Papers by Leonardo Santana
COBEM - 26th International Congress of Mechanical EngineeringAt: Florianópolis, Brasil, 2021
3D printing material suppliers in general provide scarce information about materials properties o... more 3D printing material suppliers in general provide scarce information about materials properties or on how the inclusion of different types of pigments can affect the quality standard of printed parts. In this study we evaluate the influence of color on the mechanical properties in PLA (Poly lactic acid) parts. For each filament color (blue, white, orange and red), two sets of samples were printed for three-point flexural tests, taken with original printing conditions and after an annealing treatment (HT). Measurements of the mass of the parts were carried out, in addition to the density and analysis of the molecular composition, through Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), of the filaments. The results showed that the molecular structure of polymers with different colors and its density are similar, thus no conclusion regarding the presence of additives could be made. The color significantly influenced the mechanical responses and mass of the parts with and without heat treatment. Annealing increased the maximum flexural strength in all samples. Parts' modulus also slightly increased, indicating that the HT was not adequate to increase crystallization due to the influence of the pigments. Results suggest that color brings unpredictability to the behavior of printed and post treated parts.
Anais do I Congresso de Engenharia da Rede PDIMat (engBRASIL2020), 2020
o texto é o conteúdo mais usado nas notícias online. Por não exigir grande velocidade de conexão,... more o texto é o conteúdo mais usado nas notícias online. Por não exigir grande velocidade de conexão, a palavra escrita foi sempre uma boa opção de transmissão de conteúdo em rede. Isso acabou resultando em uma imposição histórica do texto na Internet. E quando envolvemos no processo comunicativo pessoas incapazes de visualizar e, consequentemente, apreender informações a partir do texto? Computadores e dispositivos móveis oferecem alternativas para pessoas cegas ou deficientes visuais, como a leitura do texto escrito. Opções assim, no entanto, reduzem a informação a uma única fonte, a sonora, aproximando-se das outras formas de informação cotidianas habitualmente buscadas. Propomos uma maneira de incluir o tato no processo informativo através do uso da Impressão 3D, de forma que a pessoa possa "sentir" a informação diretamente da interação com modelos tridimensionais impressos em Poli (ácido lático) (PLA), ao mesmo tempo em que ouve as informações acerca do fato. O que buscamos é estabelecer um processo de produção e diretrizes de construção para essas narrativas, de forma a contribuir para seu uso como modelo informativo para pessoas cegas ou com limitação visual. Identificamos a melhor forma de se produzir uma experiência narrativa complexa aos cegos através de testes táteis interativos com diferentes modelos geométricos a fim de definir características ideais de tamanho e rugosidade dos modelos.
In the postprocess of infiltration in the Binder Jetting technology, the permeability (k) and hyd... more In the postprocess of infiltration in the Binder Jetting technology, the permeability (k) and hydraulic conductivity (K) are essential factors in the penetration of the infiltrant within the three-dimensional printing (3DP) model and thus get to improve its mechanical strength. This study experimentally evaluated the influence of 3DP sample thickness, infiltrant type, build orientation, binder saturation and colour of model 3DP on its permeability and hydraulic conductivity. Permeability and hydraulic conductivity were determined based on Darcy’s law in a custom-made falling-head permeameter with low- and high-viscosity mineral oils that simulated the infiltrants. In addition, porosity and the pore-size distribution were estimated using the liquid saturation and mercury intrusion porosimetry methods. In decreasing order, the build orientation and binder saturation of the sample showed a statistical significance for k, whereas for K the infiltrant type and build orientation were significant. The cumulative volume curves of intruded/extruded mercury to the 3DP model showed liquid entrapment, and this seems to be related to kinetic effects over mercury extrusion, together with the tortuosity and surface chemistry of the pores in the porous system. More than 90% of the pores detected are macropores (> 0.05 µm); however, the predominance in the absorption of the intruded mercury occurred in pores between 10 and 30 µm.
Impresión 3D de conectores basados en modelos matemáticos para aplicación en mobiliario, 2019
A popularização da Impressão 3D por extrusão através dos movimentos de código aberto permitiu imp... more A popularização da Impressão 3D por extrusão através dos movimentos de código aberto permitiu importantes avanços técnicos e sociais. Utilizando grupos de entusiastas e especialistas, a tecnologia vem superando suas limitações, como produção de peças de grandes dimensões em máquinas de baixo volume de trabalho, empregando soluções criativas como a fragmentação de produtos em conjuntos de peças inspiradas no LEGO® [1] ou com a combinação de elementos impressos com garrafas em plástico [2]. No campo social, as impressoras ajudam a superar dificuldades em áreas como a Matemática, motivando os estudantes a partir da visualização 3D de conceitos abstratos [3-5]. Com base nos cenários apresentados, este trabalho procurou integrar as duas situações a partir da transformação de modelos matemáticos complexos, com um simples processo de observação e imaginação, em conectores para unir partes em madeira para a produção de mobiliário. Noutras palavras, procurou-se estudar a Matemática e a Impressão 3D como ciências funcionais. Contextualização O conector desenvolvido neste estudo foi inspirado no modelo matemático "Scherk" e as etapas de projeto da conceção base do sistema encontram-se indicadas na Figura 1 (a-d). A partir da forma "mãe", foram geradas duas peças complementares, Figura 1 (e), que permitiram, através da combinação com elementos em madeira, a construção de três tipos de mobiliário: banco, cadeira e mesa (Figura 2). Todas os conectores foram produzidos numa impressora 3D Alpha 8 com filamento de Ácido Polilático (PLA). Projeto e validação dos conectores Procurou-se solucionar os problemas observados nas peças impressas através da fabricação de componentes num material mais flexível, neste caso o PLAsoft (Figura 3). As forças de inserção foram reduzidas, permitindo um encaixe por pressão que facilitou as operações envolvidas. No entanto, o material apresentou um relaxamento de tensões que conduziu a uma menor interferência nas conexões após ciclos de montagem/desmontagem. Conclusão • A metodologia proposta foi validada, uma vez que foi possível atribuir a função de conector aos modelos matemáticos; • O padrão geométrico cúbico da estrutura do mobiliário garante maior eficiência ao modelo final; • A espessura das paredes das peças é um parâmetro crucial para faciltar a montagem; • O ajuste da orientação de construção das peças é muito importante para evitar fratura/delaminação nas zonas de adesão entre camadas; • O trabalho desenvolvido demonstra que a Matemática não é apenas uma ciência da formulação, mas também uma arte de imaginação e conceção de produtos.
3D printing of connectors based on mathematical models for application in furniture, 2019
Impresión 3D de conectores basados en modelos matemáticos para aplicación en mobiliario / Impress... more Impresión 3D de conectores basados en modelos matemáticos para aplicación en mobiliario / Impressão 3D de conectores baseados em modelos matemáticos para aplicação em mobiliário Resumo O Fabrico Aditivo encontra-se cada vez mais presente e relevante em diversos setores industriais. A última grande revolução neste cenário foi o surgimento das impressoras 3D de baixo custo, por extrusão, que permitiram a popularização da tecnologia, inserindo-se inclusive no ambiente doméstico. Atualmente observa-se um movimento no sentido de correlacionar ciências, o qual propiciou a integração entre a Impressão 3D, e sua capacidade de produzir geometrias complexas, com o mundo abstrato da Matemática. Neste contexto, o presente artigo teve como objetivo avaliar a viabilidade do uso da Impressão 3D por extrusão na produção de conectores para a aplicação em mobiliário, obtidos a partir de modelos matemáticos 3D pré-existentes. Foi possível desenvolver um conjunto de peças capazes de produzir diferentes configurações de mobiliário, atendendo, portanto, a requisitos de customização. Entretanto, limitações relacionadas com o material de impressão interferiram na execução de esforços cíclicos de montagem e desmontagem, conduzindo a falhas mecânicas nas peças. Palavras chave: Fabrico aditivo; extrusão; modelos matemáticos; mobiliário. Abstract Additive Manufacturing is increasingly present and relevant in several industrial sectors. The last major revolution in this scenario was the emergence of low-cost extrusion-based 3D printers that allowed the popularization of technology, even in the domestic environment. Nowadays, there is a movement towards the correlation of sciences, which allowed the integration between 3D Printing, and its ability to produce complex geometries, with the abstract world of Mathematics. In this context, the present article had the goal of evaluating the capability of using extrusion 3D printing in the production of connectors for the application in furniture, obtained from pre-existing 3D mathematical models. It was possible to develop a set of pieces capable of producing different furniture configurations, thus meeting the customization requirements. However, limitations related to the printing material interfered with the execution of cyclic assembly and disassembly efforts, leading to mechanical failure of parts.
Proceedings of the 10th Brazilian Congress on Manufacturing Engineering, 2019
Widespread open source initiatives within the context of extrusion-based 3D printing have made th... more Widespread open source initiatives within the context of extrusion-based 3D printing have made this technology accessible to all levels of users. However, aspects such as low dimensional quality of the parts produced, or difficulty in interaction with the process parameters and the printing materials affect the satisfaction of the consumers of these systems. In this sense, the goal of this article was to contribute to the acknowledgement of the 3D printing system, and thus to the relation user-machine, through the analysis of the influence of material types-Polylactic Acid (PLA) and Poly(ethylene terephthalate glycol) (PETG)-and process variables (deposition strategies and number of perimeters), confronted in Taguchi's experimental design, varying the internal and external dimensions of the printed parts. Additionally, the masses of the built samples were measured, and the materials were characterized by a melt flow index (MFI) test. The results demonstrated that the dimensions of the manufactured components were strongly influenced by the type of material used due to the greater variations in the filament diameter (before being processed) when compared to the nominal value and the high fluidity of the polymer, and by the deposition strategies. PETG stands out as a material with good printing capability, with better dimensional quality along all the parts' directions, making it suitable for applications that require greater conformity in measurements.
The injection molding process is influenced by the process parameters which reflect in changes in... more The injection molding process is influenced by the process parameters which reflect in changes in the properties of the molded parts. The use of suitable parameters can benefit the quality of plastic parts, guaranteeing the improvement of some characteristics and minimizing or eliminating unwanted defects. In this study a complete 3² factorial design was used to evaluate the influence of injection and mold temperatures on the mechanical and physical properties of test specimens with the formation of weld lines. Parts were produced in a flame-retardant ABS grade (AF360) copolymer supplied by LG Chem, with injection temperatures of 200, 215 and 230°C and mold temperatures of 40, 50 and 60°C, in an instrumented mold. Pressure and temperature sensors were located at the gate and at the weld line forming region. The switchover controlled by the cavity pressure in the range of 2.5 to 5.0 MPa was also investigated. Analysis of variance showed that the injection temperature significantly influences the mass and the shrinkage of the specimens, while for the mold temperature only the relation with the mass was significant. The results of the tensile tests indicated that no response was statistically significant for the resistance of the weld line in the range of temperatures selected, with similar resistance being observed under all conditions analyzed. Tests with pressure switchover verified a tendency toward an increase in the mass with an increase in the switching pressure, however, a mass stabilization value was evidenced. It was possible to compare the dimensions of the test specimens on the weld line and gate sides, with a higher value for the shrinkage being observed on the weld line side.
O poliácido lático (PLA) é um polímero biodegradável obtido através de fontes renováveis. Em comp... more O poliácido lático (PLA) é um polímero biodegradável obtido através de fontes renováveis. Em comparação com plásticos comuns, o PLA demanda menos água e energia elétrica e gera menos gases do efeito estufa. Estas características têm despertado um grande interesse por este material para a produção de produtos com apelo ecológico. Na manufatura aditiva por extrusão, além da maior sustentabilidade, a utilização de PLA têm aumentado por conta da maior facilidade no uso em comparação com o acrilonitrila butadiendo estireno (ABS). Entretanto, constata-se que por sua relativa recente introdução não existem informações suficientes que orientem os usuários de impressoras 3D acerca do comportamento mecânico das peças obtidas. O objetivo deste trabalho foi avaliar peças fabricadas em PLA obtidas pelos processos de manufatura aditiva por extrusão e moldagem por injeção. Foram produzidos corpos de prova com variação na densidade de preenchimento, da estratégia de construção e orientação de fabricação em impressora 3D modelo RepRap. Para avaliar as diferentes condições de construção foram obtidos corpos de prova em máquina injetora. Os resultados dos ensaios mecânicos mostram que a densidade de construção e orientação de construção foram mais significativos para a aumento da resistência mecânica. Devido a presença de vazios, inerente ao processo de manufatura aditiva, a resistência mecânica dos corpos de prova em relação aos produtos injetados foi consideravelmente inferior.
Revista Robótica número 107, páginas 22-25
Purpose
The material deposition quality obtained with open-source extrusion-based additive manuf... more Purpose
The material deposition quality obtained with open-source extrusion-based additive manufacturing equipment was evaluated based on two aspects: analysis of the factors affecting the deposition in the building of parts and the machine repeatability; and a performance evaluation of the extruder head.
Design/methodology/approach
To analyze the factors affecting the deposition, parts were manufactured in poly(lactic acid) (PLA) with variations in print speed and extrusion temperature. Specimens were analyzed through optical microscopy, mass measurements and flexural tests. The extruder-head evaluation consisted of monitoring the feedstock material displacement on entering the system during deposition under different processing conditions.
Findings
The results showed low repeatability in the manufacturing of parts, since significant variations in the evaluated responses were found for specimens built under the same process parameters. The main cause for this effect was deposition failure, due to filament slippage in the extruder head hobbed pulley.
Practical implications
The results found should alert users to the fact that performance tests need to be carried out on every subcomponent of the equipment before conducting experiments on printing parameters. The components of the equipment can influence the final quality of the parts obtained as much as the building parameters and this influence can be significant enough to overlap with that of the process parameters.
Originality/value
The effect of slippage on the deposition quality was quantified and the command loss in the machine control board was identified.
Resumo: Questões relativas à montagem de componentes são fundamentais para a concepção e o desenv... more Resumo: Questões relativas à montagem de componentes são fundamentais para a concepção e o desenvolvimento de novos produtos durante o processo de projeto. Os princípios do DFMA (Design for Manufacturing and Assembly) destacam a ideia do " uso mínimo de fixadores separados " e, neste cenário, a aplicação de conectores snap-fit tem se mostrado uma alternativa interessante para cumprir tal requisito e otimizar o projeto. A crescente evolução e popularização dos processos de Manufatura Aditiva (MA) potencializam o desenvolvimento de peças funcionais e a produção de protótipos para encaixe e montagem. Na literatura são encontrados estudos que exploram esta aplicação somada à fabricação e à análise de snap-fits, mas envolvendo uso de equipamentos e tecnologias MA de alto custo ou a moldagem por injeção. Este artigo busca, portanto, realizar um estudo exploratório de aplicação da impressão 3D por extrusão e de baixo custo na fabricação de um gabinete para placas eletrônicas, cujas partes são unidas por snap-fits. Duas concepções foram projetadas e fabricadas em Poli (Ácido Lático) (PLA), sendo a principal diferença entre elas o uso de menores ou maiores folgas entre os elementos de encaixe, com o objetivo de verificar as limitações do processo e da máquina. As peças foram analisadas através da aquisição de imagens macro, avaliação dimensional e escaneamento 3D. Os resultados indicaram que a tecnologia é favorável à aplicação proposta, porém foram identificados problemas quanto a tolerâncias dimensionais, falhas de deposição, e fraca adesão entre camadas, que devem ser mais bem explorados em estudos futuros. Palavras-chave: DFMA, impressão 3D, baixo custo, snap-fit, PLA.
Snap-fit connectors are among the most economical, fast, and popular methods of assembly, whose u... more Snap-fit connectors are among the most economical, fast, and popular methods of assembly, whose use is increasing due to the tendency to replace separate fasteners, seeking simpler manufacturing processes [1]. The union between components that use this type of joint occurs exclusively from the intrinsic elasticity of the materials [2]. Snap-fits are being widely used in the automotive industry, replacing bolts and other mechanical joints [3]. They are traditionally made by injection molding [4]. However, the complex geometries of the systems can make the molds complicated and expensive, thus creating an opportunity to use Additive Manufacturing to manufacture these systems [5]. Methodology and Preliminary analysis The main objective of this work is the development of design techniques and concepts for assembly systems with snap-fit connections, to be obtained by extrusion-based low cost 3D printing. We have carried out studies to characterize the polymer materials covered in the research — PLA (Poly(lactic acid) and PETG (glycol-modified polyethylene terephthalate) —, to improve the dimensional quality of the manufactured parts, to evaluate the gaps between the assembly elements, and to manually test the assembly forces. All parts were built using a Prusa I3 Hephestos 3D printer. Examples of the experiments performed are presented below (Figure 1).
Resumo: Possuindo uma vasta área de aplicação, as tecnologias ligadas ao processo de manufatura a... more Resumo: Possuindo uma vasta área de aplicação, as tecnologias ligadas ao processo de manufatura aditiva por extrusão vêm ganhando cada vez mais destaque. Dentre os módulos que compõem uma impressora 3D, o cabeçote extrusor é responsável pela fusão e deposição da matéria-prima. Este possui um motor responsável pela condução do filamento ao bico extrusor aquecido que deposita o material para a impressão. Este processo de condução, fusão e deposição do filamento pode apresentar alguns problemas que afetam diretamente na qualidade da peça, como o entupimento do tubo do bico extrusor, a perda de passo do motor acoplado ao extrusor e o escorregamento entre filamento e elemento de fricção. Atualmente, há poucas publicações e estudos relacionados ao comportamento do cabeçote extrusor de impressoras 3D e ao aprimoramento do mesmo. Neste sentido, o presente estudo busca abordar e monitorar as possíveis falhas no cabeçote extrusor de uma impressora 3D, propondo ajustes e melhorias. Para o monitoramento do cabeçote extrusor, foi desenvolvido um sistema instrumentado capaz de registrar a movimentação do filamento ao longo do módulo e a temperatura em diversos pontos do mesmo, com encoder rotacional e sensores de temperatura (PT-100). Por meio de uma série de testes, foram gerados dados que indicam o controle de temperatura do sistema como um fator relevante para o bom funcionamento do extrusor. Com o encoder foi registrada a movimentação do filamento dentro do extrusor para comparação com o sinal de step proveniente do driver de motor de passo, traçando assim uma relação entre comando e valor real. Com base nos dados analisados, foi possível verificar que o tracionamento do filamento apresenta falhas que afetam a deposição do material. Tendo estabelecido as principais variáveis de extrusão que afetam a qualidade geral da peça, foi utilizado o sistema de supervisão SCADABR com o intuito de realizar o monitoramento sob o sistema e registrar eventos que levem a fabricação de peças fora dos requisitos de projeto.
Esta artigo, a qual tive participação, foi realizado pelos alunos Guilherme Bueno Silveira e Igor Pereira do Instituto Federal de Santa Catarina (PFBMAT). Este trabalho é uma continuação da pesquisa introduzida em minha dissertação de mestrado " AVALIAÇÃO DE UMA IMPRESSORA 3D BASEADA EM PROJETO DE CÓDIGO ABERTO NA FABRICAÇÃO DE PEÇAS EM PLA".
Resumo: A democratização dos processos de Manufatura Aditiva por extrusão, motivada pelo desenvol... more Resumo: A democratização dos processos de Manufatura Aditiva por extrusão, motivada pelo desenvolvimento das impressoras 3D de código aberto, permitiu o uso dessas tecnologias em ambientes domésticos e de negócios, além de ser desejável no cenário de pesquisas, garantindo maior flexibilidade e possibilidades de adaptações. Dentre os principais materiais utilizados neste conceito de máquinas estão os filamentos de poli(ácido lático) (PLA), disponíveis em uma vasta gama de cores e fornecedores. Filamentos de PLA são muito populares, principalmente entre entusiastas da impressão 3D, uma vez que apresentam maior facilidade de impressão quando comparados a outros materiais disponíveis. Entretanto, pouco se conhece a respeito das propriedades destes materiais, abrindo uma lacuna no cenário das pesquisas acadêmicas, onde o conhecimento técnico sobre a matéria prima é de grande importância. Neste sentido, o presente artigo buscou avaliar diferentes filamentos de PLA com variação na coloração, e comercialmente ditos naturais. Para a caracterização dos filamentos foram realizados inicialmente três técnicas: calorimetria diferencial de varredura (DSC), análise termogravimétrica (TGA), e espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR); os dois primeiros para se obter as temperaturas de fusão, transição vítrea, e de degradação, e o terceiro para identificar os principais elementos da composição química dos materiais. Uma quarta análise foi realizada, entretanto com apenas dois filamentos — um pigmentado e um natural —, para medir a densidade dos materiais e possibilitar comparações com valores disponibilizados na literatura. Os resultados encontrados mostram que, em relação à temperatura de transição vítrea, materiais coloridos e naturais apresentaram valores muito próximos; comportamento semelhante também foi observado em relação à temperatura de degradação. A análise da temperatura de fusão revelou dois grupos distintos: filamentos de PLA semicristalinos com variações na temperatura de fusão, e filamentos amorfos. Quanto à composição química, não foram constatadas diferenças significativas, mesmo em amostras com e sem pigmentos. Por fim, na medição da densidade também foram encontrados valores similares entre as amostras analisadas, e próximos aos valores descritos na literatura
Resumo-Este trabalho descreve o desenvolvimento de um minitorno CNC (Comando Numérico Computadori... more Resumo-Este trabalho descreve o desenvolvimento de um minitorno CNC (Comando Numérico Computadorizado) com viés didático para ser utilizado em aulas praticas de usinagem. A máquina apresenta estrutura simples, dimensões reduzidas, interface amigável e baixo custo de construção e operação. É destinada a usinagem de materiais como poliacetal, polietileno, poliamida e outros polímeros de baixa dureza. A integração da tecnologia CNC é baseada na utilização do controlador MACH3, o que configura a máquina como minitorno automatizado. Os testes com a máquina ocorreram em três etapas distintas, com o objetivo de identificar erros como histerese, comparar as peças usinadas com o modelo CAD das mesmas, e por último o monitoramento da velocidade do eixo árvore afim de conferir se a mesma estava de acordo com a indicada no software de controle. A análise dos resultados comprovou que apesar de algumas limitações construtivas, o equipamento apresentou resultados satisfatórios para as atividades ao qual foi submentido. Palavras-Chave: Minitorno. CNC. MACH3.Usinagem. Polímeros. Equipamento Didático.
Abstract-This project's goal is to develop a small turn CNC with didactic characteristics, to be used in classroom. The machine presents simple structure, reduced dimension, friendly interface e low cost production and operation. It is intended for machining of materials such as polyacetal, polyethylene, polyamide and other polymers of low hardness. The integration of CNC technology is based on the use MACH3 controller, which configures the machine as small turn automated. The tests with the machine occurred in three distinct stages, with the aim of identifying errors as hysteresis, compare the machined parts with the same CAD model, and finally monitoring the speed of the spindle in order to check whether it was consistent as indicated in the control software. The results showed that despite some limitations on the construction, the device showed satisfactory results for the activities to which it was submitted.
Este trabalho é o desfecho técnico do projeto integrador desenvolvido no ano de 2012 pelos alunos: Andreilton Carvalho dos Santos Lima, Claudio Abílio da Silveira, Gustavo Luis de Sousa, Leonardo Santana, Matheus Santos da Silva.
A fusão e deposição de materiais (FDM) é um processo de manufatura aditiva mundialmente mais util... more A fusão e deposição de materiais (FDM) é um processo de manufatura aditiva mundialmente mais utilizado. Neste processo, é fundamental que a primeira camada seja construída de forma adequada e apresente uma boa adesão à plataforma de construção para que se obtenha uma peça com boa qualidade. Neste sentido, a temperatura da plataforma de construção é um importante parâmetro a ser controlado. Caso o valor da temperatura esteja fora da faixa apropriada para o material que se está processando, pode ocorrer o desprendimento das bordas da peça e resultar em desvios de forma na geometria construída. Este problema é amplamente relatado em fóruns de discussões sobre impressoras 3D baseadas em plataformas open source. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho de uma plataforma de construção para o processo FDM. Nos estudos foi empregada uma plataforma de construção open source com resistência plana, modelo MK2. Para a operacionalização e aquisição de dados foi utilizado um controlador baseado em Arduino ATMEGA com termistor de 100kΩ, um sistema CompactDAQ e termopares tipo K. Foram realizados testes de forma a analisar a amplitude térmica em diferentes regiões da resistência ao longo do tempo de trabalho da plataforma de construção. Foi verificado que a plataforma de construção estudada apresenta problemas que afetam a manutenção da temperatura. Com base nas análises, foram propostas soluções para melhorar o desempenho da plataforma de construção, como a utilização de pasta térmica e a modificação na estrutura da mesa aquecida.
Integration of safety systems and update of a welding cell
The purpose of the current project se... more Integration of safety systems and update of a welding cell
The purpose of the current project seeks to develop equipment to improve performance and security issues involved in a robotic welding cell, making it as close to those found in today's industrie. For this we developed a light barrier, low cost, that delimited the area of operation of the robot, preventing the operator exceeds this limit endangering their physical integrity, in addition, adjustments were made hardware, and related parties to the welding process as implementing a new torch. As a result we can highlight the best performance of the robot during the execution of the welding process, due to the installation of the new torch, and also immediate disconnection of the actions of the robot and the welding source in situations of risk, due to the disruption of light barrier.
Development of a building platform for 3d printer
Development of an extrusion module for additive manufacturing using polimer pellets
Uploads
Papers by Leonardo Santana
The material deposition quality obtained with open-source extrusion-based additive manufacturing equipment was evaluated based on two aspects: analysis of the factors affecting the deposition in the building of parts and the machine repeatability; and a performance evaluation of the extruder head.
Design/methodology/approach
To analyze the factors affecting the deposition, parts were manufactured in poly(lactic acid) (PLA) with variations in print speed and extrusion temperature. Specimens were analyzed through optical microscopy, mass measurements and flexural tests. The extruder-head evaluation consisted of monitoring the feedstock material displacement on entering the system during deposition under different processing conditions.
Findings
The results showed low repeatability in the manufacturing of parts, since significant variations in the evaluated responses were found for specimens built under the same process parameters. The main cause for this effect was deposition failure, due to filament slippage in the extruder head hobbed pulley.
Practical implications
The results found should alert users to the fact that performance tests need to be carried out on every subcomponent of the equipment before conducting experiments on printing parameters. The components of the equipment can influence the final quality of the parts obtained as much as the building parameters and this influence can be significant enough to overlap with that of the process parameters.
Originality/value
The effect of slippage on the deposition quality was quantified and the command loss in the machine control board was identified.
Esta artigo, a qual tive participação, foi realizado pelos alunos Guilherme Bueno Silveira e Igor Pereira do Instituto Federal de Santa Catarina (PFBMAT). Este trabalho é uma continuação da pesquisa introduzida em minha dissertação de mestrado " AVALIAÇÃO DE UMA IMPRESSORA 3D BASEADA EM PROJETO DE CÓDIGO ABERTO NA FABRICAÇÃO DE PEÇAS EM PLA".
Abstract-This project's goal is to develop a small turn CNC with didactic characteristics, to be used in classroom. The machine presents simple structure, reduced dimension, friendly interface e low cost production and operation. It is intended for machining of materials such as polyacetal, polyethylene, polyamide and other polymers of low hardness. The integration of CNC technology is based on the use MACH3 controller, which configures the machine as small turn automated. The tests with the machine occurred in three distinct stages, with the aim of identifying errors as hysteresis, compare the machined parts with the same CAD model, and finally monitoring the speed of the spindle in order to check whether it was consistent as indicated in the control software. The results showed that despite some limitations on the construction, the device showed satisfactory results for the activities to which it was submitted.
Este trabalho é o desfecho técnico do projeto integrador desenvolvido no ano de 2012 pelos alunos: Andreilton Carvalho dos Santos Lima, Claudio Abílio da Silveira, Gustavo Luis de Sousa, Leonardo Santana, Matheus Santos da Silva.
The purpose of the current project seeks to develop equipment to improve performance and security issues involved in a robotic welding cell, making it as close to those found in today's industrie. For this we developed a light barrier, low cost, that delimited the area of operation of the robot, preventing the operator exceeds this limit endangering their physical integrity, in addition, adjustments were made hardware, and related parties to the welding process as implementing a new torch. As a result we can highlight the best performance of the robot during the execution of the welding process, due to the installation of the new torch, and also immediate disconnection of the actions of the robot and the welding source in situations of risk, due to the disruption of light barrier.
The material deposition quality obtained with open-source extrusion-based additive manufacturing equipment was evaluated based on two aspects: analysis of the factors affecting the deposition in the building of parts and the machine repeatability; and a performance evaluation of the extruder head.
Design/methodology/approach
To analyze the factors affecting the deposition, parts were manufactured in poly(lactic acid) (PLA) with variations in print speed and extrusion temperature. Specimens were analyzed through optical microscopy, mass measurements and flexural tests. The extruder-head evaluation consisted of monitoring the feedstock material displacement on entering the system during deposition under different processing conditions.
Findings
The results showed low repeatability in the manufacturing of parts, since significant variations in the evaluated responses were found for specimens built under the same process parameters. The main cause for this effect was deposition failure, due to filament slippage in the extruder head hobbed pulley.
Practical implications
The results found should alert users to the fact that performance tests need to be carried out on every subcomponent of the equipment before conducting experiments on printing parameters. The components of the equipment can influence the final quality of the parts obtained as much as the building parameters and this influence can be significant enough to overlap with that of the process parameters.
Originality/value
The effect of slippage on the deposition quality was quantified and the command loss in the machine control board was identified.
Esta artigo, a qual tive participação, foi realizado pelos alunos Guilherme Bueno Silveira e Igor Pereira do Instituto Federal de Santa Catarina (PFBMAT). Este trabalho é uma continuação da pesquisa introduzida em minha dissertação de mestrado " AVALIAÇÃO DE UMA IMPRESSORA 3D BASEADA EM PROJETO DE CÓDIGO ABERTO NA FABRICAÇÃO DE PEÇAS EM PLA".
Abstract-This project's goal is to develop a small turn CNC with didactic characteristics, to be used in classroom. The machine presents simple structure, reduced dimension, friendly interface e low cost production and operation. It is intended for machining of materials such as polyacetal, polyethylene, polyamide and other polymers of low hardness. The integration of CNC technology is based on the use MACH3 controller, which configures the machine as small turn automated. The tests with the machine occurred in three distinct stages, with the aim of identifying errors as hysteresis, compare the machined parts with the same CAD model, and finally monitoring the speed of the spindle in order to check whether it was consistent as indicated in the control software. The results showed that despite some limitations on the construction, the device showed satisfactory results for the activities to which it was submitted.
Este trabalho é o desfecho técnico do projeto integrador desenvolvido no ano de 2012 pelos alunos: Andreilton Carvalho dos Santos Lima, Claudio Abílio da Silveira, Gustavo Luis de Sousa, Leonardo Santana, Matheus Santos da Silva.
The purpose of the current project seeks to develop equipment to improve performance and security issues involved in a robotic welding cell, making it as close to those found in today's industrie. For this we developed a light barrier, low cost, that delimited the area of operation of the robot, preventing the operator exceeds this limit endangering their physical integrity, in addition, adjustments were made hardware, and related parties to the welding process as implementing a new torch. As a result we can highlight the best performance of the robot during the execution of the welding process, due to the installation of the new torch, and also immediate disconnection of the actions of the robot and the welding source in situations of risk, due to the disruption of light barrier.
SANTANA, Leonardo. PRODUTOS PLATAFORMAS E ARQUITETURAS MODULARES. Porto: Leonardo Santana, 2016. 81 p
Complete book: http://www.riaeditorial.com/index.php/narrativas-complexas/