ESTG - Mestrado em Engenharia Mecânica - Produção Industrial
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Browsing ESTG - Mestrado em Engenharia Mecânica - Produção Industrial by advisor "Alves, Maria Leopoldina Mendes Ribeiro de Sousa"
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- Análise comparativa do uso de tecnologias de fabrico rápido no processo produtivo de elementos moldantes para moldes de injeção de plásticosPublication . Domingues, Liliana Cristina Ferreira; Martinho, Pedro Miguel Gonçalves; Alves, Maria Leopoldina Mendes Ribeiro de SousaCom a evolução da indústria e da exigência do mercado, existe cada vez mais a necessidade de dar resposta a essas mesmas exigências, criando uma constante evolução e procura de processos/produtos novos. Uma dessas indústrias é a indústria de injeção de plástico. Inicialmente, as ferramentas utilizadas na injeção plástica eram exclusivamente fabricadas por processos convencionais, contudo, devido ao custo e tempo de entrega das mesmas, tornou-se necessário encontrar alternativas. Estas alternativas têm por base os princípios da prototipagem e fabrico rápido. O uso de moldes híbridos pressupõe a utilização de processos convencionais e de processos alternativos na mesma ferramenta. Este projeto aborda o uso dos processos alternativos para o fabrico de ferramentas para a moldação por injeção e a influência que esses processos alternativos têm nas peças injetadas. Foram projetados blocos moldantes em resina epóxi, carregadas com diferentes percentagens de alumínio, com o intuito de serem utilizadas num molde existente no Laboratório de Tecnologia Mecânica, da Escola Superior de Tecnologia e Gestão de Leiria. Para tal, a chapa da bucha foi substituída por uma chapa projetada para alojar os blocos moldantes, tendo em conta as dimensões da chapa original. A injeção plástica foi realizada com dois polímeros diferentes, polipropileno e poliestireno. As amostras obtidas foram submetidas a três análises: dimensional, visual e mecânica. A análise dimensional teve como objetivo perceber se existe influência do material do bloco moldante na estabilidade dimensional da peça injetada; a análise visual permitiu identificar os problemas geométricos ocorridos nos provetes; e por fim, a análise mecânica permitiu identificar a influência nos parâmetros mecânicos dos provetes, que cada bloco moldante provocou. As conclusões obtidas neste projeto mostram que apesar dos processo alternativos serem uma alternativa, ainda continuam a ter algumas limitações, as quais foram identificadas neste projeto, tais como, permitir um sistema de refrigeração adequado e proporcionar boas características mecânicas nos componentes, quando comparados com processos convencionais.
- Análise e Otimização de Processos com base em Indicadores de Desempenho na Indústria VidreiraPublication . Silva, Miguel José; Alves, Maria Leopoldina Mendes Ribeiro de Sousa; Gaspar, Marcelo Rudolfo CalveteNos tempos que correm, para os gestores e os decisores, é importante que tenham nas suas organizações os mecanismos que lhes permitam antecipar e preparar a tomada de decisão em tempo útil e eficaz. Neste âmbito, os processos de negócio de uma empresa são o fator possível de diferenciação através da correta gestão de dados e informação, junto com os Sistemas de Suporte à Decisão (SSD), e da aplicação de ferramentas analíticas que permitam acrescentar valor a esses processos. De modo a poder atingir os objetivos propostos, foi feita uma revisão bibliográfica acerca de Business Intelligence e do seu impacto na tomada de decisão, definição de Indicadores- Chave de Desempenho (KPIs) e integração da melhor forma nos dashboaards, construção destes e, por fim, o uso do Lean UX para desenvolvimento de um produto. O presente projeto foca-se no desenvolvimento de ficheiros de recolha de dados e na criação de dashboards para o departamento da Oficina de Moldes e, na criação de alguns dashboards para outros departamentos da empresa Gallo Vidro – Vidrala, sediada na Marinha Grande, Leiria - Portugal. Assim, após a definição, por parte dos responsáveis dos vários departamentos, dos indicadores capazes de avaliar o estado geral de cada departamento, foram desenvolvidos dashboards em Excel com a integração dos KPIs. Adicionalmente, esta ferramenta permite analisar se o desempenho da empresa cumpre com os objetivos préestabelecidos e promove o desenvolvimento de ações de melhoria. Por intermédio deste projeto foi possível contribuir para o conhecimento na área dos sistemas de informação e em como os dashboards contribuem e facilitam a atividade de reporting e tomada de decisão.
- Definição de parâmetros de utilização para ferramentas de corte com insertos PCDPublication . Neves, Tiago Baptista; Alves, Maria Leopoldina Mendes Ribeiro de Sousa; Correia, Mário António SimõesO trabalho tem como objetivo a análise do comportamento de ferramentas de corte com insertos de diamante policristalino, utilizadas para a maquinação da grafite. Pretendeu-se comparar o comportamento de diferentes tipos de diamante policristalino e geometria de corte de modo a otimizar o rendimento deste tipo de ferramenta. Os PCD’s utilizados para comparação foram CTB010, CTH025 e CTM302, cujas diferenças se centravam no tipo de grão. Para a realização do projeto foram fabricadas na empresa Araújo & Silva dezoito ferramentas. Este número de ferramentas foi obtido através da técnica do DOE, onde foram considerados os principais parâmetros de corte. Através da realização do trabalho foi possível concluir que o PCD do tipo CTH 0 25 permite mais horas de maquinação do que os outros PCD’s utilizados no entanto o PCD CTB 0 10 permite uma melhor qualidade de acabamento. Além disso, podemos concluir que ao utilizar parâmetros de corte, como o avanço, a velocidade de corte e a rotação, mais baixos é possível aumentar a vida útil das ferramentas.
- Desenvolvimento de processo de fabrico aditivo robotizadoPublication . Guedes, Rui João Marto; Alves, Maria Leopoldina Mendes Ribeiro de Sousa; Mateus, Artur Jorge dos SantosO crescimento das tecnologias de fabrico aditivo tem comprovado que cada vez mais estas deixaram de ser apenas consideradas para a fabricação de protótipos, passando a estar no leque de escolhas quando há a necessidade de criar um componente final. Vantagens como a elevada liberdade geométrica, que permite a criação de componentes otimizados com formas que dificilmente seriam possíveis de obter com qualquer outro processo convencional ou a competitividade na produção de pequenas séries, tornam o fabrico aditivo numa opção a ter em conta. O trabalho desenvolvido neste projeto tem como objetivo o estudo de diferentes processos de fabrico aditivo que recorrem a metais como matéria-prima, com especial ênfase no processo de fabrico aditivo com recurso à tecnologia MIG/MAG como fonte de material de adição e a um braço robotizado como meio de deslocação da tocha do equipamento MIG/MAG. Este é um processo de fabrico aditivo com elevada taxa de deposição, o que permite a obtenção de componentes de grande volume de material. Após uma primeira parte de pesquisa bibliográfica, foram idealizados e concebidos diversos mecanismos necessários à implementação do processo fabrico aditivo robotizado. Procedeu-se ao fabrico de componentes-teste com base nessa tecnologia como validação da exequibilidade do processo, no qual se recorreu a vários parâmetros de soldadura e de velocidade de deslocação da tocha, sendo posteriormente realizados ensaios laboratoriais de análise de mecânica dos componentes. Os ensaios laboratoriais confirmaram a capacidade desta tecnologia na criação de componentes com um bom nível global de homogeneização da sua estrutura bem como uma boa interligação entre camadas sem uma presença significativa de inclusões ou defeitos.
- Development of a retractable landing gear for an aircraftPublication . Amorim, Rodrigo Gaspar; Coelho, Luis Manuel de Jesus; Alves, Maria Leopoldina Mendes Ribeiro de SousaThe focus of this project is the development of a retractable landing gear system for an aircraft, with the goal of improving overall efficiency, safety and performance. The project emphasizes in dimensioning a realistic solution for an initial draft of an aircraft, with several parameters defined taking into account current market requirements. The project encompasses various critical aspects such as the landing gear arrangement, retraction movements, shock absorption solutions and braking systems while also referring to regulations and guidelines. In order to dimension an initial solution for the landing gear, a thorough research was conducted regarding the current solutions as well as any up-and-coming alternatives that may be more suitable for the project. With all the information gathered, a set of requirements was then obtained taking into account market demands, which would be further applied to the methodology developed, helping in the development of an initial solution. As a result, several findings were obtained, regarding the position, movement and requisites for the components of the landing gear structure. For the landing configuration, a tricycle layout was selected and then dimensioned through a series of steps in order to find the best position for both the main and front landing gear, ensuring a reliable maneuverability and safe structure. In regard to the retraction movement, a forward retractable system was suggested as the best option, mainly due to the restrictions in payload areas in the fuselage, with the usage of additional wheel bays as the most suitable solution for storage. For the shock absorption, an oleo-pneumatic solution was deemed the most appropriate, and then dimensioned to have at least a stroke of 8.8 in and a diameter of 0.105 ft. At last, the braking requirements resulted in a brake capable of absorbing at least 98578 ft.lbf of energy and capable of producing more than the minimum value of torque, at 525.95 lbf.in. These findings and results, serve as an introduction towards the development of a full landing gear structure, with a long series of steps still needed to be taken into account before the final solution is ready.
- Estudo comparativo de grafites para ferramentas de EDM para produção de cavidades moldantesPublication . Moreira, Bruno Miguel Faria ; Alves, Maria Leopoldina Mendes Ribeiro de Sousa; Correia, Mário António SimõesO presente trabalho estuda o comportamento do processo de maquinagem por eletroerosão (EDM), analisando diversos índices de performance no uso de ferramentas de grafite de três granulometrias diferentes. Os índices de performance que são alvo de estudo são a Taxa de Remoção de Material (MRR – para a 1ªEletroerosão, 2ªEletroerosão e Global), Rugosidade Superficial (SR – Rugosidade Ra e Rz, e Classificação SR), Desvio Dimensional (DD – Planeza, Classificação Planeza, Dimensão e Centro Geométrico), Custo Total do Processo (CPtot), Custo Específico do Processo (CEP) e o Índice de Performance Global (IPG). Este estudo é de elevado interesse para a indústria dos moldes, que recorre ao uso da tecnologia de EDM para maquinar (erodir no caso da tecnologia de EDM) cavidades moldantes em aço de elevada dureza. O processo de EDM comporta também a erosão da própria ferramenta (elétrodo), sendo necessário o uso de múltiplos elétrodos para o sucesso da operação. Este estudo tenta aferir a possibilidade de, para atingir a geometria pretendida com a melhor qualidade superficial possível e de forma economicamente mais viável, usar um menor número de elétrodos, usando para isso uma grafite de menor granulometria. De igual modo, é analisado o comportamento global do processo de eletroerosão no uso de grafites de diferentes granulometrias. Neste estudo são utilizados 3 tipos de grafites, de granulometrias diferentes, com tamanho médio de partículas de 8 (grafite de referência), 5 e 4 μm respetivamente. Duas geometrias foram projetadas neste estudo, o Rib e a Caixa (CX), geometrias habituais na indústria dos moldes, sendo o Rib normalmente usado como reforço estrutural e a CX para montagem de postiços de moldação. Ambas as geometrias foram erodidas em três profundidades distintas, 3, 6 e 12 mm, usando as três grafites em estudo.
- Estudo de Materiais de Matriz Polimérica Reforçados Com Cargas RecicláveisPublication . Carvalho, Flávio Alexandre Mendes; Alves, Maria Leopoldina Mendes Ribeiro de Sousa; Martinho, Pedro Miguel GonçalvesAtualmente vive-se uma política de diminuição de resíduos, da pegada ecológica, carbónica, hídrica, entre outros. Com o aparecimento de substâncias plásticas nos oceanos e em algumas costas marítimas internacionais aumenta a responsabilização da gestão pela redução de resíduos plásticos. A melhor forma de baixar a percentagem desses resíduos é baixar a sua produção. Assim sendo as empresas motivadas pela legislação e pela consciencialização ambiental procuram novos materiais poliméricos ou de matriz polimérica, para substituir os polímeros convencionais, principalmente os que são transformados pelo processo de moldação injeção. O objetivo fundamental no presente trabalho é a produzir e caracterizar materiais plásticos reforçados com cargas recicláveis ou biodegradáveis. Neste sentido, o desenvolvimento do trabalho incluiu a seleção das cargas biodegradáveis e recicláveis, a introduzir em polímeros de grande consumo, Polipropileno (PP) e Poliestireno (PS), pela produção de provetes, pelo processo de moldação por injeção, para a realização de ensaios experimentais normalizados e pela caracterização das respetivas propriedades térmicas e mecânicas. Os resultados obtidos permitiram determinar as principais propriedades mecânicas dos polímeros reforçados com cargas recicladas e biodegradáveis e demonstram proeminência para o desenvolvimento de projetos futuros de produção de peças de plástico com cargas recicláveis ou biodegradáveis, pelo processo de moldação por injeção.
- Estudo do Processo de Eletroerosão na Produção de Cavidades MoldantesPublication . Vinagre, Dércio Emanuel Brito; Alves, Maria Leopoldina Mendes Ribeiro de Sousa; Correia, Mário António SimõesO presente trabalho visa o estudo e proposta de melhorias no sistema produtivo, em particular na secção de eletroerosão, da empresa Geocam – Maquinação e Moldes Lda. De forma a melhorar o sistema produtivo e tendo em conta a gama de moldes produzidos na empresa, foram realizados dois estudos que incidem na eletroerosão de ribs, tratando-se de uma operação praticamente existente em todos os moldes. O primeiro estudo visa duas abordagens distintas na modelação de elétrodos para eletroerosão de ribs numa peça de aço. Uma de geometria mais complexa que inclui todos os ribs de uma determinada zona em um único elétrodo e outra em que consiste na divisão dos ribs por duas geometrias complementares, em dois elétrodos. Ambas as abordagens representam vantagens: a primeira apresenta melhor resultado em relação ao custo total do processo de eletroerosão enquanto a segunda necessita de aproximadamente a metade do tempo de maquinação dos elétrodos quando comparada à primeira. O segundo estudo incide no desgaste dos elétrodos, tendo sido testados três tipos de grafite similares, de três fornecedores diferentes, em dois casos concretos. O primeiro caso consiste na eletroerosão de um rib que resultará numa cavidade no aço, enquanto o segundo caso consiste na eletroerosão de um rib que resultará num rasgo no aço. A grafite do fornecedor “A” apresentou os melhores resultados em relação à percentagem de desgaste e taxa de desgaste dos elétrodos em ambos os casos. Relativamente ao tempo de eletroerosão no primeiro caso, a grafite do fornecedor ”B” apresentou os melhores resultados , tendo o fornecedor “C” apresentado melhores resultados no segundo caso. Quando comparado o primeiro caso com o segundo, verifica-se que o segundo caso apresenta melhores resultados em termos de percentagem de desgaste dos elétrodos, tempo de eletroerosão e taxa de desgaste.
- Implementação de SMED em máquinas de inspeção automáticas da indústria do vidroPublication . Cardoso, Marcelo de Oliveira; Alves, Maria Leopoldina Mendes Ribeiro de Sousa; Gaspar, Marcelo Rudolfo CalveteA presente tese de mestrado foi elaborada no âmbito do Mestrado em Engenharia Mecânica – Produção Industrial. Este projeto foi realizado na fábrica SB Vidros que pertence à empresa Vidrala, sendo esta uma empresa de referência na indústria vidreira. Atualmente, em todas as indústrias, é fundamental realizar os processos de forma consistente e o mais rapidamente possível. Assim, este projeto teve o intuito de analisar a forma de reduzir o tempo das mudanças de ferramenta nas máquinas de inspeção FlexT e Veritas, sem comprometer a qualidade das mudanças realizadas, uma vez que estas são fundamentais para garantir a qualidade do produto final. Adicionalmente foram criadas instruções de trabalho com vista à padronização das mudanças de ferramenta, bem como instruções de afinação de sedas para cada máquina, de maneira a auxiliar o processo de formação de novos afinadores. De forma a alcançar a redução de tempo pretendida recorreu-se ao SMED, sendo que para o aplicar foi necessário conciliar com outras ferramentas Lean. As diversas propostas de melhoria no processo identificadas resultaram da recolha de informações dos afinadores sobre as mudanças, bem como a recolha e análise dos dados relativos às mudanças de ferramenta. A implementação dessas melhorias resultaram na redução da média geral das mudanças de ferramenta em 18%, valor bastante significativo atendendo à maturidade da empresa e da otimização inicial já existente nos processos. Acresce o facto de estas mudanças terem assegurado a manutenção da percentagem de amostras não rejeitadas, o que comprova que a qualidade das mudanças não foi comprometida. Relativamente aos documentos criados para apoio à padronização e formação dos afinadores, estes foram aprovados pela empresa, prevendo-se a sua implementação em breve.
- Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) Process Analysis on Stainless Steel Built SamplesPublication . Viola, Ricardo Jorge da Silva; Correia, Mário António Simões; Alves, Maria Leopoldina Mendes Ribeiro de SousaThe increasing developed complexity parts geometry demanded by the industry nowadays, represents a challenge itself, not only for the standard production processes that do not have an answer for it, but also to repair these and other parts in a more cost effectively process with a short delivery period. A technological response to these needs is relying on the Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) process development. This thesis was developed in Addimadour, an additive manufacturing research platform, located in Bayonne France, that has as objective the development of the Laser Metal Deposition Powder (LMD-P), Laser Metal Deposition Wire (LMD-W), Selective Laser Melting (SLM), ColdSpray – ArcSpray, Fused Deposition Modelling Robotized (FDMR) and Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) technologic processes, procedures, and providing consistent production parameters to industrial partners. The starting point for this thesis was an extensive research, regarding the chosen material that was a duplex stainless-steel ER2209 applied by WAAM technology. This process consists in deposing layer by layer material through an electric arc with the help of a robot that runs the paths to generate the defined geometry. Relying on an innovator process with lower process temperatures named Cold Metal Transfer (CMT) technology, different experiments were done with the aim to understand the relations between process parameters and results obtained. Firstly, three experiments were done to establish direct links between input parameters and the shape of depositions achieved. Secondly, other two experiments were done, with the aim of understand the existing dynamic between two or more cords produced together, but also to achieve the best shape possible to ensure the finishing of the surface quality. At last, two walls were produced as a result of all the knowledge collected. All the experiments done, were followed by analysis and observation of all macroscopic and microscopic specifications. Regarding the microscopic observations and measurements, it was used a microscope and software, specially designed for this type of analysis. Two different mechanical tests were done to the samples with the objective of characterize the material produced by this production process. One was the microhardness test that were carried out in all samples, using a Vickers testing machine. The results of these tests were a pattern and a range of values. For the second test, a three-point flexural test was made on samples, regarding the values of flexural force-displacement to evaluate flexural behaviour of the built samples.