ESTG - Mestrado em Engenharia da Conceção e Desenvolvimento de Produto
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Percorrer ESTG - Mestrado em Engenharia da Conceção e Desenvolvimento de Produto por orientador "Alves, Nuno Manuel Fernandes"
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- Desenvolvimento de um método para toleranciamento geométrico utilizando equipamentos de metrologiaPublication . Pereira, Dinis Marques; Alves, Nuno Manuel Fernandes; Mendes, Ausenda Luís AvelarDo ponto de vista matemático, existe uma quantidade mínima de pontos que deve ser adquirida para poder ajustar um elemento geométrico a partir deles. Porém, utilizar a quantidade de pontos mínima não permitirá realizar qualquer tipo de análise em relação ao erro de forma da característica medida. Entretanto, a complexidade do problema da amostragem de pontos, considerando a quantidade de elementos na superfície, a recomendação geral é a apalpação de pontos na peça a ser medida. Neste contexto, esta dissertação tem como objectivo desenvolver um método para o toleranciamento geométrico que permita realizar um melhor controlo de peças. O estudo incidirá sobre peças que contenham superfícies planas, cilíndricas, cónicas, elípticas, recorrendo a conceitos estatísticos aplicados a amostragens de pontos obtidos por técnicas de metrologia/inspecção geométrica.
- Design Performance of Triply Periodic Minimal Surfaces for Advanced Bioprocessing and Tissue Engineering ApplicationsPublication . Vieira, Rodrigo da Conceição; Alves, Nuno Manuel Fernandes; Valente, Joana Filipa Abreu Pereira; Sousa, Fani Pereira deAs Triply Periodic Minimal Surfaces (TPMS) têm suscitado crescente interesse como scaffolds arquitetados para aplicações dependentes de escoamento, devido à sua elevada porosidade, canais interconectados e geometrias matematicamente definidas. Estas características tornam-nas particularmente atrativas para separações cromatográficas e para a construção de tecidos perfundidos. No entanto, apesar do estudo extensivo das suas propriedades de transporte em termos gerais, o desempenho específico das TPMS em aplicações concretas permanece insuficientemente caracterizado, dificultando o estabelecimento de diretrizes racionais de conceção. Esta dissertação combina modelação paramétrica, Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD) e ensaios experimentais para investigar o comportamento fluido-dinâmico de scaffolds TPMS produzidos por manufatura aditiva. No caso de estudo I, foram analisados scaffolds TPMS e um controlo de tipo “lattice” com porosidades de 60-80% e alturas de 10-50 mm. As simulações CFD quantificaram a permeabilidade, a queda de pressão e as distribuições de velocidade, enquanto ensaios experimentais a 70% de porosidade e alturas de 10-20 mm avaliaram a pressão do sistema e a simetria dos picos cromatográficos obtidos com fluxo de água, BSA e pDNA. No caso de estudo II, simulações CFD a uma altura fixa de 10 mm e porosidades de 60-80% avaliaram o escoamento e a tensão de corte (WSS) sob perfusões de 0,1-2 mL/min. No caso de estudo I, os scaffolds TPMS atingiram permeabilidades de 7,8×10-8-1,5×10-7 m², substancialmente superiores ao controlo (≈10-9 m²), resultando em quedas de pressão até dez vezes inferiores. Os ensaios confirmaram que a pressão do sistema aumentava com o tamanho do soluto e a altura da coluna, enquanto colunas mais altas (20 mm) agravavam a assimetria dos picos. Para a mesma altura, TPMS com poros mais finos melhoraram a simetria dos picos, evidenciando a influência da densidade de células unitárias. No caso de estudo II, a permeabilidade aumentou com a porosidade, enquanto os valores de WSS variaram entre ~0,03-1,1 mPa nas gamas de perfusão testadas. A taxas de fluxo mais elevadas, os valores de WSS aproximaram-se dos intervalos reportados na literatura para estimular a osteogénese, e os scaffolds de tipo giroid promoveram distribuições mais homogéneas de escoamento e de corte do que o controlo. No seu conjunto, este trabalho estabelece relações quantitativas entre conceção e desempenho para scaffolds TPMS, clarificando compromissos-chave e fornecendo uma base para a otimização da geometria e dos parâmetros de processo em aplicações de bioprocessamento e engenharia de tecidos.