Ficha da Unidade Curricular PD 3D 2009/2010

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1 Unidade Curricular Designação: Opção Condicionada III - Prototipagem Digital 3D Área Científica: Tecnologias de Produção (TP) Ciclo de Estudos: Licenciatura Carácter: Opcional Condicionada Semestre: 5º ECTS: 6 Tempo de Trabalho: Horas de Contacto: 75 Ensino: Teórico-Prático (TP) Horas de Trabalho Autónomo: 87 Total: 162 Pré-Requisitos: Os alunos deverão ter conhecimentos aprofundados de desenho técnico e médios de CAD 2D/3D e técnicas de síntese de imagem. Objectivos de Aprendizagem: Gerais: O aluno deverá aplicar como metodologia tecnologias CAID e de prototipagem rápida nas diversas fases do processo de desenvolvimento de produto com vista à redução do ciclo de produção; O aluno deverá compreender a evolução dos processos e das tecnologias emergentes de fabrico e produção. Específicos: O aluno deverá Ter capacidade de operar aplicações informáticas específicas de modelação paramétrica 3D avançada na conceptualização e desenvolvimento do projecto com vista à obtenção de protótipos virtuais; Compreender conceitos fundamentais sobre análise de elementos finitos; Ter capacidade de operar aplicações informáticas específicas na análise e optimização do projecto; 1

2 Compreender conceitos fundamentais sobre técnicas de engenharia inversa; Ter capacidade de aplicar técnicas de engenharia inversa no processo de Design de produto; Compreender conceitos fundamentais sobre tecnologias aditivas de prototipagem rápida; Ter capacidade de aplicar as tecnologias de PR ao processo de Design de produto com vista à obtenção de protótipos físicos experimentais; Reconhecer a emergência de novas tecnologias de produção baseadas em processos aditivos; Ter capacidade de reflectir sobre as implicações das tecnologias emergentes de produção directa no processo de Design de produto. Transversais: O aluno deverá ter a capacidade de selecção e aplicação em projecto tecnologias e processos produtivos, de modo funcional, económica e ambientalmente adequada; O aluno deverá ter a capacidade de utilização de várias metodologias de desenvolvimento de projecto, nomeadamente de apoio à criatividade, de desenvolvimento de modelos, de realização de testes e de avaliação e apoio à tomada de decisão; O aluno deverá ter a capacidade de apresentar uma atitude de inovação que permita relacionar o Design Industrial ao desenvolvimento tecnológico, às transformações sociais e às dinâmicas de mercado; Ter a capacidade de, autonomamente, adaptar-se a diferentes aplicações modelação 3D por computador e a eventuais actualizações. Conteúdo Programático: 1. Modelação 3D paramétrica avançada: 1.1. Técnicas de modelação por varrimento e transição 1.2. Definição e criação de curvas complexas de suporte 1.3. Técnicas de modelação de superfícies 2

3 2. Generalidades sobre análise de elementos finitos: 2.1. O método dos elementos finitos 2.2. Definição de stress e conceitos relacionados 2.3. Conceito de análise de projecto 2.4. Tipos de análise 2.5. Análise de elementos finitos e optimização de projecto 2.6. Estudos de análise estática e definição de parâmetros 2.7. Interpretação de gráficos de análise de stress 2.8. Optimização de projecto (Optimization analysis) 2.9. Estudos de optimização e variáveis associadas Implicações do método em Design de produto. 3. Engenharia Inversa 3.1. Conceito 3.2. Enquadramento da EI em sistemas CAID 3.3. Fases do processo 3.4. Aquisição de dados digitais Tecnologias de digitalização com contacto Tecnologias de digitalização sem contacto Tratamento de dados digitais 3.5. Aplicações práticas em Design de produto 4. Tecnologias aditivas de prototipagem rápida 4.1. Conceito 4.2. Fases do processo 4.3. Tecnologias de Prototipagem rápida Estereolitografia - SLA, Stereolithography LOM-Laminated Object Manufacturing Sinterização Selectiva-SLS,Selective Laser Sintering FDM-FDM, Fused Deposition Modeling Impressão 3D-MJT, Multi Jet Modeling 4.4. Vantagens e limitações do processo 4.5. Aplicação da tecnologia de PR como ferramenta auxiliar de projecto 4.6. Tecnologias emergentes 3

4 Metodologia de Aprendizagem: Presencial: Nas aulas teórico-práticas presenciais, o professor fará uma exposição detalhada do conteúdo programático da disciplina, simulando as diferentes técnicas, em computador, com exemplos didácticos, propondo a posterior realização, por parte dos estudantes, de outros exercícios considerados relevantes utilizando aplicações de edição de imagem e desenho vectorial. No decorrer do semestre estão previstas visitas de estudo a instituições que dispõem de tecnologias avançadas de prototipagem rápida e seminários sobre temáticas emergentes no domínio da disciplina. Autónoma: Através da plataforma de e-learning BlackBoard, o professor fornecerá elementos para estudo autónomo, disponibilizará um espaço de discussão e esclarecimento de dúvidas e proporá a realização, por parte dos estudantes, de exercícios e tarefas complementares. Avaliação de Competências: A obtenção de frequência à disciplina implica que o número limite de faltas (25% do número de aulas previstas) não será excedido. Avaliação contínua Avaliação será contínua através de trabalhos a realizar na aula e extra-aula. Os trabalhos consistirão na realização de projectos individuais ou em grupo desenvolvidos com tecnologias CAID, trabalhos de pesquisa e relatórios de actividades. O aluno tomará conhecimento dos enunciados com antecedência. Avaliação contínua (projectos a realizar em aula e/ou extra-aula): PI 2 projectos individuais de modelação 3D com técnicas de varrimento, transição e superfícies (15%+25%=40%); 4

5 PPG - Projecto de pesquisa em grupo com apresentação à turma (20%) PFG -Projecto final em grupo com relatório/portfólio (20%+20%=40%) Cálculo da classificação final (escala de 0 a 20): Nota final = 0,4xPI+0,2x PPG+0,4x PFG Avaliação por exame final Quem não obtiver frequência ou prescindir da avaliação periódica poderá optar por um exame final como consta no artigo 51º do Regulamento Geral da Formação Graduada e Pós-Graduada no Instituto Politécnico de Leiria Regimes Aplicáveis a Estudantes em Situações Especiais. Exame Final: PT - Prova teórica de 1,5h (30%) AT - Apresentação dos projectos desenvolvidos na UC 1,5h (70%) Nota final = 0,3xPT+0,7xAP Bibliografia Recomendada: Manuais artigos e documentação sobre as aplicações CAID disponibilizado na plataforma BlackBoard pelo professor. Bibliografia Complementar: ALVES, F. J. L., BRAGA, F. J. S., SIMAO, M. S., NETO, R. J. L., Protoclick- Prototipagem Rápida, Porto, AGUAYO, F., SOLTERO, V.M., Metodología del Diseño Industrial: Un enfoque desde la Ingeniería Concurrente: Ra-Ma, VOGEL, M.V., CAGAN, J.,BOATWRIGHT, P., The Design of Things to Come: Wharton School Publishing Manual de Novas Tecnologias para o Desenvolvimento Rápido de Produto, Centimfe,

6 Wohlers Report, informações disponíveis em Directório de Prototipagem Rápida, disponível em Industrial Designers Society of America, Design Secrets: Products, 50 Real- Life Projects Uncovered, Rockport Publishers, OTTO, K.; WOOD, K., Product Design - Techniques in Reverse Engineering and New Product Development, Prentice Hall, ULRICH, K. T.; EPPINGER, S. D., Product Design and Development, 2a ed., McGraw-Hill Higher Education, Recursos Físicos e Software: Laboratório de tecnologias digitais com aplicações específicas 3D e elementos finitos (SolidWorks, CosmosWorks e outras aplicações CAID comerciais) Ligação à Internet Impressora 3D Sistema de digitalização 3D 6

7 Distribuição de horas totais de trabalho em 20 semanas por conteúdos programáticos e por métodos pedagógicos 7

8 Semana Conteúdos programáticos Modelação Paramétrica Avançada Análise de Elementos Finitos Engenharia Inversa Prototipagem Rápida Projecto Final Total horas em 20 sem Total 1 2 Total 2 3 Total 3 4 Total 4 Total 5 T TP PL OT Total horas contacto Estudo autónomo E-aprendizagem Total horas autónomo Total Horas/semana Horas totais de trabalho 162 8