Mini-Projecto · Campanha de ensaios mecânicos de um lote de fundição
Contexto
A "Fundição Vale do Sousa" produz peças em aço fundido e em ferro fundido nodular para clientes da indústria mecânica. Antes de cada expedição, o laboratório interno tem de comprovar, com ensaios mecânicos, que o lote cumpre a especificação técnica acordada com o cliente.
Foste destacado/a para o laboratório de ensaios mecânicos e recebes um lote de provetes-testemunha, fundidos em paralelo com uma encomenda real, mais a especificação técnica do cliente. A tua tarefa é conduzir a campanha completa: preparar as amostras e os equipamentos, analisar as dimensões dos provetes, realizar os ensaios de tração e de compressão, registar e analisar os resultados, e emitir os boletins de ensaio finais.
Trabalhas individualmente ou em par de laboratório, simulando as condições reais de um serviço de controlo de qualidade.
Requisitos
Funcionais
- Plano de ensaio: identificação do lote, provetes a ensaiar (mínimo 3 de tração e 2 de compressão), norma aplicável a cada ensaio e valores de referência da especificação.
- Registo dimensional de cada provete: diâmetro ou secção da zona útil (medido em duas posições), comprimento útil, comprimento total.
- Registo de calibração e validação: equipamento usado, data e validade da última calibração, EPI usado.
- Resultados do ensaio de tração: para cada provete, força máxima, Rm, Re (ou Rp0,2) e alongamento após rutura (A%), com o cálculo demonstrado.
- Resultados do ensaio de compressão: para cada provete, força máxima, resistência à compressão e descrição do modo de rotura observado.
- Análise estatística simples do lote: média e amplitude de Rm entre os provetes de tração ensaiados.
- Boletim de ensaio final, com todos os elementos exigidos (identificação, condições, resultados com incerteza, conclusão de conformidade, responsável técnico).
Não-funcionais
- Todos os cálculos apresentados com fórmula, valores e resultado, não apenas o número final.
- Unidades corretas e consistentes (mm, mm², N, MPa) em todo o dossiê.
- Linguagem técnica rigorosa, em português europeu, alinhada com o vocabulário do referencial.
- Cumprimento explícito das normas de segurança, EPI, gestão de resíduos e ambiente ao longo de todo o relato.
Fases
Fase 1 · Plano de ensaio (2h) Definir o lote, a norma aplicável, os provetes a ensaiar e os valores de referência da especificação do cliente.
Fase 2 · Preparação e controlo dimensional (3h) Preparar as amostras e os equipamentos; medir e registar as dimensões de cada provete; confirmar a calibração dos instrumentos.
Fase 3 · Ensaio de tração (4h) Configurar e realizar o ensaio de tração em cada provete; observar e registar o comportamento; recolher força máxima e alongamento.
Fase 4 · Ensaio de compressão (3h) Configurar e realizar o ensaio de compressão em cada provete; registar a força máxima e descrever o modo de rotura.
Fase 5 · Cálculos e análise (4h) Calcular Rm, Re/Rp0,2, A% e resistência à compressão; comparar com os valores de referência; calcular média e amplitude do lote.
Fase 6 · Boletim de ensaio (2h) Redigir o boletim de ensaio final, com todos os elementos exigidos e a conclusão de conformidade.
Fase 7 · Apresentação (2h) Apresentar a campanha de ensaio e o boletim à turma, justificando as conclusões de conformidade.
Critérios de avaliação
| Critério | Peso |
|---|---|
| Plano de ensaio e escolha de normas | 10% |
| Preparação e controlo dimensional dos provetes | 15% |
| Execução e registo do ensaio de tração | 20% |
| Execução e registo do ensaio de compressão | 15% |
| Cálculos, interpretação e análise estatística | 20% |
| Boletim de ensaio e segurança/qualidade | 15% |
| Apresentação e clareza do dossiê | 5% |
Erros comuns
- Medir a secção do provete numa única posição, ignorando a ovalização.
- Confundir o comprimento total do provete com o comprimento útil no cálculo do alongamento.
- Ensaiar um provete de compressão demasiado esbelto e confundir encurvadura com esmagamento do material.
- Apresentar o valor de Rm sem indicar a norma de ensaio nem a incerteza.
- Aceitar um resultado fora do esperado sem verificar primeiro o provete, o cálculo e o equipamento.
- Retirar resguardos de segurança da máquina "para ver melhor" a rutura.
Bónus (opcional)
- Construir uma carta de controlo simples com os valores de Rm de todo o lote e discutir se há tendência a vigiar.
- Repetir o ensaio de tração com uma velocidade diferente e comparar o efeito no resultado.
- Propor uma causa provável de fundição para um resultado hipotético fora de especificação (porosidade, segregação, tratamento térmico).
Reflexão
No dossiê final, responde: porque é que dois provetes do mesmo lote podem dar valores de Rm diferentes, e a que ponto essa diferença deixa de ser normal e passa a ser motivo de investigação? E identifica três medidas que tomaste para garantir a segurança e a qualidade da campanha de ensaios.