Development of a multi-material 3D printing system with integrated post-production processes

This thesis main objective is to integrate 3D printing techniques with a post-processing method in a singular system. The idea is to use an existing 3D printer as the base structure, and then integrate an independent equipment for extrusion and spraying, as well as a laser system resulting in a multi-material 3D printing system with integrated post-production proce-dures. The first task consisted in the substitution and suitability of the entire electronics, followed by the ability to print a viscous material by extrusion and this was tested by defining a range of parameters for which it is possible to obtain the desired design of the 3D printed part. With the preliminary tests accomplished it was verified the need for some adjustments, for example, an inclusion of a heating plate on the printing surface. This equipment gives an extrusion/spray ability to the 3D printer, so that it can be used with different material and/or viscosities. The next step was finding a solution for the coupling of the “add-on” type laser to perform the post-processing as a sintering and / or crosslink source. After installation of all components came the operation test and finishing, such as introduction of laser radiation protection panels, com-pressed air inlets, extruder / spray control source, etc. The last part of this thesis was to assess the functionality of the full system and test the printing parameters: for the extrusion were: first layer height, rotation speed, print speed, den-sity, layer height, software’s nozzle diameter, leaning capacity, double wall support; for the spray: dispensing time, dispenser exit width, dispensing height; and for the laser: manual focus and power

Cálculo automático de pilares de betão armado com base no "Capacity Design"

As regras de cálculo pela capacidade real ("capacity design") da NP EN 1998-1:2010 (EC8) trazem novos desafios ao projetos de estruturas de betão armado em zonas sísmicas, dado que os pilares são dimensionados com base nos reais momentos resistentes das vigas (secções em "T"), em vez de se considerarem, unicamente, os esforços de cálculo associados a um determinado espectro de resposta elástica. Por outro lado, a NP EN 1992-1-1:2010 (EC2) apresenta um diagrama de cálculo das armaduras com um ramo inclinado após a plastificação, e estipula regras para a distribuição de tensões em banzos comprimidos semelhantes às propostas para os pilares, o que requer uma mudança nas rotinas informáticas tradicionais do passado. Neste contexto, é apresentado neste trabalho um conjunto de expressões analíticas que facilitam a sua implementação em programas informáticos destinados ao cálculo automático de armaduras de pilares de betão armado

A capacidade de guerra de minas da Marinha Portuguesa na proteção dos seus principais portos

A dimensão marítima e a posição estratégica de Portugal, na convergência de algumas das principais rotas de comércio marítimo, alinhado com o fator de desenvolvimento económico que o transporte marítimo e os portos nacionais representam, torna evidente a necessidade de se assegurar a proteção e a segurança não só do tráfego que atravessa o espaço nacional, mas também dos portos e respetivos canais de acesso, uma vez que são suscetíveis a ameaças capazes de interromper o seu normal funcionamento. Assim, a mina marítima, devido ao seu potencial destrutivo e ao baixo custoconsubstancia uma ameaça quando colocada a hipótese, mesmo que remota, de ser empregue por organizações terroristas, tendo a capacidade de negar o uso do mar. Perante tal ameaça, torna-se imperativo dispor de uma capacidade de contramedidas de minas eficiente e eficaz, com a prontidão adequada para atuar sempre que necessário. Por outro lado, independentemente da capacidade que a Marinha Portuguesa possua, é necessário estudar as condições ambientais prevalecentes em cada porto nacional. A presente dissertação tem como objetivo principal analisar a capacidade da Marinha Portuguesa na realização de operações de contramedidas de minas nos principais portos nacionais. Após um enquadramento estratégico, a investigação encontra-se dividida em duas fases, iniciando-se com uma análise, segundo o conceito DOTMLPII (Doutrina, Organização, Treino, Material, Liderança, Pessoal, Infraestruturas e Interoperabilidade), da atual capacidade de contramedidas de minas da Marinha Portuguesa, com o intuito de compreender na integra em que estado se encontrava e que oportunidades de melhoria poderiam existir. A segunda fase consistiu numa caracterização dos fatores ambientais com impacto na referida capacidade, de modo a ser possível a avaliação da mesma no estudo caso do Porto de Lisboa.The maritime dimension and the strategic position of Portugal, converging with some of the major maritime trade routes, aligned with the economic development factor that maritime transport and national ports represent, clarifying that is necessary to ensure protection and security, not only of traffic that crosses the national space, but also of ports and their access channels, as they are susceptible to threats which are capable of disrupting their normal functioning. Thus, the sea mine, due to its destructive potential and low cost, substantiates a threat when put to the hypothesis, even remote, to be employed by terrorist organizations, having the ability to deny the use of the sea. Facing such a threat, the existence of efficient and effective mine countermeasures is imperative, with the readiness needed to be used whenever necessary. On the other hand, regardless of the mine countermeasures capacity that the Portuguese Navy has, it is necessary to study the environmental conditions prevalent in every national port. This dissertation has as its main objective, the analysis of the capacity of Portuguese Navy in the realization of mine countermeasures operations in the main national ports. After a strategic framework, the research is divided in two phases, starting with an analysis, according to the DOTMLPFI concept (Doctrine, Organization, Training, Materiel, Leadership, Personnel, Facilities and Interoperability) of the current mine countermeasures capacity of the Portuguese Navy, with the intention of comprehending in its integrity in which state it found itself and what opportunities of improvement could exist. The second phase, consisted in a characterization of the environmental factors with impact on such capacity, so that it is possible to evaluate it in the study case of the Lisbon port

Dimensionamento automático de pilares de betão armado aplicando o método da capacidade real

Dissertação de Mestrado, Engenharia Civil, Especialização em Estruturas, Instituto Superior de Engenharia, Universidade do Algarve, 2016Atualmente vive-se em Portugal um período de mudança legislativa, onde se abandonará os regulamentos nacionais atualmente em vigor (RSA e REBAP), em virtude da introdução de uma legislação europeia comunitária, os Eurocódigos Estruturais. Estes documentos, presentemente publicados como normas portuguesas, irão trazer inúmeras mudanças, sendo relevante para o âmbito da presente dissertação as alterações dos valores de cálculo das características mecânicas dos materiais aço e betão, assim como a introdução de um novo método de dimensionamento de estruturas em regiões sísmicas: o dimensionamento pela capacidade real. Esta trabalho tem como objetivo o aumento da rapidez e rigor dos cálculos necessários para cumprir as novas normas. Por isso, desenvolveu-se um conjunto de rotinas informáticas, que permitem dimensionar automaticamente pilares de betão armado, sujeitos à flexão simples e composta reta, cujos esforços de cálculo são obtidos a partir da determinação dos momentos resistentes das vigas que os confrontam.At this moment, Portugal is going through a period of transformation in its legislation, where the national decree-laws (RSA and REBAP) will be abandoned and replaced with European standards, the Structural Eurocodes. These codes will lead to innumerable relevant changes to the scope of the current dissertation involving modifications to the design values of mechanical characteristics of steel and concrete, as well as the introduction of a new method of design of structures in seismic regions: the capacity design. The objective within this dissertation is to increase the speed and the accuracy of the calculations to follow the new norms. Hence, an ensemble of IT routines has been developed in order to allow to automatically design reinforced concrete columns, who are subject to simple and composed plane bending, whose design efforts are obtained through the determination of the resisting moment of the beams who confront them

Contributo para a análise dos principais aspetos associados à operação de instalações de tratamento de lamas ativadas

A exploração das infraestruturas de tratamento de águas residuais urbanas, nomeadamente a otimização dos respetivos processos biológicos, garantindo o cumprimento dos objetivos de qualidade e minimizando os custos de operação, constitui um desafio para todas as entidades gestoras. Os objetivos da presente dissertação incluíram a revisão e análise dos principais aspetos associados à operação de instalações de tratamento de águas residuais urbanas, de pequena e média dimensão, através do processo de lamas ativadas. O trabalho foi efetuado no contexto de um estágio efetuado junto de uma entidade gestora, os serviços municipalizados de água e saneamento (SMAS) de Sintra, tendo incidido, em particular, na ETAR de Colares S1. O trabalho incluiu o acompanhamento das rotinas de exploração, o levantamento e tratamento de informação disponibilizada pelos SMAS de Sintra e, também, a realização de quatro campanhas de amostragem com o objetivo de obter informação relativa a parâmetros que são relevantes para o controlo de uma ETAR por lamas ativadas. O trabalho efetuado permitiu concluir que a ETAR de Colares S1 está sobredimensionada, apresentando concentrações elevadas de matéria em suspensão nos reatores biológicos, ausência de um controlo efetivo das condições de arejamento, problemas de sedimentabilidade na decantação secundária, não havendo controlo dos principais parâmetros (carga mássica, idade de lamas, índice volumétrico de lamas) commumente associados à exploração deste tipo de processo. As rotinas de operação podem ser revistas e melhoradas e os custos de exploração reduzidos. Apesar dos problemas identificados, a descarga de efluente cumpre os objetivos de qualidade expresso na licença de descarga

Programa de reeducação funcional respiratória para a promoção da autonomia da pessoa com doença pulmonar obstrutiva crónica

A Enfermagem de Reabilitação assenta a intervenção com competências específicas de cuidar e capacitar pessoas com necessidades especiais e limitação da atividade, e de maximizar a funcionalidade. Nesta medida, pretende-se a melhoria da autonomia, com melhoria da funcionalidade das pessoas com doença pulmonar obstrutiva crónica, internadas num serviço de medicina num hospital no Sul do país. Pretende-se demonstrar o processo de aquisição das competências comuns do enfermeiro especialista, as competências específicas do Enfermeiro Especialista em Enfermagem de Reabilitação e as competências de Mestre. Este relatório reflete a implementação de um Projeto de Intervenção Profissional, assente num programa de reeducação funcional respiratória para a promoção da autonomia desta população, onde as doenças do aparelho respiratório, consistem na terceira principal causa de morte em Portugal. Neste cluster, insere-se a doença pulmonar obstrutiva crónica com uma prevalência crescente a nível nacional, com a dispneia como principal sintoma, e relaciona-se diretamente com o aumento de incapacidade, de dependência funcional e diminuição da autonomia. A amostra do Projeto de Intervenção Profissional incluiu seis pessoas com alteração da capacidade funcional, e os resultados obtidos convergiram na melhoria da funcionalidade. Conclui-se a aquisição das competências supracitadas, e a promoção da funcionalidade com melhoria da autonomia desta população

As adaptações orgânicas e doutrinárias à guerra subversiva

Este trabalho de investigação foca-se na artilharia de campanha durante o período da Guerra de África (1961-1974) nos teatros de operações de Angola, Guiné e Moçambique, com o objetivo de verificar como estavam organizadas e equipadas, e como atuaram as unidades de Artilharia de Campanha. A metodologia utilizada para a elaboração tem como base o método de investigação histórica, baseado numa abordagem diacrónica e sincrónica, analisando as variáveis atuantes e as relações entre as mesmas ao longo do período em estudo, procurando criar um modelo teórico de análise baseado nas relações entre os parâmetros organização, meios, posicionamento e missões desempenhadas. Com este trabalho podemos verificar que a organização base da artilharia de campanha durante o ultramar foi o pelotão, que normalmente se encontrava localizado num aquartelamento sendo elemento chave para a defesa do mesmo aquartelamento onde se encontrava. Os pelotões executavam missões de defesa imediata, apoio a operações móveis, missões de flagelação, e interdição de fronteira. O material utilizado nos teatros de operações foi o Obus 7,5 Montanha, Obus 8,8 cm, Obus 10,5 cm K/R, peça 11,4 cm, Obus 14 cm e Obus 15 cm, embora nem todos tenham verificado a sua presença nos três teatros de operações. Quanto à dispersão dos pelotões pelos teatros verificamos que estavam concentrados no norte de Angola e na zona a Leste, sendo que se encontravam aqui os grandes corredores de infiltração dos insurgentes na Guiné estavam um pouco espalhados por toda a província, em Moçambique o dispositivo foca-se essencialmente a Norte e na zona de Tete perto de Cahura Bassa.This research work focuses on field artillery during the War of Africa period (1961-1974) at the theaters of operations in Angola, Guinea and Mozambique, in order to verify how they were organized and equipped, and how the units of field artillery were used, the methodology used for this thesis is based on the historical research method, based on a diachronic and synchronic approach, analyzing the acting variables and the relations between them period at study, seeking to create a theoretical model of analysis based on the relationships between organization parameters, means of employment, positioning and missions performed. With this work we can verify that the base organization of the field artillery during the overseas was the platoon, that normally was located in a quartering being a key element for the defense of that same base where it was, the platoons executed missions of immediate defense, support to mobile operations, flogging missions, and border interdiction. The material used in the theaters of operation was Obus 7.5 Mountain, Obus 8.8 cm, Obus 10.5 cm K / R, piece 11.4 cm, Obus 14 cm and Obus 15 cm, although not all of them checked their presence in the three theaters of operations. As for the dispersion of the platoons in the theaters we found that they were concentrated in the north of Angola and in the zone to the East, where they were here the great infiltration corridors of the insurgents in Guinea, they were scattered a little throughout the province, in Mozambique the device focuses mainly to the North and in the area of Tete near Cahura Bassa

Modelação do comportamento dinâmico de sistemas barragem-fundação-albufeira: formulação no espaço de estados com amortecimento generalizado

Com este trabalho mostra-se a importância da utilização integrada de modelos numéricos e de resultados da observação do comportamento dinâmico de barragens com vista ao controlo da segurança de sistemas barragem-fundação-albufeira. Neste trabalho utilizou-se o MATLAB para desenvolver um programa de elementos finitos 3D (DySSA 1.0, “Dynamic State Space Analysis”) para análise do comportamento dinâmico de sistemas barragem-fundação-albufeira considerando uma formulação em deslocamentos com a albufeira discretizada em elementos finitos com módulo de distorção nulo. Utiliza-se uma formulação no espaço de estados o que permite considerar amortecimento não proporcional à massa e à rigidez e conduz a modos de vibração complexos. Apresentam-se os fundamentos do método dos elementos finitos na perspetiva da sua implementação computacional para análise dinâmica de estruturas, e apresenta-se sumariamente o programa DySSA 1.0, o qual permite a análise estática e dinâmica de estruturas utilizando elementos finitos tridimensionais isoparamétricos do segundo grau (tipo cubo com 20 pontos nodais), e correspondentes elementos de junta (com 16 pontos nodais, 8 por cada face). O programa foi testado com base na análise dinâmica de uma parede em consola submetida à pressão hidrodinâmica. Os resultados numéricos foram comparados com soluções analíticas e com resultados experimentais obtidos no laboratório de estruturas do ISEL. Descrevem-se os fundamentos da análise dinâmica de estruturas no domínio do tempo, e referem-se os princípios em que se baseiam as metodologias de identificação modal no domínio da frequência. Analisa-se o comportamento dinâmico da barragem do Cabril em termos de frequências naturais e configurações modais, utilizando um modelo 3D representativo do sistema. Os resultados deste modelo numérico são comparados com resultados experimentais obtidos com base no sistema de monitorização dinâmica em contínuo, que foi instalado pelo LNEC em 2008