RESUMO Neste trabalho investigou-se a eficiência computacional na solução do problema de equilíbrio termodinâmico sólido-líquido (ESL) em óleos parafínicos. Foram avaliados diversos modelos termodinâmicos para a fase líquida: a equação de estado de Peng-Robinson (PR-EOS) e os modelos de coeficiente de atividade Wilson preditivo, UNIversal QUAsiChemical (UNIQUAC) preditivo e UNIQUAC Functionalgroup Activity Coefficient (UNIFAC), além do modelo de solução ideal. A fase sólida é caracterizada pelo modelo multisólido e a previsão de formação de fase sólida é inicialmente avaliada por um teste de estabilidade termodinâmica. Posteriormente, o sistema de equações não-lineares (SENL) formado pelas equações de equilíbrio termodinâmico e de balanço material é resolvido pelo método de Newton multivariável. Até onde pudemos verificar, não há estudos sistemáticos sobre o efeito do tipo de modelo (e sua complexidade) no tempo de computação necessário para a solução do problema. Por outro lado, tendo em conta o elevado número de componentes nas frações de petróleo estudadas, aspectos como a robustez (frente a diferentes estimativas iniciais) e tempo de computação são aspectos importantes neste contexto e que foram analisados neste trabalho.

ABSTRACT In this paper, the computational efficiency in the solid-liquid equilibrium (SLE) problem for paraffinic oils was examined. Several different thermodynamic models were evaluated for liquid phase: the Peng-Robinson equation of state (PR-EOS), and the activity coefficient models for ideal solution, the predictive Wilson model, the predictive Universal Quasi-chemical (UNIQUAC) model, and UNIQUAC Functional-group Activity Coefficient (UNIFAC) model. The solid phase is characterized by the multisolid model and the prediction of solid phase formation is initially estimated by a thermodynamic stability test. Afterwards, the systems of non-linear equations (SNLE) formed by the thermodynamic equilibrium and the material balance equations was solved using Newton-Raphson method (multivariate). As far as we can see, there are no systematic studies addressing the effect of the model (and its complexity) on the computational effort of the algorithm. On the other hand, considering the high number of different components in the oil fractions studied, the robustness (due to different initial estimates), and the computational time are important aspects and were analyzed in this work.

O sucesso da cerâmica estrutural na maioria das aplicações depende não somente das propriedades do material e do projeto da peça, mas também da qualidade do produto usinado. Um dos fatores citados como obstáculo à ampla utilização de componentes cerâmicos é a sua falta de confiabilidade, em função da grande dispersão dos valores de resistência mecânica provocada por defeitos que podem ter origem no processo de retificação. A retificação de cerâmica, assim como a de aços e superligas, é realizada normalmente com abundância de fluidos de corte. A utilização destes resulta em problemas ecológicos, fisiológicos e econômicos. Desde a última década, a opinião pública, o mercado, as leis e regulamentos têm pressionado as indústrias para considerar os riscos ambientais na manufatura. Com o propósito de avaliar alternativas ao método convencional de lubri-refrigeração, foi estudada a viabilidade da técnica de refrigeração otimizada, onde o fluido de corte é aplicado à mesma velocidade periférica do rebolo, penetrando na região de corte com menos turbulência. Também foi analisada a técnica da Mínima Quantidade de Lubrificação (MQL), na qual o grande volume de fluido de corte é substituído por um jato de ar contendo uma quantidade ínfima de lubrificante. Os métodos foram comparados através da análise da força tangencial de corte, rugosidade e relação G. Concluiu-se ainda que a técnica de MQL mostrou-se inviável na retificação de cerâmica nas condições propostas e que os resultados com a lubri-refrigeração otimizada não permitiram afirmar que esta resultou em melhores valores de rugosidade e relação G quando comparada com à técnica convencional.

The success of structural ceramics in most applications depends not only on the materials properties and component design, but also the quality of machined products. One factor usually mentioned as a barrier to the wide use of ceramics is the lack of reliability of ceramic components, because the variability on the mechanical strength caused by defects that can be impaired in the grinding process. The grinding of ceramics, as much as with steel grinding is performed generally with excess of cutting fluids (coolants). The use of coolants results in serious ecological, physiological and economic issues. Since last decade the public opinion, the market, the laws and regulations have pushed the industries to consider the environmental risks in the manufacturing process. Then, in order to evaluate alternatives to the conventional method of cooling and lubrication, it was studied the viability of the optimized technique, where the cutting fluid is applied to the same peripherical speed of the wheel, penetrating in the cutting zone with less turbulence. Also, it was verified the technique of Minimum Quantity of Lubricant (MQL), where a large amount of cutting fluid is replaced by an air compressed flow containing a small quantity of lubricant. The methods were compared through performance analysis of cutting forces, roughness and wheel (G ratio). As a conclusion is that MQL is not viable in ceramics grinding with the working conditions proposed. The results obtained with optimized technique are insufficient to state this technique presents better roughness and G-ratio values when compared to conventional method.

O corte de materiais por disco abrasivo é um dos processos que apresentam as melhores características de economia, eficiência e rapidez sendo muito utilizado no meio industrial. Fatores como porcentagens e homogeneidade da mistura dos componentes, tamanho, forma (abrasividade), tenacidade e dureza dos grãos abrasivos, tipos de ligantes e de abrasivos, velocidade de corte e velocidade de mergulho influenciam na segurança, no desempenho e comportamento da operação. Este trabalho apresenta um estudo sobre a influência da dureza dos discos abrasivos no desempenho do processo de corte em operações do tipo remoção a seco. O aumento da dureza dos discos propiciou um aumento da força tangencial de corte e da relação G, devido à mais forte ligação entre o grão e o ligante no compósito. Os resultados mostram que a dureza dos discos abrasivos afeta a economia, pois influencia na vida útil dos discos abrasivos em termos de números de cortes proporcionados; a produtividade, pois está relacionada com o número de trocas de discos desgastados; os esforços necessários para a operação, pois estão relacionados com as forças tangenciais de corte.

The cutting of materials by abrasive discs is one of the processes that present the best characteristics of economy, efficiency and speed, thereby being very used in the industrial way. Factors as percentages and homogeneity of the mixture's components, size, shape (abrasive strength), toughness and hardness of the abrasive grains, types of binder and materials, disc speed and cutting speed affect the safety, performance and behavior of the cutting operation. This work presents a study about the influence of abrasive disks hardness on their performance to cut-off ductile materials without cooling. The increase of the hardness of the disks resulted in an increase of the tangential cutting force and G ratio, due to stronger bonding between the abrasive particles and the binder in the composite. The results show that the hardness of the abrasive discs affects the economy, because it influences the useful life of the abrasive discs (the numbers cuts provided); the productivity because it determines the number of replaced discs; the necessary efforts for the operation because it is related with the tangential cutting force.

Por meio de um trabalho multidisciplinar entre Engenheiros e Dentistas, foram estudados oito diferentes tipos de grãos abrasivos de diamantes para a fabricação de pontas adiamantadas e/ou rebolos de pequeno diâmetro. Verificou-se qual o grão mais adequado para ser empregado nas pontas, as quais são utilizadas em equipamentos que possuem um pequeno torque disponível. Uma metodologia de experimentação para avaliação da capacidade de corte destas ferramentas foi desenvolvida, utilizando-se o vidro como material a ser desgastado. Como resultados, observou-se que a estrutura e a friabilidade do grão de diamante afetam diretamente a capacidade de corte das pontas adiamantadas. Desta forma, o melhor tipo de diamante foi aquele que apresentou, ao mesmo tempo, as melhores condições de remoção de material e o menor preço.

This paper presents a multi-area research involving Dentists and Engineers, in which eight different types of diamond abrasive grains, which are used in dental burs (small diameter grinding wheels) were tested. The most appropriated grain to be used in burs was evaluated. These burs are used in dental equipment characterized by low torque and low spindle rotation. A test methodology was developed in order to evaluate the cutting capacity of these burs, using glass as a machining material. The results show that it was possible to verify that the grain structure and friability were the properties that affect the cutting capacity. Consequently, the best diamond grain is the one that presented, simultaneously, the best material removal conditions and the lowest price.

O objetivo desta pesquisa é a avaliação da influência das condições de usinagem na superfície gerada de cerâmicas avançadas retificadas com rebolo diamantado com ligante resinóide. A qualidade superficial foi analisada utilizando-se a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)

The aim of this research is to evaluate the influence of grinding and cutting conditions on surfaces of advanced ceramics ground with diamond grinding wheels containing a binding resin bond. The quality surface was analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM).