Tese de mestrado. Tecnologia Multimédia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2007

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2012

Tese de mestrado. Tecnologia Multimédia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Instituto Superior da Maia. 2009

Ingeniero Civil / La impresión 3D es una tecnología que está revolucionando la fabricación de muchos productos, procesos y servicios, mostrando su potencial en una amplia gama de disciplinas, incluso en el mundo de la ingeniería Civil y Construcción. El proceso de impresión 3D se basa considerando el material, la forma o geometría del elemento, las fuerzas que son aplicadas y la técnica o estrategia de impresión. Estos principales componentes están estrechamente relacionados y conectados, pero las relaciones son generalmente desconocidas. Este trabajo de título contempla sólo el estudio del material de impresión, en particular, el hormigón. Este material tiene una serie de características particulares que debe cumplir para que pueda usarse en una máquina de impresión 3D. El hormigón de impresión tiene que tener la capacidad de ser transportado y extruido en una máquina, para luego, ser capaz de construirse en capas con una calidad, unión y resistencia aceptable. Por tal razón, se estableció que las propiedades críticas en estado fresco de una mezcla de impresión son: la extrudabilidad, calidad de extrusión, trabajabilidad, tiempo abierto y edificabilidad. Con el propósito de encontrar una mezcla óptima para imprimir, se proponen una serie de ensayos experimentales de cada una de las propiedades en estado fresco, que se realizarán en una máquina de pruebas construida en paralelo a este trabajo. Además, se entregan una serie de antecedentes de una mezcla de impresión, en cuanto a sus componentes, características, influencia en las propiedades críticas, entre otros. Finalmente, se propone un protocolo de ensayos para encontrar la mezcla óptima.

Made available in DSpace on 2014-08-13T14:50:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-11-28Bitstream added on 2014-08-13T18:00:30Z : No. of bitstreams: 1 000758653.pdf: 2378189 bytes, checksum: c694dcc15cacf8e4fe22e7445e8c87c3 (MD5) / Existe uma preocupação global com relação às necessidades do cadastro, entre elas, o Cadastro 3D. Nesta tese são apresentadas algumas definições envolvendo o Cadastro Territorial Multifinalitário, com ênfase no armazenamento de parcelas 3D, e um de seus pilares fundamentais que é o banco de dados geográficos. O armazenamento e a recuperação de dados são etapas fundamentais para o cadastro, e com a necessidade de manipular estruturas complexas como a sobreposição de imóveis (públicos ou privados), cabos e dutos subterrâneos, comparece a preocupação com a forma de armazenamento, tanto geométrico como suas relações topológicas. Neste contexto, são utilizados métodos de modelagem de dados para auxiliar o desenvolvimento do banco de dados geográfico e, entre eles, estão a Estrutura Formal de Dados 3D, a Rede de Tetraedros, o Modelo Espacial Simplificado e a Representação por Bordas (B-Rep), a qual foi utilizada neste artigo. O método B-Rep é utilizado para representar a superfície de objetos sólidos. A partir deste método, desenvolveu-se uma modelagem para o Banco de Dados PostgreSQL e sua extensão espacial PostGIS, objetivando armazenar e recuperar objetos cadastrais volumétricos. Observou-se o potencial do modelo B-Rep na representação dos objetos envolvidos no Cadastro 3D, o qual já é utilizado em áreas afins para dados 3D. Através dos experimentos foi possível comprovar a identificação inequívoca da parcela, do imóvel, da quadra e do setor, com sua geométrica tridimensional, respectivamente. Esses resultados viabilizam a integração entre o registro e o cadastro de parcelas tridimensionais. / There is a global concern about the needs of land record, including the 3D cadastre. This thesis presents some definitions of the Multipurpose Cadastre focusing on 3D volumetric storage parcels, and one of its fundamental pillars that is the geographic database. The storage and retrieval of data are fundamental steps to the Multipurpose Cadastre, and which the necessity of cadastre manipulate complex structures such as overlapping property (public or private), underground cables and pipelines, appears to concern the storage form, both as geometric their topological relations. In this context, models are used to represent data to assist the development of geographic database and, between them, are the Formal Structure of 3D data, the Tetrahedrons Network, a Simplified Model Space and Representation by Borders, which was used this article. The B-Rep method is used to represent the solid object surface. From this method, a modeling for the Geographic Data Base PostgreSQL was developed and its space extension PostGIS, with goal of to store and to recoup volumetric cadastral objects. The potential of the B-Rep model was observed in the representation of 3D objects cadastral, which already was used in similar areas for representations 3D data. Through the experiments it was possible to prove the unequivocal identification of the parcel of property, the court and the industry, with its three-dimensional geometry, respectively. These results enable the integration between the recording and registration of three-dimensional plots.

Orientador: Antonio Carlos Sementille / Banca: Silvio Ricardo Rodrigues Sanches / Banca: Letícia Passos Affini / Resumo: Tanto as produções de cinema quanto as de televisão e internet podem se beneficiar das técnicas de combinação de elementos virtuais (2D e 3D) e elementos reais fornecidos pela Realidade Aumentada e, portanto, a aplicação destas técnicas em sistemas de estúdio virtual tem se revelado uma abordagem bastante flexível e inovadora para a geração de conteúdo midiático. Na cadeia de produção tradicional, elementos virtuais geralmente são inseridos somente na fase de pós-produção, e, consequentemente, o conteúdo virtual só é visível depois que todo processo de edição é finalizado. No estúdio real a equipe de gravação e os atores são guiados por sinais visuais simples onde as personagens ou objetos virtuais devem aparecer. Com a utilização de técnicas de Realidade Aumentada é possível, em tempo real, que os estúdios virtuais permitam a inserção, interação e visualização de objetos virtuais durante todas as etapas da cadeia de produção, minimizando os erros de gravação e, consequentemente, reduzindo custos. Um grande problema na implementação de estúdios virtuais diz respeito à geração e interação com elementos virtuais 3D de alta definição e em tempo real. Tradicionalmente este problema é tratado utilizando-se bibliotecas gráficas. No entanto, outra possibilidade é a utilização dos recursos de motores de jogos. Considerando o contexto exposto, o objetivo principal do presente trabalho consistiu em elaborar, implementar e testar um estúdio virtual, de baixo custo, capaz de combinar as ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Film, television and internet productions can benefit from the techniques of combining virtual elements (2D and 3D) with real elements provided by the use of Augmented Reality and, therefore, tehe application of these techniques in virtual studio systems have proved to be a quite flexible and innovative approach to the generation of media content. In traditional production pipelines, virtual elements are usually inserted only during the post-prodution phase, and consequently, the virtual content is only vesible after the editing process is finhished. While filming in the real studio, film crew and actors are guided by simple visual signals that represent where the virtual characters and objects should appear. With the use of Augmented Reality techniques it is possible, in real-time, that virtual studios allow for the insertion, interaction and visualization of virtual objects during all stages of the production pipeline minimizing the recording errors and, consequently, reducing costs. A major problem in the implementation of virtual studios is the generation and interaction with high-definition 3D virtual elements in real-time. Traditionaly this problem is handled using graphics libraries. However, another possibility is the use of game engines. Considering the above context, the main objetive of this work was to design, implement ans test a, low cost, virtual studio capable of combinig functions from Vuforia's augmented reality library and computer graphics provided by the Unity 3D game engine, as well as the motion capture capabilities from the kinect v2 from Microsoft. This virtual studio was named ARSTUDIO version 2 / Mestre

Orientador: Marcelo Nalin / Banca: Paulo Clairmont Feitosa de Lima Gomes / Banca: Cleber Renato Mendonça / Resumo: As tecnologias de impressão 3D tem sido uma área de pesquisa recente e inovadora. Utilizando essa técnica é possível a produção de peças, próteses, modelos, brinquedos e até mesmo comida. A utilização da impressão 3D para produção de fibras ópticas poliméricas é outra inovação. Este trabalho buscou preparar e estudar a impressão de preformas utilizando poliácido láctico (PLA), seguindo de seu puxamento em fibras, buscando uma possível aplicação na área de sensoriamento. As preformas foram projetadas utilizando software CAD, seguido de um estudo sistemático para garantir uma boa qualidade de impressão e impressas em uma impressora 3D comercial seguida do puxamento das preformas. Foram realizados analises térmicas para averiguar o comportamento térmico do polímero em diferentes partes do processo, assim como suas temperaturas características, que demostraram Temperaturas: 1. Transição Vítrea (Tg) = 60 ºC, 2. Fusão (Tf) = 152 °C e 3. Máxima Cristalização (Tp) = 114 °C. A espectroscopia óptica na região do ultravioleta e visível (UV-Vis) demostrou que o material apresenta janelas de transmitância em 400-900, 1200-1220 e 1490-1600 nm, sendo interessante para aplicações como fibra óptica nestas faixas de comprimento de onda. Imagens obtidas por microscopia óptica revelaram que o desenho da preforma manteve-se após puxamento, obtendo uma fibra idêntica a projetada. Os testes de transmissão demonstraram que a fibra transmite a luz e, buscando aplicação em sensores, foram inseridos ma... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: 3D printing technologies have been a recent and innovative area of research. Using this technique, it is possible to produce parts, prostheses, models, toys and even food. The use of 3D printing for the production of polymer optical fibers is another innovation. The aim of this work is to prepare and to study the printing of preforms using polylactic acid (PLA), their pulling in fibers and a possible application in the sensing area. The preforms were designed using CAD software followed by a systematic study to ensure good print quality. The preform was printed on a commercial 3D printer and pulled by a drawing tower. Differential Scanning Calorimetry (DSC) measurements were carried out to determine the thermal behavior of the polymer in different parts of the process, as well as its characteristic temperatures, which showed: 1. Glass transition (Tg) = 60 ºC, 2. Melting (Tf) = 152 °C and 3. Maximum Crystallization (Tp) = 114 °C. Optical spectroscopy in the ultraviolet and visible region (UV-Vis) has shown that the material exhibits transmittance windows at 400-900, 1200-1220 and 1490-1600 nm, being interesting for applications in these wavelength ranges in optical fibers. Images obtained by optical microscopy show that the design of the preform was maintained after pulling, revealing a fiber identical to that projected. Transmission tests showed that the fiber transmits the light. Seeking application in sensors, luminescent materials were inserted into the fiber, however, the... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Marilza Vieira Cunha Rudge / Resumo: Objetivo: Diabete Melito gestacional (DMG) está associado à lesão muscular, e isso pode induzir alterações na biometria do assoalho pélvico durante o período pré-natal. O objetivo deste estudo foi avaliar a progressão da biometria do assoalho pélvico usando a ultrassonografia tridimensional (3D) por via transperineal durante o período pré-natal em mulheres com DMG. Métodos: Neste estudo de coorte prospectivo, 44 gestantes com DMG e 66 normoglicêmicas (grupo-controle) foram recrutadas no segundo trimestre de gravidez. Todas eram maiores de 18 anos de idade, nulíparas ou primíparas com cesárea eletiva prévia, com gravidez única. Ultrassonografia 3D por via transperineal foi realizada com 24-30 e 34-40 semanas de gestação, com a paciente em posição de litotomia, em repouso, e medidas biométricas do assoalho pélvico foram avaliadas no plano axial da mínima dimensão hiatal do músculo levantador do ânus. Os dados biométricos e demográficos obtidos com 24-30 e 34-40 semanas de gestação foram comparados entre os grupos, bem como as mudanças na progressão da biometria do assoalho pélvico nestes dois pontos definidos de avaliação. Resultados: Das 110 gestantes incluídas no estudo, 100 completaram o seguimento com 34-40 semanas de gestação. O grupo DMG teve uma porcentagem significativamente menor de mudança em relação ao grupo controle, no período de 24-30 para 34-40 semanas de gestação, na biometria da área hiatal (β = -6,76; P = 0,020), diâmetro anteroposterior (β = -5,07; P = 0,019)... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Orientador: Wilson Massashiro Yonezawa / Banca: Moacir Pereira de Souza Filho / Banca: Andry Feisser Miquelin / Resumo: Esta dissertação trata de uma pesquisa empírica sobre a utilização de tecnologia de impressão 3D na construção de instrumentos didáticos para o Ensino de Ciências. A crescente disponibilidade da tecnologia de impressão 3D abriu oportunidades de explorações em novas áreas, como a educação. Considerando as oportunidades de uso dessa tecnologia para a criação de materiais didáticos, este trabalho mostra com tal tecnologia pode ser utilizada por professores em serviço. Desta forma, um processo prático foi proposto e avaliado por meio de uma oficina. O processo consiste em 6 etapas distintas: identificação das necessidades de ensino por meio da seleção de conteúdos e conceitos científicos; desenvolvimento do plano de construção do instrumento didático desejado; elaboração de rascunhos considerando as dimensões físicas do objeto a ser construído; modelagem 3D do objeto utilizando softwares de desenho ou buscando por modelos prontos; preparação e impressão do modelo 3D na impressora 3D; utilização e avaliação do objeto real gerado. Esse processo foi apresentado e ensinado para alunos de licenciatura construírem instrumentos didáticos em uma oficina. A análise dos dados coletados nessa oficina por meio de observações, entrevistas e questionários mostram que: o processo pode guiar sobre quais são os passos a serem percorridos para construir instrumentos didáticos utilizando impressoras 3D; ocorrem situações estimuladoras ao aprendizado durante as construções; o uso desta tecnologia pode colaborar com o desenvolvimento da isntrumentação para o Ensino de Ciências. Conclui-se que, para se realizar o uso dessa tecnologia, é preciso que o professor desenvolva novas habilidades, como: planejar a construção de objetos levando em conta restrições técnicas das impressoras 3D, aprender a desenhar em softwares de modelagem 3D, preparar a modelo 3D para que a impressora 3D o construa (etapa denominada... / Abstract: This thesis is an empirical research on the use of 3D printing technology in the construction of didactic tools for science teaching. The growing availability of 3D printing technology has opened exploration opportunities in new areas such as education. Considering the opportunities of this technology for the creation of teaching materials, this study shows how such technology can be used in the teacher education and by teachers in service. So, a practical process was proposed and evaluated by its use in a workshop. The process consists in 6 distinct stages: identification of educational needs through the selection of scientific content and concepts; development of the construction plan of the desired teaching tool; preparation of drafts considering the physical dimensions of the object to the object to be built; 3D modeling of the object using drawing software or searching for 3D models created by others; preparation and printing of the 3D model in the 3D printer; use and evaluation of the real object generated. This process was presented and taught for undergraduate students for them build didactic tools during a practical workshop. The analysis of the collected data in this workshop through observations, interviews and questionnaires show that: the process can guide on which are the steps to be taken to build teaching tools using 3D printers; during the constructions occurs situations that stimulate the learning; the use of this technology can contribute to the development of instrumentation for Science Teaching. It was concluded that to do the use of this technology, it is required that the teacher develop new skills, such as planning the construction of objects taking into account technical constraints of 3D printers, learn to draw in 3D modeling software, prepare the 3D model to the 3D printer build it (step called slicing) and use IT resources to share and reuse 3D models of didactic tools created by others. This research... / Mestre

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2006. / Submitted by Érika Rayanne Carvalho (carvalho.erika@ymail.com) on 2009-09-17T01:59:57Z No. of bitstreams: 1 2006_LandecirAlvesAlbuquerque.pdf: 5127905 bytes, checksum: 4b09b7eaf09860b9a1941606684dd95f (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2010-06-11T14:38:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_LandecirAlvesAlbuquerque.pdf: 5127905 bytes, checksum: 4b09b7eaf09860b9a1941606684dd95f (MD5) / Made available in DSpace on 2010-06-11T14:38:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_LandecirAlvesAlbuquerque.pdf: 5127905 bytes, checksum: 4b09b7eaf09860b9a1941606684dd95f (MD5) Previous issue date: 2006-08-09 / A reconstrução 3D de modelos digitais a partir de imagens de profundidade obtidas com digitalizadores que não efetuam contato constitui-se atualmente o estado-da-arte para a construção de modelos. A abordagem consiste de três etapas. Na primeira o mundo real é amostrado através de imagens de profundidade, que nada mais são do que mapas com informações de distâncias medidas a partir de um visualizador a pontos na cena. A grande vantagem dessas imagens é que a informação 3D está explícita, poupando-se o trabalho de recuperá- la, o que representa um sério entrave para muitas aplicações e é inevitável quando se utiliza imagens de intensidade. A etapa subseqüente é o alinhamento ou registro de imagens, que surge devido ao fato do digitalizador estar limitado a adquirir apenas porções de superfície por vez, em virtude do caráter unidirecional das varreduras. Isso leva a necessidade de se adquirir múltiplas imagens de profundidade variando-se as poses entre o digitalizador e o objeto. As imagens são adquiridas centradas no sistema de coordenadas do sensor e o processo de alinhamento consiste em trazê- las juntas dentro de um sistema de coordenadas comum ou global. A última etapa é a integração de vistas e a reconstrução da superfície do objeto virtual. Nesta dissertação é apresentado o estado tecnológico atual de todas as etapas da reconstrução 3D. A pesquisa tem por foco a segunda etapa da reconstrução, visto que esse é um problema de extrema importância para a qualidade do modelo final, pois um alinhamento incorreto gera distorções no modelo que o desaprovam para muitas aplicações que demandam precisão, como as presentes na engenharia, onde é comum a necessidade de se construir modelos tridimensionais com precisão suficiente para serem usados em sistemas de manufatura ou simulação numérica de performance de máquinas e componentes em operação, como turbinas e escoamentos em dutos não circulares. Nesse sentido também é apresentada uma implementação do algoritmo ICP para o alinhamento de múltiplas imagens de profundidade obtidas através de varredura laser. A metodologia utilizada foi submeter o algoritmo a testes com imagens de profundidades reais e dados sintéticos contaminados com variadas porcentagens de ruído. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The 3D reconstruction of digital models from range images acquired by non-contact digitizers is currently the state of the art for the construction of models. The approach consists of three stages. In the first one the real world is sampled in the range images, which are nothing more than maps with information on measured distances from a viewer to points in the scene. The great advantage of these images is that the 3D information is explicit, saving the work of retrieving it, which represents a serious obstacle for many applications and is inevitable when using intensity images. The subsequent step is the alignment or register of images, which is due to the fact that the scanner is limited only to acquire portions of surface at a time, as a result of the unidirectional nature of the sweeps. It leads to need to acquire multiple range images varying poses between the scanner and the object. The images are acquired on the sensor system of coordinates and the process of alignment is to bring them together within a global or common system of coordinates. The last step is the integration of views and reconstruction of the surface of the virtual object. In this dissertation is presented the current state of technology all stages of 3D reconstruction. The research has focused on the second stage of reconstruction, since this is an issue of extreme importance to the quality of the final model, because a misaligned creates distortions in the model that disapprove it for many applications that require precision, such as those present in engineering, where is the common need to build threedimensional models with sufficient accuracy to be used in manufacturing systems or numerical simulation performance of machines in operation and components such as turbines and flows in non-circular ducts. In this sense is also presented an implementation of ICP algorithm for alignment of multiple range images acquired with laser scanning. The methodology used was subject the algorithm to tests with real range images and synthetic data contaminated with varying percentages of noise.