Estudo da aromatização pré-extrusão e das condições de extrusão sobre as características físicas e retenção de aroma em proteína isolada de soja

Pós-graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos - IBILCE

Evaluation of different methods of cooling-lubrication in cylindrical grinding of advanced ceramic dip

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estudo do comportamento de discos abrasivos, em operações do tipo Cut-off por mergulho basculante, submetidos à diversas condições de corte sem lubrificação

O corte de aços por disco abrasivo é um dos processos que apresentam as melhores características de economia, eficiência e rapidez, e ainda hoje é muito utilizado no meio industrial se comparado a outros processos tradicionais de corte como o cisalhamento (tesourão), torneamento (sangramento), serragem com serras metálicas, serragem por atrito com lâminas circulares sem dentes e chama oxi-acetileno. Da literatura formal mais recente, nota-se que durante os últimos anos as máquinas para a realização dos cortes foram inovadas. Entretanto, esta atenção não foi dada à ferramenta de corte abrasiva. A falta de literatura técnica dificulta a escolha das condições de corte e da sua otimização no meio industrial. Este fato é agravado pela grande diversidade de discos abrasivos disponíveis no mercado, com diferentes qualidades e preço. As decisões sobre as condições de corte são baseadas em experiências pessoais, sem critério definido, e freqüentemente desprezam os aspectos de segurança inerentes ao processo. A concorrência estrangeira, através da globalização da economia, está obrigando as indústrias nacionais a atenderem os padrões internacionais de qualidade e desempenho. Uma forma das indústrias nacionais tornarem-se mais competitivas é através do conhecimento detalhado das operações de corte com discos abrasivos. Neste trabalho é apresentado um estudo sobre o comportamento de discos abrasivos, submetidos a diversas condições de corte. Os resultados são discutidos em função da análise da velocidade de corte, velocidade de mergulho do disco abrasivo na peça, força tangencial de corte média, tempo de corte e relação G.

Pre-extrusion aromatization of a soy protein isolate using volatile compounds and flavor enhancers: Effects on physical characteristics, volatile retention and sensory characteristics of extrudates

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Usinabilidade e integridade superficial de implantes dentários

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Estudo experimental do uso de rebolos convencionais na usinagem do aço VP-50 utilizado na retificação cilíndrica, por meio de diferentes métodos de lubri-refrigeração

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB

A influência das variáveis do lixamento tubular na qualidade das peças de Eucalyptus grandis

In 2010, the Brazilian forest sector is represented by about 30,000 companies producing US$ 21 billion annually and account for approximately 5% of the gross domestic product (GDP) in the country. The sanding process is highly demanded in various stages of industrialization of the wood, when there is a need for a better quality surface finishing. The objective of this work was to analyze the influence of cutting speed and sandpaper granulometry on both the surface finishing of pieces of Eucalyptus grandis processed through tubular sanding and on the sanding efforts (force and power of sanding). Four cutting speeds were used (19.5, 22.7, 26 and 28.1 m/s), one advance speed (16 m/min) and three sets of sandpaper (80-100, 80-120 and 100-120) being one for chipping and another for finishing, respectively. A central data acquisition system was set up to capture the variables (cutting power, acoustic emission and vibration) in real time. The cutting force was obtained indirectly, through a frequency inverter. The roughness of the parts was measured by a roughness meter before and after sanding. The highest cutting speed used (28.1 m/s) consumed more power and generated more acoustic emission among the four speeds tested. Regarding the vibration, the lower cutting speed (19.5 m/ s) generated the highest vibration in the sander machine. It is concluded that the range of 100-120 sandpapers resulted in values of average roughness (Ra) lower than the other sets of sandpaper used, as it resulted in better surface finishing.

Efeito das diferentes direções de aplicação de jato de fluido de corte no torneamento de um aço de difícil usinagem

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

GREEN MACHINING ORIENTED TO DIMINISH DENSITY GRADIENT FOR MINIMIZATION OF DISTORTION IN ADVANCED CERAMICS

After sintering advanced ceramics, there are invariably distortions, caused in large part by the heterogeneous distribution of density gradients along the compacted piece. To correct distortions, machining is generally used to manufacture pieces within dimensional and geometric tolerances. Hence, narrow material removal limit conditions are applied, which minimize the generation of damage. Another alternative is machining the compacted piece before sintering, called the green ceramic stage, which allows machining without damage to mechanical strength. Since the greatest concentration of density gradients is located in the outer-most layers of the compacted piece, this study investigated the removal of different allowance values by means of green machining. The output variables are distortion after sintering, tool wear, cutting force, and the surface roughness of the green ceramics and the sintered ones. The following results have been noted: less distortion is verified in the sintered piece after 1mm allowance removal; and the higher the tool wear the worse the surface roughness of both green and sintered pieces.

Estudo da geometria da aresta de corte de ferramentas aplicadas ao torneamento de superligas à base de níquel com alta velocidade de corte

Pesquisadores e indústrias de todo o mundo estão firmemente comprometidos com o propósito de fazer o processo de usinagem ser precisamente veloz e produtivo. A forte concorrência mundial gerou a procura por processos de usinagem econômicos, com grande capacidade de produção de cavacos e que produzam peças com elevada qualidade. Dentre as novas tecnologias que começaram a ser empregadas, e deve tornar-se o caminho certo a ser trilhado na busca da competitividade em curto espaço de tempo, está a tecnologia de usinagem com altas velocidades (HSM de High Speed Machining). A tecnologia HSM surge como componente essencial na otimização dos esforços para manutenção e aumento da competitividade global das empresas. Durante os últimos anos a usinagem com alta velocidade tem ganhado grande importância, sendo dada uma maior atenção ao desenvolvimento e à disponibilização no mercado de máquinas-ferramentas com rotações muito elevadas (20.000 - 100.000 rpm). O processo de usinagem com alta velocidade está sendo usado não apenas para ligas de alumínio e cobre, mas também para materiais de difícil usinabilidade, como os aços temperados e superligas à base de níquel. Porém, quando se trata de materiais de difícil corte, têm-se observado poucas publicações, principalmente no processo de torneamento. Mas, antes que a tecnologia HSM possa ser empregada de uma forma econômica, todos os componentes envolvidos no processo de usinagem, incluindo a máquina, o eixo-árvore, a ferramenta e o pessoal, precisam estar afinados com as peculiaridades deste novo processo. No que diz respeito às máquinas-ferramenta, isto significa que elas têm que satisfazer requisitos particulares de segurança. As ferramentas, devido à otimização de suas geometrias, substratos e revestimentos, contribuem para o sucesso deste processo. O presente trabalho objetiva estudar o comportamento de diversas geometrias ) de insertos de cerâmica (Al2O3 + SiCw e Al2O3 + TIC) e PCBN com duas concentrações de CBN na forma padrão, assim como modificações na geometria das arestas de corte empregadas em torneamento com alta velocidade em superligas à base de níquel (Inconel 718 e Waspaloy). Os materiais foram tratados termicamente para dureza de 44 e 40 HRC respectivamente, e usinados sob condição de corte a seco e com utilização da técnica de mínima quantidade de lubrificante (minimal quantity lubricant - MQL) visando atender requisitos ambientais. As superligas à base de níquel são conhecidas como materiais de difícil usinabilidade devido à alta dureza, alta resistência mecânica em alta temperatura, afinidade para reagir com materiais da ferramenta e baixa condutividade térmica. A usinagem de superligas afeta negativamente a integridade da peça. Por essa razão, cuidados especiais devem ser tomados para assegurar a vida da ferramenta e a integridade superficial de componentes usinados por intermédio de controle dos principais parâmetros de usinagem. Experimentos foram realizados sob diversas condições de corte e geometrias de ferramentas para avaliação dos parâmetros: força de corte, temperatura, emissão acústica e integridade superficial (rugosidade superficial, tensão residual, microdureza e microestrutura) e mecanismos de desgaste. Mediante os resultados apresentados, recomenda-se à geometria de melhor desempenho nos parâmetros citados e confirma-se a eficiência da técnica MQL. Dentre as ferramentas e geometrias testadas, a que apresentou melhor desempenho foi a ferramenta cerâmica CC650 seguida da ferramenta cerâmica CC670 ambas com formato redondo e geometria 2 (chanfro em T de 0,15 x 15º com raio de aresta de 0,03 mm).

An investigation into the impact of safety features on the ergonomics of surgical scalpels

In the case of surgical scalpels, blade retraction and disposability have been incorporated into a number of commercial designs to address sharps injury and infection transmission issues. Despite these new designs, the traditional metal reusable scalpel is still extensively used and this paper attempts to determine whether the introduction of safety features has compromised the ergonomics and so potentially the take-up of the newer designs. Examples of scalpels have been analysed to determine the ergonomic impact of these design changes. Trials and questionnaires were carried out using both clinical and non-clinical user groups, with the trials making use of assessment of incision quality, cutting force, electromyography and video monitoring. The results showed that ergonomic performance was altered by the design changes and that while these could be for the worse, the introduction of safety features could act as a catalyst to encourage re-evaluation of the ergonomic demands of a highly traditional product.

An experimental study of micro-end-milling operations

Cutting tools less than 2mm diameter can be considered as micro-tool. Microtools are used in variety of applications where precision and accuracy are indispensable. In micro-machining operations, a small amount of material is removed and very small cutting forces are created. The small cross sectional area of the micro-tools drastically reduces their strength and makes their useful life short and unpredictable; so cutting parameters should be selected carefully to avoid premature tool breakage. The main objective of this study is to develop new techniques to select the optimal cutting conditions with minimum number of experiments and to evaluate the tool wear in machining operations. Several experimental setups were prepared and used to investigate the characteristics of cutting force and AE signals during the micro-end-milling of different materials including steel, aluminum and graphite electrodes. The proposed optimal cutting condition selection method required fewer experiments than conventional approaches and avoided premature tool breakage. The developed tool wear monitoring technique estimated the used tool life with ±10% accuracy from the machining data collected during the end-milling of non-metal materials.

Influência da lubrirrefrigeração na qualidade superficial de metais retificados

Na fabricação de componentes mecânicos precisos, que necessitam de alta resistência mecânica e ao desgaste, utiliza-se o processo de retificação, para conferir o acabamento final desejado e, também, para eliminar as deformações ocorridas durante a têmpera do aço. No entanto, as condições de retificação devem ser adequadas, para que não sejam introduzidas falhas na peça. Novos conceitos de lubrificação e refrigeração, para o processo de retificação, estão sendo pesquisados, de forma a diminuir os custos e os danos ambientais causados pelos fluidos de corte. Nesse trabalho, é analisada a influência das técnicas de mínima quantidade de lubrificante (MQL), refrigeração otimizada e refrigeração convencional, com diferentes vazões e velocidade de aplicação do fluido de corte, na qualidade das peças produzidas com aço ABNT 4340 endurecido, no processo de retificação cilíndrica externa de mergulho com a utilização de rebolos de CBN. O Aço ABNT 4340 apresenta várias aplicações industriais, sendo considerado de uso aeronáutico devido, sua alta resistência mecânica sem aumentar o peso dos componentes que o utilizam. A análise da qualidade das peças foi realizada com a verficação das rugosidades e com a análise de microscopias eletrônicas de varredura. Verificou-se, ainda, a força tangencial de corte. em relação às diferentes formas de aplicação do fluido de corte, notou-se o melhor desempenho da aplicação otimizada, para maiores velocidades, mostrando a eficiência do bocal utilizado. O processo otimizado e o processo MQL foram capazes de manter a integridade superficial das peças produzidas. Exceção somente para a condição MQL com vazão de fluido de corte de 40ml/h, que produziu trincas e queima superficial. Rebolos com baixa concentração de CBN, conseqüentemente mais baratos, proporcionaram bons resultados, quando associados com técnicas mais eficientes de aplicação de fluido de corte apresentando desgaste reduzido.

Experimental estimation of friction force in lubricated cutting of steel

Friction force generated in lubricated cutting of steel is experimentally estimated by recording the tangential force experienced by the spherical face of a pin rubbing against a freshly cut surface. The pin and the cutting tool are both submerged in the lubricant and the pin is situated on the cut-track to record the force. The recording shows an instantaneous achievement of a peak in the force curve followed by a decline in time to a steady state value. The peak and not the steady state friction was found to be sensitive to the structure of the hydrocarbon and addition of additive to the oil. The configuration was designed and tested to demonstrate the influence of a reaction film which develops during cutting, on cutting tool friction. Given the strong correlation between the peak friction and the existence of a tribofilm in the cutting zone, the configuration is used to determine the lower limit of a cutting speed regime, which marks the initiation of lubricant starvation, in cutting of steel using an emulsion as a cutting fluid. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

A Compliant End-Effector to Passively Limit the Force in Tele-Operated Tissue-Cutting

This paper presents a compliant end-effector that cuts soft tissues and senses the cutting forces. The end-effector is designed to have an upper threshold on cutting forces to facilitate safe handling of tissue during automated cutting. This is demonstrated with nonlinear finite element analysis and experimental results obtained by cutting inhomogeneous phantom tissue. The cutting forces are estimated using a vision-based technique that uses amplified elastic deformation of the compliant end-effector. We also demonstrate an immersive tele-operated tissue-cutting system together with a haptic device that gives real-time force feedback to the user. DOI: 10.1115/1.4007638]