2015 1 eng producao 4 materiais construcao mecanica

Engenharia de Produo 4 Srie

Materiais de Construo Mecnica

A Atividade Prtica Supervisionada (ATPS) um procedimento metodolgico de ensino-

aprendizagem desenvolvido por meio de etapas, acompanhadas pelo professor, e que tem

por objetivos:

Favorecer a autoaprendizagem do aluno.

Estimular a corresponsabilidade do aluno pelo seu aprendizado.

Promover o estudo, a convivncia e o trabalho em grupo.

Auxiliar no desenvolvimento das competncias requeridas para o exerccio

profissional.

Promover a aplicao da teoria na soluo de situaes que simulam a

realidade.

Oferecer diferenciados ambientes de aprendizagem.

Para atingir estes objetivos, a ATPS prope um desafio e indica os passos a serem

percorridos ao longo do semestre para a sua soluo.

Aproveite esta oportunidade de estudar e aprender com desafios da vida profissional.

AUTORIA: Jeferson dos Santos


2

Competncias e Habilidades

Ao concluir as etapas propostas neste desafio, voc ter desenvolvido as competncias e habilidades que constam nas Diretrizes Curriculares Nacionais descritas a seguir.

Comunicar-se eficientemente nas formas escrita, oral e grfica. Projetar e conduzir experimentos e interpretar resultados. Conceber, projetar e analisar sistemas, produtos e processos.

Participao

Esta atividade ser, em parte, desenvolvida individualmente pelo aluno e, em parte, pelo grupo. Para tanto, os alunos devero:

organizar-se, previamente, em equipes de 4 a 6 participantes; entregar seus nomes, RAs e e-mails ao professor da disciplina e observar, no decorrer das etapas, as indicaes: Individual e Equipe.

Desafio

O senhor Thomaz Van Diesel proprietrio de uma indstria de autopeas que produz casquilho para motores a diesel. Atualmente, o revestimento das carcaas feito por liga de alumnio, e a tendncia mudar este material para uma liga de cobre, com a finalidade de aumentar a qualidade do material. Assim, a empresa decidiu contratar uma equipe de consultoria para avaliar a aplicabilidade do novo material.

Voc um dos integrantes da equipe de apoio contratada e ser o responsvel por descrever propriedades dos metais que viabilizem ou no sua utilizao como matria-prima na obteno do novo revestimento.

Objetivo do desafio

Identificar, compreender e determinar as propriedades estruturais e parmetros fsicos dos metais envolvidos no revestimento dos casquilhos.

Aprofundar os conceitos bsicos de cincia dos materiais usados na indstria que levam ao entendimento das suas aplicaes. Identificar e compreender a matria-prima correta e mais til empresa na nova fase de produo.

Produzir um relatrio parcial e um final do resultado da pesquisa e uma apresentao final com a resoluo do desafio, mostrando a importncia da contribuio dos novos produtos na fase de expanso da empresa.

Livro-texto da disciplina

A produo desta ATPS fundamentada no livro-texto da disciplina, que dever ser utilizado para soluo do desafio:

CALLISTER JR., W. D. Fundamentos da Cincia e Engenharia de Materiais. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC Livros Tcnicos e Cientficos, 2006.


3

ETAPA 1 (tempo para realizao: 05 horas)

Aula-tema: Estrutura Atmica e Ligao Interatmica.

Esta atividade importante para que voc conhea os principais componentes dos motores a diesel e compreenda as caractersticas estruturais dos compostos qumicos e os tipos de ligao existentes nos metais formadores da pea enfatizada no desafio, ou seja, o casquilho. Nesta etapa, voc estudar os tipos de ligaes qumicas existentes entre as substncias que so fundamentais para aplicabilidade e desgaste do material de estudo.

Para realiz-la, devem ser seguidos os passos descritos.

Passos

Passo 1 (Equipe)

Pesquisar sobre os principais componentes de um motor a diesel. Fazer um quadro resumo e enfatizar a pea denominada casquilho, destacando sua utilidade e consequncia de desgaste.

Quadro 1 Principais componentes de um motor a leo

Fonte: O Autor da ATPS.

Sites sugeridos para pesquisa

POSSAMAI, L. Eficcia da anlise de amostras de leo lubrificante por espectrometria de emisso ptica com plasma indutivamente acoplado na deteco de desgaste em motores Diesel aps amaciamento. 2011. Disponvel em: e compartilhado em: . Acesso em: 2 nov. 2014.

LOURENO, C. E. R. Contribuio para o fabrico de motor de ciclo sobre-expandido. 2012. p. 49. Disponvel em: e compartilhado em: . Acesso em: 5 nov. 2014.

Nome do componente do

motor Figura do componente do

motor

Descrio

Descrever funo e material

formador.


4

Passo 2 (Equipe)

Montar um fluxograma para resumir e descrever sucintamente as ligas de cobre e alumnio mais importantes utilizadas na indstria; enfatizar nome, componentes e aplicao.


Alumnio e suas ligas. 2008. Disponvel em: e compartilhado em: . Acesso em: 4 nov. 2014.

CANATA JNIOR, C. L. Cobre e suas ligas. 2008. Disponvel em: e compartilhado em: . Acesso em: 4 nov. 2014.

Passo 3 (Equipe)

Definir o que sistema tribolgico. Enfatizar como atua e a funo do leo lubrificante nesse sistema. Descrever principais tipos de leo. Ordenar as informaes num resumo.

Site sugerido para pesquisa

FERNANDES, F. R. Ensaios com amostras de leos lubrificantes, como ferramenta auxiliar no desenvolvimento de novos motores de combusto interna: reviso sistemtica da literatura. 2012. Disponvel em: e compartilhado em: . Acesso em: 6 nov. 2014.

Passo 4 (Equipe)

Explicar as trs figuras a seguir, com a finalidade de revisar as ligaes qumicas existentes entre os tomos, enfatizando a importncia do tipo de interao microscpica com propriedades macroscpicas dos materiais obtidos, como ponto de fuso, condutibilidade eltrica, por exemplo.

Figura 1 Ligao Inica entre Alumnio e Oxignio

Fonte: http://www.geocities.ws/Penna100/le_Al2O3.gif.


5

Figura 2 Ligao Covalente na gua

Fonte: http://www.alunosonline.com.br/upload/conteudo/images/molecula-de-agua(2).jpg.

Figura 3 Ligao Metlica Geral

Fonte: http://www.alunosonline.com.br/upload/conteudo/images/nuvem-de-eletrons-livres.jpg.

Bibliografia complementar

ATKINS, P. Princpios de Qumica: Questionando a vida moderna e meio ambiente. 3. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.


6


Aula-tema: Estrutura dos Metais e Imperfeies nos Slidos.

Esta atividade importante para que voc compreenda a estrutura microscpica dos metais e possveis imperfeies nos slidos metlicos que afetam diretamente suas propriedades fsicas e mecnicas, o que pode determinar sua aplicabilidade num determinado material.


Passos

Passo 1 (Equipe)

Mostrar a diferena entre materiais cristalinos e no cristalinos. Definir o que clula unitria e quais os tipos mais relevantes. Relacionar as formas cristalogrficas com as propriedades dos metais. Ilustrar a partir de figuras. Descrever os termos polimorfismo e alotropia e citar exemplos. Montar uma tabela com os sete sistemas cristalinos.


Estrutura cristalina dos metais. 2012. Disponvel em: e compartilhado em: . Acesso em: 4 nov. 2014.

Estrutura dos slidos. 2007. Disponvel em: e compartilhado em: . Acesso em: 6 nov. 2014.

Passo 2 (Equipe)

Resumir o que e qual a importncia da tcnica de Raios X na determinao da estrutura cristalina. Resumir a Lei de Bragg e analisar o difratograma da Figura 4.

Figura 4 Difratograma de Raios X do Alumnio

Fonte: http://image.slidesharecdn.com/3-estruturacristalinajverever-110628135344-phpapp02/95/estrutura-cristalina-73-728.jpg?cb=1309287558.


7


Materiais Cristalinos. 2010. Disponvel em: e compartilhado em: . Acesso em: 2 nov. 2014.

Passo 3 (Equipe)

Estudar e definir os defeitos cristalinos dos metais. Analisar micrografias que representem os conceitos. Associar as caractersticas microscpicas com as propriedades macroscpicas dos materiais.

Figura 5 Micrografia de Ao com Cr e Alto Teor de Mo

Fonte: http://dc720.4shared.com/doc/cQ8kWUJQ/preview_html_m33b4f577.jpg.


Defeitos Cristalinos. 2014. Disponvel em: e compartilhado em: . Acesso em: 3 nov. 2014.


Aula-tema: Propriedades Mecnicas dos Materiais.

Esta atividade relevante para que voc compreenda propriedades fsicas e mecnicas dos metais, observe a importncia dos conceitos na aplicao prtica e no desenvolvimento de produtos acabados, relacionando as necessidades exigidas pelo material com suas resistncias e durabilidade.



8

Passos

Passo 1 (Equipe)

Estudar a propriedade fsica densidade para os metais. Propor e executar um procedimento experimental para calcular a densidade do cobre, do lato e do alumnio. Comparar os valores obtidos experimentalmente com a literatura. Discutir os valores encontrados e associ-los com a melhor escolha entre os metais em relao ao peso de peas produzidas.


Experimento Introdutrio: determinao da densidade de alguns metais. 2011. Disponvel em: e compartilhado em: . Acesso em: 3 nov. 2014.

Passo 2 (Equipe)

Definir tenso e deformao. Conceituar os principais ensaios: Trao, Compresso, Cisalhamento e Toro. Diferenciar Deformao Plstica, Anelstica e Elstica e relacionar com o mdulo de elasticidade e as interaes atmicas dos diversos materiais. Diferenciar material dctil de frgil. Definir o coeficiente de Poisson, sua importncia e aplicao. Definir Limite de Resistncia Trao. Resumir os conceitos estudados por meio de um mapa conceitual. Analisar o diagrama de tenso deformao da Figura 6 e descrever o significado de cada regio marcada.

Figura 6 Diagrama Tenso Deformao

Fonte: http://s3.amazonaws.com/magoo/ABAAABUw4AH-2.jpg.


9


Fundamentos de Mecnica dos Slidos e Fluidos. 2006. Disponvel em: e compartilhado em: . Acesso em: 2 nov. 2014.

Aprender a Sintetizar a Informao. 2011. Disponvel em: e compartilhado em: . Acesso em: 4 nov. 2014.

VIDEOAULA de Mecnica. 2013. Disponvel em: e compartilhado em: . Acesso em: 1 nov. 2014

Passo 3 (Equipe)

Estudar e definir outras propriedades mecnicas importantes para caracterizar um material, como ductibilidade, resilincia e tenacidade, na forma da Tabela 1. Diferenciar tenso e deformao verdadeira das de engenharia e explicar o grfico da Figura 7.

Tabela 1 Resumo das Propriedades: Ductibilidade, Resilincia e Tenacidade

Fonte: O Autor da ATPS.

Figura 7 Comparao Tenso Deformao Engenharia/Verdadeira

Fonte: http://player.slideplayer.com.br/3/397258/data/images/img36.jpg.


Propriedades Ductibilidade Resilincia Tenacidade

Resumo e Definies


10

Tecnologia dos Materiais. 2014. Disponvel em: e compartilhado em: . Acesso em: 3 nov. 2014.

Passo 4 (Equipe)

Pesquisar a diferena entre metal macio e duro. Definir o termo dureza e as principais escalas. Analisar a Figura 8 e relacionar a dureza dos materiais com a aplicabilidade, por meio de exemplos.

Figura 8 Comparao entre os ensaios de dureza

Fonte: http://s3.amazonaws.com/magoo/ABAAAAMakAH-1.jpg.


Metal macio. 2011. Disponvel em: e compartilhado em: . Acesso em: 7 nov. 2014.

Ensaio mecnico: dureza. 1997. Disponvel em: e compartilhado em: . Acesso em: 7 nov. 2014.


11


Aula-tema: Processamento trmico de metais e ligas metlicas.

Esta atividade importante para que voc compreenda o comportamento dos materiais metlicos em relao mudana de temperatura. E analise os temas abordados, solucionando o desafio indicando o melhor dos metais a ser utilizado na produo do revestimento dos casquilhos.


Passos

Passo 1 (Equipe)

Propor um procedimento experimental para determinar o coeficiente de expanso trmica do cobre, do lato, do ao e do alumnio. Comparar esses valores e descrever o efeito na juno de duas peas formadas pela unio desses dois materiais. Descrever a influncia da temperatura nas propriedades mecnicas dos metais. Analisar as tenses geradas devido a gradientes de temperatura e as consequncias ao choque trmico.


Variao da Resistncia com a Temperatura. 2010. Disponvel em: e compartilhado em: . Acesso em: 1 nov. 2014.

Passo 2 (Equipe)

Pesquisar e descrever os processos de recozimento, normalizao e precipitao. Descrever a influncia da temperatura nas propriedades mecnicas dos metais. Analisar as tenses geradas devido a gradientes de temperatura e as consequncias ao choque trmico. Resumir os conceitos estudados, por meio de um quadro anlogo ao do Passo 1 da Etapa 1.

Bibliografia complementar

VAN VLACK, L. H. Princpios de Cincia e Tecnologia dos Materiais. 4. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 1984.

Passo 3 (Equipe)

Relacionar as propriedades microscpicas com as mecnicas e trmicas estudadas dos materiais usados na produo dos revestimentos dos casquilhos e decidir qual a melhor aplicabilidade, a fim de solucionar o desafio.


12


KLAAS, L. S. Estudo da viabilidade de obteno do metal patente por metalurgia do p e comparao do desgaste com liga fundida e bronze sinterizado. 2013. Disponvel em: e compartilhado em: . Acesso em: 6 nov. 2014.

BRONZINAS. Videoaula. 2012. Disponvel em: e compartilhado em: . Acesso em: 6 nov. 2014.

Seminrio de Concluso

Com o objetivo de apresentar os resultados obtidos por meio da ATPS, o Seminrio Final pretende proporcionar aos estudantes a socializao das variaes de resultados, bem como o debate a respeito das dificuldades e solues encontradas para a finalizao do desafio.

Cada equipe dever realizar uma apresentao de vinte minutos, contendo at vinte slides.

Esta apresentao dever contemplar a seguinte estrutura:

Introduo: base terica utilizada para soluo do desafio. Desenvolvimento: descrever as solues encontradas para a resoluo final do desafio. Concluso: explicar como as solues encontradas para a resoluo final do desafio

podero contribuir efetivamente em sua vida profissional.

A apresentao do Seminrio Final de cada curso dever ocorrer em sua unidade, em local e data a serem definidos pelo professor da disciplina e o coordenador de curso.

Padronizao

O material escrito solicitado nesta atividade deve ser produzido de acordo com as normas

da ABNT, com o seguinte padro (exceto para produes finais no textuais):

em papel branco, formato A4;

com margens esquerda e superior de 3cm, direita e inferior de 2cm;

fonte Times New Roman tamanho 12, cor preta;

espaamento de 1,5 entre linhas;

se houver citaes com mais de trs linhas, devem ser em fonte tamanho

10, com um recuo de 4cm da margem esquerda e espaamento simples

entre linhas;

com capa, contendo:


13

nome de sua Unidade de Ensino, Curso e Disciplina;

nome e RA de cada participante;

ttulo da atividade;

nome do professor da disciplina;

cidade e data da entrega, apresentao ou publicao.

Para consulta completa das normas ABNT, acesse a Normalizao de Trabalhos Acadmicos Anhanguera. Disponvel em: . Acesso em: 22 ago. 2014.

Vale lembrar: constitui plgio a apropriao de ideias alheias sem a indicao do autor e da fonte de onde foi retirada a informao referenciada. Para saber mais, assista ao vdeo de orientao sobre plgio.

2015 1 eng producao 4 materiais construcao mecanica

Documents