Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-06-01Bitstream added on 2014-06-13T20:09:49Z : No. of bitstreams: 1 contrucci_jg_me_bauru.pdf: 2454572 bytes, checksum: 7843bddaf20e07b30304b6613b501c4d (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O mercado, de maneira geral, vem exigindo níveis de quantidade cada vez maiores e redução de custos operacionais. Dentro desse contexto, as indústrias buscam processos mais automatizados e robustos, visando padronização nas operações e redução dos desperdícios. O controle eficaz o processo de fabricação é chave para atender às crescentes exigências do mercado. A utilização de redes neurais artificiais para o controle de processos complexos, com inúmeras variáveis, é um método que vem ganhando destaque acadêmico ao longo dos anos. O processo de furação para instalação de prendedores em estruturas aeronáuticas é um processo especial, no qual são exigidos controle rigorosos de qualidade devido aos requisitos de projeto, sendo, em muitos casos, mais importante a qualidade da furação, do que a vida útil da ferramenta. Este trabalho tem por objetivo apresentar um método para predição de diâmetros médicos e rugosidade de furos realizados durante o processo de furação de ligas aeronáuticas por meio de brocas helicoidais. Com a utilização de um sistema multi sensores acoplados a uma fresadora extrairam-se sinais, potência do motor elétrico, emissão acústica, vibração e forças de usinagem que alimentaram uma primeira rede neural artificial feedforward que teve a função de estimar a rugosidade e o diâmetro médio do furo. Uma vez de posse do valor estimado, ele servia de entrada em uma segunda rede neural time delay - TDNN que atuou na predição da rugosidade e diâmetro médio do próximo furo a ser realizado, mesmo antes de esse ser realizado mecanicamente. Posteriormente, buscou-se o mesmo procedimento previamente descrito, porém utilizando apenas apenas os sinais de potência e força no eixo Z como entrada da rede neural de estimação. Todos os valores preditos apresentaram erros pequenos... / The market, in general, is demanding high levels of quality and reduction of the operational costs. The majority of companies has been searching for processes even more automatic and robust, aiming to standardize operations and reduce wastage. The effective control of the manufacturing process is the key for the growing market demands. The use of artificial neural networks for the control of complex processes, with many variables, has been drawing attention over the last years. The drilling process for fastenes installation in aircraft structures is a special process which requires a rigorous quality control due to the design requirements and, in may cases; the most important characteristic is the quality of hole. This work aims to present a method for prediction of diameter and surface roughness of holes performed in aeronautic alloys with carbide drill bit. Using a multi sensory system connected to a milling machine, signals were extracted (electric power, acoustic emission, vibration, cutting forces) and fed up into artificial neural network feedforward that had the function of estimating the surface roughness and the final diameters of the holes. The estimated values were used as inputs to a time delay neural network (TDNN) that acted in the prediction of the surface roughness and the final diameter of the next hole carried through, even before this hole was performed. Also, only the electrical motor power and force in Z axis were used as inputs to the first artificial neural network. All predicted values showed small errors when compared to the actual and the estimated values, the method was able to... (Complete abstract click electronic access below)

Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / The aim of this study was to investigate the effect of heat treatments on the flexural strength, surface roughness and crystalline structure of a leucite reinforced glass ceramic (IPS Empress CAD, Ivoclar Vivadent, Liechtenstein). A hundred fifty (150) discs were machined by CEREC inLab MC XL (Sirona, Alemanha) and distributed into five groups, n=30: C (control, no heat treatment), A-575 (annealed at 575°C during 15 min, followed by slow cooling and furnace opening at 200°C), A-790 (annealed at 790°C during 15 min, followed by slow cooling and furnace opening at 200°C), G (glazed at 790°C during 1,5 min, followed by fast cooling - immediate furnace opening) and GM (modified glaze, at 790°C during 1,5 min, followed by slow cooling and furnace opening at 200°C). Biaxial flexural strength was determined by the piston-on-three ball test (ISO 6872/2008). Weibull modulus (m) and characteristic strength (σ0) were calculated from the results. The surface roughness (Ra and Rz) was measured before and after the treatments. One specimen from each group was used for X-ray diffraction. A-790 produced the highest values of fracture strength (211.7 MPa). The values of σ0 obtained for the other tested regimens (A-575: 167.9 MPa, GM: 157.7 MPa and G: 153.7 MPa) were lower than those from the control group (187.7 MPa). The value of m was statistically similar between the groups. All heat treatments were able to reduce the mean roughness (Ra) of the specimens. The mean amplitude (Rz), showed a significant reduction only for the groups submitted to the annealing treatments (A-575 e A-790). The X-ray diffraction analysis revealed no changes in the crystalline phase (tetragonal leucite) of the material after the different heat treatments. Variations in the size of the leucite crystallites after thermal cycles were not significant. Thus, high values of fracture strength and decreased surface roughness for a leucite reinforced glass ceramic are achieved by annealing above the glass transition (Tg=625 ± 20ºC) after machining. This regimen (A-790) was capable to produce favorable structural reorganization of the material, without modifying its original crystalline structure. Annealing bellow the glass transition (A- 575) and thermal cycle for glazing (G and GM) significantly reduced the strength of the material. / A proposição deste estudo foi investigar o efeito de tratamentos térmicos na resistência flexural biaxial, na rugosidade superficial e na estrutura cristalina de uma vitrocerâmica reforçada por leucita (IPS Empress CAD, Ivoclar Vivadent, Liechtenstein). Para tanto, 150 discos foram obtidos por usinagem em equipamento CEREC inLab MC XL (Sirona, Alemanha) e distribuídos em cinco grupos, de n=30: C (controle, sem tratamento térmico), A-575 (annealing à 575°C por 15 min, seguido de resfriamento lento com abertura do forno em 200°C), A-790 (annealing à 790°C por 15 min, seguido de resfriamento lento com abertura do forno em 200°C), G (glazeamento à 790°C por 1,5 min, seguido de resfriamento rápido com abertura imediata do forno) e GM (glazeamento modificado à 790°C por 1,5 min, seguido de resfriamento lento com abertura do forno em 200°C). A resistência flexural dos discos foi determinada pelo teste piston-on-three ball, conforme normas da ISO 6872/2008 e os dados submetidos à análise de Weibull para cálculo do módulo de Weibull (m) e da resistência característica (σ0). A rugosidade superficial (Ra e Rz) antes e após os tratamentos foi mensurada. Um espécime de cada grupo foi utilizado para difração de raios-X. O regime A-790 produziu os maiores valores de resistência à fratura (211,7 MPa). Os valores de σ0 promovidos pelos demais ciclos testados (A-575: 167,9 MPa, GM: 157,7 MPa e G: 153,7 MPa) foram inferiores aos do grupo controle (187,7 MPa). O valor de m não diferiu significativamente entre os grupos. Todos os tratamentos térmicos foram capazes de reduzir a rugosidade média (Ra) dos espécimes. Já os valores de amplitude média do perfil (Rz), apresentaram redução significativa apenas para os grupos submetidos à annealing (A-575 e A-790). A análise de difração de raios-x revelou não ter havido mudanças de fase cristalina (leucita tetragonal) do material após os tratamentos térmicos. As alterações no tamanho dos cristalitos de leucita após a realização dos ciclos térmicos não foram expressivas. Sendo assim, maiores valores de resistência à fratura e diminuição da rugosidade superficial para uma vitrocerâmica reforçada por leucita puderam ser conseguidos através de annealing acima da transição vítrea (Tg=625 ± 20ºC) após a usinagem. Tal regime (A-790) foi capaz de produzir reorganização estrutural favorável do material, sem contudo modificar sua estrutura cristalina original. Annealing abaixo da transição vítrea (A-575) e regimes de glazeamento (G e GM) reduziram significativamente a resistência do material.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:36:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:49:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:03:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:34:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:03:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Allan Yoshio Hasegawa.pdf: 18253702 bytes, checksum: e99aeb0d0d09ebc27b20111c88bac58f (MD5) Previous issue date: 2015-09-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work were studied the main geometric representations in the context of machining simulations and its data structures. Several interactive rendering methods for complex model were studied as well. After the exploratory phase, a prototype simulator using Distance Fields and ray cast was developed. Tests were performed, concluding that the Distance Fields representation is suitable for machining simulation as it offers efficient Boolean operations, practical memory requirements and methods for interactive rendering of complex models with ray casting. / Neste trabalho foram estudadas as principais representações geométricas no contexto de simulações de usinagem e as estruturas de dados utilizadas por estas representações. Diversas técnicas de renderização interativa para modelos complexos foram exploradas. Após a fase exploratória, foi desenvolvido um protótipo de simulador usando Campos de Distância e ray casting. Testes foram executados, concluindo que Campos de Distância é uma representação adequada para simulações de usinagem, providenciando operações booleanas eficientes, consumo prático de memória e oferecendo uma visualização interativa de modelos complexos usando ray casting.

Este trabalho estudou o efeito de tratamentos de gume e a interação com a aplicação de mínima quantidade de lubrirrefrigerante (MQL) sobre a integridade superficial da peça e desgaste no fresamento. A necessidade de alta produtividade das industrias aliada a alta eficiência que estas necessitam impulsionam avanços tecnológicos na área da usinagem. Processos de tratamento de gume vem para atender estas necessidades, aumentando a durabilidade e confiabilidade das ferramentas. Por outro lado, a necessidade de economia em fluidos de usinagem, sem perder em desempenho impulsiona a utilização de alternativas como o MQL. Tanto o tratamento de gume quanto a utilização de MQL na usinagem acabam impactando no processo. Estes apresentam ligação com mudanças na qualidade superficial e desgaste, como também em aspectos econômicos do processo. Com estes pontos em vista foram realizados ensaios experimentais utilizando fresas tratadas pelo método de acabamento por arraste e polimento com cerdas abrasivas. Os experimentos também avaliaram a aplicação de MQL com e sem aditivos de extrema pressão. Os ensaios consistiram em gerar superfícies, retratando diferentes estágios de vida da ferramenta. Foram realizadas, nas ferramentas, análises da rugosidade, textura e características dimensionais das ferramentas após os tratamentos. A textura e a rugosidade na seça foram analisadas em diferentes estágios da vida da ferramenta. Por fim, deformações plásticas e dureza por micro endentação no corpo de prova foram medidas para um estágio intermediário da vida da ferramenta. Os resultados apontam que os tratamentos resultam em características distintas na ferramenta. Tanto os tratamentos como a aplicação de MQL apresentaram influência significativa sobre a textura, rugosidade e camada afetada, assim como sobre o desgaste. As ferramentas que passaram pelo polimento apresentaram boa estabilidade quanto utilizadas com MQL, alcançando um comprimento usinado até 20% superior em comparação com as ferramentas originais usinando a seco. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2016-12-20T12:29:16Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Charles Antonio Ost.pdf: 5298297 bytes, checksum: 152d7447d3ca8992ccc6b52a890c12bc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-20T12:29:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Charles Antonio Ost.pdf: 5298297 bytes, checksum: 152d7447d3ca8992ccc6b52a890c12bc (MD5) Previous issue date: 2016-12-20 / Bolsa Empresa, BE. / This work studied the effect of edge preparation and its interaction with minimum quantity of lubricant (MQL) application over the surface integrity of the workpiece and wear in milling. The necessity of high productivity of the industry allied with high efficiency that they need drives technological advances in the machining area. Edge preparation processes come to attend those needs, increasing the durability and reliability of the tools. Moreover, the necessity for economy in metalworking fluids, without losing in performance impels the use of alternatives such as MQL. Both the edge preparation and the use of MQL in machining end up impacting the process. These have connection with changes in surface quality and wear, as well as on economic aspects of the process. In regarding of this, experimental tests were conducted by using tools treated with drag finishing and polishing with abrasive brushes. The experiments also evaluated the use of MQL with and without extreme pressure additives. The tests consisted in generating surfaces, picturing different stages of the tools life. Roughness analysis, texture and dimensional measurements of the tools were performed after treatment. Texture and roughness on the workpiece were analyzed at different stages of the tool life. Finally, microhardness and plastic deformation were measured on the workpiece for an intermediate stage of tool life. The results show that the treatments result in different characteristics on the tool. Both treatments as the application of MQL have significant effect on the texture, roughness and affected layer as well as on the wear. The tools that went trough polishing presented good stability when used with MQL, reaching a machining length up to 20% higher in comparison with the original tools in dry milling.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O processo de desgaste por cavitação e corrosão em componentes e sistemas hidrodinâmicos reduz drasticamente a eficiência operacional, levando a grandes perdas econômicas. O uso de revestimentos de alta resistência ao desgaste tem sido estudado como solução para o problema de corrosão e cavitação no ambiente industrial. Os processos de aspersão térmica são reconhecidos como uma excelente abordagem para aplicação de revestimentos de alta resistência, pois permitem depositar revestimentos com menor alteração do substrato. O processo oxi-combustível de alta velocidade (HVOF) produz revestimentos de altas densidade e coesão. O processo ar-combustível de alta velocidade (HVAF) é atualmente um processo alternativo ao HVOF, apresentando propriedades equivalentes e muitas vezes superiores às deste processo e com menor custo operacional. Esta pesquisa apresenta o uso dos processos HVOF e HVAF para deposição de revestimentos FeMnCrSi, com o objetivo de estudar os efeitos do processo de aspersão térmica e da composição química na morfologia, microestrutura e resistência à cavitação e corrosão dos revestimentos. Para isso, dividiu-se o trabalho duas partes, a primeira estudou revestimentos de mesma composição depositados por HVAF e HVOF quanto à sua morfologia e resistência à cavitação e corrosão. A segunda parte estudou a influência da composição química de quatro ligas experimentais na morfologia e resistência à cavitação e corrosão dos revestimentos. Foram realizadas a preparação metalográfica dos revestimentos, análise da morfologia e defeitos em microscópio ótico e microscópio eletrônico de varredura, ensaio de microdureza Vickers, ensaio de cavitação acelerada e de corrosão eletroquímica. Os revestimentos depositados pelo processo HVOF apresentaram maior quantidade de oxidação, relacionado ao uso de oxigênio como comburente neste processo. O processo HVAF apresentou menor oxidação de seus revestimentos, pelo uso de ar-comprimido como comburente ao invés de oxigênio, além de maiores valores de tenacidade à fratura, devido às maiores velocidades de partícula. Isto providenciou maior resistência à cavitação dos revestimentos HVAF. A resistência à corrosão dos revestimentos HVAF também foi superior à dos HVOF, devido a uma menor presença de óxidos nos revestimentos, por estes facilitarem a penetração de íons no revestimento, levando à corrosão interna. A composição química dos revestimentos depositados por HVAF teve menor influência na oxidação dos mesmos, assim como na tenacidade à fratura destes. A adição de Boro não foi benéfica para a resistência à cavitação. A resistência à corrosão dos revestimentos foi positivamente influenciada pela presença de Níquel. Já para a corrosão localizada, um maior teor de Cromo foi determinante na maior resistência dos revestimentos. / The cavitation and corrosion wear process on hydrodynamic components and systems dramatically reduces operational efficiency, leading to great economic losses. The use of wear resistant coatings has been studied as a solution to the problem of corrosion and cavitation in the industrial environment. The thermal spray processes are recognized as excellent approach to implementing high strength coatings as they allow the deposition of coatings with lower substrate change. The high velocity oxy-fuel (HVOF) process produces coatings with high density and cohesion. The high velocity air-fuel process (HVAF) is currently an alternative process to the HVOF, presenting equivalent and often superior properties to this process and at a lower operational cost. This research presents the use of HVOF and HVAF processes for the deposition of FeMnCrSi coatings, with the intent of studying the effects of the thermal spraying process and the chemical composition on the morphology, microstructure and resistance to cavitation and corrosion of the coatings. The work was divided in two parts, the first studied coatings of the same composition deposited by HVAF and HVOF as its morphology and resistance to cavitation and corrosion. The second part studied the influence of the chemical composition of four experimental alloys on the morphology and resistance to cavitation and corrosion of the coatings. The metallographic preparation of the coatings, analysis of morphology and defects in optical microscope and scanning electron microscope, Vickers microhardness test, accelerated cavitation and electrochemical corrosion tests were performed. The coatings deposited by the HVOF process presented higher amount of oxidation, related to the use of oxygen as oxidizer in this process. The HVAF process presented less oxidation of its coatings, by the use of compressed air as oxidizer instead of oxygen, besides higher values of fracture toughness, due to the higher particle velocities. This provided greater resistance to cavitation of the HVAF coatings. The corrosion resistance of HVAF coatings was also higher than HVOF coatings, due to a lower presence of oxides in the coatings, as they facilitate the penetration of ions into the coating, leading to internal corrosion. The chemical composition of the coatings deposited by HVAF had less influence on their oxidation and fracture toughness. The addition of boron was not beneficial to cavitation resistance. The corrosion resistance of coatings was positively influenced by the presence of Nickel. As for localized corrosion, a higher Chromium content was determinant in the higher resistance of the coatings.

Os processos de furação são largamente utilizados na indústria metal mecânica, envolvendo grande complexidade para profundidades maiores que cinco vezes o diâmetro. Para estes casos é necessário o emprego de máquinas, ferramentas especiais e fluidos lubri-refrigerantes pressurizados, com propriedades que atendam as solicitações severas do corte e auxiliem no transporte e remoção dos cavacos durante o processo. Esta complexidade aumenta os custos do processo, o impacto ambiental e os riscos a saúde do operador. O propósito deste estudo é analisar o processo de furação profunda com broca helicoidal de metal-duro revestida, em profundidades de até 24 vezes o diâmetro, no aço SAE 4144M, forjado e temperado com 39 HRC de dureza, utilizando o sistema lubri-refrigerante de Mínima Quantidade de Lubrificante (MQL). O estudo compara os processos com sistemas lubri-refrigerante convencional e sistema MQL, com a análise da influência no desgaste das brocas, revestidas com TiAlN e AlCrN-based. O sistema lubri-refrigerante convencional ou jorro de óleo, utiliza fluido integral de base mineral pressurizado a 50 bar, enquanto o sistema MQL utiliza fluido lubri-refrigerante sintético a 10 bar de pressão. A formulação dos experimentos é dada por “design of experiment” (DOE), considerando as variáveis: velocidade de corte, avanço, temperatura da peça e a forma do cavaco. Constatou-se que o desgaste da broca utilizando MQL, foi menor do que no processo convencional, devido ao fato da temperatura de corte ser maior, porém estável. Com a escolha adequada dos parâmetros de corte através do método, o revestimento AlCrN-based apresentou menor desgaste e adesão, devido a resistência em usinagens com altas temperaturas. / The drilling processes are widely used in the metalworking industry and involve high complexity when happen in depths more than five times the diameter. For these cases it is necessary to use special machines and tools, and pressurized fluids to enhance chip removal, with cooling and lubricating properties that meet stringent requirements. This complexity adds costs to the process, Increases the environmental impact and the health risks for the operator. The purpose of this study is to evaluate the deep hole drilling process (up to 24 diameters) using a twist drill coated (carbide system), the material is SAE 4144M steel forged and tempered hardness of 39 HRC, using system Minimum Quantity Lubrication (MQL). The study compares conventional processes and MQL, with the analysis of the influence on the wear of drills coated with TiAlN and AlCrN-based. The conventional coolant uses mineral based oil integral pressurized to 50 bar, while the MQL system, using synthetic oil at 10 bar pressure. The formulation of the experiments is given by “design of experiment” (DOE), considering the variables: cutting speed, feed rate wear, temperature of the work piece and chip form. It was found that the life of the drill in MQL process was higher than that in the conventional process, due to the fact that the temperature of the cut is, more stable, although higher. With the appropriate choice of cutting parameters by the method, the AlCrN-based coating showed less wear and adhesion due to resistant to high temperatures.

O processo de usinagem por hidroerosão é utilizado em bicos injetores do sistema diesel para melhorar seu desempenho a partir do arredondamento do raio de entrada dos canais de injeção por onde escoa o diesel para injeção no motor. A eficiência do processo de usinagem por hidroerosão está relacionada às condições do fluido erosivo utilizado no processo, sendo que a viscosidade desempenha papel fundamental para manutenção da eficiência. O acoplamento das partículas abrasivas com o fluido é afetado pela redução da viscosidade que ocorre durante o processo, influenciando assim a eficiência de remoção de material e trazendo perdas de produtividade para o processo, que se torna mais lento para que se atinja a remoção de material especificada. No trabalho em questão, a eficiência do processo foi avaliada durante 160 horas, utilizando correção da viscosidade do fluido erosivo para manutenção da viscosidade próxima à condição inicial de trabalho. A causa para a redução da viscosidade também foi investigada, a partir da avaliação de uma possível contaminação do fluido erosivo por outros fluidos de menor viscosidade existentes no processo. Após 160 horas de monitoramento aplicando-se correção da viscosidade, observou-se a ocorrência de redução da viscosidade do fluido erosivo de 8,8 % considerando a primeira e a última amostra, além de uma redução na eficiência do processo de apenas 4,2 %, em detrimento a uma redução de 20 % observada em estudo anterior, no qual não houve renovação de partículas e ajuste da viscosidade. A contaminação do fluido erosivo pelo óleo de exame utilizado na estação anterior à de usinagem por hidroerosão se mostrou responsável por 37,5 % da redução da viscosidade do fluido ao longo de 40 horas de trabalho. / Hydroerosive grinding process is used on nozzle injectors for diesel system in order to improve its performance by rounding the internal diameter of the injection channels through which flows the diesel for injection in the engine. The efficiency of hydroerosive grinding process is related to the conditions of the erosive fluid used in the process, for which viscosity has a major role for efficiency maintenance. Coupling between particles and fluid is affected by viscosity decrease along time, thus influencing material removal rate efficiency and causing productivity losses, once cycle time increases to achieve the specified material removal rate. In the present investigation, the process efficiency was evaluated during 160 hours using viscosity correction of the erosive fluid in order to keep viscosity close to its initial work condition. The root cause for viscosity decrease was also investigated through evaluation of possible contamination of the erosive media by lower viscosity fluids existing in the process. After 160 hours of process monitoring with viscosity adjustment, it was observed 8,8 % of viscosity reduction considering the first and the last samples, besides that the material removal rate efficiency decreased only 4,2 % over 20 % decrease observed in a previous study related to hydroerosive grinding process without particle replacement and viscosity adjustment. Contamination of the erosive fluid by measurement oil used in the previous station was responsible for 37,5 % of viscosity decrease along 40 hours of production.