Magnetizadores para ímãs permanentes

O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de dispositivos para magnetização de ímãs permanentes. Estes equipamentos são construídos a partir de circuitos magnéticos compostos por núcleo de ferro, entreferro, onde são colocados os ímãs a serem magnetizados, e bobinas, nas quais circula uma corrente, geralmente elevada, corrente esta necessária para a geração de campo e fluxo magnéticos nos entreferros do circuito magnético. Foram desenvolvidas equações para cálculo de campo magnetizante no entreferro, número de espiras das bobinas, dimensões do núcleo e do entreferro e corrente elétrica nas bobinas. Também foram realizadas medidas de campo magnetizante no entreferro a partir de sensores de campo magnético como o sensor de efeito Hall, estabelecendo relações entre o campo magnético calculado e o campo medido.Palavras-chave: Ímã; magnetizadores; circuito magnético; materiais ferromagnéticos.AbstractThe aim of this work is the development of a magnetization device for permanent magnets. These devices are built starting from magnetic circuits with a magnetic core, where the magnets are arranged to be magnetized, and a magnetizing coil, where current circulates, providing magnetic field and flux through the core of the magnetic circuit. Equations were developed to calculate magnetizing field through the magnetic core, coil size, core measures and electric current through the coil. Magnetizing field measurements were also carried out in the magnetic core using Hall sensor, establishing relations between calculated magnetic field and measured magnetic field.Key words: Magnets; magnetization device; magnetic circuit; ferromagnetic materials

Analysis of non-uniform expansion behavior of injected EVA

Currently the sports footwear market is very competitive, in which it is sought to produce products that provide high performance, using technology in the production processes as well as in the materials used. One of the main materials used in the composition of soles and midsole of these products is EVA (Ethylene-Vinyl Acetate), which brings several benefits such as cost reduction, comfort, lightness and softness. The injection molding process is the most efficient for obtaining EVA soles, however, EVA undergoes large expansions that may vary according to its formulation and geometry of the desired model. The objective of this work is to analyze the non-uniform deformation of EVA, used in the injection molding processes, as well as one method used to correct such distortions that occur in the expansion of this material. For this, a bibliographic review was carried out to analyze the chemical composition of the EVA, whose composition will determine the characteristics of expansion and softness. The work also addresses the steps of the injection process by analyzing the temperatures and pressure employed and an analysis of how to predict and correct the distortion in EVA expansion. It is proposed to use a section of a 3D model, where it is determined where compensations should be applied and using 3D modeling software. To analyze the generation of smaller bubbles in less thick regions of an EVA sole, a scanning electron microscope (SEM) analysis was performed. In addition, the measurements of the analyzed model were compared with the virtual model through a 3D scan. Hardness tests on the Asker C scale and injection simulations were also performed to analyze the cooling time of the part after leaving the mold, volumetric contraction that occurs in the extraction of the mold part, and the thicknesses of the walls of the product. The results indicate that the comparison of the models was within the accepted tolerance, which allows a variation in the expansion of up to 1mm in the length of the evaluated points. From the analyzes made in the scanning electron microscope and in the hardness test, it was possible to verify that in regions of smaller thickness and smaller volume, the EVA blend cannot have its total expansion, i.e., micro bubbles of gases generated in the expansion are smaller in these regions when compared to regions of greater volume and thickness. Consequently, these regions become denser and less soft. Simulations indicated that in regions where bubbles do not expand, there is also an early cooling of the material when compared to regions with higher volume, proving that the cooling time is directly linked to the EVA expansion rate

Novas perspectivas das máquinas elétricas trifásicas a partir da utilização de materiais magnéticos macios sinterizados

Este trabalho tem por objetivo apresentar novas perspectivas sobre a utilização de materiais magnéticos sinterizados, obtidos pelos processos da metalurgia do pó (M/P), na construção de máquinas elétricas rotativas trifásicas (ou polifásicas). Materiais magnéticos duros (ímãs permanentes), de altas retentividade e coercitividade magnéticas, obtidos a partir da M/P, já são utilizados em substituição aos enrolamentos de campo, necessário nas máquinas elétricas para produzir um fluxo magnético constante e contínuo, fluxo este semelhante ao magnetismo remanente de um ímã permanente. Pesquisas apontam para a utilização de novos materiais magnéticos macio com elevada permeabilidade magnética, baixa coercitividade e alta resistividade elétrica, também obtidos a partir da M/P, em substituição aos núcleos magnéticos do estator e do rotor das máquinas elétricas, usualmente construídos de chapas de aço laminadas. Perspectivas bastante concretas indicam que estes novos materiais reduzirão as perdas, aumentando a performance e o rendimento das máquinas elétricas rotativas.The aim of this work is present new perpectives about use of sintered magnetic materials from powder metallurgy processes, for building triphase rotative electric machines. Hard magnetic materials with high magnetic retentivity and coercitivity, made by the powder metallurgy process, are already used substituting field winding which are needed in electric machines to produce a constant and continuous magnetic flux, which is similar to magnetic remanence of a permanent magnet. Researches point out the use of new soft magnetic materials with high magnetic permeability, low conductivity and high electric resistivity, obtained by powder metallurgy, substituting magnetic nuclei of stator and rotor of electric machines, usually produced from rolled steel sheets. Quite concrete perspectives indicate that these new materials will reduce losses, increasing performance and energy output of rotative electric machines

Desenvolvimento de ímãs para sensor de velocidade para motor de arranque de avião

Este trabalho teve por objetivo o desenvolvimento de ímãs de ferrita a serem utilizados em sensor de velocidade para motor de arranque de um avião, fabricado pela empresa Aeromot de Canoas – RS. Dois tipos de ímãs foram solicitados pela empresa: na forma de cilindro e na forma de anel. Para a confecção dos ímãs, foi utilizada uma matéria-prima com propriedades magnéticas já conhecidas, e as peças obtidas foram avaliadas a partir da curva de histerese. Finalmente, os ímãs foram montados nos sensores de velocidade protótipos e submetidos a testes de desempenho pela empresa Aeromot.The aim of this work is develop ferrite magnets used in speed sensor for outburst motor of an airplane, manufactured by the company Aeromot (Canoas – RS). Two magnets types were requested by the company, in the cylinder form and in the ring form. For the magnets manufacturing a raw material was used with known magnetic properties, however, the obtained pieces were appraised starting from the hysteresis curve. Finally the magnets was mounted in the speed sensor prototypes, and submitted the acting tests for the Aeromot company

Selection of thermoplastics and multishot process for bi-component household design

Introduzir novos materiais e transformá-los em produtos diferenciados, por meio de processos adequados, é um dos desafios da área de desenvolvimento de produtos. Este estudo detalha o projeto de utensílio doméstico - colher para preparo alimentos - com propostas de substituição dos materiais empregados convencionalmente no mercado, com a premissa de explorar o toque suave e a flexibilidade da forma que os Elastômeros Termoplásticos (TPEs) podem proporcionar. O presente trabalho descreve diferentes tipos de processos industriais de injeção multimateriais, destacando critérios para a seleção adequada do processo. Foi empregada a metodologia de seleção de materiais de Ashby, complementando métodos projetuais de design de Bonsiepe. Foi realizada uma comparação de materiais computadorizada com o software Cambridge Engineering Selector, a fim de comparar propriedades relevantes para a função estrutural e pelas restrições de resistir a temperaturas elevadas, decorrente do uso no processo de cozimento de alimentos. Além disso, foram realizadas análises com o software CAE SolidWorks Plastics, para simular o preenchimento das cavidades do molde com diferentes polímeros, analisando o tempo de preenchimento e resfriamento, pressão, temperatura, cisalhamento e rechupes. Os resultados encontrados com o software CES Selector, permitiram destacar duas possibilidades de seleção focada principalmente na resistência térmica. Os candidatos mais promissores encontrados foram o PA6 para a parte rígida e o TPA para a parte flexível ou PBT para a parte rígida e TPC para a parte flexível. Contudo, a classe de TPEs encontrou dificuldade em substituir o silicone com a mesma performance no critério de temperatura máxima de trabalho. Mesmo assim a combinação PA6 com TPA mostrou-se satisfatória. Já o resultado da simulação do processo de injeção apresentou-se promissor, devido ao bom preenchimento da cavidade. Os resultados indicam que a união do PA6 com o TPA é a melhor escolha, considerando o valor de mercado da resina, o módulo de elasticidade, a energia incorporada, a temperatura de trabalho e o processamento simulado da co-injeção da dupla de materiais.Introduce new materials and turn them into differentiated products through applicable processes and one of the challenges of product development. This study details the design of the household utensil - food preparation spoon - with proposals for replacing conventionally used materials on the market, with the premise of exploring the soft feel and flexibility of how thermoplastic elastomers (TPEs) can use. This paper describes different types of industrial multi-material injection processes, highlighting the requirements for proper process selection. Ashby's material selection methodology was employed, complementing Bonsiepe's design design methods. A computerized material comparison was performed with the Cambridge Engineering Selector software, a comparison that includes the requirements for structural functions and high temperature resistance constraints resulting from use in the food cooking process. In addition, they were analyzed using CAE SolidWorks Plastics software to simulate or fill mold cavities with different polymers, analyze fill and cool time, pressure, temperature, shear and reapplication. The results found with CES Selector software allowed to highlight two selection possibilities focusing mainly on thermal resistance. The most promising candidates found were the rigid part PA6 and the flexible part TPA or the rigid part PBT and the flexible part TPC. However, one class of TPEs found it difficult to replace silicone with the same performance at the maximum working temperature criterion. Even so, the combination PA6 with TPA was satisfactory. It is already the result of the simulation of the injection process displayed, if due to the good filling of the cavity. The results that determine the union of PA6 with TPA are the best choice considering the resin market value, elastic modulus, incorporated energy, working temperature and simulated co-injection processing of the material pair.KEYWORDSproduct development; materials selection; household items; Thermoplastic Elastomers; multi-material injection process

Desenvolvimento de ímãs quatro polos para sensor de velocidade de motocicletas

The aim of this work was the development of magnets in a ring form, four poles, for speed sensor of motorcycles, from barium and strontium ferrites. The model of the magnets developed was based on magnets already manufactured for this purpose. Thus, several raw materials were tested with additive variation. The samples were prepared and measured, and the data were compared to commercially produced magnets. Finally, the magnets were mounted in the speed sensors and field tests were carried out. The magnets developed showed excellent results as having the highest remanent magnetism of 500 Gauss for the PFL barium ferrite alloy with 4% of stearic acid and 1 or 2% of silica, resulting 20% above the required magnetism. Keywords: ferrite magnets, powder metallurgy, speed sensor.Este trabalho teve por objetivo o desenvolvimento de ímãs na forma de anel, quatro polos, para sensor de velocidade de motocicletas, a partir de ferrita de bário e estrôncio. O modelo dos ímãs desenvolvidos foi baseado em ímãs já fabricados para esse fim. Foram testadas diversas matérias-primas com variação de aditivos. As amostras foram confeccionadas e medidas, e os dados foram comparados a ímãs produzidos comercialmente. Finalmente, os ímãs foram montados nos sensores de velocidade e realizados testes de campo. Os ímãs desenvolvidos apresentaram excelentes resultados, tendo como o maior magnetismo remanente 500 Gauss para a liga ferrita de bário PFL com 4% de ácido esteárico e 1 ou 2% de sílica, ficando 20% acima do magnetismo solicitado.Palavras-chave: ímãs de ferrita, metalurgia do pó, sensor de velocidade

Estudo de alto-falantes a partir de materiais magnéticos macios sinterizados

This work has the purpose of studying loudspeakers in which the cores usually constructed from cast iron or rolled metal are replaced with parts of alloy obtained from the Powder Metallurgy process. The study comprises the obtaining of hysteresis curves of pure iron and some sintered alloys such as FeP, FeNi and FeSi and simulation by the finite element considering a conventional topology of a commercial loudspeaker. The simulations include the evaluation of flow in the air gap and a theoretical study of the powers developed compared to loudspeakers with conventional cores.Keywords: powder metallurgy, simulation by the finite element, loudspeakers.Este trabalho tem por objetivo o estudo de alto-falantes nos quais os núcleos, usualmente construídos a partir de ferro fundido ou aço laminado, são substituídos por peças de ligas obtidas a partir dos processos da Metalurgia do Pó. O estudo compreende a obtenção de curvas de histerese de Fe puro e de diversas ligas sinterizadas, tais como, FeP, FeSi e FeNi e posterior simulação através de elementos finitos, considerando uma topologia convencional de um alto-falante comercial. As simulações compreendem a avaliação de fluxo no entreferro e um estudo teórico sobre as potências desenvolvidas comparativamente a alto-falantes com núcleos convencionais.Palavras-chave: metalurgia do pó, simulação por elementos finitos, alto-falantes

ESTUDO DE UM MINI MOTOR ELÉTRICO DE PASSO COM NÚCLEOS OBTIDOS A PARTIR DA MOLDAGEM DE PÓ POR INJEÇÃO

Este projeto teve por objetivo o estudo de um mini motor de passo de relutância, três fases e dois conjuntos de enrolamentos por fase, com dimensões menor que 1 cm, a ser utilizado em endoscopia. O estudo baseou-se em motores de passo convencionais, onde os núcleos do rotor e estator, usualmente construídos a partir de chapas laminadas, foram substituídos por blocos maciços obtidos através da moldagem de pós por injeção. Foram obtidos corpos de prova e, a partir destes, realizados ensaios para obtenção de propriedades físicas: magnéticas, elétricas e mecânicas. Mantendo-se todas as dimensões e correntes elétricas idênticas para ambos os núcleos e a partir das curvas de magnetização e do software de elementos finitos FEMM 4.2, foram simulados torque e fluxo de entreferro dos núcleos. O torque do mini motor desenvolvido ficou apenas 12% menor que o mini motor a partir de chapas

ESTUDO DE UM MINI MOTOR ELÉTRICO DE PASSO COM NÚCLEOS OBTIDOS A PARTIR DA MOLDAGEM DE PÓ POR INJEÇÃO

Este projeto teve por objetivo o estudo de um mini motor de passo de relutância, três fases e dois conjuntos de enrolamentos por fase, com dimensões menor que 1 cm, a ser utilizado em endoscopia. O estudo baseou-se em motores de passo convencionais, onde os núcleos do rotor e estator, usualmente construídos a partir de chapas laminadas, foram substituídos por blocos maciços obtidos através da moldagem de pós por injeção. Foram obtidos corpos de prova e, a partir destes, realizados ensaios para obtenção de propriedades físicas: magnéticas, elétricas e mecânicas. Mantendo-se todas as dimensões e correntes elétricas idênticas para ambos os núcleos e a partir das curvas de magnetização e do software de elementos finitos FEMM 4.2, foram simulados torque e fluxo de entreferro dos núcleos. O torque do mini motor desenvolvido ficou apenas 12% menor que o mini motor a partir de chapas