Orientador: Manoel Cléber de Sampaio Alves / Coorientador: Marcos Tadeu Tibúrcio Gonçalves / Banca: Fábio Minoru Yamaji / Banca: Ivaldo de Domênico valarelli / Banca: Marcos Valerio Ribeiro / Banca: José Vitor Candido Souza / Resumo: A expansão tecnológica e de mercado da madeira e produtos derivados de madeira industrializada, fazem com que as pesquisas dos processos que envolvem esse material sejam cada vez mais necessárias. O fresamento é um processo de usinagem muito utilizado na indústria, quando se pretende obter um acabamento superficial de qualidade. O presente trabalho teve por objetivo avaliar o desempenho do processo de usinagem de madeiras das espécies de Corymbia citriodora e Eucalyptus saligna, realizado em centro de usinagem CNC, através da análise do acabamento superficial e da potência consumida em operações de fresamento frontal e cilíndrico tangencial. As madeiras foram usinadas de forma tangencial em movimentos concordante e discordante, com profundidade de corte (ap) de 1,0 mm; de forma frontal nas direções perpendicular e paralelo em relação às fibras com (ap) de 5,0 mm. Como condições de usinagem, empregaram-se quatro velocidades de corte (Vc) 5,9; 8,4; 10,9; 13,4 m/s, e quatro velocidades de avanço (Vf) 3,0; 5,0; 7,0 e 9,0 m/min. Utilizou-se para os ensaios uma fresa helicoidal de metal duro maciço com três dentes e diâmetro de 16,0 mm. Foram analisados os resultados de Rugosidade Média (Ra) obtidos através de rugosímetro e potência consumida captada por sensor de efeito Hall, e verificado a integridade das superfícies fresadas através de microscópio eletrônico de varredura (MEV). Os resultados foram analisados pelo software Minitab e tratados estatisticamente através da análise de variância ANOVA e teste de Tukey. Concluiu-se que as melhores qualidades superficiais registradas ocorreram para as menores velocidades de avanço, maiores velocidades de corte, no fresamento tangencial para o corte discordante, no fresamento frontal para o corte paralelo às fibras da madeira. Para a potência média consumida, ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The technological expansion and market wood and derived from wood products industrialized make research processes involving this material are increasing necessary. Milling is a machining process commonly used in the industry, when applying for a surface finish quality. This study was to evaluate the performance of wood machining process of species Corymbia citriodora and Eucalyptus saligna realized out in CNC machining center, through the analysis of surface finish and the power consumed in tangential front and cylindrical milling operations. The woods were used tangentially on down-milling and up-milling movements, cutting depth of 1.0 mm; the front in parallel and perpendicular directions in relation to the fibers with cutting depth of 5.0 mm. As machining conditions, we used four cutting speeds of 5.9, 8.4, 10.9 and 13.4 m/s, and four feed speeds 3 5, 7 and 9 m/min. It was used for testing a helical cutter solid tungsten carbide tool with three teeth and diameter of 16 mm. The results were analyzed Roughness Average (Ra) obtained from roughness and power consumed captured by Hall effect sensor and the integrity of the machined surfaces obtained by scanning electron microscope. These results were analyzed by Minitab software and statistically analyzed by ANOVA and Tukey test. It is concluded that the best recorded surface qualities were obtained for lower feed rates, higher cutting speeds, the tangential milling cutting for up-milling in front for cutting parallel to the wood fibers. For the average power consumed, the lowest average value occurred for higher cutting speeds and the species citriodora, obtained better surface quality when compared with the species saligna / Doutor

Orientador: Milton Eiji Kayama / Banca: Konstantin Georgiev Koslov / Banca: Tessie Gouvea da Cruz / Resumo: Este trabalho descreve o desenvolvimento de um dispositivo de geração de microdescargas de plasma operando à pressão atmosférica, sua caracterização e aplicação no tratamento de superfície polimérica. A microdescarga é produzida entre uma agulha e um eletrodo externo na forma de um cilindro. A agulha e o cilindro são dispostos coaxialmente com um capilar de borossilicato ou quartzo entre os mesmos. O sinal usado para excitar a descarga tinha a forma senoidal na frequência de 37 kHz. Estas microdescargas produziram plumas de plasma na extremidade da agulha. Medições da tensão de ruptura mostraram regimes distintos conforme a posição axial do cilindro em relação à agulha. Simulações com circuitos mostraram diferentes circuitos equivalentes ao dispositivo de microdescarga conforme esta posição relativa entre os eletrodos. Utilizando estas plumas no tratamento de superfícies de PET verificou-se redução do ângulo de contato com o tratamento que atinge um mínimo para tempos de 10 s. O ângulo de contato para diferentes posições em torno do ponto de tratamento foi ajustado à curvas baseadas em funções gaussiana e lorentziana. Isto possibilitou verificar o aumento da área tratada com o fluxo do gás quando a tensão na descarga se torna elevada. Para pluma de diâmetro menor que 1 mm o tratamento se estendeu em até 6 mm devido a dinâmica do gás da pluma. O dispositivo se mostrou confiável e com tratamento reprodutível na modificação das propriedades da superfície de materiais / Abstract: This work describes the development and characterization of a microplasma jet device operating at atmospheric pressure and its application on the treatment of a polymeric surface. The micro discharge was produced between a needle and a coaxial cylindrical electrode with a borosilicate or quartz capillary between them. The discharge occurs in a small gap between the capillary and the needle and a plasma plume is produced at the tip of the needle. The signal used to excite the discharge was sinusoidal at frequency of 37 kHz. Breakdown voltage measurement showed distinct regimes according to the axial position of the cylinder relative to the needle. Simulations showed different equivalent circuits for the device according to the relative position between the electrodes. The plasma plumes were used to treat PET surfaces. It was observed the reduction of the contact angle with the treatment time that saturates around 10 s. The contact angle measurements at different positions around the treatment point were fitted using Gaussian and Lorentzian functions in order to estimate the diameter of treated circular area around the contact point of the plume with the surface. It was observed an increase of the treated area with the flow rate gas particularly at high applied voltage. Diameter up to 6 mm was achieved for plasma plumes with diameter smaller than 1 mm due to gas dynamic effects. The repeatability on the treatment showed that the plasma jet is reliable to modify surface properties of materials / Mestre

Orientador: Antonio Jorge Abdalla / Coorientador: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Tomaz Manabu Hashimoto / Banca: Fernando de Azevedo Silva / Banca: Carlos Antonio Reis Pereira Baptista / Banca: Danieli Aparecida Pereira Reis / Resumo: Os aços Maraging são aços de ultra-alta-resistência, tem composição à base de ferro ligado com cerca de 18% de níquel, com limite de esoamento entre 1.400 a 2.500 MPa. Possuem propriedades superiores, tais como a alta ductilidade, boa soldabilidade, tratamento térmico simples sem deformações, boa usinabilidade, alta resistência e resistência ao desgaste. A sua boa tenacidade permiti que suporte tensões repetidas de fadiga por maior tempo, comparado com outros aços de alta resistência. Para o presente trabalho, a partir de diversos testes de solda a laser, aplicação de tratamentos térmicos e tratamento superficial de nitretação a plasma, foram estudadas as propriedades mecânicas através de ensaios de tração, fadiga, impacto, dureza e rugosidade. Foram também analisadas, com auxílio do Microscópio Óptico, as características microstuturais da zona de fusão (ZF), zona térmica afetada (ZTA) pelo calor da solda e camada nitretada. Com o auxílio de um Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) analisou-se o mecanismo da fratura e foram realizadas análises por E.D.S. (Energia Dispersiva de Raios X). Foram realizados vários teste com tempos e temperaturas para se definir a melhor condição de envelhecimento, obteve-se a temperatura de 480°C por 3 horas como satisfatoria. A solda a laser mostrou-se eficaz para a união das chapas, com perda de resistência inferior a 10%, quando comparada com a resistência do aço maraging sem solda. As análises da superfície fraturada mostram que a ruptura dos corpos de prova soldados ocorrereu na região da zona fundida, e possui natureza dúctil, com a formação de dimples, para todas as condições de tratamento térmico, o processo de soldagem e nitretação a plasma não alteraram o tipo de fratura típica dos aços maraging. A vida em fadiga não foi prejudicada ...( Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Maraging Steels are ultra-high-strength, that have their composition based on iron alloyed with approximately 18% Nickel, with yield strength between 1.400 to 2.400 MPa. They have superior properties, such as high ductility, good weldability, simple heat treatment without deformation, good machinability, high strength and wear resistance. Their hardness and resistance allow them to supports repeated stress of longer fatigue in comparison with other high strength steels. The maraging steel has a significant cost advantage due to the good workability, predictable and uniform retraction during heat treatment, making this steel be promising. For this work, from various laser welding tests, heat treatment and surface treatment of plasma nitriding, The mechanical properties were studied by means of testing: traction; fatigue; impact; hardness; and roughness. We also analyze, with the aid of optical microscope, the microstructural characteristics of the fusion zone (FZ), the heat affected zone (HAZ) due the welding and by nitrided layer. With the aid of SEM (Scanning Electron Microscope) and EDS (Energy Dispersive Scanning), we analyzed the fractured mechanisms. Several tests were carried out with times and temperatures to determine the best aging condition and the chosen temperature was 480°C for 3 hours. The application of laser welding seems to be effective for joining the plates with loss in the yield strength or tensile strength less than 10%, compared with the strength of maraging steel without welding. The analyses of the fractured surface showed that the rupture of the welded samples occurred in the fused zone region and has ductile nature, with formation of dimples for all heat treatment conditions. The welding and plasma nitriding process have not modified the type of typical fracture of the maraging steel. The life in ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientadora: Leide Lili Gonçalves da Silva Kostov / Coorientador: Konstantin Georgiev Kostov / Banca: Roberto Zenhei Nakazato / Banca: Koshun Iha / Resumo: Neste trabalho amostras da liga de alumínio (Al) AA7075 foram expostas à dois tipos de plasmas atmosféricos frios: Descarga por Barreira Dielétrica durante 5 min, 7,5 min, 10 min e 15 min e ao jato de plasma por 20 s, 30 s, 40 s e 60 s. Após os tratamentos, a caracterização superficial da liga AA7075 foi realizada através de medidas de ângulo de contato, energia superficial, rugosidade, teste da fita de adesão (ASTM D3359), espectroscopia de fotoelétrons de raios - X (XPS), testes eletroquímicos e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Após os tratamentos a plasma, houve uma redução significativa nos valores de ângulo de contato e um aumento expressivo da energia superficial para ambos os tipos de plasmas. Verificou-se também que, os tratamentos a plasma não modificaram a topografia e rugosidade superficial das amostras. Através dos resultados do teste da fita de adesão foi observado que ambos os tratamentos foram eficientes na melhoria da adesão da camada de poliuretano sobre o substrato da liga de Al, quando comparada com a amostra não tratada. Os resultados de XPS confirmaram a formação de grupos polares contendo oxigênio e nitrogênio na superfície das amostras da liga de Al tratadas a plasma. Nos testes eletroquímicos, a capacitância do revestimento foi determinada e o potencial e a densidade de corrente de corrosão foram obtidas para cada condição estudada. Ambos os plasmas a pressão atmosférica foram eficientes em aumentar a adesão da tinta de poliuretano à superfície da liga de alumínio AA7075 / Abstract: In this work aluminium alloys AA7075 samples were exposed to two kinds of cold atmospheric plasma: Dielectric Barrier Discharge plasma for 5 min, 7,5 min, 10 min and 15 min, and plasma jet for 20 s, 30 s, 40 s e 60 s. After treatments, AA7075 alloy surface characterization was performed by measuring water contact angle, surface free energy, roughness, adhesion tape test (ASTM D3359), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), electrochemical techniques and scanning electronic microscopy (SEM). After plasma treatments, there was a remarkable decrease in water contact angles values and a significant increase in surface free energy, for both types of plasma. It was also verified that, the plasma treatments did not modify the topography and roughness of the samples. With the adhesion tape test results, it was found that both plasma treatments were efficient in improving the adhesion of polyurethane coating on the aluminium alloy samples, when compared to the untreated one. The XPS results confirmed the formation of oxigen and nitrogen containing polar groups on the surface of Al alloy samples treated by plasma. With electrochemical techniques the coating capacitance of the painting was determined and the corrosion potential and the corrosion current density were obtained for each condition studied. Both atmospheric pressure plasma treatments were efficient in enhancing the adhesion of the poliurethane painting on the Al alloy AA7075 surface / Mestre