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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação


Escola de Engenharia de São Carlos
 
Engenharia Mecânica
 
Disciplina: SEM0587 - Fundamentos da Manufatura Aditiva
Fundamentals of Additive Manufacturing

Créditos Aula: 4
Créditos Trabalho: 2
Carga Horária Total: 120 h
Tipo: Semestral
Ativação: 15/07/2020 Desativação:

Objetivos
O objetivo da disciplina proposta é fornecer conceitos básicos da manufatura aditiva: princípios físicos e mecânicos e as aplicações das diferentes técnicas aditivas. Apresentar a Manufatura Aditiva dentro do contexto de conhecimento interdisciplinar, abordando principalmente os conceitos de Projeto Focado em Manufatura Aditiva (Design for Additive Manufacturing) com uso da técnica aditiva por extrusão de material.
 
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
2160031 - Zilda de Castro Silveira
 
Programa Resumido
1. A Manufatura aditiva na visão do projeto mecânico: uso nas fases iniciais do projeto e ao longo de seu desenvolvimento; 1.1. Fases de aquisição de modelos; processamento e pós-processamento em Manufatura Aditiva; 1.2. Normas ASTM/ISO para Manufatura Aditiva; 1.3. Técnicas aditivas; 1.3.1 Material Jetting; 1.3.2 Powder BedFusion; 1.3.3 Vat Polymerization; 1.3.4 Material Extrusion; 1.3.5 Direct Energy Deposition; 1.3.6 Sheet Lamination; 1.3.7 Binder Jetting; 1.4. Equipamentos comerciais industriais de desktop; 1.5. Equipamentos experimentais; 1.6. Requisitos de materiais para manufatura aditiva; 1.7. Hardware e software; 2. Técnica aditiva por extrusão; 2.1. Conceitos básicos do processo; 2.2. processamento por extrusão: conceitos básicos e parâmetros envolvidos; 2.3. técnicas de avaliação de microestrutura; 3. Projeto x parâmetros de processo: uso de planejamento de experimentos: conceitos, fundamentação matemática e estudos de caso.
 
 
 
Programa
O conteúdo da disciplina tem como proposta apresentar ao aluno de graduação em engenharia de materiais e manufatura, mecânica, aeronáutica e produção, conceitos básicos de Manufatura Aditiva por meio da seguinte proposta didática, dividida em três partes ao longo do semestre: 1ª foco: apresentar a influência da manufatura aditiva nas atividades de projeto e geração de protótipos ao longo do ciclo de vida do produto; apresentar conhecimentos básicos sobre as técnicas aditivas: princípios de estruturação de materiais, planejamento do processo, restrições e aplicações: diferenças entre equipamentos industriais e desktop; requisitos de matéria-prima para uso nos diferentes processos aditivos; hardware e software utilizados em impressoras 3D low-end; 2ª Foco: detalhar a técnica aditiva por extrusão de material: variações de mecanismos para extrusão, vantagens e restrições, conceitos básicos de extrusão de materiais e parâmetros operacionais e reológicos que influenciam na microestrutura e qualidade da final da peça; 3ª foco: apresentação de estudos de caso: conceitos, exemplos e exercícios sobre o uso de Planejamentos de Experimentos e análise de sensibilidade paramétrica e contato com impressora 3D comercial low-end.
 
 
 
Avaliação
     
Método
As aulas serão distribuídas em: aulas expositivas, com discussão em grupo e interação com impressora 3D low-end. A seleção e atribuição de artigos científicos pré-selecionados dentro do conteúdo da disciplina serão distribuídos para duplas de alunos, para discussão de conteúdo em sala de aula com estudo complementar.
Critério
A avaliação de cada aluno será feita por meio de uma avaliação individual e apresentação de um trabalho final realizado de forma individual ou em dupla.
Norma de Recuperação
CRITÉRIOS DE APROVAÇÃO: 1. Os critérios de avaliação da recuperação devem ser similares aos aplicados durante o semestre regular do oferecimento da disciplina; 2. A nota final (MF) do aluno que realizou provas de recuperação dependerá da média do semestre (MS) e da média das provas de recuperação (MR), como segue: Os critérios de avaliação da recuperação devem ser similares aos aplicados durante o semestre regular do oferecimento da disciplina; 1) A nota final (MF) do aluno que realizou provas de recuperação dependerá da média do semestre (MS) e da média das provas de recuperação (MR), como segue: a) MF=5 se 5 ≤MR ≤ (10 - MS); b) MF = (MS + MR) / 2 se MR > (10 – MS) c) MF = MS se MR < 5. 2) O período de recuperação das disciplinas deve se estender do início até um mês antes do final do semestre subsequente ao da reprovação do aluno em primeira avaliação.
 
Bibliografia
     
AHRENS, C. H.; CARVALHO, J. C.; COSTA, C. A.; FOGGIATO, J. A.; LIMA, M. S. F.; MUNHOZ, A. J.; SANTOS, J. R. L.; SILVA,J. V. L. Manufatura Aditiva: Tecnologias e Aplicações da impressão 3D. São Paulo: Blücher, 2017. 400 p. Editor Neri Volpato. AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM 52900:2015 (E): Standard Terminology for Additive Manufacturing West Conshohoken: ASTM International, 2015. 9 p. BRETAS. R.; D'ÁVILA, M. A. Reologia de polímeros fundidos. 2ª edição: EdUFSCAr. 2010. GAO, W., ZHANG, Y., RAMANUJAN, D., RAMANI, K., K., CHEN, Y., WILLIAMS, C. B., WANG, C. C. L., SHIN, S., ZAVATTIERI, P. D. The status, challenges, and future of additive manufacturing in engineering. Computer Aided-Design, v. 69, 0. 65-89, 2015. GIBSON, I.; ROSEN, D.; W. STUCKER, B. Additive Manufacturing Technologies: 3D Printing, Rapid Prototyping and Direct Digital Manufacturing. 2nd ed. New York: Springer, 2015. DOI 10.1007/978-1-4939-2113-3. MONTGOMERY, D. C. (2001) Design and analysis of exp0eriments. John Wiley and Sons: Nova York, 5ª Edição. RAUWENDAAL, C. Polymer extrusion. 5. ed. Germany: CArl Hanser Verlag, 2014. THOMPSON, M. K.; MORONI, G.; VANEKER, T.; FADEL, G.; CAMPBELL, R. I.; GIBSON, I.; BERNARD, A.; SSHILZ, J.; GRAF, P.; AHUJA, B.; MARTINA, F. Design for Additive Manufacturing: Trends, opportunies, considerations and constraints. CIRP Annais - Manufacturing Technology, v. 65, n. 2, p. 737-760, 2016. WALPONE, R. E.; MYERS, R. H.; MYERS, S. L.; YE, K. (2010) Probabilidade e estatística para engenharia e ciências. 8ª Edição. Pearson.
 

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