Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T23:01:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosa_SilviadoNascimento_D.pdf: 7768437 bytes, checksum: 66742bf3f167d6f7c0f9f06567fb171a (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Nas ferramentas de corte de metal duro não somente o estado de tensão residual do revestimento e do substrato é de importância, mas a topografia da superfície do substrato também influencia significativamente no desempenho da ferramenta durante o processo de usinagem. Uma ferramenta com boas propriedades de substrato e revestimento, mas com uma topografia favorável à aceleração de desgaste pode ter seu desempenho severamente prejudicado. Neste trabalho, brocas de metal duro revestidas pelo processo PVD foram produzidas com diferentes texturas de substrato e a adesão entre o revestimento e o substrato foi analisada. As análises foram baseadas nos ensaios de indentação Rockwell C, de riscamento, de tensão residual na interface, na medição de rugosidade, nos esforços de corte e nos desgastes das ferramentas durante o processo de usinagem. Os revestimentos estudados foram os comerciais BalinitÒ Futura (TiAlN) e Balinit® Helica (TiAlCrSiN). Os experimentos de vida da ferramenta foram realizados utilizando teste de furação com fluido de corte no aço forjado AISI 1548 que é frequentemente utilizado na produção de virabrequim. Os resultados mostraram que os substratos com superfícies mais rugosas apresentaram boas propriedades de adesão, mas alcançaram as menores vidas durante o processo de usinagem. Apesar do revestimento Futura possuir boa resistência ao riscamento quando comparado ao revestimento Helica, as brocas revestidas por Futura não obtiveram desempenho melhor que as revestidas por Helica. Um dos motivos seria a formação de óxidos mais protetores e aderentes que podem ser formados na superfície desgastada das ferramentas revestidas por Helica, devido à composição química da ferramenta. Este fato influenciou na variação dos esforços de corte que foi maior no revestimento Futura. O principal mecanismo de desgaste em todas as brocas foi o "attrition". A principal conclusão do trabalho foi que o substrato com menor rugosidade superficial, maior tensão compressiva e revestido com Helica é o que ofereceu maior desempenho nas condições estudadas nesta tese / Abstract: In the carbide cutting tools not only the residual stress state of the coating and substrate is important, but the substrate surface topography also significantly influences in the tool performance during machining. A tool with good coating and substrate properties but with unsuitable topography may accelerate wear and, consequently have its performance impaired. In this work cemented carbide drills coated using PVD process were produced with different substrate textures and the adhesion between the coating and the substrate was examined. The analyzes were based on the Rockwell C indentation test, the scratch test, residual stress at the interface, surface roughness, cutting forces and tool wear during the machining process. The commercial Balinit Futura (TiAlN) and Balinit Helica (TiAlCrSiN) were the studied coatings. The tool life experiments were carried out using drilling tests with a cutting fluid in the forged AISI 1548 steel which is often utilized in crankshaft manufacturing. The results showed that the surfaces with highest roughness exhibited good adhesion properties, but presented the lowest tool life in the machining process. Although Futura coating possess good scratching strength compared to Helica coating the Futura coated drills did not present better performance in terms of tool life than the Helica coated drills. One reason could be the formation of protective and more adherent oxides that can be formed on the worn Helica coated surfaces, due to the tool chemical composition. This fact influenced in the variation of cutting forces which was higher in Futura coating. The main wear mechanism was attrition in all the drills. The main conclusion of this work was that the substrate with the lowest roughness, the highest compressive residual stress and Helica coated was the one that reached the best performance in conditions tested in this thesis / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutora em Engenharia Mecânica

Orientadores: Rafael Leonardo Xediek Consani, Janaína de Cássia Orlandi Sardi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-23T21:37:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_ManoelaCapladeVasconcellosdosSantosda_D.pdf: 1387678 bytes, checksum: 17ea18ac10fef54c8580345c3bba0454 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho avaliou o efeito do número de ciclos de desinfecção por energia de micro-ondas na dureza Knoop, rugosidade e brilho de resinas termopolimerizadas para prótese total. Foram confeccionados 20 corpos-de-prova de cada material medindo 20 mm de diâmetro por 2 mm de altura, os quais foram distribuídos em 6 grupos de acordo com as resinas: QC-20, Onda Cryl, Clássico, Vipi Cril, Vipi Wave e Vipi Caracterizada. Todos os corpos-de-prova foram submetidos aos ensaios de rugosidade, dureza e brilho antes (controle, dia 0) e em cada ciclo de desinfecção (7, 14, 21 e 28 dias). Os corpos-de-prova foram polimerizados de acordo com as recomendações dos fabricantes, desincluídos e o acabamento realizado com pedra abrasiva para resina, lixas de carbeto de silício e pastas para polimento. A desinfecção por micro-ondas foi realizada a 650 W por 3 minutos, uma vez por dia durante 28 dias. Entre as desinfecções, as amostras permaneceram imersas em água e armazenadas em estufa a 37°C. Nos ensaios de rugosidade e dureza Knoop foram realizadas três mensurações na superfície de cada corpo-de-prova, sendo registrada a média das leituras. Os valores de brilho foram mensurados com medidor de brilho e para cada corpo-de-prova foram realizadas quatro mensurações, uma em cada quadrante, com feixe de luz incidindo em 60 graus. Os valores obtidos foram submetidos à ANOVA dois fatores para medidas repetidas, e teste de Tukey (5%). Os resultados mostraram que a resina Clássico apresentou o maior e a Vipi Wave o menor valor de rugosidade. Quando se avaliou a dureza, a resina Onda Cryl apresentou os maiores valores nos ciclos de 14 e 21 dias e não houve diferença estatística nos valores de dureza Knoop entre as demais resinas. A resina QC-20 apresentou os maiores valores de brilho, sendo maiores no controle (dia 0) e nos ciclos de 7 e 14 dias, os quais foram diferentes estatisticamente dos ciclos de 21 e 28 dias. Concluiu-se que houve influência da desinfecção por micro-ondas na rugosidade e dureza de todas as resinas, independente do número de ciclos. Com exceção da Clássico, as demais resinas mostraram valores de brilho com diferença estatisticamente significativa entre controle e ciclos de desinfecção / Abstract: This study evaluated the effect of repeated disinfection by microwave irradiation on hardness, surface roughness and gloss of denture base acrylic resins. Twenty samples were prepared for each material measuring 20 mm in diameter and 2 mm in height, which were divided into six groups according to the resins: QC-20, Wave Cryl, Classico, Vipi Cril, Vipi Wave and Vipi Characterized. All samples were tested for roughness, hardness and gloss analysis before and after disinfection cycles. Samples were polymerized according to the manufacturers' recommendations, deflasked and finished with abrasive stones, silicon carbide abrasives and polishing slurry. Disinfection by microwave irradiation was made at 650 W for 3 minutes, one time by day during 28 days. Between disinfection cycles the samples were stored in an incubator at 37°C. Three roughness measurements were made on the polished surface and the average was recorded as the roughness value (Ra, mm) for each sample. Hardness was recorded with three Knoop penetrations with a load of 50 kgf for 10 seconds. Three readings of each sample were used to obtain arithmetic mean for each analysis. The gloss values were measured with glossmeter. Four measurements were performed in each sample, one in each quadrant focusing the light beam at 60 degrees. The readings were recorded as the value of unit gloss (Gloss Unit - GU) and the data were recorded in the software. The values obtained were subjected to two-way ANOVA for repeated measures and Tukey's test (5%). The results showed that Classico had the highest value and Vipi Wave the lowest for surface roughness. Onda Cryl showed the highest values for hardness at 14- and 21-day cycles and there was no statistical difference among other resins. For gloss, QC-20 resin showed the highest values being higher at control and 7- and 14-day cycles, statistically different from 21- and 28-day cycles. It was concluded that there was influence of microwave irradiation in the roughness and hardness for all resins, regardless the number of cycles. Whit exception of Classico, there was statistically significant difference in gloss for all acrylic resins / Doutorado / Protese Dental / Mestre em Clínica Odontológica

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-19T01:58:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Magri_MarioLopes_M.pdf: 19076478 bytes, checksum: 62f43033b77432b5019d5a220f449830 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Vários produtos da indústria metalúrgica mundial são produzidos em regime de produção seriada, que utilizam matrizes em suas operações. Essas matrizes, por sua vez, contêm o perfil negativo do produto e, obviamente, é de interesse econômico que sua vida útil seja a maior possível. Porém, esta vida depende do ambiente ao qual o processo está inserido. No caso do forjamento a quente, que normalmente proporciona um ambiente excessivamente agressivo, as matrizes estão expostas a vários mecanismos de desgaste, como a abrasão, a adesão e a deformação plástica. Uma das variáveis do processo que torna o ambiente agressivo é a faixa de temperatura empregada no aquecimento dos tarugos, entre 900 a 1250°C. Deste modo, durante o tempo de contato, a superfície da matriz pode atingir temperaturas próximas ou mesmo superiores à utilizada para o revenimento do aço-ferramenta empregado na construção das matrizes. Na sequência do processo, após o contato da matriz com o tarugo aquecido ocorre o resfriamento da matriz, gerando um ciclo térmico prejudicial que reduz a dureza das matrizes e, conseqüentemente, a sua vida. Portanto, é de grande interesse conhecer profundamente o processo, bem como as variáveis fundamentais que podem influenciar sua vida. Uma destas variáveis é a topografia da superfície, ou seja, seu perfil de rugosidade. O estudo desta variável é o principal tema deste trabalho. Geralmente se associa a região da matriz ao mecanismo de desgaste característico, e o desgaste abrasivo é o mais agressivo dentre todos. Esse tipo de desgaste ocorre principalmente na região do patamar de rebarbas e, quando atinge certos níveis, compromete a geometria do produto, determinando o fim de vida das matrizes. Por este motivo, essa região foi a escolhida para o estudo dos efeitos da topografia na vida da matriz. Foram desenvolvidas quatro topografias diferentes nesta região, produzidas por fresamento de topo esférico, conforme a metodologia conhecida como "High Speed Machining (HSM)". Manteve-se a velocidade de corte igual para todas as topografias, pois estas foram obtidas apenas pela variação dos parâmetros fz e ae. Destas quatro topografias, duas são formadas por micro cavidades e duas são formadas por sulcos direcionais no sentido do avanço. O melhor desempenho tribológico foi alcançado pela topografia com geometria de micro-cavidades, formadas pela utilização dos maiores valores dos parâmetros fz e ae. Além do melhor desempenho tribológico verificado por esta topografia, esta superfície apresentou o menor tempo consumido na sua produção / Abstract: Several products from the worldwide metallurgical industry are produced in mass production system, which use forming dies in their operation. These dies, in turn, contains the negative profile of the product and, obviously, it is of economic interest keep their service life as long as possible. However, the life depends on the process environment in which dies are operating. In hot forging, which usually provides an overly aggressive environment, the dies are exposed to several wear mechanisms as abrasion, adhesion and plastic deformation. A process variable that contributes to the aggressive environment is the temperature range used in the heating of the billets, between 900 to 1250°C. Thus, during the contact time the die surface can reach temperatures close or even higher to the usual tempering temperature of the tool steel applied in the die construction. Following the process, after the contact between die and hot billet, the die cooling occurs what generates a harmful thermal cycle that reduces the die hardness and, consequently, the service life. Therefore, the entire knowledge of the process is desirable, as well as their key variables that can influence the die life. One of these variables is the surface topography, i.e., its roughness profile. The study of this variable is the main subject of this work. Usually, abrasive wear is the most aggressive among all mechanisms of wear. This kind of wear occurs mainly in the flash land, and when this wear reaches a level that compromises the product geometry, determines the die rejection. For this reason, this region was chosen for the study of the effects of surface topography in die service life. Four different topographies were developed on this region, produced by ball end milling in according to a methodology known as High Speed Machining (HSM). All topographies were made under the same cutting speed and they were obtained only by varying the fz and ae parameters. In these four topographies, two were formed by micro-cavities and two by grooves along the tool feed direction. The best tribological performance was achieved by micro-cavities topography, formed by the highest values for fz and ae parameters. In addition to the better tribological performance observed in this topography, its roughness profile presented the shortest time consumed in its production / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-19T18:33:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aguiar_MarceloMendesde_M.pdf: 3795090 bytes, checksum: a76ee2a93e8e7595881459d7a6d71b50 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Normalmente, a utilização de aços ferramenta endurecidos, juntamente com as formas complexas típicas das peças utilizadas na área de moldes e matrizes, oferecem dificuldade na usinagem por fresamento, principalmente nas operações de acabamento que exijam o uso de ferramentas longas. A técnica de fresamento HSM (High Speed Machining - usinagem em altas velocidades, ou ainda High Speed Milling - fresamento em altas velocidades) tem se tornado uma alternativa para realizar este tipo de usinagem, reduzindo, ou às vezes até eliminando operações de eletro-erosão e polimento. Tipicamente, as fresas de pastilhas de metal duro intercambiáveis tem sido usadas em operações de desbaste e semi-acabamento, enquanto nas operações de acabamento ou em usinagem de geometrias que exijam ferramentas com pequenos diâmetros ainda predomina o uso de fresas inteiriças. O objetivo principal deste estudo é avaliar a influência de cinco variáveis de processo de fresamento com alta velocidade de corte, sobre o acabamento da superfície usinada. A influência do desgaste das ferramentas sobre o acabamento superficial, ao longo de 400 minutos de usinagem, também foi avaliado, além de uma comparação entre ferramentas inteiriças de metal duro e ferramentas de pastilha intercambiável montada em corpo de metal duro, a fim de avaliar a viabilidade técnica do uso deste segundo tipo de ferramenta, em substituição às tradicionais fresas inteiriças utilizadas em operações de acabamento. Na maioria dos experimentos realizados, pequenos valores de rugosidade foram mantidos, demonstrando que operações de acabamento em aço ABNT H13 IM com dureza de 50 HRC é possível com vida longa de ferramenta, mesmo utilizando-se valor de 500 m/min para velocidade de corte. Além disto, a análise da influência das variáveis de processo utilizadas neste trabalho mostrou que é possível, sob algumas condições, utilizar tanto ferramentas inteiriças, quanto de pastilha intercambiável montada em corpo de metal duro em operações de acabamento / Abstract: Typically, the use of hardened tool steels, along with complex shapes typical of the parts used in the field of molds and dies, offer difficulty in machining by milling, mainly in finishing operations that demand the use of long tool. The HSM (High Speed Machining or High Speed Milling) has become a possible alternative for making this type of machining, reducing, or sometimes eliminating electric discharge machining and polishing operations. Usually, indexable carbide insert mills has been used for roughing and semi-finishing, while in finishing operations or when the machining geometries that require tools with small diameters the integral tools are used yet. The main objective of this study is to evaluate the influence of five process variables, with high cutting speed, on the finish of the machined surface. The influence of tool wear on surface finish through 400 minutes of milling was also evaluated, as well as a comparison between integral carbide mills and indexable insert mounted at cemented carbide toolholder endmills, in order to evaluate the technical feasibility of using this second type of tool, replacing the traditional integral carbide endmills used in finishing operations. In most experiments, small roughness values were maintained, showing that finishing operations on AISI H13 IM with a hardness of 50 HRC is possible with long tool life, even using the cutting speed of 500 m/min. Furthermore, the analysis of the influence of process variables used in this study showed that is possible, under some conditions, the use either integral carbide tools, or indexable insert mounted at cemented carbide toolholder endmills on finishing operations / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

O objetivo do presente trabalho é a aplicação da teoria fractal na quantificação de perfis de rugosidade de juntas rochosas. Para esta quantificação digitalizaram-se perfis de rugosidade encontrados na literatura e posteriormente determinou-se a dimensão fractal de cada perfil utilizando três métodos. Dentre estes, estabeleceu-se que o método modificado do divisor é o mais adequado para determinar a dimensão fractal. Verificou-se também a importância do parâmetro de intersecção, que também pode quantificar o perfil de rugosidade. De uma análise comparativa se estabeleceu que o parâmetro de intersecção quantifica melhor o perfil que a dimensão fractal. Para uso prático, este parâmetro foi adimensionalizado e o novo parâmetro foi denominado como peso fractal. Este último junto com a dimensão fractal quantificam melhor o perfil de rugosidade. Avaliou-se também o comportamento da dimensão fractal, parâmetro de intersecção e peso fractal no efeito escala da rugosidade. Estes têm uma dependência do comprimento do perfil. / The purpose of the present work is the application of the fractal theory to the quantification of rock joint roughness. Rock joint roughness profiles available in the literature were digitized in order to allow quantitative analysis. The fractal dimension was determined for each profile using three different methods. Among those methods, it was found that the modified divider method is the most adequate. The importance of the intercept parameter was also found for the fractal dimension determination and roughness quantification. Based on a comparative analysis, the intercept parameter was found to be better for roughness quantification than the fractal dimension. For practical purposes, a dimensionless form of the intercept parameter was established. The new parameter was called the fractal weight. The joint use of both fractal dimension and fractal weight was found to be the most effective way to quantify rock joint roughness profiles. The influence of the three mentioned parameters on joint strength scale effect was also analyzed.

Orientador: Marcelo Giannini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-22T02:40:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DiFrancescantonio_Marina_D.pdf: 9411648 bytes, checksum: 630d235ee327706c683e7ef6351e4328 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Os objetivos deste estudo foram: 1) caracterizar os elementos químicos e morfologia das partículas de carga de compósitos convencionais e de baixa contração; 2) avaliar a rugosidade superficial (RS) e 3) a sorção de água (SA) e solubilidade (SO) após acabamento/polimento, 24h e após 1 ano de armazenamento de água; 4) tensão de polimerização (TP) dos compósitos; 5) avaliar a adaptação interna (AI) em cavidades Classe II utilizando técnica restauradora incremental e bloco único 24h e um ano de armazenamento em água e 6) a resistência de união (RU) de sistemas restauradores baseados em metacrilatos e silorano após 24 h e após um ano de armazenamento. Quatro resinas compostas foram avaliadas: duas de baixa contração (Filtek Silorane e Aelite LS) e duas convencionais (Heliomolar e Tetric N-Ceram) Para a RU e análise FF, adesivos do mesmo fabricante foram utilizados: Excite para Tetric NCeram e Heliomolar; One-Step Plus para Aelite LS e Silorane System Adhesive para Filtek Silorane. Para caracterizar as partículas de carga, uma porção de cada material (n=5) foi imersa em solventes orgânicos e observada por MEV e EDS. Para avaliar a RS, SR e SO (n=10), os sistemas de acabamento e polimento foram usados seguindo as instruções do fabricante. As superfícies polidas foram analisadas utilizando um perfilometro, determinando a RS. Para a SR e SO , as amostras foram armazenadas e a massa de cada amostra foi medida. Os espécimes foram dessecados novamente e a massa da amostra foi determinada. A SR e SO foram calculadas a partir dessas medições. Os dados foram analisados por ANOVA e teste de Tukey (p=0,05).TP (n=5) foi determinada através da inserção dos compósitos entre as hastes de polimetilmetacrilato. Os dados analisados por ANOVA e teste de Tukey (p=0,05).Paraa análise de AI (n=4), trinta e dois molares receberam cavidades Classe II e foram restaurados com a técnica incremental ou bloco único. Depois de seccionados perpendicularmente, impressões foram realizadas e réplicas em resina epóxi foram obtidas da superfície interna das restaurações para a análise da formação de fendas através de MEV e os dados foram analisados por ANOVA e teste de Tukey (p=0,05). Para RU (n=8),superfícies de dentina de terceiros molares foram restauradas, seccionadas e armazenadas em água destilada antes do teste de RU. Os dados foram analisados por ANOVA e teste de Tukey (p=0,05). Todas as resinas compostas continham silício, e outros componentes variados. As resinas apresentaram morfologia e tamanhos diferentes de partículas de carga. Filtek Silorane apresentou as menores médias de RS, SR e SO. O armazenamento em água por um ano aumentou a SR para todas as resinas compostas testadas. Filtek Silorane apresentou TP semelhantes aos materiais à base de metacrilato, a menor AI e as maiores médias de RU após um ano de armazenamento. A resina composta de baixa contração Filtek Silorane se mostrou como alternativa aos materiais de formulação convencional, para restauração de dentes posteriores, uma vez que em vários testes realizados ela obteve os melhores resultados / Abstract: The aim of this study were: 1) to characterize the chemical elements and the morphology of filler particles in conventional and low-shrinkage composite resins; 2) to evaluate the surface roughness (SR) and 3) the water sorption (WS) and solubility (SO) after finishing/polishing 24h and after 1 year of water storage; 4) polymerization stress (PS) of the composites; 5) To evaluate the internal adaptation (IA) on Class II cavity walls using incremental and bulk filling restorative technique 24h and one year of water storage and 6) the bond strength (BS) of silorane- and methacrylate-based restorative systems after 24h and one year of water storage to dentin. Four composites were evaluated: two low shrinkage (Filtek Silorane and Aelite LS) and two conventional composites (Heliomolar and Tetric NCeram). For the BS and IA analysis, the adhesives from the same manufacturer were used: Excite for Tetric N-Ceram and Heliomolar; One-Step Plus for Aelite LS and Silorane System Adhesive for Filtek Silorane. To identify the inorganic components and to evaluate the filler particles characteristics, the materials (n=5) were immersed in organic solvents to eliminate the organic phase and observed by SEM and EDX. For the SR evaluation, WS and SO (n=10) their respective finishing and polishing systems were used following the manufacturer instructions. Polished surfaces were analyzed using a profilometer. For the WS and SO, the discs were stored in desiccators until constant mass. Specimens were stored in water and the mass of each specimen was measured. The specimens were dried again and the mass was determined. The WS and SO were calculated from these measurements. Data analyzed by ANOVA and Tukey's test (p=0.05). PS (n=5) was determined by the insertion of the composite between rods of polymethyl methacrylate. Data analyzed by ANOVA and Tukey's test (p=0.05).For IA analysis (n=4), thirty-two molars received Class II cavities and were restoring according to incremental or bulk filling technique. After sectioned perpendicularly, impression were taken and epoxy resin replicas were obtained of the internal surface of restorations to analysis gap formation using scanning electron microscopy (SEM) and the data was analyze by ANOVA and Tukey's test (p=0.05). For BS test (n=8), dentin surfaces of third molars were bonded, sectioned and stored before BS test. Data was analyzed by ANOVA and Tukey's test (p=0.05). All composite resins contained silicon, but the other components varied. The resins showed different filler particle sizes and morphologies. Filtek Silorane showed the lowest SR, WS and SO means. Water storage for one year increased the WS means for all composite resins tested. Filtek Silorane showed the highest means of bond strength after one year of storage, the lowest formation of gaps and PS similarly methacrylates based materials. The composite resin of low shrinkage Filtek Silorane showed as an alternative to conventional composites for restoration of posterior teeth, since in many tests has obtained the best results / Doutorado / Dentística / Doutora em Clínica Odontológica

Orientador: Amauri Hassui / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-26T11:59:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_LeviNascimentoda_M.pdf: 11286121 bytes, checksum: d7352e1bfd0d6ee9393542544bcda5b2 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Em virtude do aumento da concorrência, as montadoras de veículos têm exercido pressões sobre os fornecedores participantes da longa cadeia produtiva no sentido de reduzir custos e aumentar a agilidade no desenvolvimento de novos produtos, sem negligenciar a qualidade e a confiabilidade das peças. Na fabricação de autopeças, por exemplo, quando se pensa em tolerâncias pequenas e em acabamento de peças endurecidas, há discussões sobre o uso da retificação convencional ou do torneamento duro. Estudos mostram que a retificação traz maiores custos, tempos de preparação maiores e impactos ambientais negativos e apresentam, como alternativa mais eficiente, o torneamento e faceamento contínuo ou interrompido de peças endurecidas com perfis retos, como os rolamentos com discos axiais. Ao invés de rolamentos axiais, neste trabalho, foi proposto o processo de torneamento duro para fabricar as pistas de rolagem em rolamentos de esferas de contato angular utilizados em sistemas de embreagem. Neste caso, diferentemente dos rolamentos axiais com perfil reto, o tornamento foi do tipo contínuo com perfil côncavo em que, à medida que a ferramenta avança, o contato da aresta de corte com a peça e, consequentemente, a seção do cavaco gerado variam. Duas velocidades de corte foram utilizadas, sendo mantidos constantes o avanço e a profundidade de corte. Características como parâmetros de rugosidade, circularidade, raio e forma da pista, coeficientes de simetria, achatamento e razão de material, dentre outros, foram controlados e comparados com amostras com pistas retificadas. A vida em fadiga de rolamentos é determinada por uma boa lubrificação e pelo bom acabamento das pistas. Quando um dos dois falha, ocorre desprendimento de material das pistas, seguido pelo começo de fraturas abaixo da superfície de contato. Por isso, após a fabricação, o controle e a montagem das amostras, foram realizados também ensaios comparativos de durabilidade. Os resultados encontrados permitiram concluir que as pistas fabricadas por torneamento duro, com as ferramentas e parâmetros utilizados apresentaram vida útil menor que aquelas produzidas por retificação / Abstract: The automotive markets have become more competitive and the car makers push the suppliers in the productive chain to focuse on cost reduction and fast development of new products, without neglecting quality and reliability. Regarding autoparts manufacture process, with small tolerances and finishing of hard parts, there are discussions about the use of conventional grinding or hard turning. Studies show that grinding increases costs, preparation times and negative environmental impacts and point out, as more effective process, the continuous or interrupted hard turning or hard facing in hard components with straight profile, such as thrust bearings with discs. Instead of thrust bearings, the aim of this work is to propose the hard turning of raceways in contact ball bearings used in clutch systems. In this case, the turning was continuous with concave profile: while the tool moves, the cut edge contact with the component and consequently the generated chip section change. Two cut speeds were used and feed rate and cut depth have been remained constant. Characteristics like rougheness parameters, roundness, raceway radius and its profile, skewness, kurtosis and bearing ratio were measured and compared with those in specimens with ground raceways. The fatigue life in ball bearings is determined by good lubrication and raceways with good finishing. When one of them fails, it occurs material deterioration (spalling) followed by cracks under the contact surface. For that reason, after manufacturing, measurements and assembly of the specimens, comparative durability tests were performed. The results could assess that the raceways manufactured by hard turning with toolings and defined parameters showed reduced fatigue life in comparison to specimens made by grinding / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Amauri Hassui / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-26T12:29:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_LuisAntonio_M.pdf: 7325377 bytes, checksum: 3508593610f7af7aa2e9b0fb82eac784 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O fresamento consiste em um processo de usinagem no qual a peça a ser usinada é efetua os movimentos de avanço contra uma ferramenta cilíndrica rotativa com várias arestas de corte. No processo de fresamento o corte é considerado crítico, pois neste momento as variações de temperatura e força resultam em danos nas superfícies das peças, podendo comprometer o seu desempenho. Com isso, vários estudos buscam alternativas que visam explicar as ocorrências desses defeitos. Esse campo é conhecido também como Integridade Superficial. Este trabalho tem por objetivo avaliar as influências das condições de usinagem na integridade de superficial do aço inoxidável 15-5PH. Para isso foram feitos ensaios de fresamento utilizando fresa de facear com pastilhas redondas, geometria neutra e positiva, novas e em fim de vida. O fresamento foi discordante, com dois níveis de avanço por dente (fz = 0,15 e 0,25 mm/dente) e dois de velocidade de corte (vc = 170 e 195 m/min). Posteriormente foi avaliada a rugosidade 3D, dureza e feita a microscopia eletrônica da superfície e subsuperfície da peça usinada. Os resultados obtidos demonstram que utilizando uma ferramenta da classe (M40), com a geometria M-MM (positiva) com cobertura de MTCVD, obteve-se uma rugosidade melhor que a (M25). Foi possível também evidenciar os defeitos gerados na superfície usinada com a utilização do (MEV), microcavidades, sulcos gerados por microcavacos, repasse da ferramenta e resto de material / Abstract: Milling is a machining process in which the workpiece makes feed movements against a rotating cylindrical tool with multiple cutting edges. In the milling process the cut is considered critical because at this time the temperature and force variations result in damage to the surfaces of the workpiece, which can compromise their performance. Consequently, several studies aim to explain the occurrences of failures. This field is also known as Surface Integrity. This work aims to evaluate the influence of machining conditions on the surface integrity of stainless steel 15-5PH. In order to do so, milling tests were carried on using face mills with round inserts, neutral and positive geometry (new and in the end of tool life). Up milling condition along with two levels of feed per tooth (fz = 0.15 and 0.25 mm/tooth) and two cutting speeds (vc = 170 and 195 m/min). Later, the 3D roughness and hardness were evaluated and scanning electron microscopy (SEM) was carried on the workpiece¿s surface and subsurface. The results obtained show that using (M40) class tool, and M-MM geometry (positive) with MTCVD coating provided a better surface finish than the (M25) class tool. Using the (SEM), it was also possible to highlight the defects generated in the machined surface such as microcavities, grooves generated by microchips, tool backcutting and the remaining material / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Objetivo: Comparar compósitos diretos e indiretos em relação à rugosidade de superfície e microdureza Knoop e a efetividade de sistemas de polimento multipasso e passo único sobre a superfície destes materiais. Método: Foram confeccionados 34 corpos-de-prova para cada material, sendo dois compósitos restauradores para uso direto e dois para uso indireto. A análise inicial da rugosidade de superfície foi realizada em vinte corpos-de-prova de cada material restaurador, com o rugosímetro Surftest SV-3000, filtro de 0,25mm (cut-off) e comprimento de leitura de 1,25mm. A microdureza inicial foi mensurada em dez corpos-de-prova de cada grupo, com uso de um microdurômetro MVD 401, sob carga de cinquenta gramas por 12 segundos. Quatro corpos-de-prova de cada compósito foram submetidos à análise topográfica por microscopia de força atômica. Ao final das análises iniciais de rugosidade de superfície e microdureza Knoop, os corpos-de-prova foram igualmente divididos em dois subgrupos conforme o sistema de polimento a ser empregado: sistema de passo único (Pontas Pogo) e sistema multi-passo (Discos Sof-lex). Após o polimento, foi realizada nova análise da rugosidade de superfície, da microdureza Knoop e microscopia de força atômica. As médias obtidas nos ensaios foram submetidas à Análise de Variância (ANOVA) e ao teste t de student, nível de significância de 5%. Resultados: Os valores médios da rugosidade (Ra - μm) após polimento com Sof-Lex variaram de 0,13μm (Sinfony) a 0,29μm (Charisma). Após polimento com Pogo, variaram de 0,13μm (Charisma) a 0,20μm (Sinfony), sem diferença estatística entre os compósitos testados. Para o teste do microdureza Knoop, os valores médios (Kg/mm2) após polimento com Sof-Lex variaram entre 18,86 (Sinfony) e 68,67 (Filtek Z350), sendo que o compósito Filtek Z350 foi associado a valores estatisticamente superiores quando comparado aos demais compósitos. Não foram observadas diferenças estatísticas entre os compósitos Charisma e Signum, e o compósito Sinfony apresentou médias de dureza estatisticamente inferiores. Após o polimento com Pogo, as médias variaram de 18,95 (Sinfony) a 64,34 (Filtek Z350), sendo que diferenças estatísticas foram observadas entre todos os compósitos avaliados, na seguinte ordem decrescente: Filtek Z350, Charisma, Signum e Sinfony. Conclusões: O polimento com Sof-Lex foi mais efetivo na redução da rugosidade para os compósitos indiretos, sendo que não foram observadas diferenças entre os compósitos após polimento com Pogo. A efetividade do sistema de polimento na redução da rugosidade de superfície está mais relacionada com características individuais dos compósitos que com a classificação. O polimento realizado tanto com Sof-Lex como com Pogo causou em todos os compósitos (com exceção do Signum) uma redução significativa na microdureza de superfície. / Objective: The aim of the present study was to compare direct and indirect composites in relation to the superficial topography and Knoop microhardness and to evaluate the effectiveness of polishing techniques (multi-step and single-step) on the surface of these materials. Method: Four commercially available resin composites were tested, two direct and two indirect composites. For each material, 34 samples were confectioned. The initial analysis of roughness was performed in twenty samples of each restorative material, using a Surftest SV-3000 profilometer, with parameters of 0.25μm (cut-off) and 1.25mm (length of reading). The initial microhardness was measured in ten samples of each group, using a microhardness unit MVD 401, under load of fifty grams per 12 seconds. Four samples of each resin composite were confectioned to Atomic Force microscopy (AFM). After initial analysis, samples were randomly divided in two sub-groups in agreement to the polishing technique used: single-step polishing (Pogo - Dentsply) or multi-step polishing (Sof-lex - 3M ESPE). After polishing, final measurements of roughness, microhardness and AFM were performed. Results were analyzed by ANOVA and students t test (α = 0.05). Results: The mean values of roughness (Ra - μm) after polishing with Sof-Lex ranged from 0.13μm (Sinfony) to 0.29μm (Charisma), and indirect composites presented statistically lower mean values when compared to direct composites. No statistical difference was observed among composites after polishing using Pogo. The mean values of microhardness after polishing using Sof-Lex varied between 18,86 (Sinfony) and 68,67 (Filtek Z350). Filtek Z350 was associated with higher mean values when compared to the other composites. No difference between Charisma and Signum was observed, and the composite Sinfony presented the lowest mean value of hardness. After polishing using Pogo, statistically different microhardness values were observed among all evaluated composites, in the following decreasing order: Filtek Z350, Charisma, Signum and Sinfony. Conclusions: Polishing with Sof-Lex was more effective in the reduction of roughness for the indirect composites. However, composites presented similar performance after polishing with Pogo. The effectiveness of the polishing system in the reduction on superficial roughness is more related to individual characteristics of the composite than with its classification. Polishing using Sof-Lex and Pogo caused to all composites (exception to Signum) a significant reduction of the mean microhardness.

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da escovação com o uso de dentifrícios e tratamento clareador na superfície do compósito microhíbrido e nanoparticulado. Foram confeccionados corpos-de-prova com dimensões padronizadas (6 x 3 mm) das resinas Filtek Z-250 (microhíbrida, 3M/ESPE) e Filtek Z-350 (nanoparticulada, 3M/ESPE) (n= 120). Cada resina foi subdivida em seis tratamentos superficiais: controle (sem tratamento); tratamento clareador (Whiteness 16% - FGM); escovação com dentifrício convencional (Colgate Total 12); escovação com dentifrício clareador (Colgate Total 12 Whitening Gel - Palmolive); clareamento e escovação com dentifrício convencional e clareamento e escovação com dentifrício clareador. O tratamento clareador foi realizado durante quatro horas diárias por 15 dias. Após cada ciclo clareador, as amostras eram armazenadas em saliva artificial em estufa a 37 C até a próxima aplicação do gel clareador. Os grupos não clareados foram mantidos em saliva durante o experimento. Após o clareamento, foi realizada a escovação simulada (trinta mil ciclos) nos grupos préestabelecidos. Antes e após o clareamento e escovação, foi determinada a microdureza e rugosidade superficial dos compósitos. Duas amostras de cada grupo foram preparadas para observação em microscopia eletrônica de varredura (MEV). A rugosidade e microdureza obtida antes e após os tratamentos foram estatisticamente analisadas (ANOVA e Tukey/Kramer, p< 0,05). Inicialmente todos os grupos apresentaram valores de dureza e rugosidade semelhantes, entretanto, houve aumento da rugosidade da resina submetida à escovação e submetida ao clareamento associado à escovação com os dentifrícios A e B (p< 0,05). Não houve, todavia, alteração na microdureza superficial da resina Z350 após os tratamentos, enquanto o grupo 1 apresentou significante redução na dureza após o tratamento. Pode-se concluir que a escovação e o clareamento, em especial a associação destes, aumentam a rugosidade dos compósitos, mas não alteram a dureza da resina microhíbrida ou da nanoparticulada. / The aim of the present study was to evaluate the effects of simulated toothbrushing with dentifrices and bleaching treatment on the surface of microhybrid and nanofilled composites. Standardized samples (6x3 mm) Filtek Z-250 (microhybrid, 3M/ESPE) and Filtek Z-350 ( nanofilled, 3M/ESPE) were made (n= 120). Each composite was subdivided into six surface treatments: control (no treatment); bleaching treatment (Whiteness 16% - FGM); brushing with conventional dentifrice (Colgate Total 12); brushing with whitening dentifrice (Colgate Total 12 Whitening Gel Palmolive); bleaching and brushing with conventional dentifrice and bleaching and brushing with whitening dentifrice. Bleaching treatment was performed for four hours and 15 days. After each bleaching cycle, samples were stored in artificial saliva at 37 C until the next bleaching application. The non-bleached group remained stored in artificial saliva throughout all experiment. After bleaching, simulated toothbrush (thirty thousand cycles) were performed in the pre-established groups. Before and after bleaching and brushing, surface microhardness and roughness was performed on composite surface. Two samples of each group were prepared to scanning electron microscopy observation (SEM). Surface roughness and microhardness before and after treatments were statistically analyzed (ANOVA and Tukey/Kramer, p< 0,05). At baseline, all groups presented similar hardness and roughness values, however, there was a surface roughness increase on composite surface submitted to brushing and to bleaching associated to brushing with the dentifrices A and B (p< 0,05). On the other hand, there were not differences of the hardness of the Z350 composite after treatments, while 1 presented significant reduction of surface hardness after treatment. It could be concluded that brushing and bleaching, specially the association of both, increase composite surface roughness but do not alter surface microhardness of microhybrid and nanofilled composites.