Orientador: Yoon Kil Chang / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-26T21:00:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moura_RicardoAcioli_M.pdf: 16264458 bytes, checksum: fd258d59213f5693521cc6ad4211ff95 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: o efeito dos parâmetros de extrusão (temperatura e umidade) e da incorporação de farinha de milho, vital glúten de trigo e amido com alto teor de amilose sobre as características tecnológicas (pick up, adesividade, textura, absorção de óleo e perda de sólidos durante a fritura) na produção de farinha de rosca foram estudados. As formulações foram processadas em um extrusor mono rosca Brabender, seguindo delineamento experimental utilizando a Metodologia de Superfície de Resposta (MSR), e foram aplicadas em nuggets de frango. Foi realizada uma avaliação comparativa entre a farinha de rosca otimizada e farinhas de rosca comerciais (extrusada e assamento convencional), através das características tecnológicas e de análise sensorial (teste de aceitação), avaliando a aparência e a textura. A farinha de rosca otimizada produzida a uma temperatura de 1600C, a uma umidade de 27%, com 15% de vital glúten de trigo e 8% de amido com alto teor de amilose apresentou um pick up de 29,87%, uma adesividade de 100%, uma textura de 166,1 g, uma taxa de absorção de óleo de 2,97% e uma perda durante a fritura de 0,0885 abs. A análise sensorial demonstrou que a farinha de rosca otimizada apresentou melhor aparência, comparada às farinhas de rosca comerciais, e sua textura foi semelhante às farinhas de rosca comerciais. / Abstract: The effects of the extrusion parameters (temperature and moisture) and incorporation of com flour, wheat vital gluten and high amylose flour on technological characteristic (pick up, adhesiveness, crispness, oil absorption and solid loss) on breading production were studied. Extruded samples were prepared by using a Brabender single-screw extruder, following experimental design using Response Surface Methodology (RSM), and were applied over nuggets. A comparative measuring of technological characteristics and sensorial analyses (acceptation test of appearance and crispness) were carried out between the optimized extruded breading and commercial breading (extruded and conventional oven). The optimized extruded breading produced under 1600 C of temperature, 27% of moisture, 15% of wheat vital gluten and 8% of high amylose flour resulted in a 29.87% of pick up, a 100% of adhesiveness, a 166.1 9 of crispness, an oil absorption rate of 2.97% and solid losses of 0.0885 abs. The sensorial analysis demonstrated that the optimized extruded breading was scored with the best appearance and its score crispness was similar with the commercial bredings. / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

O objetivo deste trabalho é avaliar a viabilidade técnica do desenvolvimento de uma miniextrusora dupla-rosca corrotativa que, além de processar a matéria-prima, possa exercer a função de um cabeçote de impressão 3D. Os avanços tecnológicos na área da manufatura relacionados à impressão 3D têm gerado grande entusiasmo nos últimos 10 anos, na medida em que possibilitam a fabricação de formas geométricas de alta complexidade diretamente a partir de arquivos digitais, agilizando a cadeia de produção e reduzindo custos de ferramental associados. Apesar das inúmeras vantagens, a Manufatura Aditiva (MA) ainda é uma tecnologia em desenvolvimento e, portanto, apresenta desafios para que possa realmente atender às novas demandas criadas pela comunidade científica e industrial, muitos deles relacionados com a busca por novos materiais de impressão, com a melhoria dos materiais utilizados, das estratégias de deposição visando menor tempo de fabricação e maior precisão dimensional e com a ausência de padronização para os processos. As tendências no desenvolvimento de materiais para as técnicas de MA por extrusão apontam tanto para a elaboração de compósitos de matriz polimérica e blendas capazes de conferir propriedades mecânicas mais apropriadas às impressões e/ou proporcionar novas funcionalidades, quanto para o desenvolvimento de sistemas que possibilitem a deposição de matérias-primas diferenciadas ou a incorporação de soluções de pós-processamento para compor sistemas híbridos de manufatura. Nesse contexto, a principal motivação deste trabalho é a ausência de um equipamento para produção de compósitos poliméricos e blendas a partir pequenas quantidades de material em pó (cerca de 200 g) e que também seja capaz de estruturar objetos tridimensionais por meio da deposição de camadas sucessivas de material fundido. A fim de obter o conjunto de parâmetros geométricos e operacionais fundamentais para a definição e avaliação da miniextrusora dupla-rosca, houve a necessidade de se desenvolver um procedimento sistemático integrando conceitos de projeto de máquinas, processo de extrusão dupla-rosca e reologia aplicados ao contexto da MA. O método de projeto resultante considera requisitos funcionais e restrições geométricas específicas, conciliando a necessidade de manter uma folga constante entre as roscas com a desejada ação de autolimpeza obtida por meio da interpenetração das mesmas. A capacidade de processar o material viscoso com o torque fornecido às roscas, requisito crítico a ser atendido, foi avaliada teoricamente para o ABS (acrilonitrila butadieno estireno) virgem e validada experimentalmente para três sistemas baseados em ABS com auxílio de um reômetro de torque. Ao final do estudo, foi obtido um modelo geométrico virtual de dimensões reduzidas (69,6x75x201 mm) e na sequência foi construído um mock-up com auxílio da impressão 3D para avaliação das tolerâncias dimensionais, cinemática e funcionalidades básicas do conjunto. Estima-se que a miniextrusora projetada, operando a 10 rpm, seja capaz de processar até 0,2 kg/h e gerar 60% do calor necessário para a fusão (ABS), mostrando-se viável para aplicação como cabeçote intercambiável de impressão 3D destinado à pesquisa de novos materiais para MA. / The objective of this document is accessing the development feasibility of a mini co-rotating twin-screw extruder capable of mixing different materials and performing the function of 3D printhead. The technological progress in the manufacturing context related to 3D printing have generated great enthusiasm in the last 10 years, as it enables fabricating complex geometric shapes directly from digital files, speeding up production chain and reducing associated tooling costs. Despite the many advantages, Additive Manufacturing (AM) is still an emerging technology and must overcome challenges to effectively meet the new demands created by scientific and industrial communities, many of them related to the search for new building materials, improving current materials and deposition strategies, in order to achieve faster fabrication and increased dimensional precision, as well as the lack of process standardization. Tendencies towards material development to AM techniques based in extrusion points to the formulation of different polymer matrix composites and blends capable of imparting more appropriate mechanical properties to the 3D prints and/or provide new functionalities, as well as to the development of systems capable of depositing special raw materials or to the incorporation of post processing solutions composing hybrid manufacture systems. In that context, the main motivation for this work is the lack of an equipment for producing polymer composites and blends from small amounts of powder material (about 200 g) that is also capable of structuring three-dimensional objects depositing successive layers of fused material. In order to obtain the fundamental geometric and operational parameters set to define and access the mini twin-screw extruder, it was necessary to develop a systematic procedure integrating concepts from machine design, twin-screw extrusion and rheology applied to the AM context. The resulting design method considers specific functional requisites and geometric constraints, conciliating the need for a constant clearance between the screws and the desired self-cleaning action obtained with closely intermeshing screws. The capacity to process viscous material with the torque provided to the screws, a critical requisite to be met, was theoretically evaluated considering ABS resin (acrylonitrile butadiene styrene) and experimentally validated to three polymer systems based in ABS with a torque rheometer. At the end of the study, a virtual geometric model with reduced dimensions (69.6x75x201 mm) was obtained and then a mock-up was 3D printed in order to evaluate dimensional tolerances, cinematics and basic functionalities. It is estimated that the mini twin-screw extruder designed is able to process up to 0.2 kg/h running at 10 rpm and generate 60% of the heat necessary to melt the polymer (ABS), showing to be feasible to its application as an interchangeable 3D printhead for research of new materials in AM.

O objetivo deste estudo foi identificar o melhor torque de inserção e remoção de mini-implantes inseridos em ossos artificiais com densidades similares às regiões anterior, mediana e posterior dos maxilares. Cento e vinte mini-implantes com desenho de dupla rosca (compactas e autoperfurantes) foram inseridos. Análises com microscopia eletrônica de varredura foram feitas antes e depois dos ensaios. Os valores de torque obtidos durante a inserção e remoção dos mini-implantes foram mensurados por um torquímetro digital. Os resultados analisados levaram a concluir que os torques de inserção e remoção eram maiores conforme aumentava a densidade óssea e a espessura da cortical. O desenho das roscas dos mini-implantes influenciou no torque de inserção. As roscas com menores passos aumentaram o valor do torque de inserção. A perfuração óssea anterior à instalação diminui o torque de inserção independente da densidade óssea. Ocorreu um aumento de torque principalmente com o aumento da densidade óssea e não necessariamente com o aumento da espessura da cortical sugerindo que a densidade óssea do osso trabecular deve ser considerada no planejamento de instalação dos mini-implantes. / The objective of this study was to identify the best insertion torque and removal of mini-implants inserted in artificial bone with densities similar to anterior, middle and posterior regions of the jaws. One hundred and twenty mini-implants with a twin crew design (compact and self-drilling) were inserted into artificial bones with densities and thickness similar to cortical and trabecular bones of the maxilla and mandible. Analysis with electron microscopy was performed before and after the tests. The torque values obtained during the insertion and removal were measured using a digital torque wrench. The analyzed results led to the conclusion that the insertion and removal torques were larger with increase in bone density and cortical thickness. The design of the threads of the mini-implants influenced the insertion torques. Threads with smaller steps increased the value of insertion torques. The anterior bone drilling installation reduces the insertion torque independent of bone density. Torque increased mainly by increasing the bone density and not necessarily with increased cortical thickness suggesting that the bone density of the trabecular bone must be taken into account con in designing and installation of mini-implants.

O objetivo deste estudo foi identificar o melhor torque de inserção e remoção de mini-implantes inseridos em ossos artificiais com densidades similares às regiões anterior, mediana e posterior dos maxilares. Cento e vinte mini-implantes com desenho de dupla rosca (compactas e autoperfurantes) foram inseridos. Análises com microscopia eletrônica de varredura foram feitas antes e depois dos ensaios. Os valores de torque obtidos durante a inserção e remoção dos mini-implantes foram mensurados por um torquímetro digital. Os resultados analisados levaram a concluir que os torques de inserção e remoção eram maiores conforme aumentava a densidade óssea e a espessura da cortical. O desenho das roscas dos mini-implantes influenciou no torque de inserção. As roscas com menores passos aumentaram o valor do torque de inserção. A perfuração óssea anterior à instalação diminui o torque de inserção independente da densidade óssea. Ocorreu um aumento de torque principalmente com o aumento da densidade óssea e não necessariamente com o aumento da espessura da cortical sugerindo que a densidade óssea do osso trabecular deve ser considerada no planejamento de instalação dos mini-implantes. / The objective of this study was to identify the best insertion torque and removal of mini-implants inserted in artificial bone with densities similar to anterior, middle and posterior regions of the jaws. One hundred and twenty mini-implants with a twin crew design (compact and self-drilling) were inserted into artificial bones with densities and thickness similar to cortical and trabecular bones of the maxilla and mandible. Analysis with electron microscopy was performed before and after the tests. The torque values obtained during the insertion and removal were measured using a digital torque wrench. The analyzed results led to the conclusion that the insertion and removal torques were larger with increase in bone density and cortical thickness. The design of the threads of the mini-implants influenced the insertion torques. Threads with smaller steps increased the value of insertion torques. The anterior bone drilling installation reduces the insertion torque independent of bone density. Torque increased mainly by increasing the bone density and not necessarily with increased cortical thickness suggesting that the bone density of the trabecular bone must be taken into account con in designing and installation of mini-implants.

Neste trabalho, compósitos de PET sob a forma de flake e pós-condensado foram preparados com teores diferenciados de fibra de vidro (0, 20, 30 e 40%). Dois tipos de fibra foram utilizados: uma fibra com tratamento superficial a base de amino-silano e outra com tratamento a base de epóxi-silano. Os compósitos foram extrusados em extrusora mono-rosca, utilizando uma rosca de filete duplo com barreira, e em extrusora dupla-rosca interpenetrante co-rotacional. Após extrusão, os compósitos foram injetados a 120 ºC que, após várias temperaturas testadas, foi a temperatura que conferiu maior grau de cristalinidade do artefato final (acima de 30%). Os compósitos foram caracterizados quanto às propriedades mecânicas, térmicas e morfológicas. Os resultados mostraram que com a utilização de uma mono-rosca apropriada ao processamento de PET com fibra de vidro foi possível produzir compósitos com boas propriedades, comparáveis aos obtidos em extrusora dupla-rosca. Em relação aos tipos de PET utilizados, verificou-se que a massa molar da matriz polimérica, maior para o PET pós-condensado, teve uma pequena influência no desempenho das propriedades analisadas. Porém foi observado que os resultados foram indiferentes ao tratamento superficial das fibras testadas. Através da determinação do comprimento das fibras por análise óptica, e dos resultados experimentais do módulo de tração dos compósitos, pode-se constatar que nos compósitos injetados as fibras estão orientadas no sentido longitudinal à deformação. Com a microscopia eletrônica de varredura verificou-se que há sempre uma melhor distribuição e dispersão das fibras, com menores vazios à medida que aumenta o teor de fibras, corroborando os resultados mecânicos, sempre crescentes com o teor incorporado. A cristalinidade obtida nos corpos de prova moldados por injeção com o molde a uma temperatura de 120 ºC, aliada à presença da fibra de vidro, leva a um aumento na temperatura de distorção térmica (HDT). As análises de raios-X mostraram que com o aumento da quantidade da fibra, os picos cristalinos característicos do PET perdem definição, o que está associado à característica amorfa da fibra. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-15T17:17:43Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Nilcea Mondadori.pdf: 5475607 bytes, checksum: 3b5580025f75099d47502055cd80fde5 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-15T17:17:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Nilcea Mondadori.pdf: 5475607 bytes, checksum: 3b5580025f75099d47502055cd80fde5 (MD5) / In this work, flake and post-condensed PET composites of different glass fiber contents (0, 20, 30 and 40%) were prepared. Tow kinds of fibers were employed: one fiber having an amino silane-based surface treatment and another one having an epoxi silane-based surface treatment. The composites were extruded in a single-screw extruder with a barrier double-flight screw, and in a co-rotating interpenetrating twin-screw extruder. After extrusion the composites were injected at 120°C, this temperature being chosen after several tests indicating that it could promote the highest possible degree of crystallinity of the final product (higher than 30%). The composites were characterized as for mechanical, thermal and morphological features. Data indicate that by using a single-screw extruder proper to the processing of PET and fiber glass the properties of the obtained composites are fairly good, being comparable to those obtained from a twin-screw extruder. As for the types of PET utilized, it could be found that the molar mass of the polymeric matrix, larger for the post-condensed PET had some influence on the performance of the tested properties. On the other hand it could be observed that the surface treatment of the fibers does not influence the obtained data. Based on the optical analysis of the fiber length and the elastic modulus data it is possible to determine that the fibers of the injected composites are oriented longitudinally to the strain direction. With the aid of scanning electron microscopy (SEM), improvements in the distribution and dispersion of the fibers were always observed, with smaller voids as the fiber content increases, backing higher mechanical data as the incorporated fiber content is increased. Crystallinity resulting from injection-molded test specimens processed at 120°C, together with the presence of the glass fiber leads to a synergism in the heat distortion temperature (HDT). X-rays analyses indicate that at higher fiber content the composites show lower definition of the crystalline peaks, this being associated to the amorphous feature of the fiber.

Neste trabalho, compósitos de PET sob a forma de flake e pós-condensado foram preparados com teores diferenciados de fibra de vidro (0, 20, 30 e 40%). Dois tipos de fibra foram utilizados: uma fibra com tratamento superficial a base de amino-silano e outra com tratamento a base de epóxi-silano. Os compósitos foram extrusados em extrusora mono-rosca, utilizando uma rosca de filete duplo com barreira, e em extrusora dupla-rosca interpenetrante co-rotacional. Após extrusão, os compósitos foram injetados a 120 ºC que, após várias temperaturas testadas, foi a temperatura que conferiu maior grau de cristalinidade do artefato final (acima de 30%). Os compósitos foram caracterizados quanto às propriedades mecânicas, térmicas e morfológicas. Os resultados mostraram que com a utilização de uma mono-rosca apropriada ao processamento de PET com fibra de vidro foi possível produzir compósitos com boas propriedades, comparáveis aos obtidos em extrusora dupla-rosca. Em relação aos tipos de PET utilizados, verificou-se que a massa molar da matriz polimérica, maior para o PET pós-condensado, teve uma pequena influência no desempenho das propriedades analisadas. Porém foi observado que os resultados foram indiferentes ao tratamento superficial das fibras testadas. Através da determinação do comprimento das fibras por análise óptica, e dos resultados experimentais do módulo de tração dos compósitos, pode-se constatar que nos compósitos injetados as fibras estão orientadas no sentido longitudinal à deformação. Com a microscopia eletrônica de varredura verificou-se que há sempre uma melhor distribuição e dispersão das fibras, com menores vazios à medida que aumenta o teor de fibras, corroborando os resultados mecânicos, sempre crescentes com o teor incorporado. A cristalinidade obtida nos corpos de prova moldados por injeção com o molde a uma temperatura de 120 ºC, aliada à presença da fibra de vidro, leva a um aumento na temperatura de distorção térmica (HDT). As análises de raios-X mostraram que com o aumento da quantidade da fibra, os picos cristalinos característicos do PET perdem definição, o que está associado à característica amorfa da fibra. / In this work, flake and post-condensed PET composites of different glass fiber contents (0, 20, 30 and 40%) were prepared. Tow kinds of fibers were employed: one fiber having an amino silane-based surface treatment and another one having an epoxi silane-based surface treatment. The composites were extruded in a single-screw extruder with a barrier double-flight screw, and in a co-rotating interpenetrating twin-screw extruder. After extrusion the composites were injected at 120°C, this temperature being chosen after several tests indicating that it could promote the highest possible degree of crystallinity of the final product (higher than 30%). The composites were characterized as for mechanical, thermal and morphological features. Data indicate that by using a single-screw extruder proper to the processing of PET and fiber glass the properties of the obtained composites are fairly good, being comparable to those obtained from a twin-screw extruder. As for the types of PET utilized, it could be found that the molar mass of the polymeric matrix, larger for the post-condensed PET had some influence on the performance of the tested properties. On the other hand it could be observed that the surface treatment of the fibers does not influence the obtained data. Based on the optical analysis of the fiber length and the elastic modulus data it is possible to determine that the fibers of the injected composites are oriented longitudinally to the strain direction. With the aid of scanning electron microscopy (SEM), improvements in the distribution and dispersion of the fibers were always observed, with smaller voids as the fiber content increases, backing higher mechanical data as the incorporated fiber content is increased. Crystallinity resulting from injection-molded test specimens processed at 120°C, together with the presence of the glass fiber leads to a synergism in the heat distortion temperature (HDT). X-rays analyses indicate that at higher fiber content the composites show lower definition of the crystalline peaks, this being associated to the amorphous feature of the fiber.

Orientador: Luis Carlos Paschoarelli / Resumo: A interação ‘homem-objeto’ é um tema de grande interesse para a prática do Design e da Ergonomia, visto que trata tanto de aspectos físicos quanto de aspectos de percepção. O presente estudo teve por objetivo realizar uma avaliação com atividades simuladas para verificar se a forma e a cor das embalagens influenciam os aspectos perceptivos da usabilidade e a transmissão de força de preensão manual. Foram realizados seis experimentos envolvendo 120 sujeitos brasileiros e 120 sujeitos portugueses, igualmente divididos entre jovens, adultos e idosos; e entre homens e mulheres. Os procedimentos metodológicos foram fundamentados em raciocínio indutivo, caracterizados por um estudo transversal com experimentação laboratorial. Foram avaliadas 5 embalagens de água mineral 500ml no Brasil e outras 5 embalagens com características semelhantes em Portugal. Os resultados apontam que o dispêndio de maior tempo para realização de uma tarefa, nem sempre, implica em menor satisfação dos usuários. Os materiais mais rígidos foram relacionados a uma melhor qualidade dos produtos. A presença de cintura nas embalagens foi um fator positivo, no entanto ela não pode estar abaixo do centro. A tampa muito baixa esteve relacionada à maior dificuldade de uso. A eficiência dos idosos foi significativamente menor em todos os casos. Diferentes diâmetros não influenciam o ato de despejo, porém influenciam diretamente a percepção quanto à facilidade de realização da tarefa. Os fatores determinantes para o p... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The 'man-object' interaction is a subject of great interest for the practice of Design and Ergonomics, as it deals with both physical and perceptual aspects. The main objective of the present study was to carry out an evaluation with simulated activities to verify if the shape and color of the packages influence the perceptual aspects of the usability and the transmission of manual gripping force. Six experiments were carried out involving 120 Brazilian and 120 Portuguese subjects, equally divided among youth, adults and elderly; and between men and women. The methodological procedures were based on inductive reasoning, characterized by a cross-sectional study with laboratory experimentation. Five packages were selected for the test in Brazil and another 5 packages with similar features for the test in Portugal. The results indicate that the expenditure of more time to perform a task, not always, implies a lower user satisfaction. The more rigid materials were related to a better product quality. The presence of a curved area in the packaging was a positive factor, however it cannot be below the center. The very low cap was related to the greater difficulty of use. The efficiency of the elderly was significantly lower in all cases. Different diameters do not influence the pouring act, but directly influence the perception regarding the ease of accomplishment of the task. The determining factors for the positioning of the hands were the center of mass and the shape of the prod... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-23T13:47:40Z No. of bitstreams: 1 DissRB.pdf: 6420019 bytes, checksum: 9a9303246e3fd99e5635cc0d40d684d5 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-23T13:47:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRB.pdf: 6420019 bytes, checksum: 9a9303246e3fd99e5635cc0d40d684d5 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-23T13:47:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRB.pdf: 6420019 bytes, checksum: 9a9303246e3fd99e5635cc0d40d684d5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-23T13:48:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissRB.pdf: 6420019 bytes, checksum: 9a9303246e3fd99e5635cc0d40d684d5 (MD5) Previous issue date: 2017-03-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The present study investigated the utilization efficiency of an intermeshing co-rotating twin-screw extruder (ICTSE) in the devulcanization of natural rubber compounds (NR), evaluating the physical, chemical and mechanical characteristics of these materials in each project step. Three accelerated compounds with different sulfur concentrations were submitted to torque rheometry and vulcanized according these results aiming the achievement of elastomers with different crosslinks densities. The influences on the characteristics of the devulcanized material caused by the variation of the extruder barrel temperature, screw rotation, thermoplastics addition and material stiffness were evaluated. Thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), infrared spectroscopy (FTIR), soluble fraction extraction and crosslink density were performed, evaluating the devulcanized compound. Horikx's theory was also used as an indicator of selective crosslink cleavage, defining the compounds to be revulcanized for comparison with the virgin pure material. The revulcanization was carried out with the mixture of the devulcanized compound with the pure, in the proportions of 30/70 w/w, respectively, and in the devulcanized compound singularly, with addition of complementary vulcanization system in both cases. The mechanical, dynamic-mechanical and crosslink density properties of the revulcanized compounds were characterized and evaluated in relation to the properties of the pure compounds. The increase in the concentration of uncrosslinked BN chains and the concentration of sulfur compounds in the extruded samples was observed by thermal tests and spectrocopy, together with the verification of a high level of devulcanization percentage, according to Flory-Rehner, evidencing the regeneration of the natural rubber existent. Also, satisfactory mechanical properties were found in the revulcanized compounds, especially when using auxiliary thermoplastics, revealing the great potential of ERDCI processing for the reuse of discarded BN compounds. / O presente estudo avaliou a eficiência de utilização de uma extrusora com rosca dupla co-rotacional e interpenetrante (ERDCI) na desvulcanização de compostos de borracha natural (BN), avaliando as características físicas, químicas e mecânicas destes materiais em cada fase do projeto. Três compostos acelerados com diferentes concentrações de enxofre foram submetidos a reometria de torque, e vulcanizados de acordo com a curva reométrica, para obtenção de elastômeros com diferentes densidades de ligações cruzadas. Foram avaliadas as influências nas características do material desvulcanizado, causadas pela variação da temperatura do barril da extrusora, velocidade de rotação das roscas, adição de termoplásticos e módulo elástico do material. Análises de termogravimetria (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia no infravermelho (FTIR), fração solúvel (FS) e densidade de ligações cruzadas foram realizadas, avaliandose o composto desvulcanizado. A teoria de Horikx também foi utilizada como indicativa da seletividade de ruptura de ligações cruzadas, definindo os compostos a serem revulcanizados para comparação com o material virgem. A revulcanização foi realizada com a mistura de 30 %(m/m) do composto desvulcanizado e 70 %(m/m) do puro, e também com 100 % do composto desvulcanizado, e adição de sistema de vulcanização complementar. Caracterizou-se os compostos revulcanizados quanto às suas propriedades mecânicas, dinâmico-mecânicas e densidade de ligações cruzadas. Através dos ensaios TGA, DSC, FTIR e a verificação de alto nível de percentual de desvulcanização pela teoria de Flory- Rehner, foi observado o aumento da concentração de cadeias de BN não reticuladas e da concentração de compostos de enxofre nas amostras extrudadas, evidenciando a regeneração da BN presente nos compostos. Também foram encontradas propriedades mecânicas satisfatórias nos compostos revulcanizados, principalmente quando utilizados termoplásticos auxiliares, revelando o grande potencial do processamento por ERDCI para a reutilização de compostos de BN descartados.

Pesquisas e publicações sobre polímeros luminescentes vêm sendo desenvolvidas nos últimos anos devido à inovação acadêmica, porém ainda no âmbito nacional possuem aplicação industrial limitada. Marcadores ópticos processados são pouco explorados devido à dificuldade de processamento dos materiais poliméricos luminescentes com estabilidade de luminescência. Os materiais utilizados para o processamento de polipropileno luminescente foram Poliamida 6 (PA6) dopada com complexo sintetizado de [Eu(tta)3(H2O)2] obtida através do processo de diluição do polímero e técnica de derramamento. As poliolefinas, por serem inertes, não se adequam ao procedimento comum de dopagem, assim no presente trabalho, o polipropileno luminescente foi preparado indiretamente por dopagem com poliamida dopada com complexo de európio em processamento por extrusão. As técnicas de caracterização utilizadas foram a Análise Térmica (TG), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Difração de Raios-X (XRD), Espectroscopia de infravermelho (FT-IR) e estudo das propriedades fotoluminescentes. A blenda PP/PA6:Eu(tta)3 processada apresentou propriedades luminescentes observadas nas transições intraconfiguracionais de bandas finas 4f6 - 4f6 relativas aos níveis de excitação de energia 7F0 → 5L6 (394nm), 7F0 → 5D3 (415nm), 7F0 → 5D2 (464nm), 7F0 → 5D1 (525nm) e 7F0 → 5D0 (578nm). Tanto a blenda de PP/PA6:Eu(tta)3 e os filmes de PA6:Eu(tta)3 quando expostos a luz UV (365nm) apresentaram luminescência vermelha. Os resultados de TG mostraram que sob atmosfera de O2 o PP dopado PA6:Eu(tta)3 apresentou maior estabilidade do que o PP puro. Neste trabalho foi possível processar PP/PA6:Eu(tta)3 com propriedades térmicas e fotoestabilidade, que permitem sua utilização com marcador óptico em processamentos. / Research and publications about luminescent polymers have been developed in the last years for the academic innovation; however the industrial application has been very limited in this area. Processed Optical markers are few explored due to the difficult to process luminescent polymeric materials with stable luminescence. The materials used of processing luminescent polypropylene (PP) were polyamide 6 (PA6) doped with europium complex [Eu(tta)3(H2O)2] obtained through the dilution and casting process. Due to their inercy, polyolefins do not fit into the common procedure of doping, in consequence, in this work luminescent polypropylene was indirectly prepared by polyamide 6 doped with europium complex through extrusion process. Product characterization was done using Thermalgravimetry analysis (TG), Differential Scanning Calorimetric (DSC), X-Ray Diffraction (XRD), Infrared spectroscopy (FTIR) and fotoluminescence of emission and excitation. The blend PP/PA6:Eu(tta)3 presented luminescent properties, after semi-industrial process, as observed in the narrow bands of intraconfiguration transitions - 4f6 relatives to energy levels 7F0 → 5L6 (394nm), 7F0 → 5D3 (415nm), 7F0 → 5D2 (464nm), 7F0 → 5D1 (525nm) e 7F0 → 5D0 (578nm) of emission spectrum. Red light of the pellets or film is emitted when excited in UV lamp (365nm). TG results showed under O2 atmosphere that PP doped with PA6:Eu(tta)3 was more stable than pure PP. In this work luminescent PP/PA6:Eu(tta)3 was processed with properties of thermal and photo stability which can be used as optical marker in polymer processing.

Este trabalho tem o objetivo de apresentar o desenvolvimento do projeto informacional e do projeto conceitual de um mini-cabeçote vertical de extrusão com rosca de seção variável intercambiável. A montagem e a validação funcional deste cabeçote é feita na impressora 3-D Fab@CTI de forma intercambiável, na qual o projeto da estrutura foi baseada no projeto Fab@home. O projeto envolve o estudo sistemático utilizando o QFD para identificação dos requisitos do usuário e a escolha do \"cabeçote de deposição\", como característica técnica mais importante conduz o desenvolvimento do projeto conceitual e parte do projeto preliminar do mini-cabeçote vertical de extrusão. Utilizando análise morfológica no projeto conceitual se obteve a configuração do projeto, no qual foi possível dimensionar os principais componentes do sistema proposto: rosca/cilindro e sistema de acionamento. Os materiais considerados para o dimensionamento mecânico, bem como das estimativas das geometrias das seções da rosca foram poliamida e PCL, este último material foi escolhido por ser um biomaterial e por apresentar características físico-químicas mais criticas para o dimensionamento do dispositivo. O projeto conceitual foi fabricado e montado para demonstrar sua funcionalidade de extrusão utilizando um material pastoso e pó sem processo de aquecimento. Este trabalho apresenta o projeto e a validação técnica de um mini-cabeçote intercambiável de extrusão por rosca para utilização em impressoras 3-D utilizadas em manufatura aditiva. A abordagem sistemática de projeto demonstra a importância de técnicas de metodologia de projeto durante o desenvolvimento de um produto, a fim de se obter qualidade no projeto de engenharia. / The purpose of this work is to present the study of the informational and conceptual design of the vertical mini-screw extrusion head applied to portable and open source additive manufacturing machine. The design was validated considering the proposal of interchangeable heads applied to Brazilian 3-D printer based on Fab@home mechanical design. It was developed a systematic study using QFD to identify user\'s requirements, supporting the choice of a \"deposition head\" as the most important technical characteristic, leading the design development of a mini vertical system based on a extrusion screw with variable section. The conceptual design using the morphological analysis defined the design configuration, allowing to make a pre-calculation of the main components of the proposed head: screw, barrel and actuation system. The deposition materials, considered for the theoretical calculations, were polyamide and PCL, being the last a biocompatible polymer. This choice lead to critical physicochemical properties related to system design. The conceptual design was manufactured and assembled, demonstrating its functionality to extrude a paste like and powder materials without heating. This work presented the design and the validation of an interchangeable mini-extruder screw head developed to a portable 3-D printer used in additive manufacturing process. The systematic approach demonstrated the importance of the design methodology tools during the product development to obtain quality in the design engineering.