Trabalho de Conclusão de Curso

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Análise de desempenho de hélice produzida por engenharia reversa e manufatura aditiva
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2023-12-14) Faé, Vitor Ortiz; Boelter, Natalia Madalena; http://lattes.cnpq.br/6999785952090930; Correia, Anderson Luis Garcia; http://lattes.cnpq.br/7336459036945082; Schreiber, Rafael Gustavo; http://lattes.cnpq.br/5659815716062847; Boelter, Natalia Madalena; http://lattes.cnpq.br/6999785952090930
O aumento da busca por energias renováveis é uma tendência que vem avançando ao longo dos últimos anos e com ele se buscam novos meios para otimizar essa tecnologia tão recente. Para isso se faz necessário um framework que seja confiável e este trabalho propõe que a união da impressão 3D com a Engenharia Reversa é capaz de reproduzir hélices e posteriormente gerar novas hélices modificadas para o estudo de diferentes parâmetros na produção da energia eólica. Para isso se faz necessário realizar o teste dessa junção de tecnologias para fabricar uma hélice capaz de reproduzir o desempenho da hélice de controle que é tida como base para o presente trabalho. Neste trabalho foi realizada a impressão 3D de uma hélice, onde primeiro foram coletadas as dimensões da hélice original, em seguida algumas medidas críticas são alteradas no processo de modelagem via CAD (Computer-Aided Design), visando as limitações impostas pela manufatura por FDM (Fused Deposition Modeling) e posteriormente, com as peças impressas, ocorreu a montagem. Com a hélice montada partiu-se para os testes medindo peso, tensão, corrente e rotação máxima que ambas hélices geram no túnel de vento. Os resultados médios obtidos nos testes da hélice original foram de 17 V de tensão, 0,25 A de corrente e 5961,5 rpm aos noventa segundos de rotação máxima, já para a hélice impressa obteve-se 13,75 V de tensão, 0,275 A de corrente e 5010,5 rpm de rotação máxima. Com esses dados foi feita uma análise estatística para validar os dados e as hipóteses levantadas. Após todos os passos foi observado a diferença no peso, tensão e rotação máxima entre as hélices, levantando diversas hipóteses sobre qual a causa da diferença. A principal conclusão é de que o método de engenharia reversa não teve o resultado desejado devido a complexidade geométrica da hélice, além dos limites impostos pela manufatura aditiva pedirem por mudanças dimensionais significativas na hélice. No entanto, a manufatura e os testes foram bem-sucedidos, não apresentando problemas estruturais na hélice impressa. O teste comparativo estabeleceu um padrão para futuras pesquisas, indicando a necessidade de explorar novos métodos de engenharia reversa para reduzir as diferenças entre as hélices.
Desenvolvimento de carroceria e análise CFD para um veículo de competição de eficiência energética
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2023-12-18) Jutel, Vinicius Guimarães; Osório, Fernando da Silva; http://lattes.cnpq.br/8941566791190985; http://lattes.cnpq.br/9374642719129570; Osório, Fernando da Silva; http://lattes.cnpq.br/8941566791190985; Araldi, Ariton; http://lattes.cnpq.br/1303025471600833; Muhl , Ricardo Teran; http://lattes.cnpq.br/0255677684508610
A indústria automotiva enfrenta o desafio de reduzir as emissões de gases poluentes, impulsionando o desenvolvimento de tecnologias, sendo os carros elétricos algo promissor. A Shell Eco-marathon visa a eficiência energética e o desenvolvimento de veículos mais eficientes, abrangendo todas as partes, que inclui a eficiência aerodinâmica. Este estudo concentra-se no desafio do arrasto aerodinâmico em carrocerias de veículos para a competição, utilizando simulações CFD (Computational Fluid Dynamics) para projetar e testar virtualmente. Com base nessas simulações, foram desenvolvidos três modelos de carrocerias, e identificado o Modelo 2 como um intermediário eficaz entre simplicidade e eficiência aerodinâmica. O SCz de 0,0417 m2, resultado do coeficiente de arrasto multiplicado pela área frontal, evidenciando o Modelo 2 como uma opção viável para construção e aplicação em competições de eficiência energética.
Proposta de sistematização das etapas de um projeto adaptativo utilizando engenharia reversa
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2023-12-11) Pozenato, Reinaldo de Souza; Boelter, Natalia Madalena; http://lattes.cnpq.br/6999785952090930; http://lattes.cnpq.br/0449439165889017; Boelter, Natalia Madalena; http://lattes.cnpq.br/6999785952090930; Pereira, Matheus Fontanelle; http://lattes.cnpq.br/4881743427309732; Schreiber, Rafael Gustavo; https://lattes.cnpq.br/5659815716062847
O presente trabalho propõe uma sistematização do desenvolvimento de projetos mecânicos adaptativos utilizando para isto a engenharia reversa, devido a falta de conteúdo acerca do tema. Projetos mecânicos adaptativos são formulados a partir de uma peça ou conjunto de componentes já existentes que desempenham uma função específica mas que não atendem a todas as necessidades do cliente. A sistematização proposta se deu em três diferentes etapas, utilizando de definições do referencial bibliográfico, baseadas em um fluxo contínuo de atividades com entradas que geram saídas às próximas fases. Assim as etapas foram definidas da seguinte forma: aquisição de dados do equipamento, engenharia reversa do componente ou conjunto original e novo projeto final. Em cada uma destas etapas existem tarefas a serem cumpridas, para que seja possível assim passar as demais, seguindo assim sempre um fluxo constante, com objetivo claro de chegar ao produto final adaptado às necessidades do cliente. Após a definição da sistematização então para validá-la foi desenvolvido projeto adaptativo de um conjunto mecânico simples denominado ponto de ancoragem, utilizando como forma de validação da sistematização o valor do produto final igual ou menor ao original já considerando a adaptação conforme a necessidade do cliente.
Integração veicular do guindaste pc11.85: ferramenta para o cálculo da estabilidade e da distribuição de cargas
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2023-12-18) Engels, Rafael; Boelter, Natalia Madalena; http://lattes.cnpq.br/6999785952090930; http://lattes.cnpq.br/1707052820271781; Osório, Fernando da Silva; http://lattes.cnpq.br/8941566791190985; Araldi, Ariton; http://lattes.cnpq.br/1303025471600833
Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma ferramenta para calcular e apresentar a estabilidade em integrações veiculares do guindaste PC11.85, produto desenvolvido pela Potenza Comércio e Fabricação de Equipamentos Hidráulicos. Além disso, tem-se o objetivo de fornecer os resultados da estabilidade do guindaste articulado e apre- sentar a distribuição de cargas no caminhão, a partir de uma ferramenta em Excel. A metodologia adotada para a realização deste trabalho incluiu o estudo da legislação pertinente, bem como a análise de datasheets de caminhões e cálculos para estabi- lidade de caminhões. A partir das definições e informações disponíveis pelo cliente, foi possível delimitar as ações a serem executadas na ferramenta, visando auxiliar tanto na avaliação da qualidade da integração veicular deste modelo de guindaste com o caminhão do cliente, quanto na segurança operacional. Há limitações quanto à entrada de dados dos caminhões, mas estas podem ser contornadas com a obtenção direta das informações com os clientes. A ferramenta desenvolvida pode atender a grande parte das integrações veiculares. Os resultados obtidos demonstram que a ferramenta é capaz de realizar os cálculos de estabilidade e distribuição de cargas de maneira eficiente, auxiliando os operadores do equipamento e a Potenza no processo de integração do guindaste com os diversos tipos de caminhão existentes no mercado. As conclusões apontam para a importância da utilização de ferramentas de cálculo para a integração veicular de guindastes, a fim de garantir a segurança operacional e a eficiência no processo de integração.
Estudo do fenômeno de adsorção para aplicação em sistemas de refrigeração
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2023-12-12) Gabriel, Murilo Pierre; Pereira, Matheus Fontanelle; Osório, Fernando da Silva; http://lattes.cnpq.br/8941566791190985; http://lattes.cnpq.br/4881743427309732; http://lattes.cnpq.br/2389957896431617; Osório, Fernando da Silva; http://lattes.cnpq.br/8941566791190985; Pereira, Matheus Fontanelle; http://lattes.cnpq.br/4881743427309732; Machado, Diego Bittencourt; http://lattes.cnpq.br/0411735138264322; Ponce, Gustavo Henrique Santos Flores; http://lattes.cnpq.br/4950687532300996
Este trabalho realiza um estudo referente ao fenômeno da adsorção, focando em possível aplicação em sistemas de refrigeração. O objetivo é identificar a capacidade que o carvão apresenta para adsorver o formiato de metila, fluido selecionado devido a sua compatibilidade e propriedades de saturação. Foi construída uma câmara na qual uma massa mensurada de carvão foi posta dentro, e em seguida feito um vácuo parcial. Após isso inseriu-se o fluido que atuou como adsorvato no processo, o formiato de metila. Ao ser inserido ele evaporava rapidamente devido ao vácuo ali presente, e na forma de vapor, era adsorvido pelo carvão. Esse processo retirava partículas de formiato de metila da atmosfera interna da câmara, tornando o ar ali presente mais rarefeito, e diminuindo a pressão novamente até um determinado ponto. Os experimentos foram feitos iterativamente afim de se coletar dados, e os mesmos foram plotados em um gráfico a partir de uma tabela. Por meio de computação numérica foi feita uma regressão polinomial para encontrar as equações que descrevessem os gráficos, substituídas na Equação dos Gases Ideais, e feito a derivação da massa em relação ao tempo, para assim encontrar a taxa de adsorção. Foi feito a análise dos resultados obtidos referente ao comportamento do fenômeno nas experimentações feitas e realizada análise estatística dos números obtidos. Os experimentos e sua investigação, demonstrou que a capacidade de gerar gradientes de pressão do par adsorvente/adsorvato estudado é considerável, e pode ser utilizada para testes em protótipos.
Simulação de um braço robótico para realização do acabamento em roda motriz no processo de fundição
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2023-12-11) Nunes, Matheus Almeida; Silva, Rogério da; http://lattes.cnpq.br/3057933696647824; http://lattes.cnpq.br/1624728526237229; Gonzaga, Diego Augusto; http://lattes.cnpq.br/7319480744613751; Boelter, Natalia Madalena; http://lattes.cnpq.br/6999785952090930
Vive-se numa nova era industrial, onde diversas tecnologias podem ser utilizadas para a execução de tarefas árduas e repetitivas, proporcionando uma melhoria na qualidade, padronização do processo, redução no tempo de desenvolvimento da atividade, além da qualificação do corpo de colaboradores e modernização da empresa. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo a simulação da tarefa de acabamento em roda motriz, através do software RobotStudio, esse algoritmo utiliza o braço robótico para o acabamento da peça, dessa forma, é possível realizar projeções de tempo necessário para a execução dessa atividade, com o intuito de aumentar a eficiência na produção da atividade, padronização do processo e melhoria na qualidade do produto.
Avaliação de parâmetros em estampagem incremental para chapas de policloreto de vinila (PVC)
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2023-12-15) Macedo, Maria Eduarda Silva de; Schreiber, Rafael Gustavo; https://lattes.cnpq.br/5659815716062847; http://lattes.cnpq.br/4428044371368505; Schreiber, Rafael Gustavo; https://lattes.cnpq.br/5659815716062847; Boelter, Natalia Madalena; http://lattes.cnpq.br/6999785952090930; Karsburg, Vilma Gisele; https://lattes.cnpq.br/4572175405573685
Este trabalho avalia a estampabilidade de chapas de Policloreto de Vinila (PVC) por meio da realização de doze experimentos de estampagem incremental de ponto único (SPIF). Para esse fim, um sistema foi montado, incluindo um braço robótico ABB IRB 140, uma ferramenta semiesférica de 10 mm, chapas de PVC com 0,7 mm de espessura, lubrificante Starrett M1, dispositivo de fixação, multímetro com sensor de temperatura, soprador térmico e um suporte. A sequência operacional compreendeu a fixação da chapa, a aplicação de lubrificante e o aquecimento controlado pelo soprador térmico, mantendo a temperatura monitorada através do sensor térmico. Durante a conformação, a temperatura e o incremento vertical (Δz) foram variados e a ferramenta seguiu a trajetória de hiperboloide até a identificação da primeira ruptura na peça. O objetivo desse estudo foi estabelecer a relação entre os dois parâmetros citados e a deformação final da peça, buscando proporcionar sua previsibilidade. Assim, a análise de regressão linear múltipla foi empregada para examinar essa relação, resultando na equação de regressão que apresentou um erro máximo de 14,77%. Posteriormente, observou- se que o menor incremento vertical combinado a maior temperatura promove a deformação máxima. Por fim, foi constatado que a espessura de 0,7 mm favorece o surgimento de rugas na peça, e esse efeito é acentuado com o aumento da temperatura.
Análise técnica do projeto de fabricação da carcaça de mandril no trator cortador de grama husqvarna modelo TS 142
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2023-12-12) Aurelio, Maickon Noro; Araldi, Ariton; http://lattes.cnpq.br/1303025471600833; Araldi, Ariton; http://lattes.cnpq.br/1303025471600833; Pereira, Matheus Fontanelle; http://lattes.cnpq.br/4881743427309732; Muhl , Ricardo Teran; http://lattes.cnpq.br/0255677684508610
A presente pesquisa aborda uma análise técnica do projeto de fabricação da carcaça de mandril no trator cortador de grama Husqvarna modelo TS 142, com o objetivo de aumentar sua vida útil operacional. A pesquisa inicia com a identificação do material mais adequado, considerando resistência mecânica e custo-benefício. A análise de elementos finitos da estrutura original revelou um preocupante fator de segurança de 0,581807, levando a modificações no formato da peça e a mudança para aço 1020. Simulações subsequentes indicaram uma distribuição mais eficiente de forças, resultando em um notável aumento no fator de segurança para 30,6659. O processo evoluiu para a geração de um código CNC para a produção eficiente da peça otimizada. Os resultados destacam não apenas a resolução das falhas iniciais, mas também estabelecem bases sólidas para futuras otimizações na engenharia mecânica. O estudo, caracterizado como pesquisa descritiva e explicativa, combina abordagens qualitativas e quantitativas, utilizando conhecimentos de engenharia mecânica e técnicas de análise de elementos finitos. Este trabalho não apenas contribui para a compreensão das falhas mecânicas, mas também fornece diretrizes práticas para aprimorar a durabilidade e desempenho de peças em contextos similares.
Análise de resistência de uma garra florestal através do método de elementos finitos
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2023-12-13) Luz, Lucas Willian da; Schreiber, Rafael Gustavo; https://lattes.cnpq.br/5659815716062847; Correia, Anderson Luis Garcia; http://lattes.cnpq.br/7336459036945082; Boelter, Natalia Madalena; http://lattes.cnpq.br/6999785952090930; Schreiber, Rafael Gustavo; https://lattes.cnpq.br/5659815716062847
Este trabalho teve como finalidade abordar um estudo de simulação de ruptura das unhas de garras florestais fabricadas pela empresa Potenza. O objetivo foi identificar as tensões envolvidas neste dispositivo através do método de elementos finitos, utilizando a ferramenta de simulação do Solidworks, para reduzir a possibilidade de ocorrência deste problema. Então, com a análise e as condições de contorno bem definidas, foi analisado o processo durante o carregamento de madeira e impacto da máquina que colide em certos momentos durante o manuseio do operador. Com isso, foi possível identificar o ponto com menor fator de segurança igual a 1,55 no centro da chapa da unha, e foram então propostas medidas preventivas no projeto através do desenvolvimento de um reforço maior. Ao implementá-las, foi obtido um produto final com o fator de segurança mínimo igual a 3, contribuindo para o desenvolvimento do projeto na garra florestal analisada.
Desenvolvimento de protótipo de uma router CNC de baixo custo
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2023-12-18) Bernardi, Lucas Vanassi; Muhl, Ricardo Teran; http://lattes.cnpq.br/0255677684508610; Muhl, Ricardo Teran; http://lattes.cnpq.br/0255677684508610; Araldi, Ariton; http://lattes.cnpq.br/1303025471600833; Osório, Fernando da Silva; http://lattes.cnpq.br/8941566791190985
Máquinas CNC (Comando Numérico Computadorizado) são equipamentos que executam de forma fácil projetos de alta complexidade em menor tempo pois conseguem com uma máquina reduzir algumas etapas dos processos de produção, com alta precisão. Contudo o custo para aquisição de uma máquina deste porte para uma pequena empresa dificilmente será viável, com isso, o presente trabalho tem como objetivo desenvolver o projeto para a construção de uma Router CNC pequena que consiga usinar diversos tipos de materiais como ACM, MDF, plásticos entre outros. Para escolha dos materiais buscou-se escolher sempre produtos que sejam comerciais, fáceis de comprar, que estivessem prontos para uso, e também que fosse possível aumentar o tamanho da máquina e utilizar os mesmos materiais. Que assim o protótipo tenha a versatilidade de poder ser usado para diversos segmentos alterando poucos pontos da máquina, mas principalmente ser utilizado no setor moveleiro. O projeto foi validado com a construção do mesmo e posteriormente foi feito ensaios experimentais para verificar sua precisão.
Projeto de um dispositivo de montagem para garras florestais
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2023-12-14) Mendes, Lucas Sanga; Correia, Anderson Luis Garcia; Boelter, Natalia Madalena; http://lattes.cnpq.br/6999785952090930; http://lattes.cnpq.br/7336459036945082; Boelter, Natalia Madalena; http://lattes.cnpq.br/6999785952090930; Correia, Anderson Luis Garcia; http://lattes.cnpq.br/7336459036945082; Schreiber, Rafael Gustavo; https://lattes.cnpq.br/5659815716062847; Gonzaga, Diego Augusto; http://lattes.cnpq.br/7319480744613751
Nesse trabalho foi desenvolvido um projeto conceitual de um dispositivo que tem por objetivo auxiliar na montagem de garras florestais. O projeto foi desenvolvido com base na metodologia de desenvolvimento de projetos de Pahl et. al (2005) e gerou ao fim do processo um modelo conceitual funcional. Além da funcionalidade, conceitualmente o dispositivo também foi capaz de elevar a cabeça da garra em até um metro comparando seu ponto mais baixo com o solo, o que visa trazer maior conforto para os montadores. Os principais componentes do dispositivo foram dimensionados com base nas equações da estática e nos esforços internos que as forças externas causaram neles. Além do dimensionamento padrão, envolvendo determinação das principais medidas, também foram detalhados o estado plano de tensão dos elementos, as orientações dos planos de cisalhamento máximo e de tensões normais máximas e mínimas, e a intensidade das forças em cada uma dessas orientações, buscando demonstrar onde poderiam ser construídos reforços para fortalecer a estrutura. Por fim foi utilizada a teoria de falhas de Von Mises e os elementos demonstraram-se capazes de suportar as solicitações projetadas.
Falhas em impressões por entupimento do cabeçote de impressoras epson da linha ecotank 3000: projeto de conjunto para desentupimento de cabeçote
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2023-12-12) Medeiros, Guilherme Narciso; Boelter, Natalia Madalena; http://lattes.cnpq.br/6999785952090930; Boelter, Natalia Madalena; http://lattes.cnpq.br/6999785952090930; Pereira, Matheus Fontanelle; http://lattes.cnpq.br/4881743427309732; Gonzaga, Diego Augusto
O entupimento de cabeçote de impressão é um fenômeno que compromete a qualidade de impressões realizadas, em casos de entupimento agudo isso pode ser resolvido, na maioria das vezes, ao realizar impressões com a maior qualidade de impressão disponível. Porém nos casos mais graves se faz necessário o uso da limpeza via software, a qual utiliza da própria tinta para realizar o desentupimento. O presente trabalho tem como objetivo o de estudar os motivos de entupimento e propor um conceito de conjunto de desentupimento dos bicos de impressão para casos graves que evite uso de tinta para desentupimento dos bicos de impressão.
Integração de princípios de economia circular nas operações e cadeias de abastecimento de uma indústria de motores elétricos: um caso de estudo
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2023-10-10) Andrade, Guilherme de Souza; Boelter, Natalia Madalena; Ribeiro, Maria Teresa Pereira; http://lattes.cnpq.br/6999785952090930; http://lattes.cnpq.br/4563753135084385; Lopes, Manuel Pereira; Campos, Lucila Maria de Souza; http://lattes.cnpq.br/0734311707280115
O mercado de motores elétricos está a experienciar um crescimento significativo devido à sua adoção em diversos setores industriais. Esta crescente procura sublinha a importância da gestão do fim de vida dos motores elétricos e a necessidade de estratégias apropriadas para os materiais de alto valor neles incorporados. Esta dissertação tem como objetivo desenvolver um quadro para a implementação de práticas de economia circular na cadeia de abastecimento da indústria de motores elétricos. A revisão da literatura indicou que o tema da metodologia para a seleção do melhor cenário de fim de vida para motores elétricos industriais ainda carece de uma quantidade significativa de abordagens e estudos. A reciclagem, como estratégia de fim de vida do produto, foi identificada como a principal área de foco de pesquisa. A recuperação de motores era uma área pouco explorada, mas reconhecida como crucial para prolongar os ciclos de vida dos produtos. Para compreender a situação atual, foi realizada uma análise dos processos de enrolamento, incluindo uma revisão da cadeia de abastecimento da resina utilizada na impregnação do motor e do cobre usado para o enrolamento. Além disso, foi examinado o setor de serviços responsável pela recuperação de motores. Posteriormente, o quadro de economia circular proposto é aplicado de forma sistemática aos processos e à cadeia de abastecimento da indústria de motores elétricos. Este quadro foi concebido para servir como um ponto de partida, facilitando a adoção de estratégias de economia circular pela indústria. A implementação destas estratégias tem o potencial de melhorar significativamente o desempenho global em termos de sustentabilidade da indústria de motores elétricos.
Avaliação da influência da velocidade de soldagem no processo TIG
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2023-12-13) Skonieczny, Bruna Moreira; Schreiber, Rafael Gustavo; https://lattes.cnpq.br/5659815716062847; Schreiber, Rafael Gustavo; https://lattes.cnpq.br/5659815716062847; Muhl, Ricardo Teran; http://lattes.cnpq.br/0255677684508610; Boelter, Natalia Madalena; http://lattes.cnpq.br/6999785952090930
A soldagem TIG, vem se mostrando cada vez mais presente dentro das indústrias, tanto de forma manual, bem como mecanizada. Indústrias como aeroespacial, aeronáutica e nucleares, onde utiliza-se peças finas ou de precisão, buscam a aplicação da solda TIG em seus processos, visando maior qualidade e a praticidade que a TIG oferece. Porém, para atingir a melhor qualidade possível neste processo, é necessário atentar-se à parâmetros que podem interferir no mesmo, sendo corrente, distância eletrodo peça e velocidade de soldagem. Portanto, o presente trabalho visa buscar qual a real interferência da velocidade neste processo, com a realização de ensaios incluindo um braço robótico para auxiliar na precisão dos demais parâmetros a serem aplicados, bem como na variação da velocidade. Para a real demonstração da qualidade das soldagens, foram realizadas análises metalográficas para que fosse possível observar quais foram as reações com a variação da velocidade. Sendo obtido o valor mais adequado da velocidade de 2,5 mm /s.
Estampagem incremental em chapas de alumínio: estudo experimental em chapas de alumínio com aplicação de ANOVA e regressão linear
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-12-04) Gulo Junior, Fábio Henrique; Schreiber, Rafael Gustavo; http://lattes.cnpq.br/5659815716062847; http://lattes.cnpq.br/4336843657728480; Schreiber, Rafael Gustavo; http://lattes.cnpq.br/5659815716062847; Boelter, Natalia Madalena; http://lattes.cnpq.br/6999785952090930; Karsburg, Vilma Gisele; http://lattes.cnpq.br/4572175405573685
Este trabalho investiga o processo de Estampagem Incremental (Incremental Sheet Forming – ISF) com o objetivo de analisar como diferentes parâmetros influenciam a deformação máxima obtida em chapas metálicas. A partir de uma revisão bibliográfica abrangente, são apresentados os fundamentos históricos, técnicos e operacionais da ISF, destacando-se suas vantagens em relação aos métodos convencionais de conformação. Foram realizados experimentos variando-se principalmente o incremento vertical (Δz ) e a velocidade de avanço (v ), e os resultados foram avaliados por meio de Regressão Linear Simples e Análise de Variância (ANOVA). Os resultados mostraram que o incremento vertical exerce influência estatisticamente significativa sobre a deformação final, enquanto a velocidade de avanço apresentou efeito reduzido. Também não foi identificada interação significativa entre os fatores analisados. A validação do modelo de regressão indicou erros baixos, resultando em erro médio geral de 3,47%. Conclui-se que entre os parâmetros avaliados neste trabalho, o incremento vertical é o principal determinante da deformação máxima no processo SPIF.
Avaliação experimental do desempenho de turbinas eólicas de eixo vertical darrieus rotor-H confeccionadas em prototipagem 3D
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2024-03-27) Cabral, Thainara Hamerski; Schreiber, Rafael Gustavo; Osório, Fernando da Silva; http://lattes.cnpq.br/8941566791190985; http://lattes.cnpq.br/5659815716062847; http://lattes.cnpq.br/2634879149006397; Schreiber, Rafael Gustavo; http://lattes.cnpq.br/5659815716062847; Pereira, Matheus Fontanelle; http://lattes.cnpq.br/4881743427309732; Boelter, Natalia Madalena; http://lattes.cnpq.br/6999785952090930
As turbinas eólicas de eixo vertical apresentam melhor desempenho para aplicações com alta turbulência e flutuações de fluxo de ar, se comparadas as turbinas de eixo horizontal. Porém a sua performance e eficiência variam de acordo com o modelo de aerofólio utilizado. Para comparar o desempenho de dois perfis de turbina Darrieus Rotor-H, o perfil NACA0015 e o perfil J-NACA0015, foram realizados testes experimentais em túnel de vento considerando diferentes velocidades (3 m/s, 4 m/s, 6 m/s e 8 m/s) que correspondem, respectivamente, a 25%, 50%, 75% e 100% da potência do túnel de vento. Sendo possível determinar os valores de velocidade de rotação e tensão elétrica da turbina para cada configuração do túnel de vento, considerando os dois perfis e dois diferentes ângulos de haste. Os valores máximos de velocidade de rotação e de tensão elétrica encontrados foram, respectivamente, de 780 RPM e 5 V, para o perfil NACA0015 (geometria sólida) com ângulo de haste de 40o.
Projeto de microturbina de baixo custo alimentada a gás de síntese para geração distribuída de energia elétrica
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2024-12-05) Sponga, Leonardo Cavalheiro; Pereira, Matheus Fontanelle; http://lattes.cnpq.br/4881743427309732; http://lattes.cnpq.br/2465349693277274; Pereira, Matheus Fontanelle; http://lattes.cnpq.br/4881743427309732; Osório, Fernando da Silva; http://lattes.cnpq.br/8941566791190985; Schreiber, Rafael Gustavo; https://lattes.cnpq.br/5659815716062847
A geração distribuída de energia elétrica é uma alternativa que se mostra muito promissora para diversificar a matriz elétrica brasileira, principalmente utilizando a biomasssa como combustível. Para isso, uma das opções mais viáveis é a utilização de microturbinas à gás, que possuem boa eficiência, porém geralmente são muito onerosas. Portanto, o presente trabalho teve como objetivo realizar a análise de viabilidade termodinâmica e econômica de construção, instalação e operação de uma microturbina de baixo custo utilizando turbocompressores automotivos e gás de síntese como combustível para geração distribuída de energia elétrica. Os parâmetros da biomassa utilizada foram levantados bibliograficamente, assim como as especificações de plantas de potência e seus respectivos equipamentos e processos, bem como os turbocompressores automotivos e suas similaridades com plantas de geração de potência de ciclo Brayton. Os resultados do estudo apontaram para um grande potencial de aplicação da planta de geração de energia projetada, principalmente em regiões remotas com grande disponibilidade de biomassa, já que o ciclo de geração de potência apresentou rendimento termodinâmico de cerca de 27%, com custo total de construção e instalação de cerca de R$ 90.000,00, o que equivale a menos de 25% do preço comercial de microturbinas disponíveis no mercado. Além disso, o custo de geração de energia foi estimado em cerca de R$0,37/kWh, sendo 35% menor que a tarifa de energia elétrica da CELESC em novembro de 2022 e 32% menor que o custo de geração de microturbinas disponíveis no mercado. Porém, a necessidade de utilização do sistema em conjunto com um gaseificador de leito fixo contracorrente aumenta o custo total da planta de geração, bem como a necessidade de compressão do combustível antes do mesmo ser injetado na câmara de combustão pode reduzir drasticamente a eficiência do ciclo de geração de potência.
Análise comparativa entre diferentes modelos de coletores térmicos via CFD aplicados a sistemas híbridos térmico-fotovoltaicos
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-12-08) Rudek, Alysson Henrique; Schreiber, Rafael Gustavo; https://lattes.cnpq.br/5659815716062847; https://lattes.cnpq.br/3992240017286865; Pereira, Matheus Fontanelle; https://lattes.cnpq.br/4881743427309732; Ponce, Gustavo Henrique Santos Flores; https://lattes.cnpq.br/4950687532300996
Neste trabalho foi realizada uma análise comparativa, por meio de simulações em CFD, do desempenho de dois modelos inovadores de coletores térmicos aplicado a sistemas térmico-fotovoltaicos (PVT) em relação a dois modelos comerciais. Foi avaliada a influência da geometria dos canais, incluindo número, espaçamento e área de contato fluido–chapa plana, sobre o comportamento térmico do sistema. Todos os coletores foram analisados em um sistema direto com circulação natural, avaliando- se a temperatura da água no reservatório, o ganho térmico no coletor, a distribuição de temperatura na chapa plana do coletor, a vazão mássica induzida e a eficiência térmica. Os resultados mostraram que coletores com maior número de canais e menor espaçamento apresentaram gradientes de temperatura mais uniformes, enquanto geometrias com canais de menor dimensão impuseram maior resistência ao escoamento, reduzindo a vazão mássica e, consequentemente, a elevação da temperatura no reservatório. Os modelos propostos demonstraram desempenho adequado para integração em sistemas híbridos PVT, ainda que com eficiência térmica instantânea inferior à dos modelos comerciais. Conclui-se que esses modelos representam alternativas viáveis para aplicações residenciais, destacando-se pelo menor custo decorrente do uso de alumínio e pela flexibilidade de fabricação possibilitada por processos como a estampagem incremental.
Desenvolvimento de dedo protético com acionamento por liga com memória de forma
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-12-08) Reyes, Bianca Grahl; Schreiber, Rafael Gustavo; https://lattes.cnpq.br/5659815716062847; https://lattes.cnpq.br/4280450440769586; Schreiber, Rafael Gustavo; https://lattes.cnpq.br/5659815716062847; Boelter, Natalia Madalena; https://lattes.cnpq.br/6999785952090930; Silveira, Julio Azambuja da; https://lattes.cnpq.br/6042171635747146
O presente estudo descreve o desenvolvimento de um dedo mecânico acionado por liga com memória de forma, explorando os fios de Nitinol como alternativa a motores convencionais. O projeto foi estruturado em duas etapas principais: desenvolvimento mecânico e desenvolvimento do sistema de acionamento. Na primeira etapa o desenho CAD do dedo foi elaborado com base em dimensões anatômicas e fabricado por manufatura aditiva, utilizando impressão 3D em PLA. Os fios de Nitinol foram submetidos ao processo de têmpera. Enquanto na segunda etapa foram fixados a pequenas placas de fenolite cobreadas, integrados ao mecanismo e ao sistema embarcado de controle composto por Arduino e três módulos de ponte H L298N. Ensaios experimentais foram conduzidos para avaliar a amplitude angular de cada uma das falanges e o comportamento do sistema durante o acionamento térmico do Nitinol. Os resultados obtidos demonstram a viabilidade da aplicação de ligas com memória de forma como atuadores em dispositivos biomecânicos compactos, embora tenham sido identificadas limitações relacionadas ao aquecimento, tempo de resposta e estabilidade mecânica. O estudo contribui para o avanço de projetos acessíveis e reprodutíveis voltados à reabilitação biomimética.
Aperfeiçoamento de um protótipo de rachador de lenha de fuso
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-12-15) Piucco, Nei Donizete; Matheus Fontanelle Pereira; Silva, Marlon Filippe Santos da; http://lattes.cnpq.br/7352347407387556; http://lattes.cnpq.br/4881743427309732; Araldi, Ariton; http://lattes.cnpq.br/1303025471600833; Muhl , Ricardo Teran; http://lattes.cnpq.br/0255677684508610; Schreiber, Rafael Gustavo; https://lattes.cnpq.br/5659815716062847
O protótipo a ser estudado foi desenvolvido inicialmente por outros acadêmicos do IFSC Campus Lages, foi totalmente finalizado, porém observou-se a necessidade de uma avaliação de suas condições e implementação de melhorias que seriam necessárias principalmente por questão de segurança. O protótipo é caracterizado por operação horizontal sobre mesa, ferramenta de corte cônica roscada e acionamento por motor elétrico com multiplicação do torque por meio de sistema de polias. Este trabalho está focado no estudo e implementação de melhorias em um protótipo de rachador de lenha encontrado no Laboratório de Fabricação do IFSC Campus Lages ao qual foi fabricado pelos alunos do Curso Técnico em Eletromecânica nas disciplinas de Processos de Usinagem I e Processos de Usinagem II. Tal protótipo é classificado como do tipo horizontal, lâmina cônica e acionamento elétrico. Neste estudo, propõe-se a adequação do referido protótipo com relação à questão da segurança operacional e sua comparação em termos de desempenho com um outro modelo de rachador de lenha de propriedade de um cidadão da região de Lages.

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