[pt] Esta pesquisa examina as potencialidades e limitações da manufatura aditiva na produção de dispositivos médicos em resposta à crescente demanda global durante a pandemia da COVID-19. A pesquisa busca entender as implicações da adaptação de projetos, da conformidade com regulamentações e da criação de uma cadeia de produção resiliente e sustentável, utilizando impressoras 3D de baixo custo. Além disso, a pesquisa incita reflexões sobre a intersecção entre medicina e design, instigando novas pesquisas neste campo interdisciplinar. O estudo se aprofunda na análise de adaptações de design e na exploração de uma cadeia produtiva alternativa mais resiliente e com menor impacto ambiental. A pesquisa considera a possibilidade de utilizar resíduos hospitalares como matériaprima para a produção de componentes médicos, uma prática que pode reduzir custos de descarte e a pegada de carbono. Além disso, discute a implementação do DRAM (Design, Reciclagem e Manufatura Aditiva Distribuídos) em ambientes hospitalares para responder às demandas de saúde em cenários de interrupção da cadeia de suprimentos. A pesquisa levanta questões importantes sobre a fronteira entre medicina e tecnologia, destacando a importância da responsabilidade ética e social na evolução científica e tecnológica. Argumenta a importância da manutenção adequada dos equipamentos médicos e o papel vital que a manufatura aditiva pode desempenhar na produção rápida de peças de reposição, especialmente em situações de emergência, como a pandemia da COVID-19. Com uma análise detalhada do joelho, um projeto prático desenvolvido durante o mestrado, a pesquisa identifica a necessidade de reestruturação dos processos de fabricação, considerando fatores econômicos e geográficos. A experiência do projeto instigou discussões enriquecedoras sobre o papel do designer, a potência da tecnologia de fabricação digital e a relevância dessa atividade em situações de emergência. Finalmente, a pesquisa conclui que a Reciclagem Distribuída e a Manufatura Aditiva (DRAM) podem se apresentar como uma solução sustentável e descentralizada para a produção de itens críticos em hospitais. Sugere a possibilidade de implementação de um ciclo fechado de produção e consumo de materiais através da fabricação de filamentos a partir de resíduos no próprio local de cuidados de saúde. Isso não só reduziria a dependência de fornecedores externos e a pegada ambiental da produção, mas também poderia melhorar a eficiência e agilidade dos sistemas de saúde em situações de emergência. / [en] This Master s dissertation examines the potentialities and limitations of additive manufacturing in the production of medical devices in response to the growing global demand during the COVID-19 pandemic. The research seeks to understand the implications of project adaptations, compliance with regulations, and the creation of a resilient and sustainable production chain, using low-cost 3D printers. Furthermore, the research instigates reflections on the intersection between medicine and design, stimulating new research in this interdisciplinary field. The study delves into the analysis of design adaptations and explores an alternative production chain that is more resilient and has less environmental impact. The research considers the possibility of using hospital waste as raw material for the production of medical components, a practice that can reduce disposal costs and the carbon footprint. In addition, it discusses the implementation of DRAM (Distributed Recycling and Additive Manufacturing) in hospital environments to respond to health demands in scenarios of supply chain disruption. The research raises important questions about the frontier between medicine and technology, highlighting the importance of ethical and social responsibility in scientific and technological evolution. It argues the importance of proper maintenance of medical equipment and the vital role that additive manufacturing can play in the quick production of replacement parts, especially in emergency situations, such as the COVID-19 pandemic. With a detailed analysis of the elbow, a practical project developed during the master s program, the research identifies the need for restructuring manufacturing processes, taking into account economic and geographic factors. The project s experience instigated enriching discussions about the role of the designer, the power of digital manufacturing technology, and the relevance of this activity in emergency situations.

[pt] Materiais feitos com microestruturas arquitetadas possuem propriedades mecânicas ajustáveis e podem ser usados na obtenção de estruturas leves e, ao mesmo tempo, com máxima rigidez. Em estruturas celulares formadas por rede de treliças, por exemplo, pode-se variar o tipo de topologia e porosidade de modo que o material seja eficientemente distribuído no domínio de projeto. Devido às geometrias complexas destas estruturas, projetá-las usando ferramentas de desenho assistido por computador é uma tarefa desafiadora. Neste trabalho, foi desenvolvida uma modelagem paramétrica no programa Rhinoceros usando a extensão Grasshopper para auxiliar na construção de modelos de sólidos celulares com estrutura interna treliçada de densidade variável. A modelagem paramétrica desenvolvida permite definir a topologia e o diâmetro das barras das treliças que simplificam em muito a geração de modelos de sólidos porosos. Modelos de microestrutura foram gerados e fabricados em poliamida 12 por meio de sinterização seletiva a laser para avaliar se é viável imprimir as treliças a partir dos parâmetros estabelecidos. O problema de uma viga biapoiada com carga concentrada no centro foi resolvido utilizando-se o método de otimização topológica e o campo de densidades foi usado para geração do modelo de densidade variável. Considerando a mesma massa final dos modelos otimizados, modelos com densidade constante foram gerados e fabricados juntamente com os modelos de densidade variável. Foram realizadas análises experimentais por meio de ensaios de flexão em três pontos e os resultados mostram que a solução usando densidade variável tem um grande aumento da rigidez quando comparadas com as soluções com densidade uniforme. / [en] Materials made with architected microstructures present tunable mechanical properties and can be used to obtain light structures and, at the same time, with maximum stiffness. In lattice structures, for example, the type of topology and porosity can be varied so that the material is efficiently distributed in the design domain. Due to the complex geometries of these structures, designing them using computer-aided design tools is a challenging task. In this work, a parametric modeling was developed in the Rhinoceros program using the Grasshopper extension to assist in the construction of models of lattice structures with varying truss diameters. The developed parametric modeling allows defining the topology and the diameter of the truss bars, which greatly simplifies the generation of models of porous solids. Microstructure models were generated and manufactured in polyamide 12 through selective laser sintering to assess whether it is feasible to print the trusses from the established parameters. The problem of a simply supported beam with a concentrated load at the center was solved using the topology optimization method and the density field was used to generate the variable density model. Considering the same final mass of the optimized models, models with constant density were generated and manufactured together with the models with variable density. Experimental analyzes were carried out using three-point bending tests and the results show that the solution using variable density has a large increase in stiffness when compared to solutions with uniform density.

[ES] El desarrollo tecnológico, consecuencia de las revoluciones industriales, ha generado que constantemente en los procesos de manufactura se alteren y sustituyan las técnicas de producción, impactando, a su vez, la gestión de flujos de información, financieros y de materiales en las cadenas de suministro. La manufactura aditiva es considerada como una técnica de producción con alto potencial para impactar la configuración y gestión de las cadenas de suministro, dado que supone el aumento de la eficiencia y satisfacción de la demanda por medio de resultados personalizados, ajustados a las necesidades de los clientes, reduciendo tiempos y costos en el almacenamiento, transporte y empaque. Por estas razones, con la presente tesis doctoral se desarrolló un modelo matemático a través de la dinámica de sistemas que permitiera analizar el impacto en las cadenas de suministro que han apropiado el proceso de impresión 3d como uno de sus enfoques de producción. Se inició analizando el desarrollo de la manufactura aditiva (MA) a través del tiempo, para determinar las variables que describen los cambios, el estado de madurez y el nivel de penetración en los sectores económicos; para lograrlo, se realizaron revisiones de literatura y análisis bibliométrico. Posteriormente, se definió como unidad de análisis el sector salud, debido al grado de apropiación de la MA en los procesos de atención. Se realizó la caracterización del estado actual y la propuesta de escenarios que fueron analizados a partir del modelo que simulara el comportamiento de cada escenario. Para los escenarios aditivos se consideró el rol que desempeña el miembro de la cadena que implementa el proceso aditivo y cómo esto altera la estructura, los procesos de gestión y la relación entre los actores. Los resultados demuestran el alto potencial de impacto de la MA, desde los eslabones de producción hasta el acercamiento con el cliente, respecto a la literatura, está emergiendo la investigación respecto al desarrollo de granjas de impresión y estructuras atomizadas. Se describieron los procesos de gestión de la cadena y cómo el proceso aditivo permea en los roles, la dependencia y autonomía que tiene cada miembro; siendo las variables con mayor afectación los costos de producción y distribución, tiempos de espera, respuesta e intervenciones, así como los resultados satisfactorios. Se explica a través del contraste de tres escenarios, uno tradicional y dos aditivos la reducción de, al menos, el 50% del lead time de la cadena, 30% las cantidades de unidades de insumos y 20% la capacidad disponible. En contraste, todavía se evidencian grandes retos para una adecuada implementación, relacionados con el conocimiento, cobertura, poder de adquisición económica y el nivel de respuesta de la producción tradicional. Para futuras líneas de investigación, se señala la vinculación con las demás tecnologías de la industria 4.0, el análisis de cada uno de los procesos de gestión de la cadena y el desarrollo de modelos que permitan la selección de la estructura más apropiada para la inclusión de la MA a partir de simulación de escenarios aditivos, entre otros. / [CA] El desenvolupament tecnològic, conseqüència de les revolucions industrials, ha generat que constantment en els processos de manufactura s'alteren i substituïsquen les tècniques de producció, impactant, a la mateixa vegada, la gestió de fluxos d'informació, financers i de materials en les cadenes de subministrament. La manufactura additiva és considerada com una tècnica de producció amb alt potencial per a impactar la configuració i gestió de les cadenes de subministrament, atés que suposa l'augment de l'eficiència i satisfacció de la demanda per mitjà de resultats personalitzats ajustats a les necessitats dels clients, reduint temps i costos en l'emmagatzematge, transport i empaquetatge. Per aquestes raons, amb la present tesi doctoral es va desenvolupar un model matemàtic a través de dinàmica de sistemes que permetera analitzar l'impacte en les cadenes de subministrament que han apropiat el procés d'impressió 3d com un dels seus enfocaments de producció. Es va iniciar analitzant el desenvolupament de la manufactura additiva (MA) a través del temps per a determinar les variables que descriuen els canvis, l'estat de maduresa i el nivell de penetració en els sectors econòmics; per a aconseguir-ho, es van realitzar revisions de literatura i anàlisi bibliomètrica. Posteriorment, es va definir com a unitat d'anàlisi el sector salut a causa del grau d'apropiació de la MA en els processos d'atenció. Es va realitzar la caracterització de l'estat actual i la proposta d'escenaris que van ser analitzats a partir del model que simulés el comportament de cada escenari. Per als escenaris additius es va considerar el rol que exerceix el membre de la cadena que implementa el procés additiu i com això altera l'estructura, els processos de gestió i la relació entre els actors. Els resultats demostren l'alt potencial d'impacte de la MA, des de les baules de producció fins a l'acostament amb el client, respecte a la literatura està emergint la investigació respecte al desenvolupament de granges d'impressió i estructures atomitzades. Es van descriure els processos de gestió de la cadena i com el procés additiu permea en els rols, la dependència i autonomia que té cada membre; essent les variables amb major afectació els costos de producció i distribució, temps d'espera, resposta i intervencions, així com els resultats satisfactoris. S'explica a través del contrast de tres escenaris, un tradicional i dos additius la reducció de, almenys, el 50% del lead time de la cadena, 30% les quantitats d'unitats d'inputs i 20% la capacitat disponible. En contrast, encara s'evidencien grans reptes per a una adequada implementació, relacionats amb el coneixement, cobertura, poder d'adquisició econòmica i el nivell de resposta de la producció tradicional. Per a futures línies d'investigació s'assenyala la vinculació amb les altres tecnologies de la indústria 4.0, l'anàlisi de cadascun dels processos de gestió de la cadena i el desenvolupament de models que permeten la selecció de l'estructura més apropiada per a la inclusió de la MA a partir de simulació d'escenaris additius, entre altres. / [EN] The technological development, as a consequence of industrial revolutions, has generate that constantly in the manufacturing process, the production techniques has alter and replace, at the same time, it impacts the information flows, the financial flows and the materials flows in the supply chain. The additive manufacturing is considerate as a production technique with a high potential to impact the setting and the management of the demand through the custom results, adjust to the client needs, reducing times and costs of storage, transport and packing. For these reasons, with the present doctoral thesis a mathematic model has been developed through the dynamic of systems, that allowed to analyze the impact of the supply chains that has appropriate the 3d print process as one of its production approaches. The first step was to analyzed the additive manufacturing (AM) development through the time to determine the variables that describes the changes, the state of maturity and the permeation levels in the economic sector, to make it, it was made literature reviews and bibliometric analysis. Later, it was defined as an analysis unit the health care sector due to the appropriation of the AM in the attention process. A characterization of the actual state was made, and the scenario proposal were analyzed from the model that simulates the behavior on each scenario. For the additive scenario, it was considered the role that is performed the member of the chain that implements the additive process and how this alter the structure, the management process and the relation between the actors. The results, show a high potential on the impact of AM, from the production links to the approach with the client, about the literature, it is emerging the investigation of print farms development and atomized structures. The process of the chain management was described and how the additive process permeates the roles, the dependence and the autonomy that each member has; the variables with most affectation is, the production and distribution costs, the waiting times, response and interventions, also the satisfactory results. It is explaining through the contrast of three scenarios, one traditional and two additives, the reduction of, at least the 50% of the chain lead time, 30% the supplies quantity and 20% the available capacity. By contrast, it still evidences great challenges for a proper implementation, related with the knowledge, coverage, economic acquisition power and the response level of the traditional production. For future investigations, it is points out the bonding with the other technologies of the 4.0 industries, the analysis of each one of the management process of the chain and the model development, that allowed the selection of a proper structure for the inclusion of the AM from the simulation of additive scenarios, among others. / Núñez Rodríguez, J. (2021). Modelo para el análisis del impacto de la manufactura aditiva en la gestión de la cadena de suministro [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/180383

Tesis por compendio / [ES] El principal objetivo de la presente tesis doctoral se centra en la obtención de poliésteres alifáticos con propiedades mejoradas para su empleo en procesos industriales aplicando técnicas de fabricación específicas de polímeros como son el proceso de inyección o la fabricación aditiva. Para alcanzar dicho objetivo se proponen diferentes estrategias como la incorporación de aditivos plastificantes de origen natural, la incorporación de cargas naturales, la obtención de mezclas con otros polímeros, así como la incorporación de aditivos orientados al sector médico. En una primera fase, se han estudiado los poliésteres alifáticos de la familia de los polihidroxialcanoatos - PHA. Las modificaciones realizadas a los polihidroxialcanoatos van desde la incorporación de residuos de cáscara de almendra para la obtención de composites, el desarrollo de mezclas binarias con poli(¿-caprolactona) para la mejora de las propiedades dúctiles y el análisis del efecto de diferentes plastificantes derivados de terpenoides, concretamente ésteres de geraniol. En esta primera fase se propone el uso del moldeo mediante inyección para la determinación precisa de las propiedades que alcanzan las formulaciones tras las modificaciones realizadas. Posteriormente se propone el uso de los polihidroxialcanoatos para su empleo en el sector médico debido a sus propiedades biocompatibles y bioabsorbibles. En un primer momento se opta por analizar el efecto de los parámetros a emplear en fabricación aditiva empleando PHA, siendo polímeros con una ventana de procesado bastante estrecha, y con una alta sensibilidad al grado de cristalinidad que alcanzan en función de las condiciones de enfriamiento. La incorporación de aditivos osteoconductores como la hidroxiapatita tiene un especial interés para la mejora del proceso de regeneración ósea; es por ello que se considera como aditivo para PHA en el sector médico. En un primer trabajo, se propone el uso del proceso de moldeo por inyección para determinar las propiedades que se obtienen con la incorporación de las nanopartículas de hidroxiapatita. Posteriormente, esas mismas formulaciones se emplean en impresión 3D para ofrecer una aplicación más directa al sector médico mediante la obtención de scaffolds que pueden ser empleados en procesos de regeneración ósea. Finalmente, esta tesis aborda el empleo de ácido poliláctico - PLA, empleando las técnicas de conformado mediante inyección y fabricación aditiva. El PLA es un poliéster alifático con propiedades y coste interesante, pero presenta una elevada fragilidad; es por ello que el uso de plastificantes naturales derivados de ésteres del ácido itacónico ofrece una especial relevancia para el desarrollo de formulaciones con alta ductilidad. Adicionalmente, el PLA es un material con alto interés en fabricación aditiva. El empleo de diferentes patrones y la cantidad de relleno tiene un efecto marcado sobre el comportamiento mecánico de los componentes fabricados mediante impresión 3D, que también está vinculado con el tiempo necesario para completar la impresión. Una de las aplicaciones interesantes de la fabricación aditiva con PLA, es la fabricación de dispositivos médicos con la capacidad de ser reabsorbidos por el cuerpo humano de forma progresiva. En este sentido se propone el diseño y validación de una prótesis de fijación ósea para fémur. / [CA] El principal objectiu de la present tesi doctoral se centra en l'obtenció de polièsters alifàtics amb propietats millorades per al seu ús en processos industrials aplicant tècniques de fabricació específiques de polímers com són el procés d'injecció o la fabricació additiva. Per a aconseguir aquest objectiu es proposen diferents estratègies com la incorporació d'additius plastificants d'origen natural, la incorporació de càrregues naturals, l'obtenció de mescles amb altres polímers, així com la incorporació d'additius orientats al sector mèdic. En una primera fase, s'han estudiat els polièsters alifàtics de la família dels polihidroxialcanoats - PHA. Les modificacions realitzades als polihidroxialcanoats van des de la incorporació de residus de corfa d'ametla per a l'obtenció de compòsits, el desenvolupament de mescles binàries amb poli(¿-caprolactona) per a la millora de les propietats dúctils i l'anàlisi de l'efecte de diferents plastificants derivats de terpenoids, concretament èsters de geraniol. En aquesta primera fase es proposa l'ús del moldeig mitjançant injecció per a la determinació precisa de les propietats que aconsegueixen les formulacions després de les modificacions realitzades. Posteriorment es proposa l'ús d'aquests polihidroxialcanoats per al seu ús en el sector mèdic donat que tenen propietats biocompatibles i bioabsorbibles. En un primer moment s'opta per analitzar l'efecte dels paràmetres a emprar en fabricació additiva en els utilitzant PHA, donat que es tracta de polímers amb una finestra de processament bastant estreta, i amb una alta sensibilitat pel grau de cristal·linitat que aconsegueixen en funció de les condicions de refredament. La incorporació d'additius osteoconductors com la hidroxiapatita té un especial interés per a la millora del procés de regeneració òssia; és per això que es considera com a additiu per a PHA per al sector mèdic. En un primer treball, es proposa l'ús del procés de moldeig per injecció per a determinar les propietats que s'aconsegueixen amb la incorporació de les nanopartícules d'hidroxipatita. Posteriorment, aqueixes mateixes formulacions s'utilitzen en impressió 3D per oferir una aplicació més directa al sector mèdic mitjançant l'obtenció d'scaffolds que poden ser emprats en processos de regeneració òssia. Finalment, aquesta tesi aborda l'ús de l'àcid poliláctic - PLA emprant les tècniques de conformat mitjançant injecció i fabricació additiva. El PLA és un polièster alifàtic amb propietats i cost interessants, però presenta una elevada fragilitat; és per això que l'ús de plastificants naturals derivats d'èsters de l'àcid itacònic té una especial rellevància per al desenvolupament de formulacions amb alta ductilitat. Addicionalment, el PLA és un material amb alt interés en fabricació additiva. L'ús de diferents patrons i la quantitat de farciment té un efecte marcat sobre el comportament mecànic dels components fabricats mitjançant impressió 3D, que també està vinculat amb el temps necessari per a completar la impressió. Una de les aplicacions interessants de la fabricació additiva amb PLA, és la fabricació de dispositius mèdics amb la capacitat de ser reabsorbits pel cos humà de manera progressiva. En aquest sentit es proposa el disseny i validació d'una pròtesi de fixació òssia per a fèmur. / [EN] The main objective of this thesis is to obtain aliphatic polyesters with improved properties for their application in industrial processes by applying conventional polymer processing techniques such as injection moulding and additive manufacturing. In order to reach the aforementioned objective several strategies are proposed such as the incorporation of natural origin plasticizing additives, the incorporation of natural fillers, the development of polymer blends and the incorporation of additives for the medical sector. The first stage of this research consists in the study of aliphatic polyesters from polyhydroxyalkanoates - PHA. The modifications made to those polymers have been the introduction of almond shell wastes to produce composites, the development of binary blends with poly(¿-caprolactone) to improve ductile properties and the addition of different plasticizers derived from terpenoids, more specifically geraniol esters. In this first stage, injection-moulding is proposed to obtain all the properties and features of the formulations after the aforementioned modifications. Afterwards, the use of these polyhydroxyalkanoates in the medical sector due to they are biocompatible and resorbable, is proposed. First, the effect of the parameters to be used in additive manufacturing of PHA is analysed. These polymers possess a very narrow processing window and a great sensitiveness to the degree of crystallinity depending on the cooling conditions. The incorporation of osteoconductive additives such as hydroxyapatite is of great interest for the improvement of the bone regeneration process, so it is considered as an additive of PHA for medical applications. It is for this reason that in the first work, injection moulding is used for determining the effect of nanohydroxyapatite have on the polymer matrix. Then, the developed formulations are used in 3D printing to assess the feasibility of this technology for the medical sector by obtaining scaffolds structures that can be used in bone regeneration processes. Finally, poly(lactic acid) - PLA is processed by injection-moulding and additive manufacturing to assess the feasibility of these techniques. PLA is a cost-effective aliphatic polyester with balanced properties; nevertheless, it shows high intrinsic brittleness. Therefore, the use of natural plasticizers derived from esters of itaconic acid are of especial interest for the development of formulations with improved toughness. Additionally, PLA is a material with a great interest in additive manufacturing. The use of different patterns and infills used in 3D printing play a key role on mechanical behavior of the 3D-printed components, which is also related to the overall 3D-printing time. One of the interesting applications of additive manufacturing with PLA, is the production of medical devices with the ability to be progressively reabsorbed by the human body. In this sense, the design and validation of a femur fixing prosthesis is proposed. / I would like to thank the Ministry of Universities for their financial support through the FPU grant FPU19/01759 regarding my PhD studies. I am very grateful to Universitat Politècnica de València for their financial support through the FPI PhD grant PAID–2019– SP20190011. I thank the Ministry of Science and Innovation for their financial support to the research group in the projects RTI2018–097249–B–C21, MAT2017–84909–C2–2–R and PID2020–116496RB–C22. I acknowledge Generalitat Valenciana for their grants AICO/2021/025 and CIGE/2021/094 as a support to the research group. / Ivorra Martínez, J. (2023). Procesado y caracterización de formulaciones industriales de poliésteres alifáticos mediante tecnologías de inyección y fabricación aditiva [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/192667 / Compendio

O aço maraging é conhecido pela sua alta resistência mecânica proveniente da formação de precipitados intermetálicos como Ni3Ti e Fe2Mo durante o envelhecimento, porém com subsequente perda de tenacidade à fratura. Existe uma vasta literatura sobre este tipo de aço, o qual é submetido a diversos tratamentos térmicos. Normalmente dois tratamentos térmicos são aplicados: uma homogeneização inicial para solubilização dos precipitados, sendo a recomendação geral 820 °C/1 h, e posteriormente o tratamento de envelhecimento, variando a temperatura de 455 °C a 510 °C e o tempo de 3 a 12 h. No entanto, pode haver variações no tratamento, como aquecimento após homogeneização numa faixa de temperatura intercrítica ou abaixo da Ac1 visando a reversão da martensita em austenita e o refino de grão. Até o presente momento, não está bem definida a influência da temperatura/tempo em tratamentos de temperaturas inter ou subcríticas que visam o refinamento da estrutura e o aumento da austenita retida/reversa. A literatura mostra tratamentos na liga maraging 300 por meio de estudos mais antigos, da década de 70 e 80, utilizando aquecimentos curtos e cíclicos para reversão e estabilização da austenita reversa. Estudos mais recentes de outras ligas utilizaram tratamentos isotérmicos para difusão e reversão da martensita em austenita. Nesta proposta serão pesquisadas as duas rotas de tratamento, cíclica e isotérmica, para avaliar a reversão martensita-austenita. Os tratamentos cíclicos foram caracterizados por EBSD, MEV e difração de raio-X ex-situ. Os tratamentos isotérmicos foram caracterizados por EBSD e difração de raio-X de fonte sincrotron in-situ, ou seja, medida em tempo real durante o tratamento. Ambas as condições foram avaliadas mecanicamente por meio de ensaios de flexão de 3 pontos. / Maraging steel is known for its high mechanical strength resulting from the formation of intermetallic precipitates such as Ni3Ti and Fe2Mo during aging heat treatment, with subsequent loss of fracture toughness. There is a vast literature on this type of steel, which is subjected to various thermal treatments. Normally two heat treatments are applied: an initial homogenization for solubilization of the precipitates, the general recommendation being 820 ° C/1 h, and later the aging treatment, varying temperature from 455 ° C to 510 ° C and time of treatment from 3 to 12 hours. However, there may be applied other heat treatments, such as heating after homogenization in an intercritical temperature range or below Ac1 for the reversion of martensite-to-austenite and grain refinement. To date, the influence of temperature and time on inter- or subcritical temperature treatments aiming at grain refinement and martensite-to-austenite reversion is not well defined. The literature shows treatments in the maraging 300 alloy, from the 70s and 80s, using short and cyclic heat treatment for reversion and stabilization of austenite. Recent studies of other alloys have used isothermal treatments for diffusion and martensite-to-austenite revresion. In this study, two heat treatment routes, cyclical and isothermal, were investigated to evaluate the martensite-to-austenite reversion. Cyclic treatments were characterized by EBSD, SEM and ex-situ X-ray diffraction. The isothermal treatments were characterized by EBSD and X-ray diffraction of synchrotron source in-situ, that is, measured in real time during the treatment. Both conditions were mechanically evaluated by 3-point-bending tests.

La tesi té per objecte l'estudi de les decisions d'una jurisdicció constitucional en les quals, com a alternativa a la declaració d'invalidesa, es condiciona la constitucionalitat dels preceptes legals que s'examinen a una determinada interpretació fixada pel Tribunal Constitucional. La investigació analitza els fonaments d'aquesta tècnica i els exemples del seu us en dret comparat. L'autor rebutja una aproximació a aquest fenomen de caràcter tipològic (que ha estat l'habitual en les aportacions fins ara publicades sobre la matèria) per endinsar-se a analitzar les raons materials i institucionals que porten a una jurisdicció constitucional a dictar aquesta mena de pronunciaments. / La tesis tiene por objeto el estudio de aquellas decisiones de una jurisdicción constitucional en las que, como alternativa a la declaración de invalidez, la constitucionalidad de los preceptos legales examinados quedan condicionados a una interpretación establecida por el propio Tribunal Constitucional. La investigación analiza los fundamentos de dicha técnica y los ejemplos de su uso en derecho comparado. El autor rechaza una aproximación a este fenómeno de carácter tipológico (habitual en las aportaciones hasta la fecha publicadas) y se centra en el análisis de las razones materiales e institucionales que impulsan a la jurisdicción constitucional a dictar esta especie de pronunciamientos. / The dissertation examines those constitutional court decisions in which the controlled statute is not set aside but constitutional under some conditions fixed by the Constitutional Court. The research analyzes the foundations of these decisions and their use by the Constitutional Courts in comparative law. The author rejects an approach of such decisions based upon their classification and argues for a position concerning the institutional and material background in which these decisions are invoked.

Submitted by Paulo César Coimbra Lisbôa (pc.coimbra@gmail.com) on 2010-11-11T01:39:34Z No. of bitstreams: 1 PhD_Thesis_Coimbra_v1.pdf: 516617 bytes, checksum: c44a6f3efb7c504da91a6f20e0a95b3f (MD5) / Rejected by Andrea Virginio Machado(andrea.machado@fgv.br), reason: Conforme conversamos, peço fazer a alteração para acesso livre. Andrea on 2010-11-11T14:03:11Z (GMT) / Submitted by Paulo César Coimbra Lisbôa (pc.coimbra@gmail.com) on 2010-11-11T14:17:27Z No. of bitstreams: 1 PhD_Thesis_Coimbra_v1.pdf: 516617 bytes, checksum: c44a6f3efb7c504da91a6f20e0a95b3f (MD5) / Approved for entry into archive by Andrea Virginio Machado(andrea.machado@fgv.br) on 2010-11-16T11:21:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PhD_Thesis_Coimbra_v1.pdf: 516617 bytes, checksum: c44a6f3efb7c504da91a6f20e0a95b3f (MD5) / Made available in DSpace on 2010-11-17T10:49:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PhD_Thesis_Coimbra_v1.pdf: 516617 bytes, checksum: c44a6f3efb7c504da91a6f20e0a95b3f (MD5) Previous issue date: 2009-11-30 / Contaminação da confiança é um caso especial de incerteza Knightiana ou ambiguidade na qual o tomador de decisões está diante de não apenas uma única distribuição de probabilidades, mas sim de um conjunto de distribuições de probabilidades. A primeira parte desta tese tem o propósito de fornecer uma caracterização da contaminação da confiança e então apresentar um conjunto de axiomas comportamentais simples sob os quais as preferências de um tomador de decisões é representada pela utilidade esperada de Choquet com contaminação da confiança. A segunda parte desta tese apresenta duas aplicações econômicas de contaminação da confiança: a primeira delas generaliza o teorema de existência de equilíbrio de Nash de Dow e Werlang (o que permite apresentar uma solução explícita para o paradoxo segundo o qual os jogadores de um jogo do dilema dos prisioneiros com um número infinito de repetições não agem de acordo com o esperado pelo procedimento da indução retroativa) e a outra estuda o impacto da contaminação da confiança na escolha de portfolio. / Contamination of confidence is a special case of Knightian uncertainty or ambiguity in which the decision maker faces not simple probability measure but a set of probability measures. The first part of this thesis has the purpose to provide a characterization of the contamination of confidence and then present a simple set of behavioral axioms under which the decision maker’s preference is represented by the Choquet expected utility with contamination of confidence. The second part of this thesis presents two economic applications of the contamination of confidence: the first of them generalizes Dow and Werlang’s existence Theorem of Nash equilibrium under uncertainty (which enables to present an explicit solution to the paradox on which players in a finitely repeated prisoners’ dilemma breaks down backward induction) and the other studies the impact of the contamination of confidence in the portfolio choice.

This thesis is focused on lead-acid batteries used in hybrid electric vehicles. These cells work in specific conditions, particularly under partial charge referred to as PSOC. This fact is responsible for the premature loss of capacity cell lead-acid batteries and their short lifetime. The task of this thesis is to examine the effect of conductive ceramics as possible additives to the negative electrode active materials of lead-acid battery cells operating in a PSOC, in order to prolong their life.

[pt] Os recentes avanços das técnicas de manufatura aditiva vêm ampliando a sua flexibilidade em fabricar peças complexas em escala cada vez menores. Neste contexto, o projeto de microestruturas porosas vem se destacando na comunidade científica devido a capacidade de se otimizar a topologia da célula para atender aos requisitos de projeto. No entanto, existem vários desafios que dificultam a fabricação de peças obtidas pelo método de otimização topológica multiescala, dentre eles, a conectividade das microestruturas. A otimização topológica multiescala consiste na otimização tanto da macroescala, estrutura global, quanto da microescala, microestrutura do material. O objetivo principal deste trabalho é desenvolver um esquema eficaz para garantir a transição entre as diferentes microestruturas de material obtidas na otimização multiescala. As metodologias multiescala de otimização topológica simultânea de ambas as escalas e os procedimentos de homogeneização são descritos. Apresentam-se os principais aspectos numéricos e computacionais destes métodos, assim como exemplos ilustrativos. / [en] Recent advances in additive manufacturing techniques have increased their flexibility in making complex parts on a smaller scale. In this context, the design of porous microstructures has been standing out in the scientific community due to the ability to optimize the cell topology to meet the design requirements. However, there are several challenges that inhibit the fabrication of optimized parts obtained by the multi-scale topology optimization method, such as the connectivity of microstructures. The multiscale topological optimization consists of the optimization of both the macro-scale, global structure, and the micro-scale, microstructure of the material. The main objective of this work is to develop an effective scheme to guarantee compatibility in the transition between the different material microstructures obtained in multiscale optimization. The multiscale methodologies for simultaneous topological optimization of both scales and the homogenization procedures are described. The main numerical and computational aspects of these methods are presented, as well as representative examples to illustrate the capabilities of the proposed scheme.

[ES] La fabricación aditiva, también llamada impresión 3D, ha tenido un gran impacto en la industria. La capacidad de fabricar modelos complejos y personalizados a bajo coste se adapta muy bien para algunas aplicaciones, sustituyendo procesos de fabricación tradicional y ofreciendo nuevas oportunidades. En medicina, la fabricación personalizada de modelos complejos ha encontrado muchas aplicaciones, desde réplicas de patologías para la educación hasta implantes hechos a medida y remplazo de órganos. De todas las posibilidades de esta tecnología en medicina, la fabricación de modelos anatómicos a partir de imágenes médicas ofrece un excelente balance entre facilidad de implementación y beneficio, esto la hace una aplicación perfecta para ser usada ampliamente en los hospitales. La fabricación aditiva de modelos anatómicos es un campo que ha suscitado considerable entusiasmo en los últimos años. La comunidad médica ve esta herramienta como el siguiente paso generacional en la visualización clínica, ofreciendo grandes beneficios para los pacientes y el sistema de salud. Debido al gran interés, hay muchos investigadores que han evaluado el impacto de esta tecnología en la práctica médica, midiendo los beneficios médicos que puedan tener estos modelos anatómicos. En general, los resultados muestran que hay reducción de tiempo de quirófano, menor morbilidad y mortalidad al igual que menor estrés y denuncias por parte de pacientes. A pesar de estos resultados prometedores, no hay muchos estudios realizados sobre cuál debe ser el proceso para garantizar la reproducibilidad y seguridad de estos modelos, un tema que es de gran importancia para poder cumplir con las regulaciones actuales, que exigen protocolos de fabricación y sistemas de calidad para este proceso. Debemos observar que, aunque el proceso para obtener modelos anatómicos es más fácil que otras aplicaciones de esta tecnología, no es un proceso trivial. Es un trabajo complejo con múltiples pasos que Involucra a varios especialistas para su correcta realización. Actualmente el hospital es el entorno ideal para poder fabricar estos modelos, permite un mayor control del proceso, facilita la colaboración multidisciplinar necesaria y reduce considerablemente los requisitos legales que rigen los dispositivos médicos. El objetivo de esta investigación es desarrollar un protocolo detallado y optimizado que cumpla con los requisitos técnicos, médicos y legales para poder implementar esta tecnología emergente de forma segura y eficiente en centros de salud. Para alcanzar este objetivo, las metodologías observadas fueron la revisión por literatura, la investigación doctrinal legal y la investigación acción empleada en los diferentes casos estudiados. Los casos se han elegido buscando la mayor diversidad posible bajo el criterio de conveniencia en el horizonte temporal contemplado, dada la diversidad compleja del estudio realizado. Gracias a la colaboración con varias instituciones médicas y de educación, este protocolo se pudo implementar en diversos contextos, mejorándolo progresivamente al ponerlo a prueba con casos reales, mediante el trabajo continuo con los expertos. El resultado es un protocolo que incluye varios años de experiencia y que ha sido aplicado en un amplio rango de especialidades. Este protocolo es relativamente sencillo de seguir y cumple con los principales requisitos para ser implementado en hospitales. / [CA] La fabricació additiva, també anomenada impressió 3D, ha tingut un gran impacte en la indústria. La capacitat de fabricar models complexos i personalitzats a baix cost s' adapta molt bé per a algunes aplicacions, substituint processos de fabricació tradicional i oferint noves oportunitats. En medicina, la fabricació personalitzada de models complexos ha trobat moltes aplicacions, des de rèpliques de patologies per a l'educació fins a implants fets a mida i òrgans. De totes les possibilitats d'aquesta tecnologia en medicina, la fabricació de models anatòmics a partir d'imatges mèdiques ofereix un excel·lent balanç entre facilitat d'implementació i benefici, això la fa una aplicació perfecta per ser usada àmpliament als hospitals. La fabricació additiva de models anatòmics és un camp que ha suscitat considerable entusiasme en els últims anys. La comunitat mèdica veu aquesta eina com el següent pas generacional en la visualització clínica, oferint grans beneficis per als pacients i el sistema de salut. A causa del gran interès, hi ha molts investigadors que han avaluat l'impacte d'aquesta tecnologia en la pràctica mèdica, mesurant els beneficis mèdics que puguen tenir aquests models anatòmics. En general, els resultats mostren que hi ha reducció de temps de quiròfan, menor morbiditat i mortalitat igual que menor estrès i denúncies per part de pacients. Malgrat aquests resultats prometedors, no hi ha molts estudis realitzats sobre quin ha de ser el procés per garantir la reproduïbilitat i seguretat d' aquests models, un tema que és de gran importància per poder complir amb les regulacions actuals, que exigeixen protocols de fabricació i sistemes de qualitat per a aquest procés. Hem d'observar que, tot i que el procés per obtenir models anatòmics és més fàcil que altres aplicacions d'aquesta tecnologia, no és un procés trivial. És un treball complex amb múltiples passos que Involucra diversos especialistes per a la seva correcta realització. Actualment l'hospital és l'entorn ideal per poder fabricar aquests models, permet un major control del procés, facilita la col·laboració multidisciplinària necessària i redueix considerablement els requisits legals que regeixen els dispositius mèdics. L'objectiu d'aquesta investigació és desenvolupar un protocol detallat i optimitzat que compleix amb els requisits tècnics, mèdics i legals per poder implementar aquesta tecnologia emergent de forma segura i eficient en centres de salut. Per assolir aquest objectiu, les metodologies observades van ser la revisió per literatura, la investigació doctrinal legal i la investigació acció emprada en els diferents casos estudiats. Els casos s' han triat buscant la major diversitat possible sota el criteri de conveniència en l' horitzó temporal contemplat, atesa la diversitat complexa de l' estudi realitzat. Gràcies a la col·laboració amb diverses institucions mèdiques i d'educació, aquest protocol es va poder implementar en diversos contextos, millorant-lo progressivament en posar-lo a prova amb casos reals, mitjançant el treball continu amb els experts. El resultat és un protocol que inclou diversos anys d' experiència i que ha estat aplicat en un ampli rang d' especialitats. Aquest protocol és relativament senzill de seguir i compleix amb els principals requisits per ser implementat en hospitals. / [EN] Additive manufacturing, also called 3D printing, has had a huge impact on the industry. The ability to manufacture complex and customized models at a low cost is well suited for some applications, replacing traditional manufacturing processes and offering new opportunities. In medicine, the custom manufacture of complex models has found many applications, from replicas of pathologies for education to custom-made implants and organ replacement. Of all the possibilities of this technology in medicine, the manufacture of anatomical models from medical images offers an excellent balance between ease of implementation and benefit, this makes it a perfect application to be widely used in hospitals. Additive manufacturing of anatomical models is a field that has attracted considerable enthusiasm in recent years. The medical community sees this tool as the next generational step in clinical visualization, offering great benefits for patients and the healthcare system. Due to the great interest, there are many researchers who have evaluated the impact of this technology on medical practice, measuring the medical benefits that these anatomical models may have. In general, the results show that there is a reduction in operating room time, lower morbidity and mortality as well as less stress and complaints from patients. Despite these promising results, there are not many studies conducted on what the process should be to guarantee the reproducibility and safety of these models, an issue that is of great importance to be able to comply with current regulations, which require manufacturing protocols and quality systems for this process. We should note that although the process for obtaining anatomical models is easier than other applications of this technology, it is not a trivial process. It is a complex work with multiple steps that involves several specialists for its correct realization. Currently the hospital is the ideal environment to be able to manufacture these models, it allows greater control of the process, facilitates the necessary multidisciplinary collaboration, and considerably reduces the legal requirements that govern medical devices. The objective of this research is to develop a detailed and optimized protocol that meets the technical, medical, and legal requirements to implement this technology in hospitals. To achieve this objective, the methodologies observed consisted of literature review, legal doctrinal research and action research used in the multiple cases studied. The cases have been selected seeking the greatest possible diversity under the criterion of convenience in the time horizon contemplated, given the complex diversity of the study carried out. Thanks to the collaboration with several medical and educational institutions, this protocol could be implemented in various contexts, progressively improving it by testing it with real cases, through continuous work with experts. The result is a protocol that includes several years of experience and has been applied in a wide range of specialties. It is relatively simple to follow and complies with most requirements to be implemented in hospitals. / De Rossi Estrada, M. (2022). Investigación para el desarrollo de un protocolo para fabricación aditiva de modelos anatómicos en centros de salud [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/183303