A malha a usar numa geometria com vários componentes

No post anterior introduzi considerações sobre a geração de malha para problemas estáticos lineares, uma dos conceitos-chave é que havia a ideia de malha de convergência era a refinação da malha e a solução irá se tornar mais precisa. Neste post ira-se aprofundar como escolher uma malha apropriado para iniciar seus estudos de convergência de malha para problemas de elementos finitos estáticos lineares.

Quais são os diferentes tipos de elementos; como vimos anteriormente existem quatro tipos diferentes de elementos 3D como se vê na IMAGEM01 abaixo.

IMAGEM01

Estes quatro elementos podem ser utilizados em várias combinações para qualquer malha de um modelo 3D. Os modelos 2D não serão muito discutidos aqui porque já possuem os elementos triangulares e quadriláteros disponíveis num subconjunto lógico de 3D ​​que não requer muita explicação extra.

Considerações das malhas problemas estáticos lineares

Neste post tentarei apresentar algumas considerações para gerar malhas de elementos finitos para problemas estáticos lineares, sendo este um post sobre técnicas de orientação e como abordar as malhas de um modelo de elementos finitos com alguma confiança.

 

IMAGEM01

As malhas dos elementos finitos podem servir dois propósitos, o primeiro subdivide a geometria CAD sendo modelada em pedaços menores ou elementos sobre as quais é possível escrever um conjunto de equações que descrevem a solução para a equação da geometria. A malha é também utilizada para representar soluções de problemas físicos e a resolução têm um erro associado tanto com a discretização da geometria assim como discretização da solução então terá que se analisar estas descretizações separadamente.

O reconhecimento automático de recursos de modelos CAD (Parte 3/4)

Continuação - http://rishivadher.blogspot.pt/2013/04/o-reconhecimento-automatico-de-recursos.html

IMAGEM13

IMAGEM13 ()	Tipo de superfície	Curvatura Gauss (K)	Curvatura Média (H)
1	Sela	-	0
2	Sela vale	-	+
3	Pico	+	-
4	Claraboia	-	+
5	Ponte	0	-
6	Vale	0	+
7	Plano	0	0
8	Sela riga	-	-

TABELA01 – Tipo de superfícies baseados nos sinais da curvatura de Gauss(K) e Média (H)

As arestas detectadas anteriormente da zona de fronteiras agudas ou não agudas entre as regiões da malha polifacetadas, como enumerados anteriormente, as malhas de polifacetadas de um modelo CAD pode ser densa ou grosseira, dependendo da natureza da superfície do modelo, assim como resultado duas abordagens distintas são desenvolvidos para a segmentação das regiões, sendo abaixo enumerados.

IMAGEM14 a) b)

A segmentação das regiões das malhas densas tem um grande número de vértices com distribuição uniforme, o que ajuda na abordagem da segmentação baseada na região e com base nas propriedades do vértice, assim neste módulo a densidade da malha é segmentada utilizando uma abordagem de classificação superfície onde os tipos de região superficial são identificados com base na informação dos vértices.

O tipo da superfície de um ponto pode ser classificado com base nos sinais de Gauss (K) e de curvatura média (H), a TABELA01 apresenta oito tipos de superfícies que podem ser classificadas com base nos sinais de Gauss e na curvatura média. Estes tipos de superfície são independentes porque do ponto de vista de Gauss (K) e da superfície média (H), combinam a primeira e segunda curvatura das formas fundamentais da superfície intrínseca e extrínseca para obter tipos de superfície, que são invariantes para traduções, rotações e mudanças da parametrização. Estes são utilizados para a classificação do tipo de superfície na atual investigação, podendo ver na IMAGEM13 os tipos de superfícies resultantes.

Podendo os vértices de uma malha STL calculada, assim como a curvatura de Gauss (K) e a curvatura média (H), sendo que a curvatura de Gauss (K) calculada no vértice que é um ponto P a partir dos seus triângulos adjacentes.

K(P)=(3*(2π-∑^N_i=1Θ_i))/( ∑^N_i=1A_i)                                                  (02)

Aonde Θ_i é o angulo interior de i do triangulo no ponto P, A_i é a área adjacente do triangulo, e N o número de triângulos no ponto P, como se vê na IMAGEM14a)

-Hn=1/4A∑jϵN(i)(cot αj+cot βj)(Pj-Pi)                                           (03)

A curvatura média H é definida pelo desvio da superfície em torno do vector normal H que é igual a Ɐn, e a curvatura média normal para uma malha de superfície é calculada como sendo N(i) o conjunto do primeiro anel de vértices vizinhos do vértice Pi, sendo Pj-Pi a aresta eij, αj e βj são ângulos opostos à face eij e A é a soma das arestas do triangulo em Pi como se vê na IMAGEM14b).

Para classificar o tipo de superfície, uma função de T, num vértice é definida como se segue:

T=1+3(1+sgn(H,e))+(1−Sgn(K,e))                                                   (04)

A Tabela02 mostra a relação entre a K, H e função T que corresponde a vários tipos de superfície.

	K>0	K=1	K<0
H<0	Pico T=3	Ponte T=5	Sela Riga T=3
H=0	Nada T=4	Plano T=7	Sela Vale T=6
H>0	Claraboia T=4	Vale T=6	Sela T=9

Tabela02

Aonde: Sgn(x,e) =+1 se x>e; 0 se |x| ≤ e; -1 se x<e

No algoritmo atual seis tipos de regiões são definidos: (i) tipo de pico, (ii) tipo poço, (iii) tipo sela, (iv) tipo rigo, (v) tipo vale e o (vi) tipo plano. A região tipo sela contém vértices com selas rigas, a selas vale e as superfícies mínimas, dado que os tipos de superfície em cada vértice, e a densidade da segmentação da malha são acima mencionados nos seis tipos de regiões. O crescimento das regiões é uma abordagem baseada em propriedades do vértice que é usado para obter as regiões, assim o crescimento do vértice está fixo não irá ter um problema até um limite constrangido aonde a regiões formadas serão separadas por uma fronteira pelo menos pela dimensão de um triângulo. O algoritmo para a identificação dos tipos de superfície da região são enumerados a seguir:

1. A identificação da face no início do crescimento, assim como existir uma face interna que satisfaça os seguintes critérios que é a identificação das faces iniciais e atribuir a face inicial o tipo de superfícies do vértice. Sendo os seguintes critérios para a face interna; relação do rácio lateral (do máximo comprimento lateral ao mínimo) que está abaixo de um valor limiar e não é atribuída uma região ainda que pelo menos um dos vértices não seja uma característica do vértice e que todos os três vértices são do mesmo tipo de superfície.

2. Crescimento da região, nesta fase os triângulos adjacentes são absorvidos pelas arestas comuns que não são um recurso da face e que ainda não tenha tido sido se designado uma região e sendo esses três vértices do mesmo tipo da superfície da face de crescimento, as face absorvidos na região são atribuídos ao tipo de região da face inicial.

3. O término do crescimento da região é quando não há faces adjacentes do mesmo tipo de superfície.
4. Repita os passos 1 a 3 até que as faces que não sejam iniciais estejam disponíveis para o crescimento.

IMAGEM15a)b)c)

A IMAGEM15a) mostra o resultado intermédio da região de crescimento sobre uma superfície de forma livre, pode ser visto que ainda existem faces restantes que não estão alocadas a um tipo de regiões, essas faces são aqueles vértices isolados ou faces entre as regiões (região 1 e 2 na IMAGEM15a)).

As seguintes regras são usadas para alocar uma região para as faces não alocados.

Pela primeira regra, as faces no vértice isolado são atribuídos à região circundante como se observa na IMAGEM15b).

A segunda regra as regiões são cultivadas sequencialmente por uma camada de triângulos até que eles se encontrem, uma vez que o algoritmo atual é principalmente do interesse de uma relação de adjacência da região que não foi feita nenhuma tentativa para a obtenção de uma fronteira clara entre as regiões como se vê na IMAGEM15c).

No fim desta identificação da região, obtém-se uma malha densa do segmentado em qualquer um dos seis tipos de região de superfície tipo de pico, tipo poço, tipo sela, tipo rigo, tipo vale e o tipo plano.

Uma malha STL usa menos triângulos para representar planos e longos triângulos para representar superfície riga, e assim as superfícies planares e rigas em STL não tem vértices suficientes para se identificar o uso da segmentação deste tipo de superfície acima, e as superfícies estão incluídos numa estrutura de uma malha espessa e processada tal como discutido na secção seguinte.

6.2.1. Identificação da região numa malha grosseira

Num modelo de CAD as malhas grosseiras em STL são geradas para superfícies que são planares, ou cilíndricas e tipos restringidas, isso é principalmente devido à natureza adaptativa de geração de malha. As estratégias específicas para identificação regional desses tipos de superfície são descritos abaixo.

Identificação da região planar

Quaisquer das duas faces num plano terão os seus normais paralelos uns aos outros e irão apontar na mesma direção dentro de certa uma certa tolerância. Uma abordagem à região de crescimento com base neste fato é utilizado para identificação da região planar, sendo os passos envolvidos no algoritmo são dadas abaixo:

Primeiro identificar a face de origem; uma face que não é atribuída a uma região ainda é feita como uma face de origem. Se o produto escalar entre a face normal e qualquer origem da suas faces adjacentes, em que a aresta comum não deve ser uma aresta característica, mas sim dentro de certa tolerância que é regra do produto escalar para a região planar. Valor de tolerância de 1e-05 que tem sido usada neste tipo de execução.

Segundo o crescimento de uma região inicia com o cultivo das faces de origem. Uma face adjacente é adicionada à região planar em crescimento se satisfaz a regra dos produto dos pontos com o aspecto atual da região planar sob consideração.

Terceiro a terminação do crescimento quando não há faces adjacentes que satisfaçam a regra produto escalar para uma região planar, assim a região resultante corresponde a uma região planar.

IMAGEM16a) b)

Quarto repetir do primeiro ao terceiro passo na forma exterior das faces iniciais que estão disponíveis para o crescimento da região planar, assim identificando as regiões planas na zona oca.

Para a identificação da região cilíndrica o mapeamento de um ponto sobre uma superfície para a unidade normal da superfície nesse ponto é denominado por imagem de Gauss que é simplesmente o resultado da aplicação de Gauss, quando aplicado a todo o conjunto de pontos da superfície. A imagem Gauss de um cilindro é um grande círculo na esfera Gaussiana com se vê na IMAGEM16a), ou seja as face normais que formam a forma de cilindro de uma parte do grande círculo na esfera Gaussiana como na IMAGEM16a). Uma abordagem da região de crescimento com base neste facto é utilizado para identificação da região cilíndrica, e a partir de uma dada zona oca o objeto é identifica o conjunto de aspetos ligados que formam uma superfície cilíndrica, estando os passos envolvidos mostrados nos seguintes quatro pontos.

O primeiro ponto é identificar as faces de origem cilíndricas, e quando três faces ligadas à face de origem formam um forma cilíndrica então; existe um possível plano que passa através da origem da esfera de Gauss de tal modo que a distância entre os três pontos normais a partir do plano que é constrangido e o valor limiar é inferior, e o círculo instalado nessas três pontos faz parte do grande círculo na esfera de Gauss ou seja, centro é (0,0) e raio de 1. Estas são as formas das regras para a identificação de uma região cilíndrica num solido e malha densa. Embora para a identificação das faces de origem, tem que ser visto qual é a aresta comum entre as faces de origem não é um a aresta de um recurso diferente e que as faces não tenham sido atribuídas a qualquer região ainda, e também de ser observado que as faces já consideradas não são consideradas novamente.

O segundo ponto o crescimento da região, o crescimento inicia-se a partir das faces de crescimento, seja uma face adjacente é adicionado à região cilíndrica de crescimento desde que preencha as regras para construir um cilindro nessa região.

O terceiro ponto é a terminação do crescimento das faces adjacentes e que satisfaçam a regra para a formação do cilindro com a região cilíndrica aumentada, a região resultante corresponde a uma região cilíndrica, e o tipo de cilindro é identificado como cume zona convexa ou vale a zona côncava dependendo se as faces normais são divergentes ou convergentes.

O quarto ponto é repetir os do primeiro ao terceiro ponto na superfície até que não haja faces de origem disponíveis para o crescimento da região cilíndrica, pelo que ira-se identificar todas as regiões cilíndricas no superfície.

A IMAGEM16b mostra os dois planos com uma cor bege e uma região o rebordo cilíndrico com uma cor verde identificado na parte do cilindro que demonstra o crescimento de uma região como descrito nos pontos acima, podendo também a zona cilíndrica ser formada como conjunto de regiões planares conectados entre si, e uma vez que as regiões planas são identificadas em primeiro lugar, existe uma possibilidade de que o cilindro é representado em termos de regiões planas ligadas. As regras para o cilindro são então também aplicadas nas regiões planares conectados entre si.

IMAGEM17

Identificação das regiões das superfícies regradas, as superfícies regradas diferentes das superfícies do cilíndrico são identificadas com base na estrutura e conectividade dos triângulos, Numa malha STL a superfície regrada é representado usando triângulos longos e os triângulos são interligadas em uma forma de dente de serra como se vê na IMAGEM17, este facto é utilizado para identificar as outras superfícies do cilindro acima mostrado.

As etapas envolvidas na identificação região constrangida por quatros pontos. Sendo o primeiro ponto a identificação de face de origem, em que maior o comprimento do lado de proporção menor comprimento do lado dos triângulos longos que forma que uma superfície regrada em STL é maior, assim uma face cuja relação lado é maior do que um valor limite é identificado como uma face de origem. A segunda etapa o crescimento da região que se inicia através da face de origem, e as faces longas e adjacentes são ligadas às extremidades que incidentes sobre o mínimo ângulo da face sob consideração que são adicionados à região de cultivo. A terceira fase que é o termino do crescimento aonde não existem faces disponíveis para serem adicionadas às faces da região, assim a região resultante é uma superfície regrada, o tipo de região regrada é identificado como cume convexo ou vale côncava, dependendo se as faces normais são divergentes ou convergentes. A quarta ponto é a repetição dos pontos um ao três até que não existem faces de origem para o crescimento de uma região, e irá identificar todas as faces da superfície interior regatada. Após o constrangimento das regiões das superfícies planas e cilíndricas são identificadas, pode haver ainda alguns aspectos que não alocadas na região da malha grossa, essas faces não alocados são absorvidos em regiões identificadas circundantes com base em certas regras.

A região de fusão, uma vez identificadas as regiões e os seus tipos o próximo passo é unir as regiões, as regiões podem ser fundidos numa única desde que preencha determinados critérios para a fusão, e isso ajuda na obtenção de um número mínimo de regiões lógicas, os três critérios implementados na investigação atual para a região de fusão são os seguintes, abaixo descritos.

O primeiro critério de fusão é se uma superfície regrada tem uma região adjacente planar consistindo de longo triângulo que tem uma área menor do que a superfície regrada e a fronteira comum entre eles é suave e a natureza da variação normal é o mesmo ou seja divergente ou convergente em seguida são fundidos numa região do tipo constrangido. O segundo critério de fusão é se uma região governada tem cilíndrico região adjacente ao lado da mesma natureza ou seja cume ou vale e da fronteira comum entre eles não existe aresta afiada e são tangencial para o outro, em seguida são fundidos numa região do tipo regrada. O terceiro critério de fusão é se duas regiões adjacentes são do mesmo tipo do que da fronteira comum que é lisa e em seguida são fundidos numa única região.

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A força motriz da Robótica

Uma invenção revolucionária a patente dos servomotores

Sem músculos os seres humanos não poderiam viver, da mesma forma, os robôs não podem funcionar sem servomotores, sendo esta tecnologia a chave para a evolução da robótica e foi inicialmente desenvolvido para ser utilizada no em alto mar. Durante o século 19 os avanços na construção naval e propulsão a vapor foi-se possível construir embarcações cada vez maiores, mas para grandes navios tornava-se difícil a sua nanobração. Era necessárias várias pessoas da tribulação do navio pra virar a roda que virava o navio, e os navios respondiam lentamente às mudanças dos cursos.

Tendências de produtos na robótica

Aplicações de código aberto atualmente está na moda desde Linux, android e Wordpress, pelo que o código aberto quase começa a ser uma norma na indústria, o que não é tão comum porém é o código aberto de hardware. Como o caso do Arduino está a mudar de uma forma revolucionaria o processo de o que quase qualquer pessoa pode fazer o que quiser. O Arduino é um microcontrolador numa única placa traz a capacidade de aplicar projectos de electrónica multidisciplinares ao alcance de muitos, impulsionar uma comunidade incrivelmente colaborativa de “maker’s”. O que distingue de forma tão dramática o Arduino de qualquer outro microcontrolador de placa única, como o Raspberry Pi é pode ser resumida em apenas duas pequenas palavras código aberto. A placa simplificada, de baixo custo e acessíveis pode ser comprado por um preço pequeno de cerca de trinta euros pré-montados ou construídos à mão com desenhos de referência do hardware livre.

Alguns dos produtos notáveis na robótica

Este é Baxter, o robô humanoide que aprende as perícia do trabalho e é capaz de sentir e compreender o seu meio ambiente, sem deixar de ser um conjunto de braços robóticos industriais, Baxter é um símbolo que define as tendências na área de robótica de manipulação e automação moderna, pelo que este autómato têm a capacidade de aprender.

Robótica de manipulação através dos tempos

Robô industrial

Definição através da ISO 8373:

“An automatically controlled, reprogrammable, multipurpose manipulator programmable in three or more axes, which may be either fixed in place or mobile for use in industrial automation applications.”

Utilização dos seus próprios dispositivos na produção?

Ao longo dos anos com o avanço da tecnologia tem havido uma proliferação substancial de dispositivos móveis inteligentes, incluindo smartphones, tablets e computadores portateis. Os dispositivos móveis tornaram-se tão inteligente que eles podem gerenciar a maioria das necessidades de computação e aplicações previamente fornecidos pelo PC ou a tradicional workstation. Utilização dos seus próprios dispositivos na produção ou utilizar seu próprio dispositivo é uma prática em que os funcionários usam seus dispositivos móveis inteligentes pessoais, para executar o seu trabalho e cuidar da manutenção do dispositivo por conta própria e a empresa a reembolsar-lhos para o montante gasto em trabalho e nas licenças das aplicações para produção.

IMAGEM01

A empresa pode ou não pode dar origem a serviços de conectividade, mas terá que dar acesso à rede corporativa. A utilização dos seus próprios dispositivos na produção está lentamente ganhando força em diversas indústrias, tais como as empresa de informática empresas do sector público e outras empresas orientadas para serviços. À medida que o uso desses dispositivos inteligentes tem aumentado a necessidade de conectividade social e profissional durante vinte e quatro horas por dia. Funcionários de organizações modernas sentem que devem ser autorizados a conectar seus dispositivos pessoais às redes corporativas e gerir seu trabalho e vida pessoal, através do mesmo dispositivo ou dispositivos. As organizações também se sente deixar os funcionários usar os seus próprios dispositivos para reduziria os custos de manutenção dos dispositivos, compras e serviços, outras vantagens incluem o aumento da produtividade dos funcionários e a maior conectividade cria uma melhor colaboração global.

Tendências a assistir em 2014 na manufactura

Com a transição de 2013 para 2014 são colocas aqui dez questões que o pessoal de produção deve de colocar.

Primeiro o crescimento industrial continuará nos EUA de uma forma global, desde 2010 os industriais norte-americanos acrescentaram 665 mil postos de trabalho, isto ainda está muito aquém de substituir os cerca de sete milhões postos de trabalho de na área da manufactura perdidos ao longo dos últimos trinta anos, mas tudo indica que a tendência positiva continuará pelo menos até 2015. Em novembro o Institute for Supply Management apresentou a maior subida desde 2011, como as indústrias de manufactura beneficiaram do crescimento das exportações, do mercado imobiliário e o aumento do consumo como automóveis, pelo que as vendas de automóveis ligeiros e pesados nos Estados Unidos da América subiram nove porcento sendo um valor nunca visto desde de 2007.

Feliz Ano novo de 2014

Este Ano espero conseguir encontrar-me com as pessoas mais, de conseguir fazer as Coisas, e chegar a tempo. Por isso até jazz.

Autodesk 360 uma Concepção de plataformas colaborativas de desenho técnico

Autodesk 360 uma Concepção de plataformas colaborativas de desenho técnico para os principais sectores da industria como a construção de edifícios e infra – estrutura, a manufactura e o desenvolvimento do produto, a media e o entretinimento, tanto para pequenas e médias empresas, assim como para grandes multinacionais.

Esta expansão da Autodesk 360 nas nuvens inclui o aumento do uso das suas aplicações já existentes, assim como a adição de novas aplicações, sendo que o impulso é em grande parte baseada na crescente utilização das tecnologias da nuvem através do publico em geral e pelo reconhecimento da nova geração de utilizadores que está à procura de novas maneiras de aceder às aplicações e novas formas de pagar por esse tipo de serviços, com base no uso e consumo ao invés de um custo de licença fixa, até mesmo a Microsoft, o bastião das aplicações tem o pacote Office 360 que agora oferece um modelo de assinatura anual, em vez de apenas uma licença perpétua como no passado, e assim permitindo aos desenhadores e engenheiros trabalhar em vários processos numa única interface.

Autodesk University 2013–Las Vegas

Este ano na tive a oportunidade de participar na AU – Autodesk University pelo programa de StEx – Autodesk Student Expert.

Na minha vidinha humilde a experiencia da viagem a Las Vegas foi bastante gratificante, pequena que a condição financeira instável não me tenha permitido ficar lá mais tempo, pelo que a rede de contactos e a possibilidade de oportunidades seria maior, assim como envolver-me em projectos relacionados com a carreira que tento ter.

Na incansável tentativa de conhecer os locais e procura aonde se localizavam as salas de aula, e preparar a apresentação dos projectos em que estive envolvido, e a imensa falta de tempo para conseguir ver e fazer algumas coisas importantes para a continuação da aprendizagem na área dos sistemas de CAD. Podendo abaixo ver a apresentação que se realizou no âmbito como eterno estudante em Lisboa.

Alguns conceitos de fresagem (Parte2/2)

Contínua – http://rishivadher.blogspot.pt/2013/11/alguns-conceitos-de-fresagem-parte1.html

Capítulo06

O acessório característico das fresadoras universais é o cabeçote divisor universal, aparelho divisor ou divisor universal como

também é denominado.

O cabeçote divisor destina-se não só à divisão de peças cilíndricas em qualquer número de divisões, como também, à realização de operações de fresagem em planos angulares dados, como por exemplo, em abrir hélices com qualquer passo, como por exemplo, na fresagem de rodas helicoidais. É também utilizado na fresagem de peças cilíndricas quando estas têm difícil aperto nas prensas de sujeição.

Neste aparelho são utilizados os sistemas de divisão directa simples e indirecta e divisões diferenciais e composta. No entanto, existem outros aparelhos mais simples que somente permitem a aplicação do sistema de divisão directa simples.

IMAGEM42

Estado da arte da digitalização 3D

Desde de algum tempo de que tenho vindo a conhecer a tecnologia de câmaras de detecção de profundidade com sensor da PrimeSense seja desde do manuseamento da Microsoft Kinect que já existe desde do final de 2009. O caso da fotometria como o App da Autodesk o 123D Catch sempre foi interessante com a abordagem de criar modelos 3D, mas as reconstruções tendem a falhar com frequência e sem qualquer tipo de aviso prévio e é sempre necessário um pós-processamento.
Meu interesse na tecnologia PrimeSense foram de poder encontrar uma maneira de aproveitar a base instalada de dispositivos Microsoft Kinect como dispositivos de aquisição 3D assim como como da infra-estrutura Xbox Live assim como para a construção de um scanner 3D manual autônomo barato baseado na tecnologia PrimeSense. Comecei a estar mais interessado depois que a Microsoft publicou em como reconstruir um cenário em tempo real conhecido como KinectFusion. A inovação “Drill of Depth” do pessoal de Bratt Granhm e David Cox do Instituto Rowland de Harvard, em que acoplaram à Kinect um berbequim utilizando a sua bateria para a alimentação e de um monitor, isto por volta de 2011, o que mantem o interesse nas possibilidades da Kinect.

Alguns conceitos de fresagem (Parte1)

Introdução
Este post consiste em explicar o processo de fresagem sem aprofundar em demasiado, para quem ler este trabalho, adquirir alguns conhecimentos básicos de fresagem. Neste post ira-se começar por ver a evolução da ferramenta da fresagem ao longo dos tempos, os materiais mais utilizados nas ferramentas e as suas respectivas características e elementos químicos, apresentando no final desta secção uma breve descrição do processo de fabrico de pastilhas de aço duro.
De seguida poderemos ver a definição de fresagem e os seus tipos. No capítulo seguinte é possível ver a descrição das fresadoras vertical, horizontal e universal. Logo de seguida vem a refrigeração e os óleos utilizados na operação de fresagem para não danificar a peça nem a fresa.
O próximo capítulo fala-nos do cabeçote divisor que é um dispositivo da fresadora que nos permite fabricar por exemplo rodas dentadas. Neste capítulo também poderemos ver um esquema do cabeçote divisor universal, e no capítulo seguinte poderá-se ver como se faz a divisão directa e indirecta simples de peças cilíndricas.
As fresas e os seus tipos vêm nos dois capítulos seguintes onde poderemos ver imagens de fresas dos vários tipos, vantagens e desvantagens e fixação tanto de fresas como de peças.
No capítulo 10 vamos poder observar as forças e alguns dos cálculos aplicados nas fresas. Logo de seguida, no capítulo seguinte observaremos os tipos de apara, o fluido de corte e o raio da quina.
Por fim, no fim do trabalho está a tabela das velocidades de corte para fresar, também veremos a fórmula do cálculo da velocidade de corte, do número de rotações e do avanço.
Capitulo 01
Evolução histórica das ferramentas ao longo dos tempos

IMAGEM01

A fresagem como referencial pré-histórico
A pré-História compreende o período que vai desde o surgimento do homem até ao aparecimento da escrita, sendo subdividida em:
– Idade da Pedra Lascada (IMAGEM01 - Fig. Machado de Pedra Lascada)
– Idade da Pedra Polida (IMAGEM01 - Fig. Foice de osso)
– Idade dos Metais (IMAGEM01 - Pontas de armas)

Tornos mecânicos e torneamento e as funções técnicas

Introdução

Como todos sabem, hoje em dia vivemos cada vez mais rodeados de tecnologia, tecnologia essa que tem de ser “construída” com base em outras “tecnologias” que já existam.

Devido à nossa natureza curiosa e às vantagens que a evolução natural nos proporcionou, tais como a destreza manual e a inteligência e raciocínio elevados em relação aos outros animais, conseguimos criar ferramentas e utensílios que iam satisfazendo algumas das nossas necessidades. Desde o domínio do fogo, passando pela arte de trabalhar os metais através do fogo, que nos proporcionou objectos cada vez mais resistentes, impossíveis de construir ou de resistir ao uso se ossem feitos de outros materiais, até aos nossos dias, onde a cada vez mais intensa mistura das várias ciências umas nas outras nos proporciona nova tecnologia de ponta todos os dias.

Este trabalho tem como objectivo abordar o tema do torneamento, uma técnica de trabalhar os materiais que, embora seja simples, proporciona-nos peças de vários formatos, materiais e funções que são empregues nos mais variados ramos de todas as ciências e tecnologias existentes actualmente.

1 – Conceito do torno e a sua história

O torno é uma máquina que, desde que foi concebida, tem vindo a ser aperfeiçoada desde então. Isso deve-se ao facto de este ter como função trabalhar peças de metal (ou madeira e outros materiais) e, devido a isso ter várias qualidades, tornando-o a ferramenta ideal para criar peças de variados formatos, parafusos, roscas, etc.

IMAGEM01

A principal característica de um torno é rodar a peça a trabalhar em torno do seu próprio eixo, e com esse movimento produzir um sólido de revolução, ou seja, a peça a trabalhar adquire o resultado desejado à medida que o operador a trabalha com uma ferramenta de corte, que executa movimentos de translação. A ferramenta que trabalha a peça chama-se ferro de corte e pode ter os mais variados formatos e ser constituída pelos mais diversos materiais, consoante o material e/ou as condições de trabalho a que vai ser sujeito. A maneira como o formato desejado é obtido da peça em bruto (ou que não esteja finalizada) designa-se por arranque de apara, já que realmente pedaços de metal em forma de apara se soltam da peça a trabalhar, quando esta é submetida à acção da ferramenta de corte.

Algumas tecnologias de processo de manufactura

1- Resumo
Numa das várias passagens pelo departamento de materiais do LNEG, a visita que me foi apresentado o funcionamento de algumas técnicas e tecnologias de produção, tais como; sinterização directa por laser de metais (DMLS); erosão-laser, injecção de plástico, e electroerosão.
2- introdução
O objectivo de inserir as tecnologias convencionais e as novas tecnologias de produção na formação pessoal de engenharia mecânica assim como identificar as capacidades existentes nas tecnologias de produção e no desenvolvimento de materiais para prototipagem rápida. Por observação houve duas fases distintas, a primeira com uma apresentação da descrição, características e aplicações das tecnologias a observação e uma segunda fase com a observação propriamente dita aos equipamentos acima referidos, tendo alguma explicações detalhadas sobre o seu funcionamento.

Robótica e automação na nuvem

A inserção da robótica e da automação na nuvem têm vindo a atrair crescente interesse da indústria em todo o mundo, governos e universidades. General Electric vista como a “Internet Industrial” visa criar uma convergência de máquinas e dados inteligentes através das indústrias. A Alemanha através da iniciativa do projeto “Indústria 4.0” e a IBM através do “Smarter Planet” que estão intimamente relacionados. O projeto “Internet das coisas” considera o potencial onde muitos objetos físicos passivos como caixas e comprimidos possuam processadores e/ou etiquetas por RFID exclusivas, e o projeto “RoboEarth” é uma ideia pioneira no âmbito da robótica na web.

A descrição para esta abordagem do potencial da internet nas nuvens para melhorar a automação e a robótica na manufactura, saúde, transporte, logística, segurança, agricultura, e muitas outras indústrias relacionadas, melhorando o desempenho pelo menos de cinco maneiras: 1) grande volume de dados: indexação de uma biblioteca global de mapeamento e de dados de objetos; 2) Computação na nuvem: grelha paralela de computação para a pedido dos processos de automação; 3) Open-Source ou o acesso aberto: para os seres humanos partilharem os código, dados, algoritmos e projetos de hardware; 4) Sistema de aprendizagem: máquinas partilhando parâmetros, políticas de controlo e de resultados; e 5) Crowdsourcing/call centers: offline e a procura orientação para o ser humano realizar avaliações, aprendizagem e recuperação de erros.

Optimização da topologia para o desenvolvimento de novos produtos

SciArt, LLC é uma spin-off da Universidade de Wisconsin Madison, e está sediada em Middleton, a criação em parceria com o ERSL – Engineering Representations and Simulation Laboratory do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade. Estando esta equipa focada no desenho técnico mecânico e sua análise em vários sistemas de engenharia, com tendência para a modelação geométrica, CAD/CAE, mecânica computacional, redução dimensional, optimização da topologia e da forma, e computação gráfica. Sendo estes projectos orientados pelo Professor Associado Krishnan Suresh, podendo abaixo ver a IMAGEM01a à IAMGEM03b alguns casos de estudo da rápida optimização da topologia e da sua nova forma.

Propriedade intelectual vs impressão 3D

A maioria das pessoas sabe que a impressão 3D generalizada vai permitir a todos os desenhadores, DIY’s, e fabricantes, aceder a projectos. Mas se a investigação de determinada consultora estiver correta, existe um outro grupo de pessoas que irá beneficiar, os advogados. Numa conferência na Flórida aonde fizeram algumas previsões significativas sobre o futuro das tecnologias a partir de 2014. Aonde se falava provavelmente da inevitável previsão que em 2018 devido à impressão 3D haverá um perca de pelo menos cem bilhões de dólares por ano em propriedade intelectual a nível mundial.

Sendo que alguns grandes produtores afirmam que o roubo da propriedade intelectual de um produto usando impressoras 3D será em mercados ocidentais ao contrario da China.

Plano de acção da Comissão Europeia sobre inovação orientada no desenho técnico

O relatório da competitividade relativamente ao 2013 no âmbito do crescimento e emprego, sem crescimento da indústria.

Depois de uma recuperação substancial de 2009-2011 a indústria na Europa deslizou para baixo de novo. Os dados preliminares para 2012 indicam que a contribuição de manufactura do PIB da UE caiu ainda mais para 15,1%, aumentando a distância para o indicativo meta de 20% estabelecida pela Comissão em 2012.Se quisermos alcançar este objectivo e não perder a corrida contra os nossos concorrentes, mais necessita de ser feito a nível da UE. Relatório sobre a Competitividade Europeia deste ano identifica os pontos fortes para construção dos desafios a serem enfrentados pela política industrial. Também direciona-se o debate sobre a política econômica na direção das ferramentas para a melhoria do conhecimento e desempenho da produtividade da indústria transformadora da UE. O relatório também faz um forte argumento para a preservação de uma dimensão crítica de manufactura na Europa. Embora a sua participação no valor total de valor tem vindo a encolher, a manufactura tem um forte efeito de repercussões noutros setores; a procura final da manufactura gera cerca de metade da demanda final adicional que noutros sectores da economia. Como em outras economias avançadas que também são responsáveis por uma grande parte do esforço da inovação que se traduz em contribuições para o crescimento da produtividade global e assim portanto para o crescimento real do rendimento.

Digitalização 3D a baixo custo com a Kinect

Tenho o prazer de anunciar que a PROFACTOR GmbH um empresa Áustria está prestes a lançar uma nova interface gráfica do ReconstrucMe através do PROFACTOR-Labs juntamente com um novo conjunto de novas funcionalidade que foram que permite digitalizar objectos através da Kinect da Windows, no meu caso pessoal tenho utilizado a versão beta que permite guardar os modelos 3d CAD, com texturas.

Esta opção é sem dúvida devido ao baixo custo da Kinect da Windows ao contrário de outros digitalizadores 3D que são muito mais dispendiosos, assim como opção de aplicações como o novo Meshmixer da Autodesk para curar e fechar e arranjar as malhas, assim como modelar modelo com base de malhas.

Nano materiais produzidos por encomenda para serem mais resistente e leves

Modelos tridimensionais ocos com tecidas treliças de nitreto de titânio através de geometrias octaédrica. Sendo a ordem de cada célula unitária é de dez micrómetro, o comprimento de cada treliça dentro de cada célula unitária é de cerca de três a cinco micrómetro e o diâmetro de cada suporte é inferior a um micrómetro, e a espessura de nitreto de titânio de aproximadamente de setenta e cinco nanómetros.
As estruturas mais leves de organismos como poríferas as esponjas do mar conseguem suportar forças que excedem em muito os produtos artificiais produzidos a partir de materiais semelhantes. Alguns investigadores já suspeitavam que a diferença tem a ver com a arquitetura hierárquica dos materiais biológicos, a forma como as estruturas à base de sílica são construídas a partir de diferentes elementos estruturais que são medidos na escala dos nanômetros. Agora, engenheiros do Caltech que imitaram esse tipo de estruturas ocas, criadas através de nano-estruturas e treliças de cerâmica, e descobriram que os pequenos blocos, ou células unitárias que de fato suportam uma força notável e uma resistência ao deslocamento mas apesar de ter mais do que oitenta e cinco porcento do volume oco, como se vê na IMAGEM01

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O que faz quando se têm um problema com o sistema CAD, e como obter ajuda?

Às vezes recebo emails e comentários de uma solução para um determinado sistema de CAD, não é que não queira responder, se tiver tempo e quando tiver tempo tentarei responder às questões, a diferença dos fusos horário aumenta também a falta de tempo ainda mais. Decerto que existem formas de obter a solução dos problemas mais rápido.

No meu caso pessoal concentro-me nos produtos da Autodesk porque têm acesso aos softwares, sendo que existem muitas pessoas capazes de responder.

Energia nuclear vs solar

Uma característica pouco desanimadora do movimento ambiental atual é a mudança entre os velhos ambientalistas em oposição à energia nuclear, e os novos ambientalistas que a cingem sobre os méritos relativos de fontes de energia de baixo carbono nuclear assim como solar. Podendo ser ver uns gráficos sobre o assunto em causa, na verdade são duas versões de um gráfico, mostrando o consumo mundial de energia de baixo teor de carbono a partir de energia solar, nuclear e eólica ao longo dos últimos quarenta anos ou mais, sendo que os dados extraídos da análise Estatística de Energia Mundial 2013 da BP.

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Democratização da simulação e análise

Democratização dos softwares de simulação e análise (S&A) foi um tema principal de discussão num seminário recente com o apoio da CIMdata. Realizada a 30 de abril, em Cincinnati, Ohio, este foi o décimo seminário anual da CIMdata. Com sede em Ann Arbor, Michigan, CIMdata é um fornecedor líder mundial independente de consultoria de gestão estratégica para maximizar a capacidade de uma empresa para desenhar, projectar e fornecer produtos, serviços inovadores através de PLM’s-Product Lifecycle Management.

Os participantes e os convidados do seminário de S&A da CIMdata estavam de acordo que a democratização o uso da S&A pode revolucionar o desenvolvimento de produtos, quando S&A é colocado no início dos processos do desenvolvimento de produtos, podendo assim S&A desempenhar um novo papel central na criação das geometrias reais que definem novos produtos.

Bombom

A Autodesk possui um programa gratuito o 123D Catch que produz formas 3D a partir de fotografias, havendo outros programas da gama 123D da Autodesk gratuitos que servem para realizar as próprias Coisas ou construções de pessoas criativas ou cromos, que fazem por as coisas por gosto ou por que causa da mudança cultural de “faça você mesmo”, assim qualquer pessoa, industrial ou amador pode produzir desde brinquedos a turbinas.

A digitalização e modelação 3D iniciassem através do 123D Catch que é um programa baseado em visão computacional e princípios fotogramétricos, explorando o poder da computação em nuvem, sendo um serviço web capaz de converter conjuntos de fotografias em modelos 3D. Sendo um dos objetivo deste post foi avaliar o 123D Catch, através de diferentes casos de estudos para a modelação 3D de produtos e objetos, principalmente para identificar que objectivos e objetos são adequados, a abordagem automática será a principalmente análise.

Lançamento do Fusion 360

Apenas a 25 de junho se tornou possível observar a realidade de um sistema de CAD baseado na computação em nuvem, o Fusion 360 agora disponível reúne recursos normalmente encontrados em ferramentas separadas num projeto de desenho mecânico, industrial, e conceitual num serviço intuitivo de usar na cloud e que pode ser dominado em horas e dias ao invés de semanas, a solução foi criado especificamente para as pessoas que procuram fundir desenho de modelação estético com desenho mecânico para o desenvolvimento de produtos e a sua funcionalidade. Sendo o acesso seguro com informações para projetar a experiencia do utilizador com funcionalidades sociais para a projetos de colaboração social.

China hoje é o maior mercado para robôs

A Mostra expositiva Internacional CIROS foi realizada 02-05 julho em Shanghai, cerca de trinta mil pessoas eram esperadas para participar e com cinquenta e seis empresas expostas, embora a maioria dos expositores apresentados fosse dos seguintes países Taiwan, Japão, Coreia, Alemanha e outros fornecedores internacionais e seu robô chinês integradores, havendo também bastantes fabricantes novos de robôs chineses também.

Bloco de notas flexível

Para a criação de um bloco de notas de madeira flexível pode se ser obtido através de um padrão intrinco de quinagens e cortes a laser, sendo que os materiais podem ser encontrados em qualquer local assim como as máquinas de laser que são bastantes comuns, mas a maior vantagem é pode ser a própria pessoa a desenhar e personalizar o bloco de notas flexível de madeira. Podendo assim ser se manufacturados este tipo de produtos localmente, sem se ser necessário construir em grandes escalas e facilmente acessível, sendo assim possível uma manufactura mais pessoal através de processos de simples.

Atualização de um programa enquanto a funcionar sem ter de parar

Atualizar os programas pode não ser um evento tão dramático num computador pessoal mas é uma verdadeira dor de cabeça para os técnicos que precisam manter servidores a funcionar 24 horas por dia e sete dias por semana, uma dor de cabeça tão forte que muitos deles não se arriscam a adotar todas as atualizações, sobretudo pelo receio do tempo que tem para as alterações e que pode ser um ganho, assim como o receio dos novos bugs que de vez quando vêm com as novas versões. Sendo assim é também mau para as empresas e serviços e utilizadores não atualizarem os programas porque ficam expostos a ataques com versões menos seguras e com maior vulnerabilidades cuja existência se espalha rapidamente.

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A IMAGEM01 mostra como é processada a instalação.

Sinterização lunar

A primeira base lunar na Lua não pode ser construído pelas mãos humanas mas sim por um robô de aranha gigante construído pela NASA, que pode juntar o solo empoeirado em estruturas gigante em forma de bolhas onde os astronautas possam viver, realizar experiências, relaxar ou talvez até mesmo cultivar colheitas. Estando localizada na cratera Shackleton próximo do polo sul da Lua, onde a luz solar seja portanto a energia solar é quase constante devido à inclinação da Lua na borda da cratera, e utiliza poeira lunar como seu material básico de construção.

Braço robótico produz formas amórficas

O conceito mais básico para definir uma impressão 3d simples é como uma bisnaga de cola num braço robótico. Agora pode ser realmente isso a acontecer em que o projeto MATAERIAL constituída pelos desenhadores Petr Novikov e Saša Jokić do Institute for Advanced Architecture of Catalonia, com a colaboração do Estudio Joris Laarman. Este tipo de impressão é consideravelmente interessante pelo que o material não é depositado em planos 2D, mas sim desenha qualquer forma, o funcionamento é similar ao da caneta de impressão 3d como o 3Doodler, mas em vez de ser manualmente é através de varias trajetórias que criam o objeto sendo este processo designado por modelação de um objeto por anti gravidade, isto porque o braço robótico possui um maior grau de liberdade para conseguir modelar na horizontal e na vertical.

Braçadeira para controlar dispositivos

O fim do controlo de movimentos e gestos com base em camaras de vídeos para a grandes maior das pessoas que o assim fazem, pelo que podem ser facilmente adquiridas através de braçadeiras, como se pode ver o caso da MYO que demonstra a sua facilidade no uso deste tipo de dispositivos e como e aonde podem ser aplicados. Claro que não é novo a tecnologia que seja vestível, assim sendo um produto vestível todo o processamento computacional e tratamento dos movimentos são realizados por impulsos elétricos que rastreiam músculos dos movimentos da mão ou do braço dos utilizadores.

O MYO é usado ao redor do antebraço o seu objetivo é o de controlar computadores, telefones e outros dispositivos enviando os dados via Bluetooth, sistemas operacionais Windows e Mac são suportadas e APIs estarão disponível para iOS e Android. Bluetooth 4.0 Baixa Energia é usado para o MYO para comunicar com os dispositivos emparelhados, sendo que o Bluetooth versão 4.0 é a versão mais recente da tecnologia sem fio Bluetooth este inclui um recurso de baixo consumo de energia promovido como uma boa notícia para os desenvolvedores e fabricantes de aparelhos Bluetooth e aplicações de habilitação mercados para dispositivos que são de baixo custo e operar com baixo consumo de energia conectividade sem fio.

As especificações incluem baterias de iões de lítio recarregáveis ​​e um processador ARM, assim como um conjunto de sensores de atividade muscular que são da empresa e uma unidade de medição inercial de seis eixos. Os gestos e movimentos do utilizador são realmente detetado em duas maneiras, a primeira através da atividade muscular e a outra através do sensor de movimento, quando existe a deteção de movimentos musculares do utilizador assim o MYO pode detetar alterações para baixo para cada dedo individualmente. Além disso quando o controle das posições do braço e da mão, o MYO capta movimentos sutis e rotações em todas as direções.

Agora como indicado no vídeo recém-lançado da empresa espera para Coisas maiores para o desenvolvimento, assim como para a utilização através de uma comunidade própria de pessoas que desenvolvam aplicações para o dado produto, ainda se espera por um programa oficial para o funcionamento do produto, podendo talvez revolucionar a forma como as pessoas interagem com a tecnologia.

O reconhecimento automático de recursos de modelos CAD (Parte 2/4)

Continuação - http://rishivadher.blogspot.pt/2012/11/o-reconhecimento-automatico-de-recursos.html

1. Introdução

Característica tecnológica tem-se tornado num padrão modelo para a modelação de produtos e o seu desenvolvimento em sistemas de CAD/CAM, havendo actualmente duas abordagens bastante populares, que é o desenhar pelas características de modelação e o reconhecimento das características de modelação a partir dos modelos de CAD. Durante as últimas duas décadas foram realizadas investigações significativas para o reconhecimento de formas e características de modelos CAD e de componentes de maquinação e modelos de chapa quinada, mas tendência actual no desenho de produto é a utilização de superfícies de forma livre baseadas NURBS, que tem a necessidade de atender aos conceitos estéticas e funcionais. Sendo estes produtos são produzidos utilizando processos de manufactura como seja moldes por injecção, forjamento, quinagem através ferramentas que utilizam moldes com superfícies correspondentes de forma livre.

Literatura documenta sobre o trabalho de investigação é muito escassa em como reconhecer as características dos modelos CAD através de com superfícies livres. Em particular nenhuma obra parece estar a direccionar-se para o reconhecimento de características a partir de superfícies de modelos CAD desenhados de forma livre e representados em formatos como STL, que é um formato universalmente suportado por todos os sistemas de CAD/CAM actualmente. O reconhecimento destas características irá ser muito útil para a criação e automação do desenho técnico que em muitas situações do desenvolvimento do produto para a sua manufactura e aonde as superfícies de forma livre são utilizadas, que incluem o processo de planeamento automatizado do desenho da ferramenta do modelo CAD a quinar, do molde da superfície do modelo CAD, e gerando malhas de boa qualidade para simulações, assim como a reutilização das características de modelação do modelo CAD, e outras. Sendo portanto estas talvez estas as que exijam o melhor desenvolvimento de técnicas mais eficientes para o reconhecimento automático de características das superfícies de produtos modelados de forma livre e de produtos CAD para permitem a integração em sistemas de CAD/CAM.

Remover os humanos do processo de impressão 3D

Mesmo que as impressoras 3D possam de alguma maneira fazer todo o trabalho, os métodos actuais exigem muito do trabalho humano, especialmente depois que a impressora tem feito a peça origem, a remover e corte do material em excesso, a abertura de furos, e adicionar adicionais componentes ainda têm de ser feito à mão, e como resultado os projectos de fabrico em massa ou de fabrico pessoal ainda pode ser muito demorado e labroso mesmo com uma impressora a 3D.
A iRobot Corp considera que o esse pode ser o problema impedindo o futuro das impressoras 3D e a manufactura automatizada, por isso entrou com um pedido de patente para um totalmente automatizada de impressora 3D robótico para a manufactura, pelo que este tipo de sistema poderia terminar peças impressas sem intervenção humana, assim como também pode ser equipado para realizar o controlo de qualidade, reduzindo os riscos de muitos usando peças impressas como as peças roscadas que muitas vezes têm falhas.

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Fusion 360

Este ano a Autodesk lançou os seus produtos sob uma nova imagem um novo logotipo para os produtos da Autodesk 2014.