ESTG - Mestrado em Engenharia da Conceção e Desenvolvimento de Produto
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- O sector da cerâmica na segunda metade do século XX : análise formal e decorativa do produto cerâmicoPublication . Durão, Lina Raquel da CruzA região de Leiria é actualmente uma das mais importantes regiões do ponto de vista industrial. Aqui se situam importantes empresas dos sectores da cerâmica e vidro, plásticos e moldes. Estes sectores têm passado nos últimos anos por profundos processos de modernização e ajustamento face aos contextos internacionais. O sector da cerâmica é um dos mais significativos sectores industriais, sendo uma área onde Portugal tem ganho notoriedade fruto em parte do seu posicionamento geográfico. À semelhança dos outros sectores industriais desta região o sector da cerâmica encontra-se hoje sujeito a profundas transformações. Não obstante a tradição cerâmica em Portugal, este foi um sector que se consolidou do ponto vista industrial apenas no século XX, período também marcado por sucessivas transformações sociais, politicas e económicas em Portugal. Este trabalho de investigação aborda a indústria cerâmica (subsector da cerâmica utilitária e decorativa) na região de Leiria, em particular em Alcobaça dado o predomínio destas empresas nesta região, sendo considerado o maior centro cerâmico de louça utilitária e decorativa nacional. As transformações que marcaram a segunda metade do século XX em Portugal são analisadas de forma detalhada, e estudado o seu efeito ao nível deste subsector industrial. Através de um estudo detalhado de cinco empresas significativas deste subsector é feita uma análise da evolução tecnológica e metodológica. As transformações sociais e económicas que marcaram a adesão de Portugal à Comunidade Europeia são igualmente objecto de reflexão, analisando-se o novo paradigma industrial a que estas empresas tiveram que fazer face. Finalmente a análise efectuada permitiu a identificação de um conjunto de características fundamentais à sobrevivência das empresas deste subsector, que passam pela capacidade de gerar valor, e pela criação de produtos adaptados às novas realidades sociais e económicas. O produto deve ser gerado através de conhecimento tecnológico e criativo, cujo valor é percepcionado pelas características e conceitos diferenciados gerados pelo conhecimento e não pela existência do produto em si mesmo.
- Ergohelp “Uma órtese para um design + Inclusivo”Publication . Santos, Bruno Miguel Pereira; Capela, Carlos Alexandre Bento; Neves, Carlos Fernando Couceiro de Sousa NevesA inclusão em termos profissionais e sociais é uma preocupação cada vez mais crescente nas áreas de projeto. Neste trabalho foi desenvolvida uma órtese que irá ser utilizada no auxílio de tarefas como agarrar um lápis ou uma caneta, para utilizadores com limitações motoras. Todo o processo de desenvolvimento de produto tem como base as metodologias de design, com uma forte reflexão para a inclusividade, No desenvolvimento da órtese foram, também desenvolvidos e processados materiais compósitos de matriz epóxida, laminados com fibras de carbono e laminados com fibras de vidro. Estes materiais foram caracterizados em termos mecânicos e físicos e obtidas as suas propriedades mecânicas. Foi, também desenvolvido um protótipo rápido, obtido em tecnologias aditivas de prototipagem rápida, Impressão por Jato (MJT, Multi Jet Modeling). Este protótipo foi utilizado no apoio do processo de desenvolvimento de produto e suporte para o desenvolvimento da ferramenta rápida, em molde de silicone e assim foi obtido o modelo em material compósito de matriz polimérica com fibras de carbono. No processamento final da órtese utilizou-se o processo de moldação em vácuo.
- Análise de Próteses da Anca CimentadasPublication . Pedrosa, Ângela Soares; Rúben, Rui Miguel BarreirosEste trabalho apresenta o estudo computacional de características que podem ser adicionadas às secções transversais de hastes femorais cimentadas para a substituição total da articulação da anca. A inserção de flanges no aspecto lateral e a assimetria tem sido efectuada em próteses comerciais com sucesso clínico, mas ainda existem poucos estudos acerca do seu desempenho. O objectivo deste estudo é comparar hastes simétricas e assimétricas, com e sem flanges. As secções transversais das diferentes hastes femorais cimentadas são definidas através de parâmetros geométricos com o auxílio da programação de 24 variáveis geométricas. São aplicadas forças iguais em cada tipo de haste a fim de comparar as tensões de contacto na interface cimento-haste, cimento-osso, a tensão no próprio manto de cimento e a remodelação óssea. A presença de flanges nas hastes femorais cimentadas permite uma melhor fixação inicial da prótese, aumentando o seu desempenho.
- 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.
- Estudo e otimização do processo de modelação de elétrodos para eletroerosão (EDM)Publication . Voloshyna, Kateryna; Carlos Fernando Couceiro de Sousa Neves, Carlos Fernando Couceiro de Sousa; Ferreira, Irene Sofia CarvalhoQuando se trata do fabrico de moldes, o processo de eletroerosão é uma componente indispensável. Este processo aplica-se à maior parte de moldes produzidos para a injeção de matéria plástica, sendo tipicamente aplicado nos elementos moldantes do molde, ou seja, aqueles que irão entrar em contacto direto com a matéria plástica. Normalmente, quanto mais complexa é a geometria da peça a moldar, maior é a quantidade de áreas contidas na zona moldante que terão de ser acabadas através de eletroerosão, pois as peças mais complexas têm maior tendência a conter quinas vivas na sua geometria e pormenores que sejam impossíveis de maquinar por fresagem, entre outros tipos de geometrias típicas que requerem acabamento através de eletroerosão. No entanto, este processo requer uma grande preparação antes da eletroerosão propriamente dita. Em primeiro lugar, é necessário modelar e fabricar a ferramenta a utilizar na eletroerosão, o elétrodo. Como todos os elétrodos são diferentes, a sua modelação torna-se um processo moroso, complexo e muito dependente do know-how do desenhador. Contudo, através da criação de uma série de regras que possam guiar o desenhador durante a modelação de elétrodos, será possível tornar o processo de modelação mais rápido e menos dependente da experiência profissional de cada modelador (especialmente importante para modeladores inexperientes). Tendo por base este objetivo, ou seja, desenvolver um conjunto de regras empíricas com o intuito de apoiar a modelação de elétrodos, foram analisadas neste trabalho várias peças, escolhidas como representativas, de tamanhos de moldes e complexidades diferentes, por forma a poder identificar as regras necessárias à modelação de elétrodos. Posteriormente, estas foram organizadas num fluxograma para auxiliar o modelador aquando da modelação dos elétrodos. Com a base nas regras definidas e com o intuito de validar as mesmas, o fluxograma resultante foi aplicado a uma nova peça tendose concluído que este tem um efeito positivo quer na diminuição da complexidade inerente à modelação dos elétrodos, pois o desenhador segue as regras definidas, quer no tempo despendido, quer na quantidade de elétrodos modelados.
- Fabrico e desenvolvimento de produtos específicos termoformadosPublication . Sousa, Luís Pedro Marcelino e; Capela, Carlos Alexandre BentoO principal objetivo deste trabalho foi o de aprofundar o conhecimento sobre o processo de fabrico de termoformação e novas soluções construtivas de peças com zonas negativas. Foi acompanhado passo a passo a conceção de um produto termoformado com formas específicas, que implicaram o recurso a elementos moveis acionados por guias inclinadas, técnica não muito habitual neste processo de fabrico. Os materiais termoplásticos APET e HIPS utilizados foram caraterizados em termos mecânicos e físicos. Foram realizados ensaios de DMA, ensaios estáticos de tração. Foi desenvolvido um molde protótipo com elementos móveis com acionamento mecânico e também foram realizados ensaios relativos ao comportamento em serviço do molde protótipo desenvolvido para este trabalho.
- Reengenharia de uma polia de um sistema de ar condicionadoPublication . Bolrão, José António da Palma; Capela, Carlos Alexandre Bento; Antunes, Fernando Jorge VenturaComponentes em plástico podem apresentar várias vantagens relativamente aos materiais metálicos e podem ser moldados num número relativamente elevado e baixo custo. No entanto, têm baixa resistência e são sensíveis à temperatura. A melhoria das propriedades mecânicas e térmicas pode ser conseguida com reforços de partículas. Os reforços tem efeitos importantes em termos de processamento, aparência, densidade e desempenho. Pretendeu-se com este trabalho realizar um estudo de reengenharia de uma polia eletromagnética de um sistema de ar condicionado de automóvel, recorrendo às técnicas de protótipagem rápida, Palma et al (2007). Este sistema, quando atuado, permite a transmissão de um binário ao compressor da unidade de frio. O corpo principal da polia existente é em aço e é obtida através de um conjunto de várias operações de fabrico. O objetivo final é produzir uma polia eletromagnética utilizando uma tecnologia alternativa e novos materiais, simplificando a sua produção com um menor número de operações de fabrico. Consequentemente, o componente foi produzido por vazamento de um compósito de matriz polimérica com partículas esféricas metálicas num molde metálico. A adição de partículas metálicas foi fundamental para a obter propriedades magnéticas, melhorar as propriedades mecânicas, tais como resistência ao desgaste e rigidez. O comportamento mecânico dos materiais processados foi caraterizado mecânicamente por ensaios estáticos de flexão em três pontos. A variação da rigidez com a temperatura e a temperatura de transição vítrea foram determinadas por ensaios de DMA em flexão em três pontos. Foi também desenvolvido um modelo numérico de múltiplas fases, para prever as constantes elásticas de compósitos reforçados com partículas metálicas, e estudar o efeito da fração volúmica e as propriedades elásticas das fases (enchimento e matriz).
- Avaliação do desempenho mecânico do veículo FIPL001Publication . Pinto, Francisco José de Oliveira Teixeira; Capela, Carlos Alexandre BentoNesta dissertação é realizado um estudo experimental sobre o desempenho mecânico do veículo Formula IPLeiria 001, através da análise da rigidez torsional do chassis, e da análise de um caso de estudo para aplicação de tubos, de compósito laminado, em chassis tubulares. É exposto o processo de concepção e desenvolvimento de um chassis para a competição Formula Student, assim como as principais variáveis a considerar aquando do seu dimensionamento. As cargas estáticas e dinâmicas aplicadas à estrutura são analisadas e definidas neste estudo. Foi desenvolvida e construída uma mestra para testes de rigidez torsional, tendo em consideração os tipos de testes que podem ser efectuados para o cálculo da rigidez torsional. Foram realizados quatro variáveis de testes, aplicando cargas incrementais à direita e à esquerda do chassis. Os resultados foram tratados, discutidos e comparados com os valores obtidos na análise de elementos finitos, efectuada também no decorrer deste estudo. Através da análise de elementos finitos foi efectuado um estudo teórico comparativo entre o comportamento mecânico de tubos em compósito laminado com diferentes tipos de empilhamento e um tubo em aço referente ao chassis.
- Desmoldação de uma peça em polipropileno utilizando revestimento PVD “MoldLub”Publication . Santos, Jorge Manuel Vieira dos; Capela, Carlos Alexandre BentoCom este trabalho pretendeu-se de avaliar o comportamento das peças plásticas em polipropileno, processadas por injeção, durante a extração, com diferentes revestimentos superficiais no elemento moldante macho/bucha. A peça plástica desenvolvida para este estudo, peça com dificuldades típicas de extração, é representativa de peças plásticas mais complexas processadas por injeção. Deste modo, foi desenvolvido e fabricado um molde protótipo para o processamento de peças plásticas em polipropileno por injeção que teve como objetivo avaliar o comportamento destas na extração com elementos moldantes macho/bucha com diferentes tipos de revestimentos superficiais. As superfícies moldantes (macho/bucha) foram polidas com alto brilho por forma a aumentar a dificuldade na extração da peça e, posteriormente, um dos elementos moldantes macho/bucha foi, também, revestido com revestimento PVD MoldLub . Foi possível observar um melhor desempenho da extração das peças plásticas com revestimento PVD MoldLub nos elementos moldantes macho/bucha (relativamente ao revestimento temperado e nitrurado). Esta melhoria traduziu-se numa diminuição das forças de extração em carga e em vazio, das pressões de enchimento da peça plástica e do tempo de ciclo de moldação.
- O papel da embalagem – projeto de design de uma embalagem Shelf Ready Packaging/Retail Ready PackagingPublication . Sousa, Andreia Rodrigues de; Simão, Lídia Maria BarrosoA tendência da distribuição moderna para a crescente utilização das embalagens secundárias para exposição dos produtos, aliada à grande importância da embalagem na promoção e venda dos mesmos, leva à necessidade de olhar de outra forma para o design de embalagem secundária Shelf Ready Packaging (SRP)/ Retail Ready Packaging (RRP). O objetivo deste projeto é o desenvolvimento de uma nova metodologia de design de embalagem SRP/RRP para a Cartonarte, Lda., visando a criação de uma nova embalagem SRP/RRP para um cliente relevante desta empresa. A proposta da nova embalagem SRP/RRP desenvolvida tem não só em atenção aspetos técnicos e a gestão de custos de produção e reposição nos retalhistas, como também questões comunicativas como a promoção do produto, a aparência na prateleira e uma boa ligação com o consumidor. A ligação com a embalagem primária (EP) e as questões ligadas à distribuição, como a fácil identificação, transporte e manuseamento, são também prioridades. O design deste tipo de embalagens assume cada vez mais importância, tendo-se conseguido desenvolver um modelo estrutural com pouco desperdício de matéria-prima, sem custos de produção desnecessários, com fácil manuseamento, amigo do consumidor, interligado graficamente à EP, melhorando também aspetos comunicacionais.