ESTG - Mestrado em Engenharia para a Fabricação Digital Direta
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Browsing ESTG - Mestrado em Engenharia para a Fabricação Digital Direta by advisor "Correia, Mário António Simões"
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- Aplicação de OPC UA e Asset Administration Shell na adaptação de um equipamento CNC à indústria 4.0Publication . Sousa, Pedro Rafael Marques de; Neves, Carlos Fernando Couceiro de Sousa; Correia, Mário António SimõesA aplicação de novas tecnologias como, por exemplo, Gémeos Digitais e Sistemas Cíber-Físicos, no setor industrial, desencadeou a 4ª Revolução Industrial, também designada por Indústria 4.0. Para padronizar a aplicação dos sistemas da indústria 4.0, surgiu a Arquitetura de Referência do Modelo Indústria 4.0 (RAMI4.0) que indica a utilização das tecnologias Open Platform Communication Unified Architecture (OPC UA) e Asset Administration Shell (AAS). O projeto apresentado neste relatório consistiu em desenvolver um sistema de controlo e aquisição de dados, baseado nas tecnologias EdingCNC, OPC UA e AAS e no conceito Plug&Produce, que foi aplicado à fresadora CNC ProLIGHT1000 presente na ESTG. Criou-se em C++ uma classe que declara vários métodos abstratos para representar um controlador CNC genérico, da qual foi derivada uma classe específica para os controladores EdingCNC que define esses métodos recorrendo às funções da API do respetivo software de controlo. Desenvolveu-se um servidor OPC UA e modelou-se o seu address space para descrever a ProLIGHT1000. Neste servidor OPC UA incluíram-se as bibliotecas que compõem a API do EdingCNC, o que permitiu criar uma solução de código para controlar e monitorizar esse equipamento CNC. Através dos softwares AASX Package Explorer e AASX Server, criou-se uma AAS que descreve a ProLIGHT1000 e que foi conectada ao servidor OPC UA. Esta AAS é o modelo virtual padronizado deste equipamento CNC e serve para o adaptar aos sistemas de informação da indústria 4.0, de acordo com o RAMI4.0. O funcionamento deste servidor OPC UA foi testado através do software UAModeler e também se verificou a sua correta interação tanto com a AAS construída quanto com a máquina, através do software EdingCNC. O resultado obtido deste trabalho foi que a monitorização e controlo deste equipamento CNC, que antes era feita apenas no computador local através do EdingCNC, passou a ser feita numa rede IP através de um servidor OPC UA e cliente(s) OPC UA, recorrendo à chamada de métodos de uma classe genérica comum. Por fim, demonstrou-se a aplicação de uma AAS e o estabelecimento da sua conexão ao servidor OPC UA.
- Caracterização das Propriedades Mecânicas de PLA Reforçado com Manta de Fibras de LinhoPublication . Silva, Joana Manuela da; Ruben, Rui Miguel Barreiros; Correia, Mário António SimõesNeste estudo, foram produzidos provetes em resina bio por vazamento sob vácuo em molde de silicone, com o objetivo de entender o modo de processamento e o comportamento dessa resina. Além disso, foram fabricados provetes de PLA- Poli(ácido lático por FDM (Fused Deposition Modelling) em diferentes orientações de construção. Uma parte desses provetes de PLA foi posteriormente reforçada por laminação manual com manta de fibra de linho e resina bio, criando um compósito do tipo sanduíche. As propriedades mecânicas dos provetes foram avaliadas por meio de ensaios de tração e flexão a 3 pontos. Os resultados destacaram a importância da orientação de construção no processo de fabricação de peças por FDM. No entanto, observou-se uma redução desse impacto com a aplicação de fibras. Quanto à utilização da resina bio para vazamento em moldes de silicone sob vácuo, o modo de processamento foi validado. No entanto, os resultados das propriedades mecânicas obtidas foram diferentes dos mencionados na ficha técnica do material. A fácil adesão da manta de fibra de linho com resina bio ao PLA, bem como o comportamento do compósito resultante, validou a viabilidade desse tipo de reforço em peças construídas por FDM. Essa combinação pode abrir caminho para produtos mais robustos e sustentáveis
- Caracterização de termoplásticos para a produção de implantes traqueobrônquicosPublication . Reis, Margarida Esteves; Almeida, Henrique de Amorim; Correia, Mário António SimõesAtualmente, devido a doenças e traumas como a estenose e a traqueomalácia, que levam ao colapso da traqueia dos pacientes, existe a constante necessidade de melhorar substancialmente a sua qualidade de vida. O fabrico aditivo é cada vez mais utilizado nas mais variadas indústrias incluindo a indústria médica e é utilizado para produzir dispositivos médicos tais como implantes. Assim, a incessante evolução das tecnologias de fabrico aditivo tem vindo a apresentar soluções sofisticadas e adaptadas às necessidades da população portadoras desta condição. Apesar da existência de vários implantes com vários tipos de materiais ainda existe uma taxa de insucesso e falta de informação que deve ser colmatada. Deste modo, o objetivo deste projeto passa pela caracterização de dois termoplásticos PLA e o ABS médico de modo a verificar se são adequados para projetar e produzir implantes traqueobrônquicos. A tecnologia de Modelação por Deposição Fundida (FDM) será também analisada, uma vez que o processo de fabricação e os parâmetros utilizados influenciam as propriedades mecânicas dos materiais. Os resultados demonstram que ambos os materiais são indicados para a produção de implantes traqueobrônquicos, contudo o PLA apresenta melhores propriedades mecânicas quando impressos através da fabricação aditiva.
- Methodologies for pre-processing polymeric filament for Direct Digital FabricationPublication . Silva, César Miguel Coitos da; Correia, Mário António Simões; Coelho, Paulo Jorge SimõesThe digital age presents alternatives to more traditional manufacturing concepts. One of the alternatives most adopted by the industry and society, in general, focuses on additive manufacturing, which has improved significantly over time, improving the user interface and optimizing parts construction times and quality. In this work is intended to study the impact of dehumidification pre-processing of the material at the Polylactic Acid (PLA) and Polyethylene Terephtalate Glycol (PETG), used in Fused Deposition Modeling (FDM). The results obtained in on the parts produced allowed to draw conclusions about impacts at an aesthetic level and at a mechanical level, and assess whether the pre-processing energy costs are justified, regarding the final quality of the produced part or improvements in their mechanical properties. Measurements of the weight were carried out on the printed pieces for the aesthetic experiments to compare the printed piece with dehumidified, non-dehumidified material, the Computer-Aided Design (CAD) part simulation and slicer software part simulation. The most significant results occurred in the aesthetic tests, as the differences are evident between the part printed with dehumidified material and the part printed with non-dehumidified material. The final weight of the pieces differs in all scenarios, where the lightest pieces are in the CAD software simulation, and heaviest parts are in the simulation of the slicer software. In the tensile tests, the non-dehumidified PLA material obtained better performance when compared to the PLA that was previously dehumidified for 6 hours. In the case of PETG, it was possible to identify the similar tensile strength between the previously dehumidified filament and the filament not previously dehumidified. To conclude the energy study revealed an overall consumption of approximately 0.32 kWh for the dehumidifier and printer set.