filme de Ti para ambas técnicas de metalização. Do ponto de vista macroestrutural, as uniões apresentaram bom aspecto visual em todas as condições analisadas, não sendo observada a presença de trincas, porosidade significativa e/ou defeitos na interface. Testes de estanqueidade em corpos de prova de Al2O3/Fe-Ni-Co indicaram que as juntas são tecnicamente estanques. A caracterização detalhada da microestrutura da zona de ligação metal-cerâmica, por microscopia eletrônica de varredura, permitiu discutir a influência dos parâmetros de processo (temperatura de brasagem, tempo de patamar e tipo de metalização) na formação da camada de reação e na extensão da zona de precipitação na interface da junta. Os ensaios mecânicos tiveram resultados satisfatórios tanto para metalização mecânica como por magnetron sputtering, com as juntas apresentando uma boa resistência mecânica e evidenciando a formação de uma união efetiva através de ligações químicas fortes. Verificou-se ainda, que para o caso das juntas cerâmica/cerâmica, além de ser possível metalizar apenas uma das superfícies, esta é a condição mais adequada tanto do ponto de vista mecânico e microestrutural quanto econômico.

Esta dissertação apresenta uma metodologia de retroalimentação do ciclo de desenvolvimento de produtos, com ênfase na fase de projeto, a partir de dados obtidos em estudos de confiabilidade. A metodologia é proposta com base no escopo da norma QS-9000, norma esta que vem sendo utilizada por fornecedores e sub-fornecedores da indústria automobilística no mundo inteiro. Um estudo de caso permitiu que a metodologia fosse implementada em uma empresa certificada na norma. São aplicadas retroalimentações em ferramentas como Desdobramento da Função Qualidade (QFD), Análise dos Modos e Efeitos de Falha de Produto (DFMEA) e de Processo (PFMEA). Os resultados obtidos demonstraram que a metodologia de retroalimentação proposta é uma ferramenta útil na maturação de um produto, através da utilização dos dados de falhas em campo, bem como no momento do desenvolvimento de um produto novo, que irá suceder o atual, através da utilização da voz do cliente e dos dados de falha em campo de forma ordenada. / This thesis presents a methodology for improving the product development cycle of consolidated products using reliability field data. The methodology is based on the QS-9000 standards, which has been used by suppliers and sub-suppliers in the automobile industry all over the world. A case study illustrates the utilization of the methodology proposed in a company certified by the QS-9000 standards. The improvements proposed here consist of retro-feeding of field information in typical product development tools such as the Quality Function Deployment (QFD), Design Failure Modes and Effects Analysis (DFMEA) and Process Failure Modes and Effects Analysis (PFMEA). Results obtained demonstrated that the methodology proposed may be a useful tool in product consolidation, through the utilization of field data failures, and also in new product development through recognition of customer demands.

Neste trabalho foi desenvolvida uma ferramenta instrumentada para o estudo do processo de corte de chapas por cisalhamento. Sua instrumentação permite a medição da força de corte , da força do prendedor de chapas e do deslocamento do punção, permitindo a realização de experimentos visando a otimização do processo. O equipamento permite também o estudo de métodos de supervisão do processo através da determinação da curva característica do processo para uma determinada situação de corte. Foram realizados experimentos variando alguns parâmetros do processo e procedendo-se uma análise de variância sobre os resultados. Os experimentos mostraram que, para materiais com grande resistência, a força necessária para o corte tem relação com a força exercida pelo prendedor de chapas.

A simulação computacional de processos é uma ferramenta valiosa em diversas etapas da operação de uma planta química, tais como o projeto, a análise operacional, o estudo da estratégia de controle e a otimização, entre outras. Um programa simulador requer, freqüentemente, o cálculo das propriedades termofísicas que fazem parte das equações correspondentes aos balanços de massa, energia e quantidade de movimento. Algumas dessas quantidades, típicas de operações baseadas no equilíbrio de fases (tais como a destilação fracionada e a separação flash), são as fugacidades e entalpias das fases líquida e vapor em equilíbrio. Contudo, o uso de modelos e correlações cada vez mais sofisticadas para representar acuradamente as propriedades termofísicas dos sistemas reais fez com que grande parte do tempo gasto numa simulação de processos seja devida à avaliação destas propriedades. Muitas estratégias têm sido propostas na literaturas a fim de se reduzir a carga computacional envolvida na simulação, estática e dinâmica, dos problemas de Engenharia Química. Esta diminuição do tempo de processamento pode muitas vezes ser determinante na aplicação ou não da simulação de processos na prática industrial, como, por exemplo, no controle automático. Esta dissertação aborda uma das alternativas para a redução do tempo computacional gasto na simulação de processos: a aproximação das funções que descrevem as propriedades termofísicas através de funções mais simples, porém de fácil avaliação. Estas funções, a fim de se garantir uma aproximação adequada, devem ser corrigidas ou atualizadas de alguma forma, visto que se tratam de modelos estritamente válidos em uma pequena região do espaço das variáveis, sendo, por isto, chamados de modelos locais. Partindo-se do estado atual desta técnica, é proposta nesta dissertação uma nova metodologia para se efetuar esta aproximação, através da representação global da propriedade mediante múltiplas funções simples, constituindo, desse modo, uma rede de modelos locais. Algumas possibilidades para a geração efetiva destas redes são também discutidas, e o resultado da metodologia é testado em alguns problemas típicos de separação por equilíbrio de fases.

Esta dissertação pretende consolidar um método quantitativo, flexível e genérico que possa ser útil na otimização experimental dos mais variados produtos e processos industriais medidos por múltiplas variáveis de resposta. O que se pretende com o método é identificar o ajuste ótimo dos fatores controláveis, ou seja, aquele que reduz os custos devido à má qualidade de um produto considerando também os custos de matéria-prima e energia gastos na fabricação desse produto. A redução dos custos gerados pela má qualidade de um produto é alcançada através da minimização dos desvios das variáveis de resposta dos seus valores alvos e maximização da robustez do produto ou processo aos fatores de ruído e a possíveis oscilações nos fatores controláveis, pois toda vez que uma variável de resposta desvia-se do seu valor alvo ou apresenta variabilidade, existe uma perda financeira experimentada pelo seu usuário. Ao longo do texto, faz-se uma revisão da literatura existente sobre o assunto, apresentam-se as etapas do método que devem ser cumpridas e algumas ferramentas consideradas eficientes no cumprimento dessas etapas. Logo após, realizam-se estudos práticos para validar o método e, baseado nesses estudos e no referencial teórico, conclui-se sobre o assunto. / The aim of this work is to present and discuss a quantitative and generic optimization method to be applied to a variety of industrial products or process measured trough multiple response variables. The method intends to identify the optimal adjustment for the factors, i. e., the one wich minimizes the cost due poor quality taking into account raw material and energy cost. To reduce quality losses, the response variables should be as close as possible to their target, and the product or process performance must be robust to noise factors as well as to oscilation in factor levels. Whenever a response variable deviates from its target, or presents variability, the loss percived by the user increases. This text presents a literature review on experimental optimization, discusses the steps of a proposed method, and presents some efficient tools to be used to carried out the steps of the optimization. Moreover, some case studies are presented and, based on these studies as well as on the literature review, conclusions are drawn.

Este trabalho tem como objetivo mostrar a viabilidade da troca de processo de usinagem pelo processo de forjamento a quente na fabricação da cavidade interna da pré-forma de brocas de furação de rochas, onde se observa na comparação entre os processos uma menor perda de matéria prima na utilização do novo processo, o que caracteriza a viabilidade dessa mudança. Foram realizados ensaios de forjamento para fabricação da cavidade da broca. Primeiramente, se utilizou um punção cônico, com um formato conveniente para forjar essa cavidade em materiais de fácil modelamento físico, como plasticina e gesso, pois estes materiais têm o comportamento similar ao do aço durante o processo de forjamento a quente. Os resultados foram satisfatórios, à medida que a cavidade foi formada por este processo com a realização de uma única etapa, com pouca perda de material através da formação de rebarba. Em uma segunda etapa, foram feitos ensaios com cobre eletrolítico, que apresentam o comportamento ainda mais próximo ao aço no processo. Com os resultados obtidos nos ensaios com materiais de modelamento físico e a utilização da Teoria Elementar da Plasticidade para verificar a aproximação dos ensaios experimentais do cobre com cálculos matemáticos, foram obtidos melhores resultados, pois com a diminuição da altura inicial do billet se conseguiu a formação da cavidade e uma formação mínima de rebarba. A partir dos resultados obtidos nos experimentos acima, foi possível otimizar o projeto do ferramental, tornando o mesmo adequado ao forjamento a quente da peça desejada, sendo esta confeccionada em aço AISI 8640. Variando-se a altura e o volume do billet, chegou-se a uma pré-forma ideal, onde se forjou a cavidade da peça, com um mínimo de rebarba. Este fato demonstrou a economia de material em relação a quantidade utilizada no processo atual (por usinagem). / The objective of this work is to show the viability of replacing machining process for hot forging process in the manufacturing of the internal cavity of drill bits of rocks, where it is observed, comparing the process, a less loss of raw material using a new process, what characterizes the viability of this change. Forging tests were done to manufacture the drill cavity. At first, a conic punch was used, with a convenient format to forge this cavity in easy physical modeling materials, as plasticine and chalk, for these materials have a similar behavior as steel during the hot forging process. The results were satisfactory, while the cavity was formed by this process with only one stage, with less loss of material through flash formation. In a second stage, tests with copper, that present a closer steel process behavior, were also done. With the results obtained in tests with physical modeling materials and in the use of the Elementary Plasticity Theory to verify the proximity of experimental copper tests with mathematical calculus, the best results were obtained, because with the reduction of the initial height of the billet, cavity formation and a minimum flash formation were got. From the results obtained in the experiments above, it was possible to optimize the tooling project making it appropriate to the hot forging of the desired workpiece, manufactured with AISI 8640 steel. Varying the billet’s height and volume, it approached to an ideal preform, where the workpiece cavity was forged, with minimum flash. This fact demonstrated the economy of material in relation to the quantity used in the current process (machining).