Mecânica das joias : estudo estrutural aplicado à concepção e ao desenvolvimento

Abstract

A criação e confecção de joias, objetos de adorno, remete aos primórdios da humanidade. Ao longo da história as técnicas construtivas foram aprimoradas, porém os métodos produtivos do ramo joalheiro ainda hoje possuem forte caráter empírico de desenvolvimento. Nesse contexto, a presente pesquisa explora a possibilidade de simulação e avaliação do comportamento mecânico da joia, aplicada em etapas que precedem à produção. Busca-se como a análise estrutural por elementos finitos pode auxiliar o designer na avaliação de joias em processos de pré-fabricação. Para isso tem-se a criação dos corpos de prova gerados pela modelagem virtual, através do software Rhinoceros 3D. Os corpos de prova são exportados para o software Abaqus CAE, no qual são configuradas as propriedades do material, condições de carregamento e de suporte, simulando aspectos do uso diário da joia. Como material para simulação, são analisados aqueles mais utilizados no segmento, o ouro, a prata e o latão. Os resultados da simulação gerados no Abaqus CAE permitem avaliar as tensões geradas sobre o modelo, bem como os deslocamentos e deformações. Assim são identificados pontos frágeis na estrutura ou mesmo onde pode ter uma otimização da quantidade de material utilizado para cada joia, reavaliando a necessidade de aumentar ou reduzir o uso do material, buscando o equilíbrio estrutural do qual a joia necessitará. Os resultados obtidos comprovam que o método converge para uma importante ferramenta que proporciona dados sobre cada projeto a ser desenvolvido. Esses dados geram uma visão analítica onde as empresas podem definir qual a prioridade para cada projeto através de índices precisos, o que reduz a taxa de erro por projeto, auxilia no consumo adequado de matéria-prima, gerando economia de tempo e dinheiro.

The creation and production of jewelry, adornment objects, refers to the beginnings of humanity. Throughout the history, the construction techniques were improved, however the production methods of the jewelry industry today still have a strong empirical development and production. With this premise, the present research explores the possibility of simulation and evaluation of mechanical behavior for jewelry, in stages that are prior to production. With the application of external loads, the behavior of the jewelry through situations that may occur during the daily use can be analyzed. To create the study object it is used the software Rhinoceros 3D for make the virtual models. In the simulations the most used materials in the jewelry segment are analyzed, as gold, silver and brass. The Finite Element software Abaqus CAE is used for the structural analysis. The results show that the method is an important tool to provide data about the development of each project. These data give an analytical perception in which companies can define projects priorities through precise indexes, reducing error rates, helping in a suitable consumption of raw materials, saving time and money.