TÉCNICO PROJETO HANDS-ON 2017.1 EQUIPE GEORGE GABRIEL STOKES

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Dentre estas atividades, gravação e edição de vídeos, formatação da apresentação, participação de workshop e ensaio da apresentação foram outras tarefas que o grupo fez em conjunto.

Em homenagem à George Gabriel Stokes, foi concedido o nome ao grupo por este ter contribuído de forma positiva à engenharia mecânica. Stokes (1819-1903) foi um famoso físico e matemático britânico por seus estudos no comportamento da viscosidade dos fluidos, e em particular pela Lei da Viscosidade, que descreve o movimento de uma esfera sólida em um fluido (BRITANNICA, 1999).

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DESENVOLVIMENTO DO PROJETO

A definição de um modelo ideal do projeto pode ser uma das tarefas mais complicadas no quesito desenvolvimento de um novo produto a partir de um problema, diversas soluções são encontradas, mas poucas tornam-se viáveis. Para otimizar essas decisões, a técnica de brainstorming foi utilizada. Conforme cita Nunes (2008) o brainstorming, também conhecido como tempestade de ideias, é um método coletivo de geração de novas ideias, realizado por meio da contribuição e participação de diversos indivíduos inseridos num determinado grupo. Com esta técnica pode-se gerar diversas possíveis soluções ao problema, delas optou-se por medir a massa do corpo de prova com sistema de deformação de molas.

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DEFINIÇÃO DO CONCEITO

Durante a etapa de definição do conceito pensou-se em montar o dispositivo sobre uma base fixa, colocar três molas em paralelo guiadas por um eixo central, e uma base superior que seria móvel conforme a carga fosse aplicada. Para leitura do resultado foi considerado um braço tendo um eixo de rotação na base fixa e um eixo acoplador na base móvel, esse movimento estaria sobreposto a uma escala. A Figura 1 demonstra um croqui do projeto quando ainda estava na fase de conceito.

Figura 1- Croqui do projeto

[pic 1]

Fonte: O Autor.

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DIVISÃO DE TAREFAS

Para que fosse possível cumprir com o prazo e todas as tarefas exigidas para o desenvolvimento, se fez necessário uma divisão de tarefas entre os participantes, portanto foi verificado as habilidades de cada membro do grupo para que da melhor forma cada um pudesse contribuir. Dessa forma criou-se pequenos grupos que focaram em determinadas tarefas para que fosse possível melhor aproveitamento de tempo e otimização do projeto.

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DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES

A etapa de dimensionamento dos componentes pode-se dizer que foi uma das que mais exigiu atenção e dedicação. É a partir dela que o modelamento das peças foi feito, para que tudo pudesse trabalhar conforme planejado e garantir a precisão necessária. Alguns ajustes foram necessários pensando na etapa de fabricação, considerar redução de peso e otimizar o tempo de fabricação foram alguns pontos que fizeram com que o croqui e o protótipo final tivessem algumas diferenças, porém o conceito permaneceu o mesmo. No Apêndice A é possível verificar os passos e cálculos utilizados para confecção do projeto. Cálculos estruturais não foram feitos para esta aplicação.

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PROTOTIPAGEM

Grande parte das peças foram fabricadas em plástico Ácido Poliláctico (PLA), que é um biopolímero renovável produzido a partir da dextrose (açúcar) extraído de materiais de fontes renováveis (RESINEX, 2017). Recebendo auxílio de uma impressora 3D com tecnologia de fusão e deposição de material da marca Makerbot, todas as peças com esse material foram fabricadas. A Fusão e Deposição de Material (FDM) é uma tecnologia de impressão 3D que constrói a peça camada por camada da base até a parte superior da peça por aquecimento e extrusão de um filamento de termoplástico (STRATASYS, 2017).

Com esta técnica de fabricação mecânica, foi possível imprimir em 3D as peças conforme projeto de forma rápida, precisa e autônoma. A Figura 2 demonstra a etapa de programação para impressão utilizada para fabricar as peças, o software utilizado foi o Makerbot Print.

Figura 2- Simulação da etapa de impressão 3D

[pic 2]

Fonte: O Autor.

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USINAGEM

Para colunas guias do protótipo, optou-se por fabricar em aço ABNT 1045, e para deixá-los na medida correta, foi feito usinagem por torneamento. A usinagem por torneamento, como cita Almeida (2014) é um processo de fabricação mecânica que consiste na remoção de material por corte, obedecendo a medidas, geometria e normas do desenho.

A usinagem foi feita após a impressão das bases, isto por ser uma forma mais simplificada de encaixar as peças, visto que as peças impressas em 3D têm uma variação dimensional imprevisível e são mais difíceis de corrigir.

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MONTAGEM

Na etapa de montagem foi necessário utilizar alguns elementos de maquinas para fazer a fixação das peças. Neste caso foram utilizados parafusos para fixar as colunas, e as molas que são responsáveis pela rigidez do sistema. A deformação das molas fará com que seja possível fazer a leitura da massa. No Apêndice C pode-se ver detalhadamente todas as peças que compõem o protótipo.

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CALIBRAÇÃO

Considerando que no dimensionamento teórico não foram adotadas perdas com atrito, e a constante elástica das molas ter um comportamento de forma não linear, se fez necessário uma calibração para que esses fatores não gerem erros de leitura. Devido forças externas, a mola não demonstrava força suficiente para retornar ao seu ponto de origem, para resolver este problema, foi considerado que quando as molas estivessem em seus “pontos zero reais” elas já possuiriam uma pré-carga, portanto foi necessário adicionar batentes limitadores de altura nas colunas.

Para conferência foram utilizados corpos de prova com massa