Trabalho de Conclusão de Curso
URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ifsc.edu.br/handle/1/47
Navegar
Submissões Recentes
listelement.badge.dso-type Item , Análise torcional de eixo, comparativo entre os aços SAE 1020 e SAE 4340 pelos métodos analítico, experimental e elementos finitos.(Instituto Federal de Santa Catarina, 0025-06-26) Tavares, Carlos Henrique; Bahia, Miguel Tobias; https://orcid.org/0000-0002-0218-075X; http://lattes.cnpq.br/9078373514864913; Dias, Antônio Carlos Pires; https://orcid.org/0009-0009-7606-1946; http://lattes.cnpq.br/5024057420566093; Pereira, Josué Basen; http://lattes.cnpq.br/5306952541398114; Schwede, Kelly Patrícia Dias; https://orcid.org/0009-0008-7779-3068; http://lattes.cnpq.br/0235895497389820Este estudo compara o comportamento mecânico e a confiabilidade dos aços SAE 1020 e SAE 4340 submetidos a esforços de torção. A pesquisa combina os métodos analítico, experimental e de elementos finitos para avaliar o desempenho estrutural e validar os resultados experimentais com os analíticos. Para tanto, o método analítico utiliza rotinas matemáticas automatizadas em planilha eletrônica, enquanto o método por elementos finitos emprega o software Ansys para modelar e discretizar a geometria tridimensional. Sob a perspectiva experimental, a abordagem aplica níveis de torque por meio de massas em um braço de alavanca conectado a corpos de prova cilíndricos instrumentados com extensômetros elétricos de resistência. A análise revela uma convergência satisfatória entre as previsões analíticas e por elementos finitos, embora os dados experimentais apresentam maior dispersão, possivelmente devido a perdas de sinal e imperfeições na cura do adesivo de adesão do extensômetro. Na análise comparativa, o aço SAE 4340 demonstra expressiva superioridade mecânica, pois exibe menores deformações superficiais e um fator de segurança 4,2 vezes maior do que o aço SAE 1020 sob as mesmas cargas. Além disso, a liga de alta resistência apresenta menor custo relativo por megapascal de escoamento. A investigação conclui que o aço SAE 4340 oferece maior rigidez estrutural sob torção. Essa característica viabiliza o dimensionamento de eixos com diâmetros menores e menor peso, sem comprometer a segurança do projeto mecânico.listelement.badge.dso-type Item , Influência da dureza e da velocidade de deslizamento no comportamento tribologico do aço-ferramenta VF800AT(Instituto Federal de Santa Catarina, 0025-06-26) Oliveira, Nicolas Goulart de; Bonetti, Ivandro; https://orcid.org/0000-0003-0886-0163; http://lattes.cnpq.br/2022461977443669; Jerônimo, Jefferson Luiz; https://orcid.org/0000-0002-0353-6201; http://lattes.cnpq.br/7016298617611652; Hesse, Rubens; http://lattes.cnpq.br/9562375163303168A liga de aço ferramenta VF800AT pertence a uma família de aços liga modernos ao Cromo-Molibdênio-Vanádio, que representam alternativas aos tradicionais aços da série D em aplicações de trabalho a frio. Esta liga apresenta elevada aplicabilidade em processos de fabricação que exigem a associação das propriedades de alta resistência ao desgaste e alta dureza. Desse modo, este aço é amplamente empregado e recomendado para ferramentas que demandam tal combinação de características, como punções e matrizes para conformação a frio de metais, estampagem, extrusão e laminação de roscas. Para otimizar a vida útil das ferramentas, esses aços são submetidos a processos de têmpera, visando maximizar as propriedades da liga. O presente estudo avaliou amostras submetidas a duas condições distintas de tratamento térmico: têmpera a vácuo com temperatura de austenitização de 1040 °C, seguida de diferentes condições de revenimento, sendo obtidas, respectivamente, as durezas de 62 HRC e 58 HRC. Após os tratamentos, as amostras foram submetidas a ensaios de pino sobre disco. O comportamento de desgaste foi comparado por meio de microscopia confocal, adicionalmente, a resistência à fratura foi avaliada através do ensaio Charpy. Os dados de ambos os fatores foram correlacionados entre si na caracterização do comportamento da liga sob estas condições. Os resultados dos coeficientes de desgaste não apresentaram diferenciação relevante nas condições de analisadas, independente da dureza trabalhada. Apesar dos valores médios apresentarem distinção, os respectivos desvios padrões encontrados tornam os valores estatisticamente sobrepostos.listelement.badge.dso-type Item , Influência do tratamento térmico nas propriedades mecânicas e tribológicas do aço ferramenta QCM8(Instituto Federal de Santa Catarina, 0025-06-26) Santos, Athirson Alexandre dos; Santos, José Matheus Freitas dos; Bonetti, Ivandro; https://orcid.org/0000-0003-0886-0163; http://lattes.cnpq.br/2022461977443669; Bonetti, Ivandro; https://orcid.org/0000-0003-0886-0163; http://lattes.cnpq.br/2022461977443669; Jerônimo, Jefferson Luiz; https://orcid.org/0000-0002-0353-6201; http://lattes.cnpq.br/7016298617611652; Hesse, Rubens; http://lattes.cnpq.br/9562375163303168A busca por materiais com elevada resistência ao desgaste e boa tenacidade tem-se tornado cada vez mais importante em aplicações industriais submetidas a severas condições de trabalho. Nesse contexto, os aços ferramenta utilizados em operações de conformação e trabalho a frio necessitam apresentar propriedades mecânicas capazes de garantir maior durabilidade e confiabilidade durante a aplicação. Dentre esses materiais, o aço QCM8 destaca-se por sua elevada resistência ao desgaste associada à boa tenacidade, sendo considerado uma alternativa aos aços convencionais utilizados em aplicações similares. Entretanto, o desempenho final desse material está diretamente relacionado aos parâmetros empregados no tratamento térmico. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência de diferentes condições de têmpera no comportamento do aço ferramenta QCM8 quanto à dureza, tenacidade e resistência ao desgaste. Após os tratamentos térmicos, as amostras foram submetidas a ensaios de dureza, impacto Charpy, análise metalográfica, desgaste por deslizamento e perfilometria, buscando relacionar as alterações microestruturais com as propriedades mecânicas e tribológicas obtidas. Os resultados demonstraram que as diferentes condições de têmpera influenciaram diretamente a microestrutura e o desempenho do material, promovendo alterações na dureza, na tenacidade e no comportamento ao desgaste. Assim, o estudo contribui para a compreensão do comportamento do aço QCM8 sob diferentes condições de tratamento térmico, fornecendo suporte técnico para aplicações industriais que exigem elevada resistência mecânica e ao desgaste.listelement.badge.dso-type Item , Análise do impacto da inclusão de splitter blades no desempenho hidráulico de uma motobomba centrífuga monoestágio(Instituto Federal de Santa Catarina, 0025-06-26) Cristofolini, Alan; Klann, Claudinei; Assunção, Charles Sóstenes; http://lattes.cnpq.br/4674971033460048; http://lattes.cnpq.br/7527508613005227; Assunção, Charles Sóstenes; http://lattes.cnpq.br/4674971033460048; Suzuki, Eduardo Makoto; https://orcid.org/0009-0003-3590-0017; http://lattes.cnpq.br/8037309056351396; Vinci, Muryllo; https://orcid.org/0009-0007-1824-9057; https://lattes.cnpq.br/1146307655763242Este trabalho teve como objetivo analisar o impacto da inclusão de pás intermediárias no desempenho hidráulico de uma bomba centrífuga monoestágio. Para isso, foram desenvolvidas três amostras de rotores com pás intermediárias correspondentes a 30%, 40% e 50% do comprimento das pás principais, além do rotor original utilizado como referência. A metodologia envolveu modelagem computacional tridimensional, fabricação dos rotores por impressão 3D, ensaios experimentais em bancada e simulações numéricas por Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD). A validação numérica indicou melhor aderência do modelo de simulação transiente Sliding Mesh em relação ao modelo permanente Moving Reference Frame (MRF), sendo o modelo transiente adotado como referência para a análise fluidodinâmica. Foram avaliadas as curvas de altura manométrica e rendimento, bem como os campos de pressão, velocidade e vetores do escoamento interno. Os resultados experimentais e numéricos demonstraram que a inclusão das splitter blades não proporcionou melhoria significativa na altura manométrica ou no rendimento da bomba, apresentando resultados próximos ao rotor original. O rotor sem splitter blades apresentou o melhor desempenho global, especialmente em termos de eficiência. Em vazões acima de 8 m³/h, a amostra com splitter blades de 50% apresentou queda mais acentuada de desempenho. As análises CFD indicaram regiões de baixa velocidade, recirculações, separação do escoamento e formação de estruturas do tipo wake-jet, sugerindo aumento das perdas hidráulicas internas. Conclui-se que, para as geometrias avaliadas, a simples inclusão de splitter blades não resultou em ganho de desempenho hidráulico da bomba estudada.listelement.badge.dso-type Item , Validação de bancada de bombas centrífugas e análise energética e financeira de métodos de controle de vazão(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-06-06) Vicente, Lucas Figueiredo; Reis, Victor dos; Dário, Evandro Rodrigo; http://lattes.cnpq.br/7933599187987856; Assunção, Charles Sostenes; https://orcid.org/0000-0002-9747-3896; http://lattes.cnpq.br/4674971033460048; Suzuki, Eduardo Makoto; http://lattes.cnpq.br/8037309056351396Este trabalho tem como objetivo validar uma bancada experimental para ensaios de bombas centrífugas, a partir da comparação entre curvas características fornecidas por fabricantes e aquelas obtidas experimentalmente em laboratório. Foram utilizadas bombas centrífugas comerciais, instaladas em bancada construída especificamente para esse fim, com instrumentação para medição de vazão, pressão e potência elétrica. A metodologia contemplou a calibração dos instrumentos, ensaios com variações de rotores e frequências, e a coleta de dados para determinação das curvas de desempenho hidráulico. A partir dos dados obtidos, realizou-se a análise comparativa entre os resultados experimentais e os dados de catálogo, além de uma avaliação energética e financeira entre diferentes métodos de controle de vazão, como estrangulamento e uso de inversores de frequência. Os resultados demonstraram que a bancada permite obter dados confiáveis e coerentes com os apresentados pelos fabricantes, além de indicar que o controle de vazão por inversor de frequência pode representar economia significativa de energia elétrica. Conclui-se que a bancada é eficaz tanto para fins de validação quanto para estudos de eficiência energética em sistemas hidráulicos.listelement.badge.dso-type Item , Desenvolvimento e validação de um modelo estatístico para controle de emissões de NOx em uma Indústria Vidreira(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-06-18) Wagner, Gustavo Henrique Schneider; Oliveira, Lucas Adriano de; Assunção, Charles Sostenes; https://orcid.org/0000-0002-9747-3896; http://lattes.cnpq.br/4674971033460048; Dário, Evandro Rodrigo; http://lattes.cnpq.br/7933599187987856; Hesse, Rubens; https://orcid.org/0009-0004-8998-7784; http://lattes.cnpq.br/9562375163303168A emissão de óxidos de nitrogênio (NOx) provenientes de processos industriais de combustão representa um desafio significativo para a sustentabilidade ambiental e a saúde pública, pois esses poluentes atuam como precursores do ozônio troposférico e do material particulado fino, além de contribuírem para a formação de chuva ácida e provocarem inflamações nas vias respiratórias humanas. Na indústria vidreira, o processo de fusão da matéria-prima é uma das principais fontes desses poluentes, uma vez que a fusão ocorre a partir do calor gerado por intensos processos de combustão, condição que favorece significativamente a formação de NOx térmico. Este trabalho tem como objetivo estabelecer uma correlação entre as medições de emissão de NOx realizadas por meio de diferentes metodologias de monitoramento — uma conduzida internamente pela equipe da planta industrial e outra executada por empresa certificadora externa — visando à criação de um modelo preditivo confiável. A metodologia adotada baseou-se no ciclo DMAIC (Define, Measure, Analyze, Improve, Control), com a coleta de dados em ponto interno acessível. Foram monitoradas concentrações de NOx e outros gases, e os dados coletados foram analisados estatisticamente por meio do software Minitab. O modelo estatístico desenvolvido apresentou elevada confiabilidade, com R² e VIF compatíveis com os critérios técnicos, e possibilitou a previsão das emissões com base em variáveis operacionais. Foi realizada uma análise fatorial (DOE) para verificar os parâmetros com maior influência nas variações de emissões de NOx. Embora a configuração ideal proposta pelo modelo permitisse atingir níveis de emissão inferiores aos exigidos pela norma, identificou-se que a operação em regime subestequiométrico poderia comprometer a integridade dos regeneradores. Assim, foi sugerida uma configuração mais conservadora, validada por medição externa, que também manteve as emissões dentro dos limites legais.listelement.badge.dso-type Item , Influência da boretação da superliga inconel 718 na resistência ao desgaste por deslizamento(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-07-04) Santos, Cristian Hardt dos; Krazowski, Roberto Schreiner; Bonetti, Ivandro; http://lattes.cnpq.br/2022461977443669; Krelling, Anael Preman; https://orcid.org/0000-0002-7824-1133; http://lattes.cnpq.br/6889984937469875; Jeronimo, Jefferson Luiz; http://lattes.cnpq.br/7016298617611652A liga metálica Inconel 718 tem ganhado destaque em diversas aplicações industriais devido às suas propriedades mecânicas e resistência à corrosão. No entanto, sua dureza relativamente baixa pode levar a um desgaste acentuado em certas condições de uso. Para contornar esse problema, este estudo investigou a aplicação do tratamento termoquímico de boretação utilizando uma mistura composta por 90% de B₄C e 10% de KBF₄, com o objetivo de aumentar a dureza superficial da liga por meio da incorporação de boro. As amostras tratadas foram submetidas ao ensaio pino-disco, e seus desempenhos comparados aos de amostras não tratadas. Os resultados obtidos, analisados por meio de ensaio de perfilometria, demonstraram uma significativa melhora na resistência ao desgaste das amostras boretadas, independentemente das condições de carga e velocidade aplicadas. Além disso, observou-se que o desgaste não ultrapassou a camada superficial modificada pelo tratamento, evidenciando a eficácia do processo de boretação na proteção da Inconel 718. Esse resultado reforça o potencial do tratamento para aplicações industriais que exigem maior durabilidade e resistência ao desgaste.listelement.badge.dso-type Item , Influência do comprimento da pista e da distância de deslizamento na resistência ao desgaste alternado em substratos ferrosos(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-06-16) Giacomelli, Bruno; Goulart, Matheus Zermiani; Krelling, Anael Preman; Jeronimo, Jefferson Luiz; http://lattes.cnpq.br/7016298617611652; https://orcid.org/0000-0002-7824-1133; http://lattes.cnpq.br/6889984937469875; Bonetti, Ivandro; http://lattes.cnpq.br/2022461977443669O estudo examina como o comprimento da pista e a distância de deslizamento influenciam a resistência ao desgaste alternado em substratos ferrosos. Esses dados são cruciais para a seleção de materiais e otimização de processos industriais, promovendo a durabilidade dos componentes mecânicos. Nos ensaios, realizados com aço SAE 1020, utilizou-se um tribômetro desenvolvido no Instituto Federal de Santa Catarina especificamente para o estudo de desgaste alternado. A metodologia envolveu a avaliação de amostras sob duas condições de comprimento de pista e distância de deslizamento. Os resultados obtidos nesse estudo não só expandem o conhecimento na tribologia, mas também possuem importantes aplicações práticas na engenharia, podendo auxiliar a indústria na busca por eficiência. A relevância deste estudo está em oferecer uma análise de resultados onde o volume de material removido é proporcional a distância total de deslizamento.listelement.badge.dso-type Item , O impacto da ausência de manutenção preventiva sobre a disponibilidade eletromecânica de uma máquina de moldar: estudo de caso(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-07-07) Garda, Alysson Fernando; Santos, Jenerson Everaldo Varela; Hesse, Rubens; https://orcid.org/0009-0004-8998-7784; http://lattes.cnpq.br/9562375163303168; Gilapa, Leonidas Cayo Mamani; https://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/busca.do; Scherer, Julio Fabio; http://lattes.cnpq.br/9435835626983247A competitividade industrial moderna exige que as empresas busquem continuamente a eficiência e a otimização de seus processos produtivos. Nesse cenário, a disponibilidade eletromecânica dos equipamentos é um fator crítico para o sucesso das operações, especialmente em setores que dependem de máquinas de alta precisão e complexidade, como as máquinas de moldar. A interrupção inesperada de um equipamento pode gerar perdas significativas, desde a redução da produtividade e o descumprimento de prazos até o aumento exponencial dos custos de manutenção e a diminuição da qualidade do produto final. Historicamente, muitas indústrias operam sob uma filosofia de manutenção corretiva, onde a intervenção só ocorre após a falha do equipamento. Embora essa abordagem possa parecer mais simples à primeira vista, os custos ocultos e as consequências negativas em termos de disponibilidade e eficiência são, na maioria das vezes, muito superiores aos benefícios de uma manutenção planejada. A ausência de manutenção preventiva emerge como um problema central nesse contexto, pois a negligência em ações proativas, como inspeções regulares, lubrificação e substituição programada de componentes, invariavelmente leva a falhas inesperadas e à consequente inatividade da máquina. Quantificar o impacto da ausência de manutenção preventiva sobre a disponibilidade eletromecânica de uma máquina de moldar, por meio de um estudo de caso aprofundado. A máquina de moldar, por sua complexidade e papel crucial na cadeia produtiva, serve como um excelente objeto de estudo para demonstrar as consequências diretas e indiretas da falta de planejamento na gestão de ativos. Ao longo deste estudo, buscaremos evidenciar como a negligência em práticas preventivas pode comprometer não apenas a operação individual de um equipamento, mas a eficiência global de um sistema de produção, reforçando a importância estratégica da manutenção preventiva para a sustentabilidade e a lucratividade das operações industriais. Após a análise de dados produtivos de um período de 12 meses, foi observado que quanto mais horas de manutenção um equipamento possui, maior será a disponibilidade dos ativos para a operação.