Este trabalho tem como objetivo avaliar e melhorar os métodos de fabricação de superfícies complexas. Para tanto, diferentes estratégias de fresamento são analisadas e aplicadas em um contexto de ferramentaria. As metas de melhoria são: diminuição dos tempos de processo, preservação dos recursos produtivos e melhora da qualidade superficial da peça usinada. São consideradas as operações de desbaste, semi-acabamento e acabamento do aço H13 temperado. A escolha desse material, bem como das ferramentas e da máquina ferramenta apresentadas neste estudo, é baseada nos recursos existentes e utilizados por empresas estabelecidas em território nacional. A peça de estudo foi sugerida por uma ferramentaria renomada e possui características presentes em seus atuais produtos. Características essas, que apresentam-se como pontos críticos no processo de manufatura em virtude de sua complexidade geométrica. Os objetivos estabelecidos foram alcançados. Foram desenvolvidas estratégias que permitiram o aumento da produtividade, ampliação da vida útil de ferramentas e máquinas e diminuição dos índices de rugosidade das superfícies fabricadas. Todos os conceitos foram empregados em chão-de-fábrica onde houve a comprovação dos ganhos obtidos e da aplicabilidade do estudo.

Neste trabalho anéis automotivos de aço foram previamente recobertos com negro de fumo e posteriormente irradiados com laser de CO2. O negro de fumo apresentou melhor acoplamento da radiação incidente e como fonte de carbono, tanto para atuar como lubrificante sólido, quanto para elevar o teor de carbono da superfície do aço. Diversas técnicas de análise, incluindo nano endentação foram utilizadas para se avaliar os principais mecanismos dominantes em cada etapa do processo. Destas análises, conclui-se que ocorreu difusão de carbono no estado sólido, após irradiação uma camada com teor de carbono aumentado. Abaixo desta camada, as análises mostram que ocorreu um processo de têmpera, aumentando a dureza em relação ao substrato já temperado. Medidas de dureza da região tratada mostram que extensões de até 120 m com durezas por volta de 950 HV0,05 puderam ser atingidas. O coeficiente de atrito foi reduzido de 0,7 para 0,15, o que pode ter contribuído para que os anéis tratados apresentassem menor desgaste.

Este estudo de caso buscou identificar e descrever os elementos do ensino de ciências por investigação (EnCI) utilizados por um grupo de sete licenciandos participantes de um programa de formação que possibilitava a aproximação ao EnCI, a vivência de práticas semelhantes às realizadas por docentes em serviço e a inserção em comunidades de professores. Para isso, nove aulas planejadas e ministradas pelos licenciandos em uma turma de 9º ano do ensino fundamental foram gravadas, transcritas e analisadas através da ferramenta Diagnóstica de Elementos do Ensino de Ciências por Investigação (DEEnCI). A análise revelou que os elementos relacionados ao estímulo ao interesse dos alunos na investigação e ao seu engajamento na coleta, registro e análise dos dados; na emissão, justificação e comunicação de conclusões; e no trabalho em grupo estiveram presentes na maioria dos blocos de aulas. Por outro lado, esteve pouco presente ou completamente ausente o envolvimento direto dos alunos com a elaboração de problemas e/ou questões, de hipóteses e/ou previsões e de procedimentos de investigação, bem como com o processo de reflexão a cerca da investigação como um todo ou de etapas específicas. A maioria das investigações foi realizada sem que uma questão fosse a sua norteadora e sem que houvesse uma continuidade do processo investigativo. Na prática da maioria dos elementos presentes, os licenciandos ofereceram espaço para a participação ativa dos estudantes, embora, por vezes, poucos estudantes tenham participado da elaboração de conclusões e explicações e os licenciandos tenham desenvolvido o raciocínio no lugar dos estudantes. A identificação e descrição de elementos do EnCI ajuda revelar possíveis facilidades e problemas que os licenciandos encontram durante a implantação do EnCI. Isso pode auxiliar no desenvolvimento de estratégias de formação de professores mais efetivas na aproximação dos professores em formação inicial ao EnCI. / This case study sought to identify and describe elements of inquiry-based science education (IBSE) used by a group of seven pre-service teachers participating in a training program that enabled approaching to IBSE, experiencing practices similar to those carried out by in-service teachers and inserting into teacher communities. In order to this, nine classes planned and taught by pre-service teachers in elementary school 9th year were recorded, transcribed and analyzed through Inquiry-based Science Education Elements\' Diagnostic (DEEnCI)1 tool. Analysis revealed that the elements related to students\' interest in inquiry and their engagement in data collection, recording and analysis; conclusion utterance, justification and communication; and group work were present in most of classes\' blocks. On the other hand, the direct involvement of students in the elaboration of problems and/or questions, hypotheses and/or predictions and investigation procedures, as well as the process of inquiry reflection as a whole or on specific steps, were rare or completely absent. Most of the inquiries were carried out without a guide question and a continuity of the inquiry process. In the practice of most of the elements, preservice teachers offered space for the students\' active participation, although sometimes few students participated in conclusions and explanations elaboration and pre-service teachers have developed the reasoning in the place of the students. The identification and description of IBSE elements helps to reveal possible facilities and problems that pre-service encounter during IBSE implementation. This may help the development of more effective teacher training strategies in approaching pre-service teachers to IBSE.

O objetivo deste trabalho é realizar um estudo comparativo da recristalização de dois aços rápidos, AISI M2 (Werkstoffnummer 1.3343) e ABC III (Werkstoffnummer 1.3333), após o encruamento resultante do processo de laminação a frio de chapas planas utilizadas para a confecção de serras fitas. Estudar a recristalização estática nesta classe de aços é relevante, pois eles freqüentemente são laminados a frio e recozidos na etapa final de processamento, antes da confecção da peça ou componente. Inicialmente, foi realizada a caracterização das amostras no estado como recebido, ou seja \'\'laminado a quente\'\'. A caracterização envolveu análise química, ensaios mecânicos, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, medidas de dureza e dilatometria. Em seguida, as amostras sofreram deformação a frio da ordem de até 50% de redução em espessura para determinação das curvas de endurecimento por deformação. Amostras com 25% de redução foram recozidas entre 100ºC e 750ºC, durante 1 hora e os resultados de dureza foram utilizadas para determinar as curvas isócronas de amolecimento. Amostras com 25% redução foram recozidas entre 600ºC e 750ºC, entre 15 e 480 minutos para cada uma das temperaturas, para determinação curvas isotérmicas de amolecimento. Resultados da análise microestrutural mostraram que o aço rápido AISI M2 apresenta uma distribuição mais homogênea de carbonetos. Esses carbonetos são mais finos em relação aos do aço ABC III, que apresenta uma distribuição mais heterogênea. Os dois aços apresentaram curvas muito similares de endurecimento por deformação. Após recozimento das amostras encruadas, foi verificado que o aço AISI M2 apresenta recuperação e recristalização levemente mais rápidas quando comparado com o ABC III. Ainda na etapa de recuperação e antes da recristalização, notou-se nos dois aços um pequeno aumento de dureza, principalmente entre 30 e 60 minutos de recozimento, na faixa de 650 ºC e 700ºC. Utilizando-se análises por difração de elétrons retroespalhados (microtextura e mesotextura) observou-se que o aço ABC III apresenta maior resistência para a recristalização se completar que o aço AISI M2. / This work aims at the comparative study of the recrystallization of two high-speed steels, namely AISI M2 (Werkstoffnummer 1.3343) and ABC III (Werkstoffnummer 1.3333), hardened by cold rolling of sheets employed in the production of band saws. Studying static recrystallization in this class of steels is relevant, since frequently they are cold rolled and annealed in their final processing stage, prior to the actual work piece manufacturing. Initially, samples have been characterized in the as-received condition, i.e. hot rolled. Characterization involved chemical analysis, tensile testing, optical metallography, scanning electron microscopy, hardness measurements and dilatometry. Following, samples have been cold worked with a 50% thickness reduction in order to evaluate the cold work hardening curves. Samples with 25% reduction have been annealed at temperatures in the 100oC to 750oC range, for one hour and hardness results have been used to determine the isochronous softening curves. Samples with 25% reduction have been annealed between 600 oC and 750oC for 15 to 480 minutes, for each one of the temperatures, to determine the isothermal softening curves. The microstructural analysis has shown that the AISI M2 steel presents a homogeneous carbide distribution. These carbides were fine when compared to those of the ABCIII steel that presented a heterogeneous distribution. Both steels presented similar work-hardening curves. After annealing the cold worked samples, it has been observed that the AISI M2 steel presented a slightly faster recovery and recrystallization than the ABCIII steel. Still in the recovery stage, prior to recrystallization, both steels showed a small hardness increase, mainly on annealing during 30 to 60 minutes in the 650oC to 700oC temperature range. Using electron backscattered diffraction analysis (microtexture and mesotexture) it has been observed that the ABCIII steel presented higher resistance to complete recrystallization than the AISI M2 steel.

Este trabalho apresenta uma ferramenta denominada FAGAC que se destina à administração e gerência de aglomerados de computadores, através de uma interface Web. A ferramenta tem a característica de ser pouco intrusiva no ambiente, ou seja, consumir poucos recursos computacionais a fim de não causar atrasos na execução dos serviços e processos do sistema. Inclui também funcionalidades que geram informações para o cliente ou administrador do sistema, a respeito do estado de ocupação de memória e de CPU, monitoramento do estado da carga de cada computador, tráfego gerado na rede, espaços em disco, informações de hardware e configurações do sistema. A validação da ferramenta foi feita por meio de experimentos comparativos das cinco principais funcionalidades comuns entre o FAGAC e o Ganglia, mostrando melhores resultados nas cinco funcionalidades, e que FAGAC é menos intrusivo que o Ganglia. / This research presents a tool named FAGAC for cluster management and administration of agglomerated of computers, through a web interface. This tool has the characteristic of being little intrusive in the environment, what means that it should consume a little computational resource in order to not delay the services and processes in execution at the system. The tool has functions to inform the customer or system administrator about the status of memory and CPU occupation, monitorating the load of each computer, the traffic generated in the net, disk space, hardware informations and configurations of the system. It was validated by comparing the results of the experiments from the main similar functions between FAGAC and Ganglia, showing best results for five functions tested, and that FAGAC is less intrusive than Ganglia.

O desenvolvimento de software reconfigurável é uma abordagem que requer padrões nas atividades e nos artefatos produzidos ao longo da elaboração de um projeto de software. Além disso, também prevê uma conduta sistemática do pessoal envolvido, para que as diretrizes de uma metodologia sejam executadas e os benefícios por ela previstos sejam alcançados. Neste trabalho, uma metodologia para o desenvolvimento de software reconfigurável foi elaborada para apoiar essa abordagem de desenvolvimento. Como forma de auxiliar as atividades existentes nesta metodologia e padronizar as atividades por ela previstas, minimizando a participação de seres humanos (desenvolvedores), foi confeccionada uma ferramenta composta por um conjunto de subsistemas capazes de gerar, de maneira automática, informações necessárias, para que a padronização dos procedimentos possa ser realizada e, consequentemente, que a reconfiguração e reutilização dos artefatos ocorram de maneira natural. Essa ferramenta atua em um ambiente distribuído e organizado pelos domínios de atuação e a reutilização/reconfiguração pode ocorrer em artefatos confeccionados para atuar em domínio específico, mas que podem ser adaptados/reutilizados em outros. / The reconfigurable software development is an approach that requires patterns in the activities and in the artifacts produced during the development of a software project. It also requires a systematic conduct of the staff involved in the methodology guidelines, so that the benefits provided can be achieved. In this work, a methodology for the reconfigurable software development was proposed to support this approach. As a way to assist the activities in this methodology and standardize the required activities, minimizing the involvement of humans (developers), a tool was proposed that consists in a set of subsystems capable of generating, in an automatic manner, information needed so that the standardization of information can be performed, therefore, that the reconfiguration and reuse of artifacts could be occur in a natural way. This tool operates in a distributed environment organized by areas of expertise, and reuse/reconfiguration can occur in artifacts constructed to operate in specific domains, but it can be adapted/reused in others.

A viabilização do conceito de manufatura enxuta depende da redução da necessidade de intervenções do operador no processo. Na usinagem dos metais, uma das principais situações onde está a intervenção se faz necessária é a determinação da condição de fim de vida das ferramentas de corte, a qual é muitas vezes subjetiva e não pode ser prescrita com segurança. Sendo a emissão acústica (EA) um sinal gerado pelos principais fenômenos envolvidos na usinagem, um sistema de monitoramento de desgaste de ferramentas baseado neste tipo de sinal foi avaliado em operação de torneamento de eixo de saída de transmissão mecânica caracterizado por geometria complexa. Verificou-se que há uma relação entre a trajetória da ferramenta e a \"assinatura\" do processo (tensão RMS plotada contra o tempo). Além disso, há uma forte correlação destes mais a adesão de material da peça à ferramenta determinaram pequena diferença de amplitude do sinal entre os estágios iniciais e finais de vida das ferramentas. Além disso, a influência do sistema de fixação na EA mostrou-se diversas vezes maior que a influência do desgaste. Portanto, um sistema de monitoramento de desgaste baseado apenas em emissão acústica não seria adequado para a situação estudada. / The Lean Manufacturing concept depends on the reduction of the necessity of interventions in the process by the operators. ln metal machining, one situation where these interventions are necessary is the determination of tool life, which is subjective. Besides that, the toollife prediction is not reliable. Acoustic emission signals are generated by many activities involved in machining. Therefore an acoustic emission based tool wear monitoring system was evaluated in a turning operation of a mechanical transmission main shaft characterised by complex geometry. lt was found that there is a relationship between the tool track and the AE \"signature\" of the process (RMS voltage plotted versus time). Furthermore, there is a strong correlation between crater and flank tool wear and the AE signal, but the combination of them plus adhesion phenomena determine low amplitudes between initial and final stages of the tool life. Besides that, the influence of the fixture system was found to be several times higher than the influence of the wear. Therefore, a tool wear monitoring system based on acoustic emission only would not be adequate for this application.

Diversos componentes mecânicos como engrenagens, rolamentos, cilindros de laminação, trilhos e rodas de trem sofrem uma determinada solicitação conhecida por fadiga de contato, que consiste em uma solicitação causada pela tensão gerada entre o contato de dois corpos sob a ação de uma carga cíclica. Este trabalho teve como objetivo avaliar a resistência a esta solicitação para um aço ferramenta com microestruturas martensíticas e bainíticas. Para isto, foi utilizado um equipamento na configuração esfera contra plano, onde as esferas foram confeccionadas em material comercial ABNT 52100 e os discos em aço ferramenta tratados termicamente para obtenção de microestruturas martensíticas e bainíticas. Os ensaios foram realizados com a aplicação de uma pressão máxima de contato de 4,8 GPa até que ocorresse a falha por microlascamento da superfície do disco. Os resultados de vida em fadiga destes materiais foram apresentados por uma distribuição de Weibull que demonstraram uma maior resistência do material bainítico. Os resultados apresentados para ambas as microestruturas demonstraram que as falhas se iniciaram predominantemente na sub-superfície, atendendo as premissas iniciais do trabalho que buscava uma baixa ocorrência de falhas superficiais prematuras ocasionadas por possíveis inclusões, defeitos ou poros superficiais que agiriam como um concentrador de tensões, levando a uma falha antes que efetivamente as características físicas e metalúrgicas das microestruturas sejam testadas. / Several mechanical components such as gears, bearings, rolling mill rolls, rails and train wheels suffer a particular request known to contact fatigue, which consists of a request caused by the tension generated between the contact of two bodies subjected to a cyclic loading. This study aimed to evaluate the resistance to this request for tool steel with bainitic and martensitic microstructures. For this, was used a machine in the configuration ball against flat washer, where balls were made of commercial material ABNT 52100 and flat washer in tool steel heat-treated to obtain martensitic and bainitic microstructures. The tests were performed by applying a maximum contact pressure of 4.8 GPa until the failure by micro-spalling on the disk surface or subsurface. The results of the fatigue life of those materials were presented by a Weibull distribution that showed a better resistance to the bainitic material to this request. The results presented for both microstructures showed that the failures were initiated predominantly sub-surface, given the initial goals of the work, as evidenced by the low occurrence of premature superficial failures possibly caused by inclusions, pores or surface defects that would act as a stress concentrator leading to a premature failure before the physical and metallurgical microstructures characteristics were really tested.

A flexão da ferramenta, em operações de fresamento de topo, é responsável por interferir negativamente na qualidade superficial da peça a ser usinada e, muitas vezes, pela quebra prematura da mesma. O presente trabalho tem como objetivo estudar experimentalmente os efeitos da flexão de fresas de topo com 0,8 mm de diâmetro no processo de microfresamento. Os ensaios experimentais foram realizados com o intuito de identificar quais parâmetros de corte apresentam maior influência na flexão da ferramenta. Os parâmetros de corte escolhidos para estudo foram: velocidade de corte, velocidade de avanço, profundidade de usinagem e penetração de trabalho. Os ensaios investigam, além das faixas de parâmetros recomendados pelo fabricante da ferramenta, uma condição 25% acima e outra 25% abaixo para todos os parâmetros estudados. O monitoramento de forças de corte foi realizado em todos os ensaios. As forças obtidas se mostraram diretamente relacionadas com a área de secção de corte, conforme teoria básica. Para fins comparativos, a força máxima obtida experimentalmente foi aplicada na simulação com elementos finitos (FEM - Finite Element Method) da ferramenta e indicou um comportamento similar ao de uma viga engastada. A análise microscópica do aspecto superficial da usinagem mostrou que menores avanços por dente resultam em um melhor acabamento confirmando resultados do processo convencional. O conhecimento do efeito dos parâmetros de corte no processo de microfresamento tem o intuito de oferecer informações às empresas do setor no sentido de melhorar o planejamento e processo de fabricação. / The tool deflection, in end milling operations, is responsible to intervene negatively on the workpiece surface quality and can also cause a premature tool failure (breakage).The present work aims at studying experimentally the effects of tool deflection when end milling with 0,8 mm diameter in microoperations. The experimental tests had intended to identify which parameters of milling show more influence in tool deflection. The chosen milling parameters for the study were: cutting speed, feed rate, depth of cut and step over. The tests aim to investigate, beside the recommended parameters from tool manufacturer, a 25% higher and 25% lower conditions. The force acquisition was made in all tests. The measured forces shown that they are directly related to the uncut chip cross section, in accordance with theory. For comparative purpose, the maximum experimental force value was applied in the finite elements method (FEM) simulation of the tool and indicates a similar behavior of an encastré beam. The microscopic analysis of the superficial aspect of the milling showed that smaller feed per tooth results in better finishing, as observed in the conventional process. The knowledge of the effect of the cutting parameters in the micromilling process has the intention of offering information for industries to improve the planning and process of manufacturing.

A utilização de aços ferramenta fabricados com tecnologia da metalurgia do pó, bem como seu uso em aplicações que requerem resistência ao desgaste dos materiais em conformação mecânica de ligas, tem sido alvo de estudo e desenvolvimento pela indústria metalmecânica. Através dessa motivação o principal objetivo do trabalho é caracterizar os mecanismos de desgaste em aços ferramenta produzidos por metalurgia do pó (M/P), utilizados em matrizes de estampagem a frio, relacionando a resistência ao desgaste com a microestrutura temperada e revenida dos aços, tratados pelo processo de têmpera a vácuo. Para tanto, foram realizados experimentos utilizando um Forno a vácuo com capacidade de resfriamento de 12 bar, para realizar o processo de tratamento térmico de têmpera e revenimento em amostras dos aços DIN 1.2767, Vanadis® 4, Vanadis® 10, BOHLER S390 e Vancron® 40. As amostras dos aços foram submetidas a ensaios tribológicos para quantificar a resistência ao desgaste em 20N; ensaio de impacto Charpy, ensaio de dureza e a caracterização microestrutural em MEV. Os principais resultados mostraram que o parâmetro de desgaste (W) mostrou melhor desempenho para o aço S390 V, e pior desempenho para os aço DIN 1.2767 nos diferentes acabamentos ensaiados retificados e polidos. Os resultados de caracterização superficial em MEV mostraram o perfil de desgaste da trilha dos aços com melhor e pior desempenho e quais possíveis depósitos superficiais nos materiais após ensaio. As conclusões previas mostraram menor parâmetro (W) de desgaste para o aço ferramenta BOHLER S390 entre os materiais e maior (W) para o aço DIN 1.2767 nas condições de acabamento ensaiadas. / The use of tool steel fabricated with powder metallurgy technology, as well as its use in applications that require resistance to the wear of materials in mechanical alloying, has been studied and developed by the metalworking industry. Through this motivation the main objective of the work is to characterize the wear mechanisms in powder metallurgy (M / P) tool steel used in cold stamping dies, relating the wear resistance with the tempered and annealed microstructure of the steels, Treated by the vacuum quenching process. For this, experiments were carried out using a vacuum furnace with a cooling capacity of 12 bar to perform the tempering and tempering process in samples of DIN 1.2767, Vanadis® 4, Vanadis® 10, BOHLER S390 and Vancron® 40 steels. Samples Of the steels were subjected to tribological tests to quantify the wear resistance in 20N, Charpy impact test, hardness test and microstructural characterization in SEM. The main results showed that the wear parameter W showed better performance for S390 V steel, and worse performance for DIN 1.2767 steel in the different honed and polished tested finishes. The results of surface characterization in SEM showed the wear profile of the track of the steels with better and worse performance and what possible surface deposits in the materials after the test. The previous conclusions showed lower wear parameter W for tool steel BOHLER S390 between materials and higher W for steel DIN 1.2767 in the finishing conditions tested.