Papers by Aldoni Wiedenhoft
Human orthotic device components must be comfortable, able to execute the expected functions and,... more Human orthotic device components must be comfortable, able to execute the expected functions and, most of everything reliable. The focus of this work is the development and application of a surgical screw resistance analysis methodology. For this, a mechanical apparatus, consisting of a torque actuator and a data acquisition system was developed. The actuator, composed by an electric engine and reducer, applied torque on the tested screw, who transfers it to a load cell, especially developed, and thus to the data acquisition system. Cortical titanium and cannulated stainless steel bone screws were tested, from different manufacturers, for insertion and removal torque, maximum torque and rupture angle. The results showed that, despite that all cannulated screws had followed the recommended standards, it was found significant dispersion among the results for titanium cortical screws, which indicates manufacturing or material defects. Results also showed that removal torque was always higher than insertion torque. This is an undesirable, yet expected, effect, once fractures may come to happen after the healing of the patient, or even on the occasion of a substitution. The analysis showed the efficiency of the methodology developed, and opens a point of discussion on orthotic reliability.
Key Engineering Materials, Dec 1, 2016
Friction stir welding (FSW) is a solid state welding process that has been studied for dissimilar... more Friction stir welding (FSW) is a solid state welding process that has been studied for dissimilar welding applications, especially aluminum and copper. However, the quality of dissimilar Al/Cu FSW joints is often impaired due to the formation of intermetallic compounds (IMCs), which affect both mechanical and electrical properties. This paper investigates the feasibility of FSW in producing dissimilar Al/Cu lap joints were copper is positioned over aluminum. In order to access the influence of rotational speed over the resulting joint, four different rotational speeds were tested for the same welding speed. The produced joints were then evaluated in terms of weld appearance, defects and the electrical resistance of the welded joints. Visual and ultrasound inspection indicated no discontinuity in any of the produced samples. Electrical resistance results indicate no influence of rotational speed. Moreover, electrical resistance of the Al/Cu FSW lap joints were smaller than the average between the electrical resistances of single metal joints welded with the tested materials in similar conditions. The experiments indicate that is possible to produce sound Al/Cu lap welds for the parameter window used, including the positioning of copper over aluminum, that is discouraged by literature. The small values of electrical resistance indicate no deleterious effect of IMCs over this characteristic.
Jamais considere seus estudos como uma obrigação, mas como uma oportunidade invejável para aprend... more Jamais considere seus estudos como uma obrigação, mas como uma oportunidade invejável para aprender a conhecer a influência libertadora da beleza do reino do espírito. Para seu próprio prazer pessoal e para proveito da comunidade à qual seu futuro trabalho pertence." Albert Einstein v vi AGRADECIMENTOS Este trabalho não poderia ser concluído sem a fé divina que trago comigo e da ajuda de diversas pessoas às quais presto minha sincera homenagem: Aos colegas da UNIPAMPA prof. Dr. Gustavo Fuor e prof. Dr. Tonilson Roseno, ao prof. Dr. Marco Durlo Tier pelo apoio incentivo nas horas de dúvidas e incertezas, ao Laboratório de Usinagem da Unipampa Alegrete RS e principalmente ao meu Orientador Prof. Dr. Telmo Roberto Strohaecker (in memoriam) pelo incentivo e orientação, apoio e confiança no meu trabalho onde sempre incentivou dando a maior atenção disponibilizando os laboratórios e bolsistas para auxílio deste estudo, juntamente com a Co-orientação do Prof
A usinagem e classificada como um processo de fabricacao em que ocorre a retirada de material, co... more A usinagem e classificada como um processo de fabricacao em que ocorre a retirada de material, conferindo formas e acabamento a peca usinada. A industria metal mecânica vem evoluindo ao longo dos anos, com a criacao da maquina ferramenta, que facilita a retirada de material, conhecido como cavaco. No processo de torneamento sao encontradas diversas dificuldades relacionadas a dureza do material, que podem causar defeitos em sua superficie devido a tensoes residuais, trincas, rugosidade da superficie excessiva e ate perdas nas propriedades fundamentais do metal. No intuito de melhorar os problemas encontrados, foi realizado o torneamento a quente com fontes externas de calor, onde a peca foi aquecida em um forno eletrico e posteriormente mantida sua temperatura com resistencias eletricas infravermelho em cerâmica, com o intuito de melhorar sua usinabilidade. Esse procedimento melhorou a retirada de cavaco, bem como a reducao do consumo especifico de potencia utilizada pelo torno para...
Anais do Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão, Feb 9, 2017
Journal of Materials Research and Technology, 2020
Statistical tools have shown to be very useful in the optimization of processes such as welding. ... more Statistical tools have shown to be very useful in the optimization of processes such as welding. Optimization is understood as the determination of the welding combinations that will lead to the maximization of a desired property, such as strength. This work proposes a statistical methodology to determine the optimum combination of welding parameters of FSSW in 6060-T5 aluminium alloy. Two Design of Experiment (DOE) statistical tools, Taguchi and Full Factorial Design (FFD) were used to determine the optimum combination of three welding parameters: rotational speed, plunge rate and dwell time. Four samples were produced for each welding combination and then subjected to shear test to evaluate joint strength. Quadratic regression was used to obtain an equation correlating joint strength and welding parameters. With the methodology presented, it was obtained an equation to correlate welding parameters and joint strength with acceptable accuracy. The results have shown that a proper combination of DoE tools like Taguchi and FFD is key to determining the optimum set of welding parameters in the FSSW process.
Revista Gestão da Produção Operações e Sistemas, 2019
O presente trabalho tem por objetivo buscar por melhorias no processo de torneamento a quente no ... more O presente trabalho tem por objetivo buscar por melhorias no processo de torneamento a quente no aço ABNT 1045, sob quatro condições de temperatura, através do Método de Análise dos Modos de Falhas e seus Efeitos (FMEA). A metodologia dos experimentos contou com fontes externas de calor, onde as amostras foram aquecidas em um forno elétrico e em seguidas inseridas no torno mecânico, realizadas em Maio de 2017, no laboratório do curso de Engenharia Mecânica. A temperatura das peças foi mantida através de duas resistências elétricas infravermelho em cerâmica, que estavam ajustadas em um suporte e devidamente presas ao redor da peça no torno. Dessa forma o FMEA se faz necessário para identificar falhas potenciais, pois os processos de fabricação possuem vastas aplicações na fabricação de peças e máquinas. Através da aplicação do formulário FMEA no produto do torneamento a quente identificou-se as falhas e possíveis prevenções, e os resultados obtidos evidenciam a melhora em três dos ci...
Uma das mais importantes inovacoes tecnologicas na area metalurgica foi o processo de soldagem po... more Uma das mais importantes inovacoes tecnologicas na area metalurgica foi o processo de soldagem por friccao, conhecida como Friction Stir Welding (FSW), onde consiste na uniao de materiais em seu estado solido abaixo de seu ponto de fusao. O processo utiliza uma ferramenta nao consumivel com um perfil caracteristico, no qual tem uma velocidade de rotacao para que o mesmo penetre nas chapas. O calor gerado pelo atrito, entre a ferramenta e as chapas, faz com que ocorra uma deformacao plastica no material iniciando a formacao do cordao de solda, onde o ombro da ferramenta e o responsavel pelo forjamento final do material, ja em resfriamento. O objetivo principal do presente estudo e avaliar a influencia da utilizacao de diferentes perfis de ferramenta e diferentes velocidades de rotacao sobre a soldagem e o comportamento mecânico de ligas de Aluminio (Al) e cobre (Cu). Foram realizados os Tratamentos termicos na ferramenta de aco ferramenta AISI H13, como tempera e revenido, obtendo um...
O processo de soldagem GMAW (Gas metal arc welding Soldagem ao Arc Eletrico com Atmosfera de Pr... more O processo de soldagem GMAW (Gas metal arc welding Soldagem ao Arc Eletrico com Atmosfera de Protecao Gasosa), e utilizado em larga escala na industria devido a sua qualidade, custo e flexibilizacao. Portanto, buscar a padronizacao e aperfeicoamento do processo e de vital importância para as empresas. Para tal, resolveu-se analisar a microdureza e microestrutura de chapas soldas por esse processo. O material ensaiado e um aco SAE 1030 obtido por meio de laminacao contendo um cordao de solda ESAB ER70S-6 de diâmetro 1,6 e 2,4 mm, fluxo de argonio 10 l/mm. As chapas foram cedidas pela empresa PS Zamprogna, de Canoas/RS. Foram realizados dois ensaios distintos para investigacao das propriedades e microconstituintes do material base, zona termicamente afetada e zona fundida. A zona fundida e a zona termicamente afetada apresentaram formacao de ferrita de contorno de grao e regioes de ferrita de segunda fase alinhada, para as amostras de 2,25 mm e 2,5 mm. O material base apresentou val...
O processo de soldagem por friccao (Friction Stir Welding) foi desenvolvido em 1991 no The Weldin... more O processo de soldagem por friccao (Friction Stir Welding) foi desenvolvido em 1991 no The Welding Institute (TWI), no Reino Unido, onde consiste na soldagem de materiais pelo atrito no estado solido, onde uma ferramenta nao-consumivel gira ao longo da interface dos materiais a serem soldados e assim gerando calor entre a ferramenta de soldagem e as pecas, fazendo com que ocasione uma deformacao plastica localizada e assim ocorrendo a uniao da junta. Este processo tem um grande potencial para unir materiais diferente, tais como Aluminio (Al) e Cobre (Cu). O presente trabalho traz como principal objetivo a uniao de duas chapas de Al e Cu em uma solda linear com uma velocidade de rotacao, avanco e ângulo estabelecidos, com a finalidade de se obter uma solda de boa qualidade e nao prejudicando as propriedades do material. Foram feitas duas amostras com diferentes velocidades de rotacao e ângulos na tentativa de uniao do aluminio ASTM 6060 T5 com o cobre ASTM B110. Na amostra 1 foi util...
Com a necessidade de unir materiais diferentes, o uso de soldagem por friccao em materiais dissim... more Com a necessidade de unir materiais diferentes, o uso de soldagem por friccao em materiais dissimilares vem crescendo gradativamente devido a vantagem de nao haver a adicao de outro material durante o processo. Alem disso, a ausencia de fusao resulta em melhores propriedades mecânicas e da resistencia a corrosao na regiao da solda. E importante mencionar que o processo corrosivo formado pelo par metalico normalmente ocorre em ligacoes parafusadas ou, em ligacoes soldadas pelos processos convencionais.O processo consiste na soldagem dos materiais em estado solido. A energia termica e gerada pelo atrito entre as pecas que, juntamente com a aplicacao de pressao, ocasiona uma deformacao plastica localizada, que resulta na uniao da junta. O presente trabalho tem como objetivo estudar a tecnica de soldagem por friccao aplicada a junta dissimilares (aluminio e cobre), avaliar as propriedades mecânicas da junta soldada e correlacionar as propriedades mecânicas com a microestrutura resultant...
A usinagem e classificada como um processo de fabricacao em que ocorre a retirada de material, co... more A usinagem e classificada como um processo de fabricacao em que ocorre a retirada de material, conferindo formas e acabamento a peca usinada. A industria metal mecânica vem evoluindo ao longo dos anos, com a criacao da maquina ferramenta, que facilita a retirada de material, conhecido como cavaco. No processo de torneamento sao encontradas diversas dificuldades relacionadas a dureza do material, que podem causar defeitos em sua superficie devido a tensoes residuais, trincas, rugosidade da superficie excessiva e ate perdas nas propriedades fundamentais do metal. No intuito de melhorar os problemas encontrados, foi realizado o torneamento a quente com fontes externas de calor, onde a peca foi aquecida em um forno eletrico e posteriormente mantida sua temperatura com resistencias eletricas infravermelho em cerâmica, com o intuito de melhorar sua usinabilidade. Esse procedimento melhorou a retirada de cavaco, bem como a reducao do consumo especifico de potencia utilizada pelo torno para...
Human orthotic device components must be comfortable, able to execute the expected functions and,... more Human orthotic device components must be comfortable, able to execute the expected functions and, most of everything reliable. The focus of this work is the development and application of a surgical screw resistance analysis methodology. For this, a mechanical apparatus, consisting of a torque actuator and a data acquisition system was developed. The actuator, composed by an electric engine and reducer, applied torque on the tested screw, who transfers it to a load cell, especially developed, and thus to the data acquisition system. Cortical titanium and cannulated stainless steel bone screws were tested, from different manufacturers, for insertion and removal torque, maximum torque and rupture angle. The results showed that, despite that all cannulated screws had followed the recommended standards, it was found significant dispersion among the results for titanium cortical screws, which indicates manufacturing or material defects. Results also showed that removal torque was always higher than insertion torque. This is an undesirable, yet expected, effect, once fractures may come to happen after the healing of the patient, or even on the occasion of a substitution. The analysis showed the efficiency of the methodology developed, and opens a point of discussion on orthotic reliability.
RESUMO: Os desgastes em ferramentas de corte sempre irao assombrar a industria. Apesar dos avanco... more RESUMO: Os desgastes em ferramentas de corte sempre irao assombrar a industria. Apesar dos avancos na tecnologia, sempre ocorrerao situacoes onde uma ferramenta ira apresentar uma avaria, de modo que isso influencia diretamente na producao de alguns elementos metalicos. O trabalho visa demonstrar de forma simples os principais tipos de desgastes que podem ocorrer em ferramentas de corte, alem de levantar as hipoteses para seu acontecimento. Palavras-Chave: usinagem, desgaste, ferramenta de corte. INTRODUCAO O desgaste que ocorre em ferramentas de corte e atualmente um problema para a industria metalmecânica. Esses desgastes, muitas vezes excessivos, causam um elevado custo para a empresa fabricante de um componente, pois podem ocorrer alteracoes dimensionais e de acabamento, alem de diminuir a vida util da ferramenta de corte, ocasionando uma parada de producao indesejavel. Visando o bom uso da ferramenta, e de suma importância utilizar metodos de monitoramento da mesma, para se ext...
A usinagem e um processo de fabricacao, sendo amplamente conhecida e aplicada na producao de peca... more A usinagem e um processo de fabricacao, sendo amplamente conhecida e aplicada na producao de pecas ou maquinas atraves da retirada de material excedente, conferindo formas e acabamento a peca trabalhada. Ao longo dos anos a industria metal mecânica vem evoluindo com a implementacao de novos metodos de fabricacao, ou novas maquinas, para remocao do material excedente, denominado cavaco, impulsionando dessa forma o seu desenvolvimento. O torneamento mecânico e um processo de fabricacao convencional da usinagem, onde os movimentos e forcas ocorrem sobre a peca, sendo realizados pela ferramenta de corte. No torneamento sao encontrados diversos problemas relacionados ao crescente aumento de acos de elevada dureza e resistencia mecânica no mercado, causando dificuldades no processo. Com o objetivo de minimizar o problema, seria realizado o torneamento a quente, com o uso de resistencias infravermelho em cerâmica. A peca a ser trabalhada seria aquecida logo antes do processo, e as resisten...
Procceedings of the 24th ABCM International Congress of Mechanical Engineering
Key Engineering Materials, 2016
Friction stir welding (FSW) is a solid state welding process that has been studied for dissimilar... more Friction stir welding (FSW) is a solid state welding process that has been studied for dissimilar welding applications, especially aluminum and copper. However, the quality of dissimilar Al/Cu FSW joints is often impaired due to the formation of intermetallic compounds (IMCs), which affect both mechanical and electrical properties. This paper investigates the feasibility of FSW in producing dissimilar Al/Cu lap joints were copper is positioned over aluminum. In order to access the influence of rotational speed over the resulting joint, four different rotational speeds were tested for the same welding speed. The produced joints were then evaluated in terms of weld appearance, defects and the electrical resistance of the welded joints. Visual and ultrasound inspection indicated no discontinuity in any of the produced samples. Electrical resistance results indicate no influence of rotational speed. Moreover, electrical resistance of the Al/Cu FSW lap joints were smaller than the averag...
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