Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-15T19:01:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T12:56:56Z : No. of bitstreams: 1 180246.pdf: 5484079 bytes, checksum: 8e1fbd9897f229bbd2d25d6759439184 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-15T19:16:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T13:04:15Z : No. of bitstreams: 1 180232.pdf: 23497196 bytes, checksum: 9759c9a4966b3f3b75327e246950b8b5 (MD5)

[pt] O principal objetivo deste trabalho foi avaliar de forma quantitativa a aplicação da fotoplasticidade como técnica experimental, na predição das grandes deformações plásticas que ocorrem em componentes metálicos, quando são trabalhados em processos de conformação mecânica. Esta avaliação foi feita através do estudo do problema de extrusão plana. As distribuições das deformações obtidas através da analise fotoplastica foram comparadas com as obtidas técnica de malha, em modelos planos feitos de resinas poliéster e epóxi, chumbo e alumínio. Na procura de determinar o polímero que melhor reproduz o comportamento mecânico dos outros materiais comumente empregados em processos de conformação, várias combinações de resinas poliéster rígida e flexível, e uma nova formulação de resinas poliéster rígida e flexível, e uma formulação de resina epóxi ainda em desenvolvimento, foram estudadas quando submetidas a extrusão plana. Os resultados foram comparados com os obtidos para modelos de alumínio e chumbo, submetido ao mesmo processo de conformação mecânica. Embora outras misturas de resina poliéster tenham tido resultados satisfatórios, verificou-se, que a mistura 70 por cento rígida e 30 por cento flexível modela bem as deformações plásticas que ocorrem na extrusão de materiais como chumbo e alumínio, se fatores de correção adequados forem utilizados. / [en] The main objetive of this thesis is to evalute in a quantitative manner the possibility of employing photoplasticity as na experimental techinique for the predection of large plastic strains which occur in mechamnical forming. This was made throught an experimental study of the plane extrusion problem. Distribuitions of strains obtained through the photoplastic analystic were compared to those obtained by the grid technique in plane models made of spoxy and polyester resinds, lead and aluminum. Trying to determine the polymer that best reproduces the mechanical behavior of other materials commonly used in forming processes, several combinations of rigid and flexible polyester resins and a new formulation of a epoxy resin still in development ere studied when submitted to plane extrusion. The results were compared with those obtained from aluminum and lead models subject to the same mechanical process. Although, other combinations of polyester resind present satisfactory results, it was verifyed that the combination of 70 per cent rigid and 30 per cent flexible polyester resins was teh one that best modeled the plastic strains that occurred in the plane extrusion of the aluminum and lead specimens, if appropriate correction factors were aplled to take into account the plastic strain recovery which occurs right after unloading of the polyester specimens.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:33:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 296113.pdf: 3232955 bytes, checksum: fc29de1182e92e2cd3787218ffc4524c (MD5) / O intento inicial deste trabalho fez-se na escolha de uma técnica de fabricação que englobasse produção, qualidade e custo, visando desenvolver um dispositivo para aplicação no tratamento de queimaduras. A seleção dos materiais e técnica de fabricação envolveu o emprego de conceitos relacionados ao ciclo de desenvolvimento de produto, a fim de melhor atender os requisitos e necessidades do produto. Diante disto, foram fabricadas por extrusão amostras contendo amido-celulose puro bem como a mistura deste com sulfadiazina de prata, antibiótico de amplo espectro de ação. Os resultados referentes às propriedades térmicas dos materiais puros possibilitaram estabelecer as variáveis e os níveis a serem empregados no planejamento fatorial 3k completo, permitindo avaliar estatisticamente a influência das variáveis e suas interações sob as propriedades mecânicas e microestruturais das amostras. As análises micrográficas obtidas por MEV e MOLP revelaram a característica amorfa de ambos, fármaco e polímero quando puros, além da presença de partículas de amido não plastificadas e do aumento na porosidade das amostras extrudadas com o aumento na velocidade da rosca. Ainda, foi possível observar a presença de sulfadiazina de prata recristalizada após sua extrusão com o amido-celulose, sendo sua natureza química confirmada por EDS. As análises de DSC vieram a corroborar os resultados obtidos nas análises micrográficas no tocante a característica amorfa dos materiais quando puros, no entanto, após extrudadas, todas as amostras apresentaram um pico de fusão em aproximadamente 252°C decorrente da fusão das partículas recristalizadas do fármaco. Para os ensaios quasi-estáticos de flexão, de modo geral, o aumento da velocidade de rosca refletiu numa redução nos valores médios de tensão máxima e deformação na ruptura das amostras extrudadas contendo polímero puro bem como aquelas contendo fármaco. Para os ensaios dinâmicos mecânicos, o aumento na velocidade da rosca promoveu um aumento nos valores de módulo E#, Tan d e Tg, sendo este comportamento percebido nas amostras de amido-celulose puro e com sulfadiazina de prata. As análises de TGA e CCDAE não revelaram a presença de subprodutos decorrente da degradação do polímero ou do fármaco, sendo a manutenção das propriedades farmacológicas da sulfadiazina de prata confirmada nos ensaios de atividade antibacteriana. / The initial intent of this work has focused in the choice of a manufacturing technique that encompasses production, quality and cost in order to develop a device for application in the treatment of burns. The selection of materials and manufacturing technique involved the use of concepts related to product development cycle in order to fill the requirements and product needs. With that, were manufactured by hot melt extrusion, samples containing starch-cellulose pure and mixture of silver sulfadiazine, antibiotic with broad-spectrum action. The results concerning the thermal properties of pure materials, allowed set variables and levels to be used in 3k factorial design, allowing to statistically evaluate the influence of variables and their interactions on the mechanical and microstructure properties. The micrographs analysis obtained by SEM and MOLP revealed the characteristic amorphous of drug and polymer pure as well as the presence on non-plasticized starch particles. Moreover the increase in screw speed employed to increase the size and degree of porosity of the samples extruded. In addition, was possible observe the presence of silver sulfadiazine recrystallized after being extruded with starch-cellulose, and its chemical nature was confirmed by EDS. The DSC analysis came to corroborate the results in relation to micrographic analysis as to characteristic amorphous of materials when pure, however, the curves of extruded samples showed an endothermic peak at about 252°C due to melting of recrystallized particles of the drug. For the quasi-static tests, in general, increasing the screw speed was reflected in a reduction in the average values of the ultimate strength and failure deformation of extruded samples containing pure polymer as well as those containing drug. For the dynamic tests, the increase in the screw speed values promoted an increase in modulus E', Tan ä and Tg, this behavior is seen in samples of starch-cellulose pure and with silver sulfadiazine. The HPTLC and TGA analysis did not reveal the presence of subproduct resulting from the thermal degradation of the polymer or the drug, and the maintenance of the pharmacological properties of silver sulfadiazine was confirmed in tests of antibacterial activity.

Dissertação (mestrado) - Universidade Fderal de Santa Catarina, Centro Tecnologico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T15:38:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 275384.pdf: 2066665 bytes, checksum: 756de528ec312505cf573056c0e598e2 (MD5) / As argilas, quando misturadas com água, adquirem a propriedade chamada plasticidade que tem papel fundamental durante o seu processamento. As técnicas empregadas na caracterização da plasticidade muitas vezes não revelam resultados quantitativos que permitam sua aplicação em modelos matemáticos do processo de conformação a que serão submetidas as argilas. Este projeto teve por objetivo estudar os métodos empregados na medição de plasticidade do sistema água-argila e desenvolver um modelo matemático baseado em ensaio de compressão para avaliação da plasticidade. Foram estudadas três argilas e a plasticidade foi também caracterizada pelos métodos de Pfefferkorn e de Atterberg. A partir dos ensaios de compressão, parâmetros foram obtidos para inserção no modelo matemático desenvolvido para o processo de extrusão. Foi possível observar uma correlação entre tensão efetiva de compressão e umidade, dentro de cada grupo de argila. Em seguida, os resultados teóricos da pressão de extrusão foram comparados aos resultados experimentais para bocais circulares e retangulares. Os modelos desenvolvidos mostraram um ótimo acordo com os valores experimentais obtidos, bem como aqueles encontrados na literatura. Para a equação que modela o processo de extrusão, a tensão efetiva obtida pelo ensaio de compressão foi um parâmetro significativo que revela o comportamento da argila durante o seu processamento.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-22T12:43:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 234079.pdf: 2946795 bytes, checksum: 2f580aa3eeb13a1af2cd6bd25a757a80 (MD5) / Vitrocerâmicos são sólidos policristalinos que contém, normalmente, uma fase vítrea residual e que se obtêm por fusão e solidificação de composições vítreas inorgânicas suscetíveis à cristalização controlada. Dentre as várias formas de processamento conhecidas, a tecnologia do pó tem crescido bastante nos últimos anos e, em especial, a extrusão tem apresentado um grande potencial de aplicação. Entretanto, os pós de vidros não apresentam plasticidade que é um fator decisivo para o processo de extrusão e interfere diretamente na qualidade final dos produtos extrudados. A utilização de plastificantes orgânicos pode acarretar, durante a extração do mesmo na etapa de tratamento térmico, no aparecimento de defeitos como porosidade interna, trincas, etc. Uma alternativa viável seria a utilização de um plastificante inorgânico, como por exemplo, uma bentonita. Por outro lado, para algumas aplicações o desempenho mecânico dos vitrocerâmicos não é adequado, podendo-se inserir partículas de reforço como o ZrSiO4 para obter um compósito com propriedades mecânicas melhoradas. Desta forma, o objetivo deste trabalho é o processamento e caracterização de um material compósito por extrusão, formado por um vitrocerâmico do sistema LZSA (Li2O-ZrO2-SiO2-Al2O3) como matriz e partículas cristalinas de ZrSiO4 como reforço, utilizando uma bentonita como plastificante. Para esta finalidade, compósitos foram formulados e preparados a partir do pó de vidro LZSA e do ZrSiO4. Os compósitos foram caracterizados sob o ponto de vista das propriedades físicas e mecânicas. A composição G contendo 60 % de partículas de ZrSiO4 foi selecionada, pois apresentou bons resultados de resistência à flexão (190 MPa) e à abrasão profunda (51 mm3). Novas composições foram preparadas adicionado-se diferentes quantidades de bentonita a composição G. A composição G7 foi selecionada por apresentar o maior índice de plasticidade com 7% em peso de bentonita que permitiu a extrusão do material. O material extrudado foi sinterizado a 1150ºC por 10 min e os resultados mostraram que a retração térmica linear, a resistência à abrasão profunda e o módulo de resistência à flexão foram de 14%, 51 mm3 e 220 MPa, respectivamente. Finalmente, pode-se concluir que o processo de extrusão pode ser usado com eficiência para a obtenção de vitrocerâmicos do sistema LZSA reforçado com partículas de ZrSiO4 para inúmeras aplicações.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T21:36:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 291138.pdf: 5574443 bytes, checksum: d9a4665c93906c67fe4ca08b67cb339f (MD5) / Materiais com poros interconectados são comumente usados em diversas aplicações de filtragem, como, por exemplo, purificação de água, filtração de metais fundidos e filtração de gases quentes. Se por um lado, os filtros devem conter uma estrutura de elevada porosidade aberta; em contrapartida, esses materiais devem apresentar resistência mecânica suficiente para suportar a queda de pressão durante o processo de filtração. O objetivo deste trabalho foi estudar a viabilidade de produção de tubos porosos, em compósitos de matriz cerâmica e metálica reforçados por fibras, via extrusão termoplástica de pós, para aplicação em processos de filtração. A extrusão termoplástica é um processo contínuo, capaz de promover um alto nível de alinhamento de fibras na direção de extrusão, sem que haja excessiva fratura de fibras durante o processamento. Pós de alumina e superliga de níquel foram selecionados para formar a matriz dos compósitos de matriz cerâmica e metálica, respectivamente. Fibras curtas de alumina foram utilizadas como reforço. Como componentes do sistema ligante foram utilizados polietileno de baixa densidade (LDPE), parafina (PW) e ácido esteárico (SA). Diferentes proporções entre LDPE-PW-SA foram estudadas a fim de desenvolver um sistema ligante apropriado ao processo. A evolução da viscosidade da mistura em função do teor de sólidos foi estudada e comparada a diversos modelos de viscosidade. Após o desenvolvimento do feedstock de extrusão, 30 % em volume de fibras foram adicionadas a mistura. Tubos com 4,5 a 10,0 mm de diâmetro, com 0,6 e 1,0 mm de espessura foram então extrudados com sucesso, após sucessivas etapas de ajuste dos parâmetros de extrusão. Análises microscópicas confirmaram o alinhamento satisfatório das fibras. Finalmente, após a sinterização dos tubos a 1300 ºC durante 60 minutos, meso e macroporosidades foram identificadas através de análises porosimétricas por intrusão de mercúrio, totalizando um volume de poros de, aproximadamente, 41 e 36 % nos tubos de matriz cerâmica e metálica, respectivamente. O nível de porosidade, bem como o tamanho médio de poros, foi considerado adequado à aplicação em certos processos de filtração, em especial a filtração de gases quentes.

[pt] O processo de revestimento por extrusão (slot coating) é muito utilizado em produtos que requerem alta uniformidade de espessura. Sua janela de operação em regime permanente já foi plenamente estudada, mas o entendimento completo do processo requer a análise da sua sensibilidade a pequenas variações nos parâmetros operacionais. Neste trabalho é feita uma análise transiente (por simulação numérica) do efeito de uma variação periódica conhecida da fresta de revestimento na uniformidade da espessura do líquido revestido. Várias geometrias de barras de revestimento e parâmetros de processo são testados e os respectivos fatores de amplificação determinados em função da frequência de oscilação da fresta de revestimento. O ajuste inicial da fresta e o nível de vácuo aplicado a montante da barra de revestimento são duas variáveis básicas de processo, pois podem ser rapidamente ajustadas. Gráficos de contorno do fator de amplificação no espaço da fresta de revestimento contra o nível de vácuo são mostrados e surgem conclusões interessantes sobre a condição ótima de ajuste para minimização do fator de amplificação. Um algoritmo de otimização é utilizado com o objetivo de determinar pontos de mínimo no campo do fator de amplificação no espaço da fresta de revestimento contra o nível de vácuo. O líquido é considerado Newtoniano a as simulações são feitas a baixos números de capilaridade e Reynolds. / [en] Slot coating is one of the preferred methods when high precision is required and several studies focusing on its steady state analysis were made to determine the operating window of the process. However, full understanding of coating flows requires not only the two-dimensional, steady state solution of the governing equations, but also the sensitivity of those flows to small upsets. An effort to understand the impact of the coating gap periodic oscillation on down web thickness variation is made using computer aided simulation. Different slot die lip geometries and process conditions are tested and the respective amplification factors as a function of gap oscillation frequencies are reported. Coating gap and the vacuum level are particulary important process variables because are easily changed by the process engineer. Two dimensional contour plots of the amplification factor in the space of coating gap against vacuum level are reported for some geometries, and interesting results show up about their optimal adjusts. In the last chapter an optimization algorithm is used to find minimum values of the amplification factor of gap oscillation in the space of coating gap against vacuum level. The liquid is assumed Newtonian and computations are made at low capillary (up to 1.6) and Reynolds numbers. The transient free surface flow with appropriate boundary conditions is solved by the Galerkin/finite element methods, with time integration by a predictor-corrector algorithm. The set of non-linear algebraic equations for the finite element basis functions coefficients is solved by Newton’s method.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais. / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:08:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-graduação em Ciências dos Alimentos, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:07:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319566.pdf: 1151196 bytes, checksum: bb79353ca2ed2a9803e90b98201b41ec (MD5) / O Amaranto (Amaranthus cruentus) cultivado no estado de Santa Catarina foi investigado quanto a sua composição centesimal, conteúdo de fibras e perfil de aminoácidos. Também foram produzidos pães enriquecidos com farinha deste pseudo cereal e avaliada a sua aceitabilidade. Para isto, os grãos de amaranto foram moídos e sua farinha foram utilizadas para formular asa receitas de pães. As porcentagens de acréscimo em relação à farinha de trigo foram de 13%, 16% e 20%. Estas formulações foram analisadas quanto à composição centesimal, fibras, perfil de aminoácidos e o produto também foi oferecido a consumidores para avaliar o nível de aceitabilidade dos provadores. As análises físico-químicas demonstraram que a o amaranto cultivado em Santa Catarina corresponde com as características citadas na literatura, quanto ao valor protéico (14,85%). A quantidade de fibras na farinha ultrapassa as quantidades citadas em trabalhos realizados com o amaranto cultivado no Distrito Federal, correspondendo 11,88g/100g, também superior aos resultados estudados até hoje, em torno de 4,5%. Seu conteúdo de lisina também apresentou uma quantidade significativa em relação aos outros cultivares de amaranto no Brasil e em outros países, que apresentaram em torno de 5 % a 6% de lisina. O amaranto cultivado em Santa Catarina apresentou, em média 9% de lisina. Os pães enriquecidos com farinha de amaranto foram analisados também quanto a temperatura de estocagem da farinha, onde uma parte ficou em temperatura ambiente e a outra sob refrigeração, estas apresentaram um conteúdo de fibras alimentares totais de 30, 53g/100g; 9,33% de proteína e 2,75%e 3.75% de lisina para pães sem refrigeração e com refrigeração, respectivamente. A aceitabilidade das quatro(4) receitas foi testada por 100 degustadores, pela escala edônica, e demonstrou que até 20% de farinha de amaranto pode ser acrescida no pão, com isso melhorando assim a qualidade nutricional, sem prejudicar as características nutricionais, visto que houve aceitação de 81% quanto à decisão de compra do pão enriquecido com farinha de amaranto.