A Seleção de Materiais para Cadeiras
Por: Luiz Cavalheiro • 16/11/2022 • Trabalho acadêmico • 1.762 Palavras (8 Páginas) • 65 Visualizações
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Universidade Federal de São paulo
instituto de ciência e Tecnologia
Hannah Taynan Rufino Gomes – 150118
Luiz Henrique Cavalheiro Menezes – 148541
AAA-3: Seleção de Materiais para Cadeiras
Seleção de Materiais
Prof.º Dr. inaugurado Eduardo Quinteiro
São José dos Campos – SP
Novembro/2022
- Traduzindo as Necessidades
Uma cadeira que cumpra suas necessidades de qualidade e conforto, necessita ser produzida com produtos duráveis, possuindo boa resistência, uma sensação térmica agradável, leveza e o assento e o encosto devem proporcionar uma boa ergonomia para o usuário, além de possuir um bom custo-benefício. Essas necessidades podem ser traduzidas em propriedades gerais, mecânicas e térmicas. Portanto, a cadeira deve apresentar uma alta dureza, alta resistência a flexão e alto limite de escoamento para possuir uma boa durabilidade e resistência. Para possuir uma boa sensação térmica, a cadeira deve apresentar uma baixa condutividade elétrica, para leveza deve possuir uma baixa densidade. Em relação ao conforto de uma boa ergonomia, deve possuir um módulo de elasticidade razoável. Além disso, deve possuir um preço com bom custo benefício.
- Diagramas de Materiais
Através dos diagramas de materiais é possível relacionar as propriedades desejáveis para utilização em cadeiras e facilitar a escolha dos materiais para cada um dos componentes.
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Diagrama 1: Módulo de Young X Densidade
O diagrama 1 correlaciona o módulo de young com a densidade. Como para a aplicação é desejável um módulo de young razoável e uma baixa densidade, os materiais poliméricos e os materiais naturais demonstram serem os mais adequados nesta aplicação.
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Diagrama 2: Resistência X Densidade
O diagrama 2 correlaciona a resistência com a densidade. Como para a aplicação é desejável uma alta resistência e uma baixa densidade, os materiais poliméricos e os materiais naturais demonstram novamente serem os mais adequados nesta aplicação. Para a parte de estrutura, a resistência possui maior prioridade, portanto um metal leve se encaixaria para a aplicação, como o alumínio.
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Diagrama 3: Módulo de Young X Resistência
O diagrama 3 correlaciona o módulo de young com a resistência. Como para a aplicação é desejável um módulo de young razoável e uma alta resistência, novamente os materiais poliméricos demonstram serem os mais adequados nesta aplicação.
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Diagrama 4: Condutividade Térmica X Difusividade Térmica
O diagrama 4 correlaciona a condutividade térmica com a difusividade térmica. Como para a aplicação no assento e no encosto é desejável uma baixa condutividade térmica, os materiais poliméricos e as espumas demonstram serem os mais adequados nesta aplicação.
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Diagrama 5: Preço por Unidade de Peso
O diagrama 5 mostra o preço por unidade de peso de diversos materiais em 4 classes diferentes. Para as aplicações de assento, encosto e estrutura, a maioria dos materiais elegíveis para essas aplicações apresentam baixo preço, como ligas de alumínio, aços baixo carbono, polímeros e o compensado de madeira
- Lista de Materiais
A partir das análises apresentadas dos diagramas e dos conhecimentos sobre as propriedades gerais de cada uma das classes, foi possível escolher os materiais para cada aplicação dos componentes 1 e 2. Os materiais escolhidos estão listados a seguir:
Componente 1
- Alumínio
- Aço inox
- Madeira de Pinheiro
- ABS
Componente 2
- Polipropileno (PP)
- Poliuretano (PU)
- Compensado de Madeira
- Espuma Polimérica
- Lista Classificatória Para o Componente 1
Através dos fatos e análises com diagramas apresentados e levando em consideração que os fatores mais importantes para a estrutura da cadeira foram resistência, densidade, durabilidade e custo-benefício, foi possível classificar os materiais apresentados em ordem do melhor para o pior. Eles foram classificados da seguinte forma:
1 - Alumínio
2 - Madeira de Pinheiro
3 - ABS
4 - Aço Inox
O aço inox apresenta as seguintes propriedades: 940 Mpa de resistência, 7,79 g/cm3 de densidade, altíssima resistência à corrosão e agentes externos e alto custo (comparado aos outros materiais listados).
O ABS apresenta as seguintes propriedades: 40,9 Mpa de resistência, 1,07 g/cm3 de densidade, boa resistência à corrosão e agentes externos e médio custo (comparado aos outros materiais listados).
A madeira de pinheiro apresenta as seguintes propriedades: 83,4 Mpa de resistência, 0,481 g/cm3 de densidade, baixa resistência à corrosão e tem suas propriedades comprometidas pela ação de agentes externos e baixo custo (comparado aos outros materiais listados).
O alumínio apresenta as seguintes propriedades: 344 Mpa de resistência, 2,54 g/cm3 de densidade, alta resistência à corrosão e a agentes externos e médio custo (comparado aos outros materiais listados).
O aço inox foi classificado em 4º lugar por ser o material que apesar de sua alta resistência, é um material extremamente pesado e de alto custo se comparado com os materiais listados, portanto não atingiria os requisitos para a aplicação. Comparando o ABS com a madeira de pinheiro, a madeira é o material mais leve, mais resistente e mais barato entre os dois, apesar de sua baixa resistência à corrosão e agentes externos.Entretanto, como o ambiente em que a cadeira será utilizada é interno, sua resistência a agentes externos não seria tão considerável quanto às outros propriedades, por isso a madeira fica em 2º lugar e o ABS em 3º lugar. O alumínio representa o material que mais se adequa a todos os requisitos para ser parte estrutural da madeira, pois, é um material de alta relação resistência/peso, um custo não muito alto, além de ser um dos materiais mais duráveis para essa finalidade. Portanto, o alumínio fica em 1º lugar da lista, pois atende da melhor maneira os requisitos estabelecidos.
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