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Otimizaçao de um equipamento CNC em dinâmica sustentável
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia | |
| datacite.subject.sdg | 09:Indústria, Inovação e Infraestruturas | |
| dc.contributor.advisor | Campos, Armando José Vilaça de | |
| dc.contributor.author | PRÍNCIPE, LUÍS VALINHO | |
| dc.date.accessioned | 2025-09-08T11:44:27Z | |
| dc.date.available | 2025-09-08T11:44:27Z | |
| dc.date.issued | 2025-07-09 | |
| dc.description.abstract | O presente trabalho teve como objetivo a otimização estrutural e energética de equipamentos CNC, com foco no modelo StoneCUT Mill Master (SCMM), tendo em vista a redução da pegada de carbono e o aumento da eficiência durante o seu ciclo de vida. Através de uma abordagem multidisciplinar que integrou análise estrutural, avaliação ambiental e estudo energético, foram identificadas oportunidades significativas de melhoria no desempenho e sustentabilidade do equipamento. A avaliação da integridade estrutural incluiu ensaios experimentais e simulações numéricas em três fases distintas, focando nos principais componentes móveis da estrutura. Paralelamente, foi realizada a quantificação da pegada de carbono com base numa análise cradle-to-gate, fornecendo dados concretos sobre o impacto ambiental associado à produção do equipamento. A análise energética permitiu identificar o consumo dos principais motores e sistemas auxiliares, identificando potenciais de otimização e estratégias para a regeneração de energia. Com base nos dados obtidos, foi desenvolvido um modelo de otimização estrutural orientado à redução da massa dos componentes móveis, mantendo os níveis adequados de rigidez e desempenho dinâmico. O modelo incorporou variáveis de projeto críticas e recorreu a algoritmos híbridos para maximizar os ganhos energéticos e estruturais. A redução de massa alcançada traduziu-se numa melhoria das frequências naturais de vibração e numa redução estimada do consumo energético do sistema. Por fim, o trabalho propôs ainda a criação de uma base de dados de materiais e o desenvolvimento de matrizes de seleção adaptadas aos processos produtivos da empresa, garantindo maior eficiência na escolha de materiais em futuros projetos. Os resultados obtidos demonstram o potencial da integração de critérios ambientais e estruturais na fase de desenvolvimento de produto, contribuindo para um fabrico mais sustentável e eficiente. | por |
| dc.description.abstract | This work aimed to optimize the structural and energy performance of a CNC equipment, the StoneCUT Mill Master (SCMM) model, with the goal of reducing its carbon footprint and improving efficiency throughout its life cycle. A multidisciplinary approach combining structural analysis, environmental assessment, and energy studies enabled the identification of significant improvement opportunities in the machine’s performance and sustainability. The structural integrity assessment included experimental testing and numerical simulations in three distinct phases, focusing on the main moving components of the machine. Additionally, a cradle-to-gate carbon footprint evaluation was conducted, providing concrete data on the environmental impact of equipment production. The energy analysis mapped the consumption of the main motors and auxiliary systems, highlighting optimization opportunities and strategies for energy recovery. Based on the collected data, a structural optimization model was developed targeting mass reduction of the moving components while maintaining adequate stiffness and dynamic performance. The model integrated key design variables and applied hybrid optimization algorithms to maximize structural and energy efficiency. The resulting mass reduction led to improved natural frequencies of vibration and an estimated decrease in the system’s energy consumption. Finally, the work proposed the creation of a materials database and the development of tailored selection matrices aligned with the company’s manufacturing processes, ensuring more efficient material choices in future projects. The results confirm the potential of integrating environmental and structural criteria during the product development stage, contributing to more sustainable and efficient manufacturing. | eng |
| dc.identifier.tid | 203995961 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.22/30408 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.rights.uri | N/A | |
| dc.subject | Structural Optimization | |
| dc.subject | CNC | |
| dc.subject | Energy Efficiency | |
| dc.subject | Sustainability | |
| dc.subject | Carbon Footprint | |
| dc.subject | Numerical Simulation | |
| dc.subject | Otimização estrutural | |
| dc.subject | Eficiência energética | |
| dc.subject | Sustentabilidade | |
| dc.subject | Pegada de carbono | |
| dc.subject | Simulação numérica | |
| dc.title | Otimizaçao de um equipamento CNC em dinâmica sustentável | por |
| dc.title.alternative | Optimization of a CNC machine tool within a sustainable dynamics framework | eng |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| thesis.degree.name | Mestrado em Engenharia Mecânica |