Orientador: Luiz Eduardo de Angelo Sanchez / Banca: Eduardo Carlos Bianchi / Banca: Carlos Elias da Silva Junior / Resumo: Os clientes dos fabricantes de equipamentos exigem cada vez mais eficiência com melhor desempenho e maior economia de energia. Prova disso são produtos que vem diminuindo no tamanho e no peso. Um componente mais eficiente necessita de melhor qualidade de acabamento superficial e tolerâncias mais apertadas. Na fabricação de componentes precisos destaca-se a usinagem, os processos convencionais mais precisos são a retificação, a lapidação e o brunimento. Entretanto desenvolvimentos recentes nas áreas de eletrônicos e computadores geraram a necessidade de tolerâncias nanométricas, métodos ultra-precisos, que usam abrasivos livres, trabalham com tolerâncias de milésimos de micrometros. A retificação é o processo abrasivo mais utilizado para promover acabamento e formas finais em componentes de precisão. Utiliza como ferramenta um rebolo abrasivo, e conta com a operação de dressagem para controle da capacidade de corte. As elevadas temperaturas geradas podem provocar danos térmicos e deformações dimensionais e de forma na peça de trabalho. Na lapidação são utilizados grãos abrasivos livres e o perfil é transferido a peça através de movimentos aleatórios. O grande número de variáveis envolvidas na lapidação a tornam complexa e dispendiosa. Nos anos 90, difundiu-se um processo abrasivo de grãos fixos, no qual as peças e o rebolo abrasivo composto de pastilhas de CBN ou diamante, produzem movimento análogo ao da lapidação. Esse processo, muitas vezes denominado por brunimento plano, traz vantagens em relação à lapidação, como: peça limpa, reduzido desperdício de abrasivo e maior taxa de remoção. Neste trabalho é descrito um equipamento denominado de lápidoretificadora que usina peças pelo processo de lápidoretificação. Diferente de qualquer outro processo a lápidoretificação une uma cinemática que gera riscos aleatórios com uma ferramenta... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Customer's equipment manufacturers demand more efficiency with better performance and greater energy saving. In parallel is development of products with less size and weight. The most efficient components need quality of surface finish and increased manufacturing accuracy. Precise component manufacturer is normally produced by cutting process. Grinding, lapping and honing are the most commons manufacturing precision processes in practice today. Recent developments in electronics and computers created the need for nanometer tolerances, ultra precision cutting machines, which use free abrasive process, working tolerances in thousandths of microns. Grinding is the most common abrasive process used to promote final form in precision components. Using an abrasive wheel as a tool, it is possible to control the cutting conditions with the dressing operation. The high temperatures generated can cause thermal damage and dimensional deformation. Lapping use free abrasive grains with random movements. The immense numbers of variables involved in the lapping make the process to complex and expensive. In the '90s, it spread a fixed abrasive grains process using CBN or diamond wheels, with movements similar to lapping. This process, often called flat honing, product clean surfaces, reduced abrasive waste and increased removal rate. This paper described a device named lappingriding machine. Different of any other process, the lappingriding kinematics generates random risks with an abrasive tool prepared by dressing operation. The surface fining quality is similar to lapping or flat honing and the operational versatility is similar to grinding processes. The lappingring machine has specific functions such as the kinematics of workpiece fixing device and automatic dressing device. Its main features are rigidity and effectiveness of control, providing precision and cutting capacity stabile. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:53:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tubos de cobre fabricados com o material ASTM C12200 (99,9%Cu-0,015-0,040%P) são utilizados mundialmente no transporte de água potável. A maior causa de vazamentos nestas tubulações é a corrosão por pite, que usualmente estão relacionadas com a qualidade da água. Estudos recentes mostraram que vazamentos em tubos de cobre usados para transporte de água de rede pública ocorreram em decorrência da corrosão por pite, o que se deu em virtude da presença do íon cloreto originado do tratamento para a desinfecção da água. Outro parâmetro que pode influenciar a corrosão por pite é a condição de acabamento interno dos tubos. Os óleos lubrificantes usados no processo de fabricação de tubos de cobre contêm carbono e este forma um filme deletério após o recozimento destes tubos. Este filme cria condições na superfície interna para a formação de pilhas de ação local. O objetivo deste trabalho é investigar se o teor de cloreto de sódio no meio aquoso, e o acabamento superficial da superfície interna de tubos de cobre utilizados comercialmente para transporte de água (ABNT/NBR-13206), têm influência na resistência à corrosão destes tubos. A resistência à corrosão foi investigada por meio de ensaios eletroquímicos em soluções naturalmente aeradas com várias concentrações de cloreto de sódio, a 25 oC. A superfície interna dos tubos foi observada, antes e após os ensaios eletroquímicos, por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os tipos de acabamentos superficiais estudados foram: desengraxamento, jateamento e acabamento do processo final de fabricação (sem tratamento). Foi também construído um circuito fechado para estudar o efeito do acabamento superficial na resistência à corrosão sob condições mais próximas das encontradas na prática. O efeito do tratamento de recozimento do tubo em atmosfera inerte, que causa a recristalização da microestrutura e eliminação dos resíduos de óleo lubrificante, também foi avaliado. Os resultados indicaram que o mecanismo de corrosão em soluções com teores de cloreto entre 0,06 mol L-1 e 0,12 mol L-1 correspondeu ao de ataque localizado, enquanto que para a concentração de 0,6 mol L-1 prevaleceu o ataque generalizado. Os resultados do estudo do efeito do acabamento superficial indicaram que os tratamentos que reduzem o teor de carbono na superfície são benéficos à resistência à corrosão, mas este não é o único fator que afeta a resistência à corrosão. Outras características superficiais resultantes do tratamento da superfície também devem ser consideradas. Por exemplo, embora o jateamento cause a diminuição do teor de carbono na superfície dos tubos, o aumento de rugosidade produzido por este acabamento pode resultar em uma menor resistência à corrosão. Os tratamentos superficiais que produziram superfície com maiores resistências à corrosão foram aqueles que também produziram superfícies com menores teores de carbono, a saber, desengraxe e recozimento. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

O presente estudo avaliou a influência do hipoclorito de sódio a 1% e 2,5% na qualidade do acabamento superficial e na resistência à corrosão de duas limas endodônticas: Race® e Hyflex® através de ensaio eletroquímico de polarização potenciodinâmica cíclica (EPPC) e imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Para o EPPC foram utilizados vinte limas de cada marca comercial (#25, conicidade 0.04 e 25 mm de comprimento). Dez dos vinte instrumentos foram individualmente fixados pelo cabo a uma ponta de fio de cobre 0,12 mm de 20 cm de comprimento e posicionado no interior de uma célula eletroquímica com 500 mL de solução de hipoclorito de sódio (NaClO) 1% (Fórmula&Ação) à temperatura ambiente controlada em 23 ºC (±2) até cobrir a parte ativa do instrumento. Os registros foram feitos com o potenciostato da PAR modelo 273A. O ensaio foi repetido nos mesmos padrões para as outras dez limas da mesma marca comercial com o NaClO 2,5%. Além do EPPC, as limas foram submetidas a exames e análises em MEV antes e depois do teste de corrosão para a obtenção de fotomicrografias dos 3 (três) mm finais de cada lima com o intuito de estabelecer parâmetros para a avaliação final. Das fotomicrografias obtidas, 72 foram escolhidas, inseridas no Power Point sem legenda original de identificação, numeradas aleatoriamente para avaliação e projetadas num monitor para 06 avaliadores orientados e calibrados. Os dados obtidos foram tabulados e submetidos aos testes estatísticos pertinentes (Friedman, Wilcoxon e Mann-Whitney). A lima Hyflex® apresentou uma quantidade maior de alterações superficiais (ranhuras, manchas e materiais depositados) antes e depois do ensaio sendo mais suscetível à corrosão. Race® apresentou uma superfície mais polida e regular. Em relação a concentração do NaClO, percebeu-se que os defeitos presentes se tornavam mais evidentes para a concentração maior (2,5%). Nas duas concentrações os itens que apresentaram diferença significativa foram bordas, ranhuras, microcavidades, rebarbas e material depositado. Concluiuse que o acabamento superficial e a concentração da solução de NaClO influenciam a resistência à corrosão dos instrumentos de NiTi. A lima Race® apresentou menor corrosão e melhor acabamento de superfície do que a lima Hyflex® nas condições experimentais testadas. / The present paper evaluated the influence of 1% and 2.5% sodium hypochlorite in the quality of the surface finishing and resistance to corrosion of two endodontic files: Race® and Hyflex® by electrochemical test of cyclic power dynamics polarization (EPPC) and images obtained by scanning electronic microscopy (SEM). Twenty files of each commercial brand (#25, 0.04 taper and 25 mm length) were used in EPPC. Ten from the twenty instruments were individually fixed by the handle to a copper wire tip (0.12 mm diameter and 20 cm length) and placed in the interior of an electrochemical cell with 500 mL sodium hypochlorite solution (NaCIO) 1% (Fórmula e Ação) at the environment temperature controlled in 23ºC (±2) until covering the active part of the instrument. Recordings were made with a PAR potentiostat model 273A. The test was repeated in the same pattern to the other ten files from the same commercial brand with NaClO 2.5%. Besides EPPC, the files were submitted to the scanning electronic microscopy (SEM) test before and after the corrosion test to obtain photomicrographs of the final 3 mm of each file in order to establish the parameters for final evaluation. From the obtained photomicrographs, 72 were chosen and inserted in the Power Point without the original identification legend, randomly numbered for evaluation and projected on the screen to the 06 guided and calibrated evaluators. Data obtained were tabbed and submitted to the relevant statistical tests (Friedman, Wilcoxon and Mann-Whitney). The Hyflex® file showed a higher amount of surface alterations (grooves, stains and deposited materials) before and after the test, being more susceptible to corrosion. Race® showed a more polished and regular surface. As to the NaClO concentration, it was seen that the present defects became more evident in the higher concentration (2.5%). In the two concentrations, the items that presented significant differences were edges, grooves, micro cavities, margins and deposited materials. Conclusion was that surface finishing and the concentration of the NaClO solution influenced the resistance to corrosion of NiTi instruments. The Race® file showed the least corrosion and the best surface finishing compared to the Hyflex® file under the tested experimental conditions.

The aim of this thesis was to produce a prototype casting of aluminum alloy with usage of reverse engineering technology. In a production process surface quality and dimensional accuracy was optimized. 3D scanning, FDM technology, ABSplus surface finishing possibilities and investment casting technology is introduced in theoretical part of this thesis. Practical part of the thesis includes description of original parts, their 3D scanning, usage of RE and RP, production of new castings and evaluation of their dimensional accuracy and surface roughness.

3D printing, also known as additive manufacturing (AM), has got rapidly developed since 1987. Compared with conventional manufacturing methods, 3D printing provides some advantages such as increasing material utilization and less waste of material. Maraging steel provides good strength and toughness without losing ductility, which has been used for the 3D printing technique. Selective laser melting (SLM) is one of the 3D printing methods, which is mostly used for metal and alloy powder. In this thesis, selective laser melting will be used for maraging steel. 3D printing maraging steel is a new material, the research about the properties of 3D printing maraging steel is still ongoing. Corrosion resistance is one of the most important properties of maraging steel due to the high cost of corrosion. So this thesis will focus on the corrosion behavior of 3D printing maraging steel. The purpose of this thesis was to find the best heat treatment condition for high corrosion resistance and to find the relationship between microstructure and corrosion behavior of maraging steel. In this thesis, several kinds of maraging steel samples with different heat treatment conditions were used. SLM, SLM austenized&quenched, SLM aged, conventional austenized&quenched, and conventional aged. Besides, two kinds of solutions were produced, NaOH (pH=11.5) and Na2SO4 (pH=6.5). To observe the microstructure, an optical microscope was used. The grain size is different between SLM and conventional samples, and also different between the samples with different heat treatment conditions. The potentiodynamic polarization method was used to measuring the corrosion behavior. SLM samples have much lower current density, and the passivation potential and the corrosion rate are similar compared with conventional samples. But due to the lack of further experiments, the relationship between corrosion behavior could be affected by the combined effect of several factors.

With the reliability requirements of automobile microelectronics pushing towards near 0 ppb levels of failure control, halide induced corrosion issues in wire bonded devices have to be tightly controlled to achieve such a high reliability goal. With real-time corrosion monitoring, for the first time we demonstrated that the explosive H2 evolution coupled with the oxygen reduction reaction, occurring at the critical Al/Cu interfaces, is the key driving force for the observed aggressive corrosion. Several types of passivation coating on Cu wire surfaces to effectively block the cathodic H2 evolution were explored with an aim to disrupt this explosive corrosion cycle. The properties of the protective coating were evaluated using various analytical techniques. The surface coating exhibited high thermal stability up to 260 °C (evaluated using TGA analysis). A uniform, highly hydrophobic coating (surface contact angle of >130° with water), was achieved by carefully controlling CVD parameters such as time of deposition, surface control of Cu metal, amount of inhibitor compound loading, temperature of coating process etc. FTIR spectroscopy combined with corrosion screening was used to optimize the CVD passivated coating with strong chemisorption. SEM and EDX, XPS were carried out on various coated surfaces to understand the composition and selectivity of the film formed through this surface treatment. The surface selective nature of this coating (towards Cu) proved helpful in preventing potential delamination issues during epoxy molding process. The corrosion testing was carried out via HAST testing at 130°C, 2 atm pressure and 100% RH for 48 hours. Delamination analysis and continuity test showed that the inhibitor compound was able to effectively prevent the corrosion even after exposure to harsh HAST conditions.

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L’étude présentée dans ce mémoire se focalise sur l’usinage de moules en matériaux composites, en considérant les problèmes d’état de surface et de gamme d’usinage. Les pièces de structure aéronautiques peuvent être obtenues par les procédés de fabrication de la famille LCM (Liquid Composite Molding). Ce procédé impose une température de fonctionnement élevée qui conduit à une dilatation du moule néfaste à la qualité de la pièce injectée. Pour remédier à ce problème, il est nécessaire de réaliser l’outillage dans un matériau à faible dilatation ou se comportant comme le matériau injecté. Pour cela, un matériau composite (Hextool™) est proposé en remplacement des moules métalliques conventionnels. L’étape d’usinage de forme est indispensable car elle donne les dimensions finales de l’outillage et conditionne le temps de polissage manuel nécessaire pour atteindre la rugosité arithmétique visée. Ce travail propose deux voies d’amélioration à travers l’étude micro-géométrique de l’opération de finition par outil coupant puis par outil abrasif. La première voie met en évidence l’existence d’une valeur minimale de rugosité accessible lors d’un usinage avec un outil coupant. L’analyse de ce phénomène permet de proposer une valeur de prise de passe radiale optimisant le ratio rugosité du moule / temps d’usinage. La deuxième conduit à la définition d’un outil abrasif utilisable sur un centre d’usinage. La faisabilité d’une telle opération et les capacités de cette technologie innovante sont discutées. Enfin, le choix des outils, des stratégies d’usinage et de la machine outil sont discutés et aboutissent à la proposition d’une gamme de référence pour l’usinage d’ébauche et de finition de moules en matériaux composites. / Presented research works deal with the milling of mold in composites materials, considering surface roughness and plan of procedure. Aeronautical structure parts could be produced by LCM (Liquid Composite Molding) processes. These processes induce high operating temperature for mold which is harmful for the dimensional quality of manufactured parts. In order to solve this problem, material with low heat elongation or with the same behavior as injected resin should be used for the mold. Thus, a composite material (Hextool ™) is proposed to replace conventional metallic molds. The milling operation produces the final dimensions of the tool and determines the time of manual polishing operation to reach the required arithmetic roughness. This work offers two ways of improvement through the study of micro-geometric surface finishing operation by cutting tool and then abrasive tool. The first way highlights the appearance of a minimum reachable value of roughness during machining with a cutting tool. The analysis of this phenomenon ensures to give an optimal value of radial depth of cut. Indeed, in this case, the best ratio surface quality / machining time is achieved. The second ensures to define an abrasive tool usable on a CNC machine tool. The feasibility of this operation and capabilities of this innovative technology are discussed. Finally, the choice of tools, machining strategy and machine tool are discussed and lead to the proposal of a reference process planning for composite molds roughing and finishing.

The thesis deals with the design of the device that is used to improve the quality of the surface of spherical rollers. Spherical rollers are used for the measuring of the conditions in the EHD contact. The high roughness and waviness of the spherical rollers’ surface is a problem. Several machining methods are described in the theoretical part. The overview in theoretical part has been used for choice of the machining methods (lapping and abrasive polishing). The spherical rollers‘ machining system, its construction, electronics and control systems are described in the next section. The last part is focused on testing of assembled device, and on checking its functionality. The desired roughness of the spherical rollers' surface, suitable for successful interferometric measurement, was achieved by combining the selected machining methods. The roughness and waviness achieved was Ra0.01 micron Wa0.022 microns.

Tubos de cobre fabricados com o material ASTM C12200 (99,9%Cu-0,015-0,040%P) são utilizados mundialmente no transporte de água potável. A maior causa de vazamentos nestas tubulações é a corrosão por pite, que usualmente estão relacionadas com a qualidade da água. Estudos recentes mostraram que vazamentos em tubos de cobre usados para transporte de água de rede pública ocorreram em decorrência da corrosão por pite, o que se deu em virtude da presença do íon cloreto originado do tratamento para a desinfecção da água. Outro parâmetro que pode influenciar a corrosão por pite é a condição de acabamento interno dos tubos. Os óleos lubrificantes usados no processo de fabricação de tubos de cobre contêm carbono e este forma um filme deletério após o recozimento destes tubos. Este filme cria condições na superfície interna para a formação de pilhas de ação local. O objetivo deste trabalho é investigar se o teor de cloreto de sódio no meio aquoso, e o acabamento superficial da superfície interna de tubos de cobre utilizados comercialmente para transporte de água (ABNT/NBR-13206), têm influência na resistência à corrosão destes tubos. A resistência à corrosão foi investigada por meio de ensaios eletroquímicos em soluções naturalmente aeradas com várias concentrações de cloreto de sódio, a 25 oC. A superfície interna dos tubos foi observada, antes e após os ensaios eletroquímicos, por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os tipos de acabamentos superficiais estudados foram: desengraxamento, jateamento e acabamento do processo final de fabricação (sem tratamento). Foi também construído um circuito fechado para estudar o efeito do acabamento superficial na resistência à corrosão sob condições mais próximas das encontradas na prática. O efeito do tratamento de recozimento do tubo em atmosfera inerte, que causa a recristalização da microestrutura e eliminação dos resíduos de óleo lubrificante, também foi avaliado. Os resultados indicaram que o mecanismo de corrosão em soluções com teores de cloreto entre 0,06 mol L-1 e 0,12 mol L-1 correspondeu ao de ataque localizado, enquanto que para a concentração de 0,6 mol L-1 prevaleceu o ataque generalizado. Os resultados do estudo do efeito do acabamento superficial indicaram que os tratamentos que reduzem o teor de carbono na superfície são benéficos à resistência à corrosão, mas este não é o único fator que afeta a resistência à corrosão. Outras características superficiais resultantes do tratamento da superfície também devem ser consideradas. Por exemplo, embora o jateamento cause a diminuição do teor de carbono na superfície dos tubos, o aumento de rugosidade produzido por este acabamento pode resultar em uma menor resistência à corrosão. Os tratamentos superficiais que produziram superfície com maiores resistências à corrosão foram aqueles que também produziram superfícies com menores teores de carbono, a saber, desengraxe e recozimento. / Copper tubes manufactured with C12200 ASTM (99.9% Cu-0015-0040% P) are used worldwide for potable water transport. The largest number of leakages in these tubes is due to pitting, usually related to the water quality, associated to the presence of chloride ions originated from water disinfecting treatment. The literature on the effect of chloride on the corrosion of copper pipelines is controversial. The finishing of the copper tubes inner might also influence pitting corrosion. The lubricating oils used in the manufacture of copper tubes contain carbon and a deleterious film might form during annealing. The objective of this study is to investigate the effect of sodium chloride content and the inner surface finishing of copper tubes used for water transport (ABNT/NBR-13206) on their corrosion resistance. The study was carried out by electrochemical tests in naturally aerated sodium chloride solutions at various concentrations, at 25 °C. The tubes inner surface was observed previous to and after the electrochemical tests by scanning electron microscopy (SEM). The effects of the following surface finishing were investigated: degrease, sand blasting, annealing and the surface without treatment. A loop was built to simulate the operational conditions of the tubes. Results indicated that the corrosion mechanism in chloride solutions with concentrations between 0.06 mol L-1 and 0.12 mol L-1 was localized attack, whereas in the 0.6 mol L-1 solution, generalized attack was the predominant mechanism. The results the surface finishing investigation indicated that the treatments that leads to carbon content reduction are beneficial to corrosion resistance. However, other features must also be considered. For instance, although sand blasting reduces the carbon content on the tubes surface, the increase in roughness due to this treatment decreases the corrosion resistance. The surface treatments that resulted in increased corrosion resistance were those that also resulted in lower carbon levels at the surface, namely degreasing and annealing.