Damage assessment of drilled hybrid composite laminates

Hole drilling operations are common in fibre reinforced plastics - FRP’s - to facilitate fastener assembly to other parts in more complex structures. As these materials are non-homogeneous, drilling causes some damages, like delamination, for example. Delamination can be reduced by a careful selection of drilling parameters, drill material and drill bit geometry. In this work two types of laminates are drilled using different machining parameters and comparing drill geometries. Results show the importance of a cautious selection of these variables when composites’ drilling is involved.

Influência dos parâmetros de maquinagem no dano de placas compósitas

Os materiais compósitos têm-se tornado cada vez mais importantes em virtude das suas características específicas, tais como o baixo peso e uma boa relação peso/resistência. As operações de furação são habituais neste tipo de peças, devido à necessidade de posterior montagem em conjuntos. Devido à não-homogeneidade dos compósitos, a furação pode causar alguns danos, de que podem resultar perda de propriedades mecânicas da peça. Uma escolha adequada da ferramenta e dos parâmetros pode diminuir estas consequências. Neste artigo são comparados os resultados obtidos com três diferentes velocidades de corte, três avanços e três geometrias de ferramenta. As conclusões apontam para a importância duma adequada selecção dos parâmetros de maquinagem na redução do dano.

Avaliação de ferramentas para a furação de laminados

“Drlling of polymeric matrix composites structures"

Avaliação da delaminação após furação em compósitos laminados

As características excepcionais dos materiais compósitos de matriz polimérica têm conduzido à sua crescente utilização em todos os domínios. A necessidade de ligar estas peças entre si obriga à realização frequente de operações de furação que, embora devidamente adaptada, pode provocar diferentes tipos de dano nas peças a ligar. Desses, o dano mais grave é a delaminação pelas suas consequências na perda das propriedades mecânicas. Neste trabalho é apresentado um estudo comparativo da extensão do dano em função da geometria de ferramenta utilizada. Para tal as placas foram radiografadas após furação e a imagem resultante segmentada para medição das áreas associadas. Os resultados mostram a importância de uma adequada geometria de ferramenta na redução do dano causado pela furação em compósitos laminados.

Drilling process of composite laminates – a tool based analysis

“Drilling of polymeric matrix composites structures”

Utilização de algoritmos de processamento e análise de imagem na avaliação do dano em placas compósitas

PTDC/EME–TME/66207/2006 e POSC/EEA-SRI/55386/2004

Analyzing objects in images for estimating the delamination influence on load carrying capacity of composite laminates

The use of fiber reinforced plastics has increased in the last decades due to their unique properties. Advantages of their use are related with low weight, high strength and stiffness. Drilling of composite plates can be carried out in conventional machinery with some adaptations. However, the presence of typical defects like delamination can affect mechanical properties of produced parts. In this paper delamination influence in bearing stress of drilled hybrid carbon+glass/epoxy quasi-isotropic plates is studied by using image processing and analysis techniques. Results from bearing test show that damage minimization is an important mean to improve mechanical properties of the joint area of the plate. The appropriateness of the image processing and analysis techniques used in the measurement of the damaged area is demonstrated.

Avaliação de ferramentas na furação de laminados compósitos

Drilling of polymeric matrix composite structures

Mechanical properties of stent-graft materials

An aneurysm is a localized blood-filled dilatation of an artery whose consequences can be deadly. One of its current treatments is endovascular aneurysm repair, a minimally invasive procedure in which an endoprosthesis, called a stent-graft, is placed transluminally to prevent wall rupture. Early stent-grafts were custom designed for the patient through the assembling of off-the-shelf components by the operating surgeon. However, nowadays, stent-grafts have become a commercial product. The existing endoprostheses differ in several aspects, such as shape design and materials, but they have in common a metallic scaffold with a polymeric covering membrane. This article aims to gather relevant information for those who wish to understand the principles of stent-grafts and even to develop new devices. Hence, a stent-graft classification based on different characteristics is presented and the desired features for an ideal device are pointed out. Additionally, the materials currently in use to fabricate this type of endoprosthesis are reviewed and new materials are suggested.

Delamination analysis of carbon fibre reinforced laminates: evaluation of a special step drill

Drilling of carbon fibre/epoxy laminates is usually carried out using standard drills. However, it is necessary to adapt the processes and/or tooling as the risk of delamination, or other damages, is high. These problems can affect mechanical properties of produced parts, therefore, lower reliability. In this paper, four different drills – three commercial and a special step (prototype) – are compared in terms of thrust force during drilling and delamination. In order to evaluate damage, enhanced radiography is applied. The resulting images were then computational processed using a previously developed image processing and analysis platform. Results show that the prototype drill had encouraging results in terms of maximum thrust force and delamination reduction. Furthermore, it is possible to state that a correct choice of drill geometry, particularly the use of a pilot hole, a conservative cutting speed – 53 m/min – and a low feed rate – 0.025 mm/rev – can help to prevent delamination.

Maquinagem não convencional sobre placas compósitas

A utilização de materiais compósitos tem crescido nas últimas décadas em virtude do seu baixo peso, elevada resistência e rigidez. A furação de placas compósitas é um desafio que se coloca às indústrias que trabalham com este tipo de materiais, sendo frequente o recurso a ferramentas convencionais, normalmente utilizadas na construção mecânica, com adaptações. Neste trabalho, apresenta-se uma técnica não convencional baseada na furação por jacto de areia sendo avaliadas as descontinuidades causadas em placas compósitas. Durante este processo de furação, as camadas da placa não resistem o tempo necessário para concluir a perfuração, aquecendo e fragmentando- se, e a areia, com o impacto, perde rapidamente o poder abrasivo. Além disso, o tempo necessário para completar com sucesso a operação seria superior a 5 horas, uma vez que a primeira etapa de jateamento durou aproximadamente uma hora, sendo necessário no fim da mesma repor um novo isolamento devido desgaste sofrido. Nesse momento da operação o progresso obtido era imperceptível. O trabalho experimental realizado permite concluir que a furação por jacto de areia, utilizando um compressor com um caudal de 1700 l/min e jateadora de sucção, não se mostra uma ferramenta promissora para executar operações de furação em placas compósitas.

Tool geometry evaluation for carbon reinforced composite laminates

The use of composite laminates in complex structures has increased significantly. However, there are still some issues when considering their use, mainly related with machining, leading to some difficulties and lack of acceptance. In this work, a methodology to evaluate drill geometry and feed rate based on thrust force and delamination extension is presented.

Evaluation of tools and cutting conditions on carbon fibre reinforced laminates

The distinctive characteristics of carbon fibre reinforced plastics, like low weight or high specific strength, had broadened their use to new fields. Due to the need of assembly to structures, machining operations like drilling are frequent. In result of composites inhomogeneity, this operation can lead to different damages that reduce mechanical strength of the parts in the connection area. From these damages, delamination is the most severe. A proper choice of tool and cutting parameters can reduce delamination substantially. In this work the results obtained with five different tool geometries are compared. Conclusions show that the choice of an adequate drill can reduce thrust forces, thus delamination damage.

Drilling damage in composite material

The characteristics of carbon fibre reinforced laminates have widened their use from aerospace to domestic appliances, and new possibilities for their usage emerge almost daily. In many of the possible applications, the laminates need to be drilled for assembly purposes. It is known that a drilling process that reduces the drill thrust force can decrease the risk of delamination. In this work, damage assessment methods based on data extracted from radiographic images are compared and correlated with mechanical test results—bearing test and delamination onset test—and analytical models. The results demonstrate the importance of an adequate selection of drilling tools and machining parameters to extend the life cycle of these laminates as a consequence of enhanced reliability.

A gestão dos resíduos hospitalares e o papel da autoridade de saúde : caso do concelho da Amad

RESUMO O Problema. A natureza, diversidade e perigosidade dos resíduos hospitalares (RH) exige procedimentos específicos na sua gestão. A sua produção depende do número de unidades de prestação de cuidados de saúde (upcs), tipo de cuidados prestados, número de doentes observados, práticas dos profissionais e dos órgãos de gestão das upcs, inovação tecnológica, entre outros. A gestão integrada de RH tem evoluído qualitativamente nos últimos anos. Existe uma carência de informação sobre os quantitativos de RH produzidos nas upcs e na prestação de cuidados domiciliários, em Portugal. Por outro lado, os Serviços de Saúde Pública, abrangendo o poder de Autoridade de Saúde, intervêm na gestão do risco para a saúde e o ambiente associado à produção de RH, necessitando de indicadores para a sua monitorização. O quadro legal de um país nesta matéria estabelece a estratégia de gestão destes resíduos, a qual é condicionada pela classificação e definição de RH por si adoptadas. Objectivos e Metodologias. O presente estudo pretende: quantificar a produção de RH resultantes da prestação de cuidados de saúde, em seres humanos e animais nas upcs, do sistema público e privado, desenvolvendo um estudo longitudinal, onde se quantifica esta produção nos Hospitais, Centros de Saúde, Clínicas Médicas e Dentárias, Lares para Idosos, Postos Médicos de Empresas, Centros de Hemodiálise e Clínicas Veterinárias do Concelho da Amadora, e se compara esta produção em dois anos consecutivos; analisar as consequências do exercício do poder de Autoridade de Saúde na gestão integrada de RH pelas upcs; quantificar a produção média de RH, por acto prestado, nos cuidados domiciliários e, com um estudo analítico transversal, relacionar essa produção média com as características dos doentes e dos tratamentos efectuados; proceder à análise comparativa das definições e classificações de RH em países da União Europeia, através de um estudo de revisão da legislação nesta matéria em quatro países, incluindo Portugal. Resultados e Conclusões. Obtém-se a produção média de RH, por Grupos I+II, III e IV: nos Hospitais, por cama.dia, considerando a taxa de ocupação; por consulta, nos Centros de Saúde, Clínicas Médicas e Dentárias e Postos Médicos de Empresas; por cama.ano, nos Lares para Idosos, considerando a sua taxa de ocupação; e por ano, nas Clínicas de Hemodiálise e Veterinárias. Verifica-se que a actuação da Autoridade de Saúde, produz nas upcs uma diferença estatisticamente significativa no aumento das contratualizações destas com os operadores de tratamento de RH. Quantifica-se o peso médio de resíduos dos Grupos III e IV produzido por acto prestado nos tratamentos domiciliários e relaciona-se esta variável dependente com as características dos doentes e dos tratamentos efectuados. Comparam-se os distintos critérios utilizados na elaboração das definições e classificações destes resíduos inscritas na legislação da Alemanha, Reino Unido, Espanha e Portugal. Recomendações. Apresentam-se linhas de investigação futura e propõe-se uma reflexão sobre eventuais alterações de aspectos específicos no quadro legal português e nos planos de gestão integrada de RH, em Portugal. ABSTRACT The problem: The nature, diversity and hazardousness of hospital wastes (HW) requires specific procedures in its management. Its production depends on the number and patterns of healthcare services, number of patients, professional and administration practices and technologic innovations, among others. Integrated management of HW has been developping, in the scope of quality, for the past few years. There is a lack of information about the amount of HW produced in healthcare units and in the domiciliary visits, in Portugal. On the other hand, the Public Health Services, embracing the Health Authority’s power, play a very important role in managing the risk of HW production to public and environmental health. They need to use some indicators in its monitorization. In a country, rules and regulations define hospital waste management policies, which are confined by the addopted classification and definition of HW. Goals and Methods: This research study aims to quantify the production of HW as a result of healthcare services in human beings and animals, public service and private one. Through a longitudinal study, this production is quantified in Hospitals, Health Centers, Medical and Dental Clinics, Residential Centers for old people, Companies Medical Centers and Veterinary and Haemodyalisis Clinics in Amadora’s Council, comparing this production in two consecutive years. This study also focus the consequences of the Health Authority’s role in the healthcare services integrated management of HW. The middle production of HW in the domiciliary treatments is also quantified and, with a transversal analytic study, its association with patients and treatments’ characteristics is enhanced. Finally, the definitions and classifications in the European Union Countries are compared through a study that revises this matter’s legislation in four countries, including Portugal. Results and Conclusions: We get the middle production of Groups I+II, III and IV: HW: in Hospitals, by bed.day, bearing the occupation rate; by consultation, in Health Centers, Medical and Dental Clinics and Companies Medical Centers; by bed.year in Residential Centers for old people, considering their occupation rate; by year, in Veterinary and Haemodyalisis Clinics. We verify that the Health Authority’s role produces a significative statistical difference in the rise of the contracts between healthcare services and HW operators. We quantify the Groups III and IV’s wastes middle weight, produced by each medical treatment in domiciliary visits and relate this dependent variable with patients and treatments’ characteristics. We compare the different criteria used in the making of definitions and classifications of these wastes registered in German, United Kingdom, Spain and Portugal’s laws. Recommendations: Lines of further investigation are explaned. We also tender a reflexion about potential changes in rules, in regulations and in the integrated plans for managing hospital wastes in Portugal. RÉSUMÉ Le Problème. La gestion des déchets d'activités hospitalières (DAH) et de soins de santé (DSS) exige des procédures spécifiques en raison de leur nature, diversité et dangerosité. Leur production dépend, parmi d’autres, du nombre d’unités de soins de santé (USS), du type de soins administrés, du nombre de malades observés, des pratiques des professionnels et des organes de gestion des USS, de l’innovation technologique. La gestion intégrée des DAH et des DSS subit une évolution qualitative dans les dernières années. Il existe un déficit d’information sur les quantitatifs de DAH et de DSS provenant des USS et de la prestation de soins domiciliaires, au Portugal. D’autre part les Services de Santé Publique, y compris le pouvoir de l’Autorité de Santé, qui interviennent dans la gestion du risque pour la santé et pour l’environnement associé à la production de DAH et de DSS, ont besoin d’indicateurs pour leur surveillance. Dans cette matière le cadre légal établit la stratégie de gestion de ces déchets, laquelle est conditionnée par la classification et par la définition des DAH et des DSS adoptées par le pays. Objectifs et Méthodologie. Cet étude prétend: quantifier la production de DAH et de DSS provenant de la prestation de soins de santé, en êtres humains et animaux dans les USS du système public et privé. À travers un étude longitudinal, on quantifie cette production dans les Hôpitaux, Centres de Santé, Cliniques Médicales et Dentaires, Maisons de Repos pour personnes âgées, Cabinets Médicaux d’ Entreprises, Centres d’Hémodialyse et Cliniques Vétérinaires du municipe d’ Amadora, en comparant cette production en deux ans consécutifs; analyser les conséquences de l’exercice du pouvoir de l’Autorité de Santé dans la gestion intégrée des DAH et des DSS par les USS; quantifier la production moyenne de DAH et de DSS dans la prestation de soins domiciliaires et, avec un étude analytique transversal, rapporter cette production moyenne avec les caractéristiques des malades et des soins administrés; procéder à l’ analyse comparative des définitions et classifications des DAH et des DSS dans des pays de l’Union Européenne, à travers un étude de révision de la législation relative à cette matière dans quatre pays, Portugal y compris. Résultats et Conclusions. On obtient la production moyenne de DAH et des DSS, par Classes I+II, III et IV: dans les hôpitaux, par lit.jour, en considérant le taux d’occupation; par consultation, dans les Centres de Santé, Cliniques Médicales et Dentaires et Cabinets Médicaux d’ Entreprises par lit.an dans les Maisons de Repos pour personnes âgées en considérant le taux d’occupation; et par an, dans les Cliniques d’Hémodialyse et Vétérinaires. On constate que l’actuation de l’Autorité de Santé produit dans les USS une différence statistiquement significative dans l’accroissement de leurs contractualisations avec les opérateurs de traitement de DAH et de DSS. On quantifie le poids moyen des déchets des Classes III et IV produit par acte de prestation de soins à domicile et on rapporte cette variable dépendante avec les caractéristiques des malades et des soins administrés. On compare les différents critères utilisés dans l’élaboration des définitions et des classifications de ces déchets inscrites dans la légis