Tecnologias Avançadas da Produção › 47830

A unidade curricular de Tecnologias Avançadas de Produção (TAP) procura estimular os estudantes a permanentemente procurar de inovar na transformação de matérias primas em novos produtos, através de processos convencionais ou dos mais recentes e "cutting-edge" avanços da ciência. Nesse âmbito, TAP tem como objetivo principal a criação de um espírito empreendedor no uso das mesmas. No final da UC é esperado que os estudantes tenham adquirido conhecimentos gerais no âmbito das tecnologias avançadas de produção, nomeadamente no que concerne o processamento e caracterização de termoplásticos, e os processos de micro e nanofabricação, assim como das técnicas de caracterização destes materiais e produtos. Procurar-se-á ainda abranger a ligação das tecnologias de fabricação com requisitos de “design for X”, custos económicos de fabrico e impactos ambientais das diferentes opções de produção.

No final da UC é esperado que os estudantes tenham adquirido conhecimentos gerais e inovadores/empreendedores no âmbito das tecnologias avançadas de produção, nomeadamente no que concerne o processamento e caracterização de termoplásticos, e os processos de micro e nanofabricação, assim como das técnicas de caracterização destes materiais e produtos. Procurar-se-á ainda que o estudante seja capaz de estabelecer a ligação das tecnologias de fabricação com requisitos de “design for X”, custos económicos de fabrico e impactos ambientais das diferentes opções de produção.

Os conteúdos programáticos específicos a serem abordados ao longo do semestre são:

Módulo 1: Introdução às tecnologias avançadas da produção (Semana 1):

- Tecnologias e processos de produção;

- Materiais de engenharia;

- Desenvolvimento de produto;

- Digitalização da produção e manufatura na nuvem;

Módulo 2: Processamento de Termoplásticos (Semana 2 e 3):

- Termoplásticos, termoplásticos nano-reforçados e reciclagem;

- Moldação por injeção (injeção, mini-injeção e micro-injeção);

- Moldação por compressão;

- Extrusão de filamento de impressão 3D;

- Impressão 3D por fabrico por filamento fundido;

- Rotomoldação;

Módulo 3: Caracterização de Termoplásticos (Semana 4, 5 e 6):

- Caracterização mecânica de termoplásticos;

- Calorimetria diferencial de varrimento (DSC - Differential Scanning Calorimetry);

- Index de fluidez (MFI - Melt Flow Index);

- Condutividade térmica;

- Reometria;

- Densidade;

- Sorção de Vapor de Água;

- Ensaios de Envelhecimento;

Módulo 4: Micro e Nanofabicação; (Semana 7 e 8):

- Introdução às micro e nanotecnologias;

- Filmes finos por PVD e CVD;

- Sensores de Grafeno para monitorização da qualidade do ar;

Módulo 5: Técnicas avançadas de análise de micro e nanomateriais (Semana 9, 10 e 11):

- Microscopia ótica e eletrónica de varrimento;

- Microscopia de força atómica;

- Difração de raios X;

- Micro tomografia computacional de raios X (MicroCT);

- Espectroscopia fotoelectrónica de raios X (XPS - X-ray Photoelectron spectroscopy);

Módulo 6: Produção Ecológica e Sustentabilidade (Semana 12 e 13):

- Eco-design e economia circular;

- Analise de ciclo de vida (ISO 14040 e 14044);

- Gestão de Energia na Indústria (ISO 50001)

- Sistema de Gestão Ambiental (SGA) na Indústria (ISO 14001)

A avaliação da UC será do preferencialmente do tipo DISCRETA, nos termos definidos no Regulamento de Estudos da Universidade de Aveiro (REUA).

Avaliação discreta:

• 30.00% (Teste - na época de exames)
• 30.00% (Trabalho 1 - Revisão Bibliográfica)
• 40.00% (Trabalho 2 - Desafio Industrial)

Avaliação Final:

• 30.00% (Teste - ultima semana de aulas ou época de exames)
• 30.00% (Trabalho 1 - Revisão Bibliográfica)
• 40.00% (Trabalho 2 - Desafio Industrial)

Para os estudantes em Avaliação Final a data de entrega dos trabalhos 1 e 2 é o dia do exame (época normal ou época de recurso). Estes estudantes estão dispensados da apresentação em sala de aula do trabalho 2.

Os estudantes em Avaliação Discreta podem fazer melhoria dos trabalhos 1 ou 2 na época de recurso, assim como do teste.

Preferencialmente, os alunos devem ter conhecimentos em: Engenharia de Materiais; Tecnologias de Produção; Projeto e Produção Assistida Por Computador; Simulação Industrial; Empreendedorismo.

A UC é lecionada em moldes tradicionais de aulas teóricas e aulas práticas. As aulas teóricas serão utilizadas para exposição dos conteúdos programáticos, através de exposição oral, demonstrações de cariz teórico-prático, incluindo a resolução de problemas ou casos de estudo. As aulas práticas serão utilizadas para desenvolvimento experimental no processamento e caracterização de termoplásticos, assim como nos processos de micro e nanofabricação e respetivas técnicas de caracterização, fazendo uso dos laboratórios do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Aveiro nestas áreas. As aulas práticas serão ainda utilizadas para desenvolvimento do trabalho de avaliação. A avaliação será através de um teste com um peso de 30% e de dois trabalhos com um peso de 70%. Sempre que oportuno, promover-se-á a realização de workshops com profissionais do sector assim como visitas de estudo a unidades industriais.

• Principles of Modern Manufacturing, Mikell P. Groover, Willey, 2017
• Materials Selection in Mechanical Design, Michael F. Ashby, Butterworth-Heinemann (Elsevier), 2011
• Materials and Design, The Art and Science of Material Selection in Product Design, Mike Ashby and Kara Johnson, Butterworth-Heinemann (Elsevier), 2014
• Applied Plastics Engineering Handbook, Processing and Materials, Myer Keyz, The PDL Handbook Series, William Andrew (Elsevier), 2011
• Engineering Plastics Handbook, James M. Margolis, McGraw-Hill, 2006
• Materials and Process Selection for Engineering Desing, Mahmoud M, Farag, CRC Press, 2013
• Manufacturing Processes for Design Professionals, Rob Thompson, Thames & Hudson, 2007
• NanoMaterials, Nanotechnologies and Design, Michel F. Ashby, Paulo J. Ferreira, Daniel L. Schodek, Butterworth-Heinemann (Elsevier), 2009
• MEMS and Microsystems: Design, Manufacture, and Nanoscale Engineering, T.-R. Hsu, Wiley, 2008
• Springer Handbook of Nanotechnology, B. Bhushan, Springer, 2006
• Tecnologia de Fabrico, A. Completo, João Paulo Davim, A. Festas, Publindústria, 2009
• Tecnologia mecânica (II), J. Rodrigues, P. Martins, Escolar Editora, 2010
• Sustainable Manufacturing - Challenges, Solutions and Implementation Perspectives, Rainer Stark, Günther Seliger, Jérémy Bonvoisin (Editors), Springer Open, 2017
• Sustainable Materials with both eyes open, Julian M Allwood, Jonathan M Cullen, 2015
• Administração das Operações de Produção, William J. Stevenson, Livros Téc. e Cient. Editora, 2001