This paper presents part of the research on simulation of structural performance and aims to study the mechanical behavior of polymers, ABS and PLA in the form of thermoplastic filaments, commonly used in affordable 3D printers. It presents the preliminary results for the evaluation of the mechanical behavior of ABS and PLA in the light of ASTM E2954 and ASTM D790 standards, which establish test methods for axial compression and three-point flexure for plastic and polymer matrix.Keywords: 3d printing; structural performance; rapid prototyping; computatuional simulation Segundo Hausler et al. (2017), técnicas e materiais de manufatura aditiva estão evoluindo rapidamente na última década. Aplicações na arquitetura, engenharia e construção estão ampliando o interesse da impressão 3D. No entanto, o custo do material, limitações da produção e dimensões dos modelos, bem como a performance estrutural (Hausler et al., 2017;Dritsas, 2017;Matson, 2016 e Crolla, 2014, ainda impedem o impacto significativo da aplicação da tecnologia de impressão 3D na produção de componentes de edificações. IntroduçãoA aplicação da manufatura aditiva, conhecida como impressão 3D -em arquitetura e engenharia tem sido limitada à criação de modelos físicos apenas com o propósito de representação, devido à relativamente baixa resistência das partes impressas em 3D. Neste sentido, esta pesquisa reúne pesquisadores dos campos de Arquitetura e Urbanismo e Engenharia Civil, com ênfase em projeto estrutural, e propõe-se a investigar a modelagem digital e a simulação de desempenho estrutural de componentes com geometrias complexas, produzidos a partir de impressoras 3D com filamentos aquecidos. O presente artigo apresenta os primeiros resultados dos ensaios destrutivos de corpos de prova, com o objetivo de conhecer o comportamento mecânico dos polímeros, ABS e PLA, sob a forma de filamentos termoplásticos, comumente utilizados em impressoras 3D de baixo custo. Apesar do software de modelagem utilizado na pesquisa, o Rhinoceros e sua interação com o grasshopper constituir ambientes de simulação a partir de plugins de avaliação física como Karamba, Millipede, Kangoroo, Scan&Solve, dentre outros (Hausler et al., 2017;Crolla, 2017 e Matson, 2016, ainda são necessários testes adequados para a compreensão do desempenho estrutural dos polímeros ABS e PLA. Esta fase da pesquisa visa lançar luz sobre este tema e auxiliar na validação de valores pré-existentes em plugins de simulação (como o ABS no Scan&Solve) ou auxiliar na inserção e ponderação das propriedades de resistência dos materiais utilizados nas impressoras de baixo custo mais comuns nos laboratórios de fabricação digital. Esta pesquisa parte também da hipótese inicial que as limitações de qualidade, acabamento e velocidade de impressão, inerentes aos diferentes modelos de impressoras 3D, afetam o desempenho estrutural dos protótipos, e estes dados serão confrontados e ponderados ao final da investigação.De fato, segundo Haeusler et al., 2017, em uma escala mais ampla, antes da introdução ...
A quantidade de pesquisas e publicações acerca do termo “inteligência” tem aumentado significativamente em diferentes áreas de pesquisa e é clara a ausência de precisão e convergência de conceitos correlatos aplicados a sistemas e produtos da construção civil. Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma análise qualitativa indutiva entre as diferentes caracterizações do termo “inteligência” nas áreas de ciência da computação e o termo associado a arquitetura e tecnologia do edifício. Foi realizada uma comparação por argumentação lógica. Como resultado apresentamos critérios conceituais que permitem atribuir a qualidade de inteligente aos edifícios.
xxii congresso da sociedade iberoamericana de gráfica digital 22th conference of the iberoamerican society of digital graphics 07|08|09|novembro|2018 iau usp | são carlos | sp br
Aplicações na arquitetura, engenharia e construção estão ampliando o interesse da impressão 3D. No entanto, limitações da produção, dentre as quais inclui-se a performance estrutural, ainda impedem o uso significativo desta tecnologia. Neste sentido, este artigo apresenta parte da pesquisa de simulação e otimização estrutural e objetiva estudar o comportamento mecânico de polímeros ABS e PLA, sob a forma de filamentos termoplásticos, comumente utilizados em impressoras 3D de baixo custo. Ele apresenta os resultados preliminares de avaliação do comportamento mecânico do ABS e PLA, segundo as normas ASTM E2954 e ASTM D790, que estabelecem métodos para testes de compressão axial e flexão de três pontos para matriz plástica e polimérica. A partir dos ensaios destrutivos dos modelos físicos, vislumbra-se a criação de modelos numéricos estruturais, e a definição de novos algoritmos e componentes no Grasshopper, que facilitem a simulação computacional e otimização estrutural de peças, bem como a maior precisão de seu comportamento mecânico pós-produção.
O curso de Arquitetura e Urbanismo da UFV incorporou o ensino de BIM desde 2014 e, com a expansão do interesse em absorver o conteúdo em outros componentes curriculares, em 2022 foi formada uma equipe para propor a implantação de BIM no curso. Essa proposta de implantação está sendo apoiada com a coordenação da Rede de Células BIM ANTAC. Essa Rede é uma ação coordenada pelo GT.TIC ANTAC e envolve diversas instituições de ensino públicas e privadas do país. Visando a construção de uma proposta de implantação pautada por análises sistemáticas sobre o contexto local, a equipe desenvolveu seus estudos apoiada pelo método desenvolvido na Rede. Esse trabalho apresenta a incorporação de novas variáveis e parâmetros de análise efetuadas pela equipe local na UFV nessas duas fases de diagnóstico curricular. Inicialmente foi realizada a análise de maturidade do curso no tema BIM segundo os critérios indicados pela Rede e obtivemos a qualificação esperada. Essa análise verificou a situação atual do ensino, pesquisa, extensão e infraestrutura disponível analisando 16 campos, mas sugerimos a adição de mais dois novos campos que poderiam discriminar com mais precisão o grau de maturidade. Um desses campos introduz a avaliação da carga horária e o outro avalia a quantidade de trabalhos defendidos na pós-graduação. Entendemos que esse último parâmetro evidencia não somente a maturidade do corpo docente, mas também a capacidade de formação de recursos humanos no tema. Apesar dessa adição de novos parâmetros não alterar o índice de maturidade do curso, eles ampliaram em 2% o valor final e conseguiram quantificar a maturidade do corpo docente e das disciplinas oferecidas. Na etapa seguinte, no diagnóstico da matriz curricular, seguimos a maior parte do protocolo apresentado pelos estudos de ANDRAD (2018), CHECCUCCI (2014) e RODRIGUES; LIMA (2017), mas indicamos novas análises possíveis e uma maior acurácia na análise individual de cada componente curricular. Neste trabalho optamos por um experimento que qualificava os componentes com pequenas variações que detalham as análises indicadas pelo protocolo. A primeira variação foi em optamos por avaliar os níveis de interface com BIM para cada uma das categorias de análise do componente curricular para efetuarmos sua caracterização posterior, invertendo o protocolo nesta etapa. Além disso, foram criados axiomas para manter a consistência da análise como, por exemplo, “A Categoria H só pode ser preenchida se existir outras células com mesma cor/grau nas categorias B e/ou C”. Também foram inseridos outros parâmetros para análise e comparação de cenários. O primeiro foi a incorporação da quantidade de carga horária prática e teórica de cada componente, o que resultou em uma análise objetiva da quantidade de componentes com possibilidade de interface com BIM. Além disso, também foi feita uma análise global que pode avaliar a quantidade de componentes por semestre. Nesse caso foi atribuída uma pontuação de zero a dois representando o nível de interface com BIM (ausente, possível ou clara) por componente, o que permitiu avaliar graficamente os semestres com maior possibilidade de incorporação de BIM. Para essa análise tomamos como premissa que os componentes com maior grau de interface possuem mais chance de adoção do que os que demais (inexistente ou possível), uma vez que estes últimos dependem da disponibilidade docente para a adaptação e incorporação de conteúdos BIM. Também efetuamos uma análise global com todas categorias o que resultou em uma evidência gráfica de congruência dos componentes optativos em comparação com os obrigatórios, ou seja, os componentes optativos possuem maior uniformidade nos níveis de interface em suas categorias enquanto os componentes obrigatórios possuem maior heterogeneidade. Com isso foi possível tornar explícita a percepção de que alguns componentes optativos possuem maior permeabilidade ou vínculo com conteúdos BIM do que os obrigatórios. Já na fase seguinte, de análise da Matriz Curricular, utilizamos o protocolo sugerido pela Rede de Células BIM e entendemos que as Categorias B (Conceitos), C (Competências) e F(Ciclo de Vida) têm relação direta com a seleção, composição e estruturação do conteúdo do componente curricular. Essas três categorias discriminam conceitos BIM, competências técnicas e de execução BIM e as fases do ciclo de vida da edificação que seriam abordadas naquele componente curricular. A partir desse entendimento criamos a métrica “Grau de Especialização” para identificar componentes que apresentam clara interface BIM nessas categorias, mas que podem ser excessivamente generalistas. Essa métrica identifica componentes que, se forem escolhidos para uma implementação direta, podem gerar a implementação de componentes com excesso de conteúdo com pouca carga horária e dificultariam a absorção dos assuntos pelos alunos. Nesse caso seriam componentes excessivamente generalistas que poderiam trazer frustração para o corpo docente e para alunos matriculados. Com essa métrica conseguimos evidenciar aqueles que atingem alta pontuação nesta métrica diferenciando os potencialmente generalistas daqueles que são potencialmente especialistas. Nesse segundo caso são oferecidos menos conteúdos com uma carga horária relativa maior. O índice foi composto da seguinte forma: G=ChT/QIcat onde, G é o Grau de Especialização, ChT é a carga horária total do componente, e QIcat é o produto da Quantidade de Interfaces por Categoria. Neste trabalho percebemos que há potencial para aprofundamento das análises com inserção de novos parâmetros para a análise de maturidade e na análise da matriz curricular. Esse trabalho mostra uma dessas possibilidades com a inserção de dois novos parâmetros de maturidade do curso a sugestão de uma métrica que se pode se tornar um novo recurso para apoiar estudos mais aprofundados da matriz curricular. Esperamos isso direcione a uma implementação BIM mais informada com construção componentes curriculares de maior consistência e mais bem dimensionados.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.