Otimização de parâmetros mecânicos e microestruturais dos moldes em areia de sílica ligados quimicamente pelo processo de cura a frio em fundição de aço

Surface defects on steel parts borne costs of smelting industries due to the need of rework. Sand molds are frequently used in foundry industries and largely responsible for providing surface defects. This study aims to optimize the levels of the molding process variables to minimize the occurrence of surface defects in steel castings in silica sand molds chemically linked by cold cure process. The methodology used the experimental design with split plot, being considered in the study the resin percentage factors in the mold formulation, addition of iron oxide, type of paint, the paint application method, amount of ink layers, use of hot air along the lines and waiting time of the mold before casting. They were analyzed as response variables erosion defects, sand inclusion, penetration, porosity and surface finish. Tensile strength tests were performed to evaluate the influence of factors on mechanical parameters and the microstructural parameters were carried out the analysis of X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM) and thermal analysis (TG / DSC / dilatometry). The results elucidate that for the faulty erosion, the only significant factor with a 95% confidence level was the type of ink and the ink alumina-based superior results obtained. For the sand inclusion of defect, there were three significant factors, with best results obtained with alumina-based paint and spray applied using hot air in the mold before casting the metal. For the defect penetration, there were four significant factors, the best results being achieved with 0.8% of resin and addition of iron oxide in the molding formulation, the paint being applied by brush and standby time of 24 hours before leak. For the defect porosity with a 95% confidence level, no significant factors. For the defect surface finish, the best results were achieved with the 0.8% formulation of the resin in the mold and application of the paint brush. To obtain the levels of the factors that optimize all defects simultaneously, we performed a weighted average of the results of each type of fault, concluding that the best levels of the factors were: 0.8% resin and addition of iron oxide in the formulation of the template, application of two coats of paint applied with a brush or spray, using hot air in the mold before casting and 24 hours of waiting ready the mold before casting. These levels of the optimized factors were used in an experiment to confirm that ratified the results, helping to reduce rework and consequently reducing costs of cast steel parts.

Diretrizes para o planejamento de experimentos em jogos educacionais voltados para o ensino de Engenharia de Software

Jogos educacionais constituem em uma importante ferramenta de ensino na área de Engenharia de Software, onde, muitas vezes, os alunos não passam por nenhum mecanismo de treinamento prático. Um jogo educacional de qualidade tem que ter objetivos educacionais bem definidos, motivar os alunos e efetivar a aprendizagem dos conteúdos. A aplicação de jogos no Ensino de Engenharia de Software deve ser realizada de forma sistemática e controlada com base em avaliação. A técnica Estatística de Experimentação permite a medição e a análise das variáveis envolvidas no processo de aplicação de jogos para que estes possam ser aplicados com qualidade. Para definir melhor os experimentos no uso de jogos para o ensino de Engenharia de Software, este trabalho propõe diretrizes para o planejamento de experimentos em jogos educacionais, de forma que permita verificar a influência e a significância da utilização desses jogos no ensino e aprendizado dos conceitos de Engenharia de Software. Um experimento com o SimulES-W foi realizado seguindo essas diretrizes, onde foi possível ser demonstrada sua aplicabilidade e simplicidade em sua definição. A experiência de uso do SimulES-W mostra que aprender com jogos de computador é divertido, interativo e que, apesar dos resultados obtidos não serem significativos estatisticamente, de certa forma contribui para o ensino da Engenharia de Software, não sendo necessariamente um conhecimento prévio do conteúdo.

Aplicação da metodologia de planejamento de experimentos para formulação de massas cerâmicas para telhas

Rio Grande do Norte State stands out as one great producer of structural clay of the brazilian northeastern. The Valley Assu ceramic tiles production stands out obtained from ilitics ball clays that abound in the region under study. Ceramics formulation and the design of experiments with mixture approach, has been applied for researchers, come as an important aid to decrease the number of experiments necessary to the optimization. In this context, the objective of this work is to evaluate the effects of the formulation, temperature and heating rate in the physical-mechanical properties of the red ceramic body used for roofing tile fabrication of the Valley Assu, using design of mixture experiments. Four clays samples used in two ceramics industry of the region were use as raw material and characterized by X-ray diffraction, chemical composition, differential thermal analysis (DTA), thermogravimetric analysis (TGA), particle size distribution analysis and plasticity techniques. Afterwards, they were defined initial molded bodies and made specimens were then prepared by uniaxial pressing at 25 MPa before firing at 850, 950 and 1050 ºC in a laboratory furnace, with heating rate in the proportions of 5, 10 e 15 ºC/min. The following tecnologicals properties were evaluated: linear firing shrinkage, water absorption and flexural strength. Results show that the temperature 1050 ºC and heating rate of 5 ºC/min was the best condition, therefore presented significance in all physical-mechanical properties. The model was accepted as valid based of the production of three new formulations with fractions mass diferents of the initial molded bodies and heated with temperature at 1050 ºC and heating rate of 5 ºC/min. Considering the formulation, temperature and heating rate as variables of the equations, another model was suggested, where from the aplication of design of experiments with mixtures was possible to get a best formulation, whose experimental error is the minor in relation to the too much formulations

Utilização de técnicas do planejamento de experimentos na otimização de um processo de torneamento da superliga NIMONIC 80A

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Planejamento de experimentos em blocos aplicado às propriedades mecânicas de arames de aço para molas

The purpose of this article is to demonstrate an application of the design of block experiments via analysis and multiple linear regression in the investigation of a steel thermal treatment process with multiple responses. The study aimed to design statistical models to predict the mechanical properties in SAE 9254 draw steel wires, with diameters of 2.00 mm and 6.50 mm, after quench hardening and tempering. For this purpose, process input variables (wire diameter, processing speed, tempering temperature and polymer concentration) were investigated regarding their influence on the material tensile strength, yield point and hardness. The results revealed that the mechanical properties of the steel wire are significantly influenced by the selected variables, and analysis of variance (ANOVA) was employed to validate the design of the statistical models. Multiple linear regression allowed for an appropriate representation of the process, and graphical analysis was found to be very useful in displaying the behavior of the multiple responses.

Uma aplicação do planejamento de experimentos e carta de controle em uma indústria de cosmésticos: ciclo DMAIC

Pós-graduação em Engenharia de Produção - FEB

Determinação por meio de planejamento de experimentos da influência do lixamento nas medidas de dureza com durômetro portátil de método UCI

The hardness has an important role in quality control, in research studies and metallurgical and mechanical specification, selection and comparison of various materials. This property is of extreme importance in the oil industry because it is a determining factor to ascertain the safety of the material used in pressure vessels and pipelines. Due to the inability to stop the equipment while checking the hardness, the hardness testers are widely used portable method UCI, its great advantage is the fact that an essay fast, simple realization and not be considered a non-destructive testing with a good relationship money. The objective is to determine if there is significant difference in hardness measurements between 80 and 1200 sandpaper using a portable hardness tester UCI method, the material applied in gas storage spheres composition ASTM 516 Gr 70. After determining the number of homogeneity, we performed the hardness profile to isolate the major factors influencing the hardness part: cold rolling and segregation of impurities. Factors Cooling and sanding were analyzed using the method of design of experiments (DOE), in which it was demonstrated that neither variables nor their interactions, has significant influence on the hardness measurements by portable MIC 10. This fact will lead to reduction in time and cost for surface preparation

Utilização de técnicas de planejamento de experimentos na análise de viabilidade de alterações no processo de pintura de grades Antracite em uma indústria automotiva

The search for better performance and competitive advantage in the current market scenario has made organizations keep their focus on quality planning and the use of effective techniques aimed at continuous improvement and optimization of processes and resources. The situation is not different for the painting process in the automotive industry, which has a significant amount of variables and influential external factors. This work, developed at General Motors in São José dos Campos, aims to analyze the feasibility of changing the painting process of the pickup S10 railings in the Antracite color located in the main line to the another line located in a Painting Repair Booth at the plant and, therefore, to study the possibility about reducing the window of cure for Antracite’s enamel by using Design of Experiments’ techniques. Applying this method is possible to find the best arrangement among studied factors of Painting Repair Booth that are, in this case, the Temperature, in Celsius degrees, and Skid’s Steps, in seconds, and it’s also possible to get their behavior according to quality requirements specified by GM rules for the Brightness and Paint Adhesion on the part. As a result, it can conclude that is possible to paint the S10 Antracite railings in the painting process’ line of Painting Repair Booth, and with the new configuration obtained by the Design of Experiments for the process variables, there are significant gains related to the parts’ quality, costs reduction and the optimization of production capacity, much in the main line as in the line of the Painting Repair Booth

Aplicação do planejamento de experimentos no processo de desenvolvimento de produtos: pesquisa em uma sorveteria artesanal

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Aplicação da metodologia de planejamento de experimentos para formulação de massas cerâmicas para telhas

Rio Grande do Norte State stands out as one great producer of structural clay of the brazilian northeastern. The Valley Assu ceramic tiles production stands out obtained from ilitics ball clays that abound in the region under study. Ceramics formulation and the design of experiments with mixture approach, has been applied for researchers, come as an important aid to decrease the number of experiments necessary to the optimization. In this context, the objective of this work is to evaluate the effects of the formulation, temperature and heating rate in the physical-mechanical properties of the red ceramic body used for roofing tile fabrication of the Valley Assu, using design of mixture experiments. Four clays samples used in two ceramics industry of the region were use as raw material and characterized by X-ray diffraction, chemical composition, differential thermal analysis (DTA), thermogravimetric analysis (TGA), particle size distribution analysis and plasticity techniques. Afterwards, they were defined initial molded bodies and made specimens were then prepared by uniaxial pressing at 25 MPa before firing at 850, 950 and 1050 ºC in a laboratory furnace, with heating rate in the proportions of 5, 10 e 15 ºC/min. The following tecnologicals properties were evaluated: linear firing shrinkage, water absorption and flexural strength. Results show that the temperature 1050 ºC and heating rate of 5 ºC/min was the best condition, therefore presented significance in all physical-mechanical properties. The model was accepted as valid based of the production of three new formulations with fractions mass diferents of the initial molded bodies and heated with temperature at 1050 ºC and heating rate of 5 ºC/min. Considering the formulation, temperature and heating rate as variables of the equations, another model was suggested, where from the aplication of design of experiments with mixtures was possible to get a best formulation, whose experimental error is the minor in relation to the too much formulations

Otimização da co-pirólise de gasóleo pesado com embalagens de PEAD pós-uso utilizando planejamento fatorial

A co-pirólise é uma rota promissora, uma vez que minimiza o impacto ambiental causado pela disposição do plástico de maneira inadequada, evita seu acúmulo em lixões e permite um melhor aproveitamento de um recurso natural não-renovável, o petróleo, matéria prima importante para a geração de energia e obtenção de produtos químicos. O presente trabalho teve como objetivo a definição das condições experimentais mais propícias à obtenção de líquidos pirolíticos com alta fração de óleo diesel, resultantes da co-pirólise de polietileno de alta densidade (PEAD) pós-consumo com gasóleo pesado tilizando-se catalisador de FCC (Fluid Catalytic Cracking). Como instrumento de otimização das condições experimentais, optou-se pela Metodologia Planejamento Fatorial. Foi também estudado o efeito das condições experimentais, como: a temperatura de reação, a relação gasóleo/polietileno e a quantidade de catalisador no meio reacional. As amostras de polietileno, gasóleo e catalisador foram submetidas à co-pirólise em sistema de leito fixo, sob fluxo constante de nitrogênio, variando-se a temperatura entre 450 C a 550 C, a quantidade de PEAD no meio reacional foi de 0,2 a 0,6 g, e a quantidade de catalisador foi de zero a 0,06 g, mantendo-se fixa a quantidade de gasóleo em 2 g. Foram efetuadas as caracterizações física e química do gasóleo, polietileno pós-uso e do catalisador. Como resultado, obteve-se a produção de 87% de fração de óleo diesel em duas condições diferentes: (a) 550 0C de temperatura sem catalisador; (b) 500 0C de temperatura e 25% de catalisador FCC. Em ambos os casos, a quantidade de gasóleo pesado e PEAD foram constantes (2 g Gasóleo; 0,2 g PEAD), assim com o tempo de reação de 15 minutos. A fração de óleo diesel obtida neste estudo alcançou o poder calorífico de 44,0 MJ/Kg que é similar ao óleo diesel comercial. É importante ressaltar que em ambos os casos nenhum resíduo foi produzido, sendo uma rota ambientalmente importante para reciclagem de embalagens plásticas contaminadas com óleo lubrificante originárias de postos de serviço, visando à recuperação de ambos conteúdo energético e orgânico dos resíduos de embalagens plásticas pós-uso

Desenvolvimento e avaliação de uma ferramenta computacional multimeios utilizada no auxílio ao aprendizado de projetos de experimentos básicos

Esta dissertação trata do desenvolvimento e avaliação de uma ferramenta computacional multimeios utilizada no auxílio ao aprendizado de projetos de experimentos básicos. A busca da sociedade por novos produtos e processos, cada vez melhores e de forma mais rápida, determina a necessidade da aplicação de técnicas mais objetivas e eficientes para se alcançar estes desafios. O trabalho de execução visando contemplar o mencionado anteriormente, procedeu-se da seguinte forma: (i) revisão e descrição dos conceitos relativos à Engenharia da Qualidade e ao Planejamento, Projeto e Análise de Experimentos (PPAE); (ii) identificação e descrição de métodos ou regras de planejamento experimental; (iii) investigação e identificação dos projetos e análises de experimentos considerados básicos; (iv) desenvolvimento de uma ferramenta multimeios para o auxílio ao aprendizado de PPAE; (v) avaliação da ferramenta desenvolvida, através de um estudo de caso; (vi) conclusões relacionadas ao trabalho desenvolvido. A abordagem adotada para apresentar a técnica experimental, destacou o planejamento, do projeto e análise, detalhando separadamente os mesmos. Este passo almejou, de forma objetiva, identificar aqueles projetos e análises básicos, iniciais ao aprendizado. A elaboração e posterior avaliação da ferramenta multimeios permitiu perceber a potencialidade da mesma, como um meio instrucional para o tema específico de projetos de experimentos, sendo sua aplicação de relativa facilidade. A avaliação mostrou ainda que existe muito a se avançar nos meios físicos de apresentação/execução deste tipo de ferramenta multimeios.

Delineamentos ótimos para experimentos farmacocinéticos

Pós-graduação em Biometria - IBB

Produção de ciclodextrina glicosiltransferase por Bacillus sp subgrupo alcalophilus: otimização por planejamento experimental

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Experimentos de mineração de dados aplicados a sistemas scada de usinas hidrelétricas

O atual modelo do setor elétrico brasileiro permite igualdade de condições a todos os agentes e reduz o papel do Estado no setor. Esse modelo obriga as empresas do setor a melhorarem cada vez mais a qualidade de seu produto e, como requisito para este objetivo, devem fazer uso mais efetivo da enorme quantidade de dados operacionais que são armazenados em bancos de dados, provenientes da operação dos seus sistemas elétricos e que tem nas Usinas Hidrelétricas (UHE) a sua principal fonte de geração de energia. Uma das principais ferramentas para gerenciamento dessas usinas são os sistemas de Supervisão, Controle e Aquisição de Dados (Supervisory Control And Data Acquisition - SCADA). Assim, a imensa quantidade de dados acumulados nos bancos de dados pelos sistemas SCADA, muito provavelmente contendo informações relevantes, deve ser tratada para descobrir relações e padrões e assim ajudar na compreensão de muitos aspectos operacionais importantes e avaliar o desempenho dos sistemas elétricos de potência. O processo de Descoberta de Conhecimento em Banco de Dados (Knowledge Discovery in Database - KDD) é o processo de identificar, em grandes conjuntos de dados, padrões que sejam válidos, novos, úteis e compreensíveis, para melhorar o entendimento de um problema ou um procedimento de tomada de decisão. A Mineração de Dados (ou Data Mining) é o passo dentro do KDD que permite extrair informações úteis em grandes bases de dados. Neste cenário, o presente trabalho se propõe a realizar experimentos de mineração de dados nos dados gerados por sistemas SCADA em UHE, a fim de produzir informações relevantes para auxiliar no planejamento, operação, manutenção e segurança das hidrelétricas e na implantação da cultura da mineração de dados aplicada a estas usinas.