Dissertação

{pt_PT=Actuador Pneumático para Manipulação Humana por Fabrico Aditivo } {} CONFIRMED

{pt=Algumas pessoas apresentam patologias, deformações congénitas ou adquiridas, que podem ser atenuadas ou minimizadas através da utilização de novas tecnologias. Nesse contexto, pretende-se desenvolver um atuador pneumático flexível, para manipulação humana, com recurso a fabrico aditivo. O trabalho é desenvolvido com recurso a software de análise de elementos finitos (FEA) e desenho assistido por computador (CAD). Assim, utilizando os programas referidos e com recurso a fabrico aditivo avançado consegue-se obter fisicamente o atuador. O material que se utiliza na impressão 3D dos atuadores, designado NinjaFlex®, é testado com diferentes parâmetros de impressão e, é sujeito a um pós-processamento de modo a que se consigam atuadores pneumáticos estanques. Este pós-processamento garante maior tempo de vida ao atuador e um acabamento superficial muito superior. Por fim, desenvolve-se um protótipo físico (funcional) do sistema de atuação do atuador pneumático. Com os resultados computacionais realiza-se uma análise de sensibilidades, que permite estimar a sensibilidade dos resultados aquando da variação de um determinado parâmetro. Mostra-se que os parâmetros que mais influenciam a flexão/deformação do atuador são: pressão, espessura da parede, dimensão dos raios e número de elementos fundamentais de deformação. Com o protótipo físico e com os atuadores é ainda possível calcular a força de preensão. O controlo de preensão é baseado no conceito de falha segura, segundo o qual, na falta de atuação, o sistema se mantém na posição em que está, por segurança., en=Some people have pathologies, which are either congenital or acquired deformations. That pathologies can be attenuated or minimized using new technologies. In this context, it is intended to develop a soft pneumatic actuator, for human handling/manipulation, with the use of advanced additive manufacturing. The work is developed using finite element analysis software (FEA) and computer aided design (CAD). So, using the software combined with advanced additive manufacturing, one can physically get the actuator. The material used in the 3D printing of the actuators, called NinjaFlex®, is tested with different printing parameters and is subjected to post-processing to achieve airtight pneumatic actuators. This post-processing ensures longer life to the actuator and improves the surface finish. Finally, a physical (functional) prototype of the actuation system, of the pneumatic actuator, is developed. With the computational results, a sensitivity analysis is performed, which allows to estimate the sensitivity of the results when changing a given parameter. It is shown that the parameters that most influence the flexion / deformation of the actuator are: pressure, wall thickness, radius dimension and number of fundamental deformation elements. With the physical prototype and with the actuators it is also possible to calculate the gripping force. The grip control is based on the concept of safe failure, in which, in the absence of actuation, the system remains in its position, for safety proposes.}
{pt=Atuador pneumático flexível, estanquicidade, NinjaFlex®, impressão 3D, fabrico aditivo, protótipo, en=Soft pneumatic actuator, airtightness, NinjaFlex®, 3D printing, additive manufacturing, prototype}

Novembro 22, 2017, 15:0

Orientação

ORIENTADOR

Marco Alexandre De Oliveira Leite

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Prof Auxiliar Convidado

ORIENTADOR

Miguel Pedro Tavares da Silva

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado