EDO - Equação Diferencial ordinária - Cálculo III

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Universidade Salvador – UNIFACS

Escola de Engenharia, Arquitetura e T.I.

Curso: Engenharia Mecânica

Disciplina: Seleção de Materiais Mecânicos -  EM003

Breno Pimentel Martinelli

Eros Bispo dos Santos Cruz

Jessé da Silva Conceição Filho

Projeto de Seleção de Materiais

Salvador

2018

Breno Pimentel Martinelli

Eros Bispo dos Santos Cruz

Jessé da Silva Conceição Filho

Projeto de seleção de materiais

Relatório tem como objetivo especificar materiais para um determinado objeto.

Orientador: Manuel Alpire Chávez.

Salvador

2018

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Sumário

Sumário        3

Introdução        4

Produto        4

Uso e produção        5

Propriedades e Características        5

Classificação        9

Fabricação da peça        10

Escolha e justificativa        11

Referências bibliográficas        12

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Introdução

Na engenharia a importância dos materiais é fundamental para que o objeto ou estrutura em que for utilizado, atinja uma eficiência de 100%. Um material incoerente em uma estrutura irá coloca-la em desequilíbrio podendo ter uma tragédia, gastos a cima do orçamento, ingestão ou manuseio de um material tóxico para a saúde humana, etc...

A seleção de materiais tem que ser feita minuciosamente para que não ocorra nenhum erro, equivoco. A importância de um profissional qualificado é de extrema qualidade e experiência, os profissionais com essas características está relacionado aos engenheiros de materiais e mecânicos. A seleção de um material é uma das principais tarefas de um projeto, pois dela dependera o sucesso do produto final. Mas não é apenas escolher um material só olhando para as suas propriedades, é fundamental entender os diversos tipos de fabricação exigidos como por exemplo: conformação, extrusão, injeção, torneio, fresamento, etc...

Para uma seleção bem elaborada os elementos desse processo de seleção envolvem a decisão dos limites e das restrições do problema e, a partir desses limites, o estabelecimento de critérios que possam ser utilizados na seleção para a maximização do desempenho destes.

Produto

O produto solicitado é uma espátula para chapas metálicas utilizadas em cozinhas. Esse objeto tem como necessidade aguentar a altas temperatura, ambientes úmidos e com alta quantidade de gordura. O objeto tem que ter uma ergonomia que se encaixe perfeitamente na mão, ter uma aderência, não ser comburente (para que não pegue fogo e se torne algo perigoso), leve e de baixo custo.

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Imagem 1 – Espátula

Uso e produção

O produto ele será utilizado em ramo alimentício, ou seja, estará sujeito a calor a todo momento. Pessoas qualificadas e não qualificadas utilizarão esse produto, com isso, precisa ser utilizável para qualquer pessoa. A escala de produção será baixa, focada no ramo alimentício.

Propriedades e Características

        A espátula é um objeto que muitas pessoas utilizam em suas casas, restaurantes, food trucks, etc... Com isso, vai ter uma diversidade de conhecimento e experiência na utilização dessa ferramenta para preparo alimentício, ou seja, tem que ser uma ferramenta que tenha uma extrema facilidade manuseio, ergonomia para que as pessoas a cima da idade permitida para o manuseio adequado e o fundamental segurança, com apoio firme.

        Outra característica fundamental e que ela precisa ser leve, pois com o trabalho repetitivo ela pode causar dores no punho, cotovelos e ombro. Não seria nada agradável para uma pessoa que necessita dessa ferramenta para o trabalho ter que comprar uma peça cara, com isso uma característica importante para esse produto, é o preço baixo.

        A espátula possui duas peças, uma haste e outra o cabo. Com isso foi selecionado alguns materiais para a produção.

        Opção 1: Haste de Aço Inox

• Alta resistência à corrosão;
• Resistência mecânica adequada;
• Facilidade de limpeza/Baixa rugosidade superficial;
• Material inerte;
• Facilidade de conformação;
• Facilidade de união;
• Resistência a altas temperaturas;
• Resistência a temperaturas criogênicas (abaixo de 0 °C);
• Resistência às variações bruscas de temperatura;
• Acabamentos superficiais e formas variadas;
• Relação custo/benefício favorável;
• Baixo custo de manutenção;
• Material reciclável;

Vantagens:

• Alta resistência corrosão, impedindo que o material enferruje e passando para o alimento;
• Baixo desgaste;

•  Forte apelo visual (modernidade, leveza e prestígio);

Desvantagens

• Material desgastar recipientes de Teflon;

Cabo: PVC

• Alta resistência Química;
• Atóxico e inerte;
• Resistente a ação de fungos, bactérias, insetos e roedores;
• Bom isolante térmico, elétrico e acústico;
• Impermeável a gases e líquidos;
• Longa vida útil;
• Não propaga chamas;
• Reciclável;

Vantagens:

• Leve;
• Baixo custo;
• Bom isolante térmico, elétrico e acústico;
• Fabricado com baixo consumo de energia;

Desvantagens:

• Se o PVC não for de qualidade, pode ressecar e amarelar.

Opção 2: Haste de PC (Policarbonato)

• Alta transparência;
• Alta resistência ao impacto;
• Alta resistência térmica;
• Bom retardante de chamas;
• Bom isolante de alta frequência a temperatura ambiente;

Vantagens:

• Utilizado na construção civil
• Alto valor de transição vítrea (145°C)

        Desvantagens:

• Sensível a hidrólise, podendo provocar a degradação e causando a redução da massa molar e consequentemente a queda da resistência ao impacto.
• Pode aparecer manchas em alta umidade.

        Ponta: Silicone

• Resistência à altas temperaturas (até 300° C)
•  Flexibilidade à baixas temperaturas;
• Ótima resistência elétrica transversal;
• Boa resistência a compostos químicos como ácidos, bases, oxigênio e ozônio;
• Alta plasticidade;
• Inodoro, atóxico e antiaderente;
• Possui baixa deformação permanente;
• Possui grande versatilidade na manipulação de colorações diferentes, apresentando excelentes propriedades condutivas e isolantes;

Vantagens:

• Isolante térmico
• Maleável

Desvantagens:

• Pode aquecer e acabar derretendo o material e passando para o alimento.

        Opção 3: Haste de Nylon

• Alta resistência a fadiga;
• Boa resistência ao impacto;
• Alta temperatura de fusão;
• Baixo coeficiente de atrito;
• Resistência ás intempéries;
• Ótimas propriedades mecânicas;
• Alta fluidez;
• Baixa resistência a ácidos inorgânicos;
• Baixa resistência a álcoois aromáticos;

Vantagens:

• Organização da amida (CONH), influencia diretamente nas poliamidas, que quando menos suas distâncias, melhor são suas propriedades mecânicas.

Desvantagens:

• Pode causar degradação de recipientes com teflon.
• Imersão em água após a injeção para diminuir a temperatura de transição vítrea.

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Cabo de Aço inox

• Alta resistência à corrosão;
• Resistência mecânica adequada;
• Facilidade de limpeza/Baixa rugosidade superficial;
• Material inerte;
• Facilidade de conformação;
• Facilidade de união;
• Resistência a altas temperaturas;
• Resistência a temperaturas criogênicas (abaixo de 0 °C);
• Resistência às variações bruscas de temperatura;
• Acabamentos superficiais e formas variadas;
• Relação custo/benefício favorável;
• Baixo custo de manutenção;
• Material reciclável;

Classificação

Aço Inox

                - Resistência Mecânica - 4

                - Resistência Impacto - 5

                - Resistência Térmica - 5

                - Desgaste - 4

                - Custo – 4

        PVC

                - Resistência Mecânica - 5

                - Resistência Impacto - 3