Difusão de tecnologia CAD e CNC como ferramenta básica de criação e produção em pequena escala, acessível à comunidade

The high competitiveness and the search for newtechnologies that differentiate the product from the project,require the use of new digital tools. The computer aideddesign - Computed Aided Design (CAD), with electronicmodeling, simulation, structural analysis and production,performed in a virtual environment through the applicationof specific software, are available but their use is stilllimited. There are various software available in languagesand extensions to industrial production which, from 3Dmodeling, they can manage through Computer NumericalControl - Computed Numerical Control (CNC) machiningcenters, laminating, stamping, mold making and otherprocesses productive. This project aims to encouragecreativity and entrepreneurship in the community throughthe provision of technology computer aided design - CAD,with a view to implementation of machining technology.

Análise e aferição de uma fresadora CNC através da utilização das tecnologias assistidas por computador, no escaneamento 3D de amostras e processamento de imagens

The use of computer-assisted technologies such as CAD - Computed Aided Design, CAM - Computed Aided Manufacturing, CAE - Computed Aided Engineering and CNC - Computed Numerical Control, are priorities in engineering and product designers. However, the dimensional measurement between the virtual and the real product design requires research, and dissemination procedures among its users. This work aims to use these technologies, through analysis and measurement of a CNC milling machine, designed and assembled in the university. Through the use of 3D scanning, and analyzing images of the machined samples, and its original virtual files, it was possible to compare the sizes of these samples in counterposition to the original virtual dimensions, we can state that the distortions between the real and virtual, are within acceptable limits for this type of equipment. As a secondary objective, this work seeks to disseminate and make more accessible the use of these technologies.

Um processo para utilizar a tecnologia de impressão 3D na construção de instrumentos didáticos para o ensino de Ciências

Pós-graduação em Educação para a Ciência - FC

A visualização no ensino de geometria com o Geogebra 3D

This research presents an investigation about the relevance of visualization in teaching geometry. Our interest turns to analyzing the use of technology in teaching geometry, seeking to highlight their contribution to learning. The students of today - second decade of the 21st century - require that, each time more, the school move towards the integration of technologies for teaching since tablets, smartphone, netbook, notebook are items present on daily life of most students. Thereby, we investigate, taking the phenomenological orientation, the potential of educational software, especially the Geogebra 3D, directed at teaching math and favoring the work with the geometry viewing. At work we bring some theoretical considerations about the importance of viewing for the geometric learning and the use of technologies. We build an intervention proposal for the classroom of the 7th year of elementary school with tasks aimed at visual exploration and allow the teacher to work the concept of volume of geometric solids

A visualização no ensino de geometria com o Geogebra 3D

This research presents an investigation about the relevance of visualization in teaching geometry. Our interest turns to analyzing the use of technology in teaching geometry, seeking to highlight their contribution to learning. The students of today - second decade of the 21st century - require that, each time more, the school move towards the integration of technologies for teaching since tablets, smartphone, netbook, notebook are items present on daily life of most students. Thereby, we investigate, taking the phenomenological orientation, the potential of educational software, especially the Geogebra 3D, directed at teaching math and favoring the work with the geometry viewing. At work we bring some theoretical considerations about the importance of viewing for the geometric learning and the use of technologies. We build an intervention proposal for the classroom of the 7th year of elementary school with tasks aimed at visual exploration and allow the teacher to work the concept of volume of geometric solids

The 3D structure and function of digestive cathepsin L-like proteinases of Tenebrio molitor larval midgut

Cathepsin L-like proteinases (CAL) are major digestive proteinases in the beetle Tenebrio molitor. Procathepsin Ls 2 (pCAL2) and 3 (pCAL3) were expressed as recombinant proteins in Escherichia coil, purified and activated under acidic conditions. Immunoblot analyses of different T. molitor larval tissues demonstrated that a polyclonal antibody to pCAL3 recognized pCAL3 and cathepsin L 3 (CAD) only in the anterior two-thirds of midgut tissue and midgut luminal contents of T. molitor larvae. Furthermore, immunocytolocalization data indicated that pCAL3 occurs in secretory vesicles and microvilli in anterior midgut Therefore CAL3, like cathepsin L 2 (CAL2), is a digestive enzyme secreted by T. molitor anterior midgut CAD hydrolyses Z-FR-MCA and Z-RR-MCA (typical cathepsin substrates), whereas CAL2 hydrolyses only Z-FR-MCA. Active site mutants (pCAL2C25S and pCAL3C265) were constructed by replacing the catalytic cysteine with serine to prevent autocatalytic processing. Recombinant pCAL2 and pCAL3 mutants (pCAL2C25S and pCAL3C26S) were prepared, crystallized and their 3D structures determined at 1.85 and 2.1 angstrom, respectively. While the overall structure of these enzymes is similar to other members of the papain superfamily, structural differences in the S2 subsite explain their substrate specificities. The data also supported models for CAL trafficking to lysosomes and to secretory vesicles to be discharged into midgut contents. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Comparison between multiplanar and rendering modes in the assessment of fetal atrioventricular valve areas by 3D/4D ultrasonography

Objective: To compare the agreement of multiplanar and rendering modes in the assessment fetal atrioventricular valves (mitral and tricuspid) areas by three-dimensional (3D) ultrasonography using the software spatio-temporal image correlation (STIC). Methods: We conducted a prospective cross-sectional study with normal pregnant women, with single fetuses, between 18-33 weeks. To measure the areas, we used the plan of four-chamber view. In the case of multiplanar, the plane was rotated on the axis "Z" form the heart to position at 9h. For rendering, the green line (region of interest - ROI) was placed from the atria of the heart perpendicular to the crux. The agreement was assessed by a Bland-Altman (limits of agreement) using the relative difference between the measures: ((rendering mode) - (multiplanar mode)) / (average). Results: 328 fetuses were evaluated. We have not identified the occurrence of systematic error between methods: the average relative difference was 1.62% (-2.07% to 5.32%, confidence interval 95%) in the mitral and 1.77% (- 1.08% to 4.62%) in the tricuspid valve. The limits of agreement between methods were -65.26% to 68.51% for the mitral and -49.91% to 53.45% for the tricuspid. Conclusions: There was no systematic error between modes and thus the observed values for the area of fetal atrioventricular valves can be used for comparisons needs to be corrected. However, relatively large variations may be observed when repeating the measurement area by different modes.

Analog circuit synthesis performing fast Pareto frontier exploration and analysis through 3D graphs

This paper presents a technique for performing analog design synthesis at circuit level providing feedback to the designer through the exploration of the Pareto frontier. A modified simulated annealing which is able to perform crossover with past anchor points when a local minimum is found which is used as the optimization algorithm on the initial synthesis procedure. After all specifications are met, the algorithm searches for the extreme points of the Pareto frontier in order to obtain a non-exhaustive exploration of the Pareto front. Finally, multi-objective particle swarm optimization is used to spread the results and to find a more accurate frontier. Piecewise linear functions are used as single-objective cost functions to produce a smooth and equal convergence of all measurements to the desired specifications during the composition of the aggregate objective function. To verify the presented technique two circuits were designed, which are: a Miller amplifier with 96 dB Voltage gain, 15.48 MHz unity gain frequency, slew rate of 19.2 V/mu s with a current supply of 385.15 mu A, and a complementary folded cascode with 104.25 dB Voltage gain, 18.15 MHz of unity gain frequency and a slew rate of 13.370 MV/mu s. These circuits were synthesized using a 0.35 mu m technology. The results show that the method provides a fast approach for good solutions using the modified SA and further good Pareto front exploration through its connection to the particle swarm optimization algorithm.

Quatro Desenhos de Frank Lloyd Wright

O objetivo deste trabalho é discutir aspectos do processo de projeto e sua representação gráfica, num momento em que softwares de projeto 3D vem se tornando hegemônicos na prática do arquiteto e no ensino de arquitetura, em contraponto às práticas de desenho em prancheta. Os motivos e circunstâncias não são objeto do trabalho, cujo foco está numa prática de projeto e representação gráfica 2D, mas que tem muito a contribuir para o debate do quadro acima: os desenhos de projeto de Frank Lloyd Wright. Casos de estudo: quatro pranchas desenhadas por FLLW. É importante notar que, no vasto quadro da historiografia wrightiana, análises e interpretações originais, pioneiras, da arquitetura vem surgindo nas últimas décadas, mas ainda há poucos textos sobre desenhos e representação gráfica do arquiteto. Este constitui uma primeira aproximação do autor acerca de tema que oferece abrangente potencial. São exemplos em que, na relação imagem-objeto, a representação bidimensional constrói o projeto tridimensional. A arquitetura emerge como experimentação sem cair na especulação formal. Demonstram uma prática mais lenta, reflexiva e laboriosa do que a oferecida pelos software 3D atuais – mas onde cada traço, textura e grafismo implica um significado de espaço e materialidade.

Desarrollo de un visor modelador 3D colaborativo

[ES] COMO (Cooperative Modeller) es un software de modelado 3D colaborativo. Siguiendo una arquitectura cliente-servidor, este software permite que múltiples usuarios se conecten a través de la red y tabajen, en tiempo real, sobre la misma escena 3D. Las principales funcionalidades de COMO incluyen la creación de primitivas geométricas (cubos, conos, cilindros y esferas), el importado de mallas desde fichero (.obj), la transfrmación de selecciones de objetos (traslaciones, rotaciones y escalados), la creación de múltiples luces direccionales, la edición de materiales, o la aplicación de texturas a ciertas mallas. Aunque actualmente COMO se encuentra únicamente disponible para Ubuntu, el proyecto se ha realizado con una visión plataforma. Por esta razón, se ha empleado tecnologías y librerías multiplataforma como OpenGL, Qt o Boost, de manera que se facilite el portado del software a otras plataformas en el futuro.

Analisi di pushover 3D per strutture in c.a.

In the present study, a new pushover procedure for 3D frame structures is proposed, based on the application of a set of horizontal force and torque distributions at each floor level; in order to predict the most severe configurations of an irregular structure subjected to an earthquake, more than one pushover analysis has to be performed. The proposed method is validated by a consistent comparison of results from static pushover and dynamic simulations in terms of different response parameters, such as displacements, rotations, floor shears and floor torques. Starting from the linear analysis, the procedure is subsequently extended to the nonlinear case. The results confirm the effectiveness of the proposed procedure to predict the structural behaviour in the most severe configurations.

La Ricostruzione 3D di Bologna nel XVI Secolo

Il lavoro presentato ha come oggetto la ricostruzione tridimensionale della città di Bologna nella sua fase rinascimentale. Tale lavoro vuole fornire un modello 3D delle architetture e degli spazi urbani utilizzabile sia per scopi di ricerca nell’ambito della storia delle città sia per un uso didattico-divulgativo nel settore del turismo culturale. La base del lavoro è una fonte iconografica di grande importanza: l’affresco raffigurante Bologna risalente al 1575 e situato in Vaticano; questa è una veduta a volo d’uccello di grandi dimensioni dell’intero tessuto urbano bolognese all’interno della terza cerchia di mura. In esso sono rappresentate in maniera particolareggiata le architetture civili e ecclesiastiche, gli spazi ortivi e cortilivi interni agli isolati e alcune importanti strutture urbane presenti in città alla fine del Cinquecento, come l’area portuale e i canali interni alla città, oggi non più visibili. La ricostruzione tridimensionale è stata realizzata tramite Blender, software per la modellazione 3D opensource, attraverso le fasi di modellazione, texturing e creazione materiali (mediante campionamento delle principali cromie presenti nell’affresco), illuminazione e animazione. Una parte della modellazione è stata poi testata all’interno di un GIS per verificare l’utilizzo delle geometrie 3D come elementi collegabili ad altre fonti storiche relative allo sviluppo urbano e quindi sfruttabili per la ricerca storica. Grande attenzione infine è stata data all’uso dei modelli virtuali a scopo didattico-divulgativo e per il turismo culturale. La modellazione è stata utilizzata all’interno di un motore grafico 3D per costruire un ambiente virtuale interattivo nel quale un utente anche non esperto possa muoversi per esplorare gli spazi urbani della Bologna del Cinquecento. In ultimo è stato impostato lo sviluppo di un’applicazione per sistemi mobile (Iphone e Ipad) al fine di fornire uno strumento per la conoscenza della città storica in mobilità, attraverso la comparazione dello stato attuale con quello ricostruito virtualmente.

Non linear application of an in-house finite elements software

Questa tesi si pone come obiettivo l'analisi delle componenti di sollecitazione statica di un serbatoio, in acciaio API 5L X52, sottoposto a carichi di flessione e pressione interna attraverso il programma agli elementi finiti PLCd4, sviluppato presso l'International Center for Numerical Methods in Engineering (CIMNE - Barcelona). Questo tipo di analisi rientra nel progetto europeo ULCF, il cui traguardo è lo studio della fatica a bassissimo numero di cicli per strutture in acciaio. Prima di osservare la struttura completa del serbatoio è stato studiato il comportamento del materiale per implementare all'interno del programma una nuova tipologia di curva che rappresentasse al meglio l'andamento delle tensioni interne. Attraverso il lavoro di preparazione alla tesi è stato inserito all'interno del programma un algoritmo per la distribuzione delle pressioni superficiali sui corpi 3D, successivamente utilizzato per l'analisi della pressione interna nel serbatoio. Sono state effettuate analisi FEM del serbatoio in diverse configurazioni di carico ove si è cercato di modellare al meglio la struttura portante relativa al caso reale di "full scale test". Dal punto di vista analitico i risultati ottenuti sono soddisfacenti in quanto rispecchiano un corretto comportamento del serbatoio in condizioni di pressioni molto elevate e confermano la bontà del programma nell'analisi computazionale.

Integrazione di elementi sintetici in scene reali mediante Photoshop 3d e Maya

Lo scopo di questa tesi è dimostrare che è possibile integrare elementi sintetici in scene reali, producendo rendering realistici, avvalendosi di software come Autodesk Maya e Adobe Photoshop. Il progetto, infatti, consiste nella realizzazione di cinque immagini ottenute assemblando in fotografie reali, oggetti 3D, generati usando il software di modellazione Maya, con l’obiettivo di produrre immagini finali altamente fotorealistiche, per cui l’osservatore non riesce a distinguere se l’immagine è reale o sintetica.

Monitoring the extracellular matrix mineralization processes in biological scaffolds using bioreactors, x-ray μct technology and 3-d modeling methods (monitoraggio dei processi di mineralizzazione della matrice extracellulare in scaffolds biologici, utilizzando bioreattore, tecnologia μct a raggi x e metodi di modellizzazione 3d)

Al fine di migliorare le tecniche di coltura cellulare in vitro, sistemi a bioreattore sono sempre maggiormente utilizzati, e.g. ingegnerizzazione del tessuto osseo. Spinner Flasks, bioreattori rotanti e sistemi a perfusione di flusso sono oggi utilizzati e ogni sistema ha vantaggi e svantaggi. Questo lavoro descrive lo sviluppo di un semplice bioreattore a perfusione ed i risultati della metodologia di valutazione impiegata, basata su analisi μCT a raggi-X e tecniche di modellizzazione 3D. Un semplice bioreattore con generatore di flusso ad elica è stato progettato e costruito con l'obiettivo di migliorare la differenziazione di cellule staminali mesenchimali, provenienti da embrioni umani (HES-MP); le cellule sono state seminate su scaffold porosi di titanio che garantiscono una migliore adesione della matrice mineralizzata. Attraverso un microcontrollore e un'interfaccia grafica, il bioreattore genera tre tipi di flusso: in avanti (senso orario), indietro (senso antiorario) e una modalità a impulsi (avanti e indietro). Un semplice modello è stato realizzato per stimare la pressione generata dal flusso negli scaffolds (3•10-2 Pa). Sono stati comparati tre scaffolds in coltura statica e tre all’interno del bioreattore. Questi sono stati incubati per 21 giorni, fissati in paraformaldehyde (4% w/v) e sono stati soggetti ad acquisizione attraverso μCT a raggi-X. Le immagini ottenute sono state poi elaborate mediante un software di imaging 3D; è stato effettuato un sezionamento “virtuale” degli scaffolds, al fine di ottenere la distribuzione del gradiente dei valori di grigio di campioni estratti dalla superficie e dall’interno di essi. Tale distribuzione serve per distinguere le varie componenti presenti nelle immagini; in questo caso gli scaffolds dall’ipotetica matrice cellulare. I risultati mostrano che sia sulla superficie che internamente agli scaffolds, mantenuti nel bioreattore, è presente una maggiore densità dei gradienti dei valori di grigio ciò suggerisce un migliore deposito della matrice mineralizzata. Gli insegnamenti provenienti dalla realizzazione di questo bioreattore saranno utilizzati per progettare una nuova versione che renderà possibile l’analisi di più di 20 scaffolds contemporaneamente, permettendo un’ulteriore analisi della qualità della differenziazione usando metodologie molecolari ed istochimiche.