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Browsing IPS - ESTS – BIBLIOTECA by Subject "3D printing"
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- Development of a 3D printed prosthetic hand and forearm controlled by ArduinoPublication . Pinheiro, Daniel Alves; Amaral, Rui; Baptista, RicardoA mão é uma ferramenta de elevada complexidade e a sua perda leva à total alteração de vida de um individuo. A perda desde membro faz com que a pessoa deixe de conseguir realizar as tarefas mais simples do quotidiano o que leva uma perda de qualidade de vida. A utilização de uma prótese é a solução proposta para este problema. Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma mão protética fabricada por impressão 3D e controlada através de uma placa Arduíno. Tentando assim criar um produto acessível e efetivo. O dispositivo foi desenhado utilizado o software Fusion 360 e impresso em PLA utilizando duas impressoras 3D, Prusa Mini Plus e Anycubic Kobra 2 Pro. A flexão e extensão dos cinco dedos é realizado por motores servo MG995 fixos no antebraço, que puxam fios presos na ponta de cada um. A abdução e adução do polegar é realizada por um motor servo SG90 embutido na mão. Os atuadores são controlados por joysticks, um para a rotação do antebraço e outro para flexão/extensão dos dedos e abdução/adução do polegar. Foram adicionados um sensor de temperatura e um de pressão, na ponta de cada dedo. Os sensores de pressão permitem que o sistema limite a força aplicada num objeto agarrado pela mão. Os sensores de temperatura permitem dar informação ao utilizador sobre a temperatura do objeto que está a segurar. Todos estes foram encapsulados na pontas dos dedos com silicone. O protótipo conseguiu realizar cinco gestos pré-programados e foi capaz de agarrar diversos objetos utlizados no quotidiano. Mostrou que o sistema de atuação necessita de ser otimizado, pois uso de cabos dificulta a realização de movimentos precisos. Grande parte da força aplicada pelos motores é utilizada para vencer a resistência destes cabos e o atrito entre componentes, reduzindo a eficiência do produto. A última etapa do trabalho está relacionada com o desenvolvimento de uma interface pessoa-máquina baseada no reconhecimento de gestos. Com base num conjunto de gestos pré-programados definidos, foi criado um corpus para treino e teste dos algoritmos. Os dados recolhidos foram segmentados e posteriormente foi feita a extração de características temperais e espectrais, nomeadamente RMS, VAR, STD e PSD. A classificação foi realizada por uma rede neuronal e support vector machine (SVM) tendo-se obtido uma precisão de 91,2% e 87,4% na classificação, respetivamente. Conclui-se que mão prostética é capaz de realizar pelo menos cinco gesto préprogramado e de agarrar objetos do quotidiano. Apesar de se terem sido calibrados os sensores não se encontram ativos no protótipo e ainda é necessário a calibração dos sensores de pressão após a adição do silicone. Apesar dos resultados de AI esta componente ainda necessita de mais estudo para ser viável.
- Development of a customized 3D membrane with therapeutic adjusted to the different stages of periodontal diseasePublication . Ferreira, Marta da Silva; Santos, Catarina; Marto, JoanaAs doenças periodontais constituem um desafio significativo para a saúde, caracterizadas por inflamação crónica e deterioração progressiva do periodonto. Embora os tratamentos atuais se concentrem na remoção da placa bacteriana e na administração convencional de fármacos, persistem limitações, como danos a células saudáveis. A cirurgia periodontal é uma alternativa em casos graves, contudo, as membranas existentes não atendem adequadamente às necessidades clínicas. Com isto, surge a motivação para apresentar uma solução inovadora que emprega a tecnologia de impressão 3D para a criação de membranas gelatinosas personalizadas, incorporando propriedades específicas benéficas. O objetivo fundamental deste estudo consistiu em formular um hidrogel multifuncional, integrando nanopartículas de Hidroxiapatite e Óxido de Grafeno, visando o tratamento de doenças periodontais. Este hidrogel foi utilizado na técnica de impressão 3D com o intuito de desenvolver uma membrana personalizada à base de gelatina, dotada de propriedades antimicrobianas, anti-inflamatórias e osteoindutoras. Os hidrogéis multifuncionais desenvolvidos demonstraram uma reologia adequada para impressão 3D com 7,5% de GO e 2% de HAp na sua constituição. A estabilidade do hidrogel não foi afetada pela adição de componentes. A confirmação de HAp-NPs na superfície do hidrogel foi obtida e os testes de hidratação da membrana revelaram que as capacidades de absorção de água eram dependentes da temperatura, onde os hidrogéis com GO demonstraram um desempenho superior atribuído às suas interações específicas com as moléculas de água. Além disso, os resultados dos testes de tração revelaram que a incorporação do GO proporcionou melhores propriedades mecânicas. O processo de impressão 3D foi bem sucedido, com medições de porosidade que provam a possibilidade de produzir estruturas porosas com tamanhos de poros controlados. Estes resultados conduziram ao desenvolvimento bem-sucedido de hidrogéis multimateriais à base de gelatina. Estes hidrogéis exibiram propriedades reológicas favoráveis, estabilidade estrutural, resistência mecânica e excelente capacidade para ser impresso recorrendo à tecnologia de impressão 3D, assegurando resultados confiáveis e reprodutíveis. Essa eficácia sugere que esses hidrogéis podem ser aplicados no contexto do tratamento de doenças periodontais.
- Dimensionamento e ensaio de uma ferramenta produzida por impressão 3D para estampagem de alumínioPublication . Matias, Rui Jorge Martins; Pereira, José Filipe; Cláudio, RicardoA tecnologia de impressão 3D vem revolucionar os métodos de produção e de consumo, dando a possibilidade de desenvolver produtos de uma forma rápida e com um investimento reduzido, criando ainda a possibilidade de ser flexível no desenho do produto. A evolução desta tecnologia tem contribuindo em muito para a 4ª revolução industrial, com cada vez maior interesse de aplicação desta tecnologia na indústria. O presente trabalho procura apresentar uma solução de desenvolvimento de ferramentas, fabricadas por impressão 3D através de técnicas de fabrico por fusão de filamento, que permitam a sua aplicação em processos de estampagem de chapa de alumínio a baixa pressão, por via do processo de rubber forming. Através de técnicas de fabrico rápido de ferramentas, pretende-se evidenciar que é possível a produção de ferramentas de estampagem por fabrico aditivo, em alternativa aos processos de fabrico convencionais, com as inerentes vantagens deste processo produtivo, em termos de redução de tempo de produção e impacto económico de construção de ferramentas, assim como na obtenção de produtos usando-se materiais e processos mais sustentáveis para o ambiente. No presente trabalho, foi projetada, desenhada e produzida uma ferramenta, por fabrico aditivo, para estampagem de um componente aeronáutico em chapa de alumínio. O processo de estampagem foi simulado pelo método dos elementos finitos, tendo-se estudado o comportamento da chapa em deformação plástica e da ferramenta durante o processo de conformação. Após produção de um protótipo da ferramenta por impressão 3D, verificou-se que a ferramenta impressa cumpria requisitos dimensionais e que estava apta para a realização de ensaios em ambiente industrial. Concluindo, depois dos ensaios de estampagem realizados a uma amostragem de produção de 3 peças em continuo, e conferindo os resultados dimensionais das peças, foi possível verificar que a ferramenta resistiu aos esforços sem deformação mensurável, conseguindo-se bons resultados para aplicação na produção de produtos, pelo menos em quantidade de pré-séries ou de baixo volume de produção para o tipo de peça estudada durante este trabalho.