Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T08:31:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rezende_RodrigoAlvarenga_M.pdf: 6027055 bytes, checksum: dc80f298be40be05219c739478682c4d (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A Prototipagem Rápida consiste na reprodução física de objetos tridimensionais de geometria livre, a partir de um projeto inicial (design), modelado por auxílio de computador. A Prototipagem Rápida é uma tecnologia moderna que une métodos e equipamentos adequados a fim de oferecer, como principais atrativos, alta qualidade e redução de custos de produtos manufaturados. São diversos os métodos existentes e os materiais aplicáveis. Este trabalho apresenta um novo método de fabricação de protótipos, a Termolitografia. Baseada na irradiação de laser de CO2 na região espectral do infravermelho sobre resinas termossensíveis, a Termolitografia oferece importantes vantagens quando comparada a outros processos, principalmente no que se refere ao estado físico da amostra logo após a irradiação do laser. Este processo apresenta duas grandes vantagens que são a não-contração da amostra após ser curada e a ausência de tratamento pós-cura. A cura localizada é o fenômeno de confinamento da energia transmitida pelo laser realizando a cura do material somente em uma região desejada. O controle da cura localizada é a chave para o sucesso e para a garantia de protótipos de alta qualidade. Para ajustá-la e otimizá-la, é necessário o domínio de parâmetros físicos do material empregado e de parâmetros operacionais do laser de CO2. O estudo da combinação dos efeitos, por exemplo, da variação da proporção dos componentes da amostra, da sua temperatura de cura, além de fatores operacionais como a velocidade de varredura, o diâmetro e a potência do feixe laser, é o alvo principal deste trabalho. As simulações facilitam a compreensão de como cada variável pode interferir na construção do protótipo, e determinam faixas de valores para os parâmetros as quais implicam em melhores resultados no final do processo. O trabalho de seleção destes valores é importante para a futura continuidade de estudo experimental do processo termolitográfico / Abstract: Rapid Prototyping consists on a physical replication of three-dimensional objects with free geometry, from an initial design, modeled by computer assistance. Rapid Prototyping is a modern technology that unifies methods and suited equipments in order to offer as main attractive high quality and cost-reduction of manufactured products. There are many techniques and raw materials applicable. This work presents a new method of prototypes fabrication, the Termolithography. Based on CO2 laser irradiation at the infrared spectral region onto thermosensitive resins, Thermolithography offers important advantages if compared with other processes, mainly those ones respected to the non-contraction effect of the sample after being cured and the absence of a post cure treatment. The localized cure is the phenomenon of confinement of energy transmitted by laser beam performing the curing only on a desired region at the sample. The control of the localized cure is the key for the success and for the guarantee of high quality prototypes. In order to fit and optimize it, it is necessary the domain of physical properties of the applied material and the domain of the CO2 laser operational parameters. The study of combination of the involved effects, for instance, the variation of amount of the components in the sample, the cure temperature, beside operational parameters as scanning velocity, the laser beam diameter and power, are the main target of this work. Simulations become easier the comprehension of how each variable can affect during the building of prototype and to determine the best range of values which implicate in better final result of the process. The selection of these values is very important to the continuity of this work / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Capes / No contexto atual do setor industrial onde a competitividade é cada vez maior, reduzir as incertezas presentes durante o desenvolvimento de novos produtos se torna essencial. Para isso podem ser utilizados os modelos de referência do PDP (Processo de Desenvolvimento do Produto), os quais visam uma melhoria de projeto, facilitando seu desenvolvimento e reduzindo as incertezas. Alguns segmentos industriais exigem grandes investimentos iniciais para a produção do produto, podendo-se destacar o de injeção polimérica. Neste processo há uma aquisição inicial do molde de injeção, o qual é responsável por grande parcela dos custos finais do produto, sendo este indispensável à realização da etapa. Visto isso, a utilização de ferramentas que propiciem uma redução de incertezas torna-se de grande valia. Uma destas ferramentas é o software CAM, que rotineiramente é utilizado nas fases do projeto detalhado e preparação da produção. Utilizá-lo de maneira não tradicional, em auxílio a estimativa de custos, já nas fases iniciais do PDP pode trazer algumas vantagens ao desenvolvimento do projeto. Com isso busca-se identificar a contribuição do software CAM como ferramenta de auxílio na estimativa de custos para tomada de decisão na fase inicial do processo de desenvolvimento de produtos poliméricos injetados. Para a realização do trabalho, buscou-se avaliar as fases iniciais dos modelos de referência do PDP a fim de identificar as atividades dadas como essenciais ao processo. Com a identificação das fases, foram correlacionadas quais funcionalidades do software CAM auxiliam na realização das atividades na fase inicial do PDP. Com isso propôs-se uma metodologia para estimar os custos de fabricação do molde de injeção para a fase inicial do PDP. Realizou-se então um estudo de caso, variando-se o design do produto, no qual buscou-se identificar a contribuição do software CAM na estimativa dos custos de fabricação. Após a realização do estudo de caso, percebe-se que a ferramenta CAM pode auxiliar na fase inicial do projeto, pois a mesma favorece a seleção do design do produto a ser fabricado, visto que pode-se através do software CAM estimar os tempos e as ferramentas de usinagem necessárias à fabricação do molde de injeção. Nota-se ainda que esta ferramenta favorece a definição do portfólio de produtos através da estimativa dos custos para fabricação do molde. / In the current context of the industrial sector where competitiveness is increasing, reducing the uncertainties present during the development of new products becomes essential. For this reference model of the PDP, which aim to improve the design, facilitating their development and reducing uncertainty can be used. Some industries require large initial investment for the production of the product and may highlight the polymer injection. In this process, there is an initial purchase of injection mold, which is responsible for a large portion of the final cost of the product, which is essential to carry out the step. Seen that the use of tools that may reduce the uncertainties become very valuable. One of these tools is the CAM software, which is routinely used in the stages of detailed design and production preparation. Use it for non-traditional way, aid in the cost estimate, since in the early stages of the PDP can bring some advantages to the project development. Thus, we seek to identify the contribution of CAM software tool to aid in estimating costs for decision-making early in the development process injected polymer products. To conduct the study sought to evaluate the early stages of the reference models of the PDP in order to identify activities as essential given the process. With the identification of the phases of CAM, software features, which assist in performing the activities in the initial phase of the PDP, were correlated. With this proposed a methodology for estimating the costs of manufacturing injection mold for the initial phase of the PDP. Then performed a case study, varying the design of the product, in which we attempted to identify the contribution of CAM software in estimates of manufacturing costs. After the completion of the case study, it can be seen that the CAM tool can assist in the initial design stage, because it favors the selection of the design of the product being manufactured, as it can be through the CAM software to estimate the times and machining tools needed to manufacture the injection mold. Note also that this tool favors the definition of the product portfolio by estimating costs for mold manufacturing.

Capes / No contexto atual do setor industrial onde a competitividade é cada vez maior, reduzir as incertezas presentes durante o desenvolvimento de novos produtos se torna essencial. Para isso podem ser utilizados os modelos de referência do PDP (Processo de Desenvolvimento do Produto), os quais visam uma melhoria de projeto, facilitando seu desenvolvimento e reduzindo as incertezas. Alguns segmentos industriais exigem grandes investimentos iniciais para a produção do produto, podendo-se destacar o de injeção polimérica. Neste processo há uma aquisição inicial do molde de injeção, o qual é responsável por grande parcela dos custos finais do produto, sendo este indispensável à realização da etapa. Visto isso, a utilização de ferramentas que propiciem uma redução de incertezas torna-se de grande valia. Uma destas ferramentas é o software CAM, que rotineiramente é utilizado nas fases do projeto detalhado e preparação da produção. Utilizá-lo de maneira não tradicional, em auxílio a estimativa de custos, já nas fases iniciais do PDP pode trazer algumas vantagens ao desenvolvimento do projeto. Com isso busca-se identificar a contribuição do software CAM como ferramenta de auxílio na estimativa de custos para tomada de decisão na fase inicial do processo de desenvolvimento de produtos poliméricos injetados. Para a realização do trabalho, buscou-se avaliar as fases iniciais dos modelos de referência do PDP a fim de identificar as atividades dadas como essenciais ao processo. Com a identificação das fases, foram correlacionadas quais funcionalidades do software CAM auxiliam na realização das atividades na fase inicial do PDP. Com isso propôs-se uma metodologia para estimar os custos de fabricação do molde de injeção para a fase inicial do PDP. Realizou-se então um estudo de caso, variando-se o design do produto, no qual buscou-se identificar a contribuição do software CAM na estimativa dos custos de fabricação. Após a realização do estudo de caso, percebe-se que a ferramenta CAM pode auxiliar na fase inicial do projeto, pois a mesma favorece a seleção do design do produto a ser fabricado, visto que pode-se através do software CAM estimar os tempos e as ferramentas de usinagem necessárias à fabricação do molde de injeção. Nota-se ainda que esta ferramenta favorece a definição do portfólio de produtos através da estimativa dos custos para fabricação do molde. / In the current context of the industrial sector where competitiveness is increasing, reducing the uncertainties present during the development of new products becomes essential. For this reference model of the PDP, which aim to improve the design, facilitating their development and reducing uncertainty can be used. Some industries require large initial investment for the production of the product and may highlight the polymer injection. In this process, there is an initial purchase of injection mold, which is responsible for a large portion of the final cost of the product, which is essential to carry out the step. Seen that the use of tools that may reduce the uncertainties become very valuable. One of these tools is the CAM software, which is routinely used in the stages of detailed design and production preparation. Use it for non-traditional way, aid in the cost estimate, since in the early stages of the PDP can bring some advantages to the project development. Thus, we seek to identify the contribution of CAM software tool to aid in estimating costs for decision-making early in the development process injected polymer products. To conduct the study sought to evaluate the early stages of the reference models of the PDP in order to identify activities as essential given the process. With the identification of the phases of CAM, software features, which assist in performing the activities in the initial phase of the PDP, were correlated. With this proposed a methodology for estimating the costs of manufacturing injection mold for the initial phase of the PDP. Then performed a case study, varying the design of the product, in which we attempted to identify the contribution of CAM software in estimates of manufacturing costs. After the completion of the case study, it can be seen that the CAM tool can assist in the initial design stage, because it favors the selection of the design of the product being manufactured, as it can be through the CAM software to estimate the times and machining tools needed to manufacture the injection mold. Note also that this tool favors the definition of the product portfolio by estimating costs for mold manufacturing.