Estudo e desenvolvimento de uma inserção anti penetração para aplicação em calçado de segurança

Abstract

Com a preocupação crescente em garantir melhores condições de segurança nos postos de trabalho, aliado ao bom momento que o calçado português se encontra, o subsector do calçado de segurança tornou-se uma indústria promissora onde a necessidade de inovar deixou de ser uma opção para se tornar uma necessidade. Neste sentido, esta dissertação apresenta um estudo sobre todas as variáveis inerentes às inserções anti penetração existentes, visando optimizar o calçado de segurança existente. Este estudo propõe o desenvolvimento, recorrendo a técnicas de engenharia inversa, de uma nova inserção, completamente inovadora ao nível dos materiais e processos de fabrico utilizados. Por forma a complementar as temáticas relacionadas com a inserção anti penetração foram efectuadas varias visitas exploratórias a empresas deste sector, procurando reportar todas as variáveis importantes neste componente. Numa primeira fase são explicados conceitos teóricos relacionados não só com o componente em si mas também com o calçado de segurança em geral. Testes e análises experimentais foram efectuados para uma completa caracterização das inserções existentes até ao momento bem como de materiais inovadores. Foi também analisado numericamente, usando FEA (Analise por Elementos Finitos) a influência da espessura na deformação de inserções metálicas, quando sujeitas à penetração. Por fim, depois de compilada toda a informação adquirida, é apresentada uma solução de uma nova inserção anti penetração. Para o desenvolvimento desta solução foram usadas diferentes metodologias de engenharia inversa.

With growing concern to ensure best health and safety conditions in the workplace, allied with the good moment that the Portuguese footwear, the safety footwear as a sub-sector has become a promising industry where the need for innovation is no longer an option but a necessity. In this sense, aiming an optimization of the existing safety footwear, this dissertation presents a study of all the variables inherent to a penetration resistant inserts. This study culminates with the development, using reverse engineering techniques, of a brand new penetration resistant insert, completely innovative in terms of materials and processes. Having in mind a complete study of all issues related to a penetration resistant insert, several industrials visits were made, to report the most important variables in this component. Initially, theoretical concepts are related not only to the component itself but also with the safety footwear in general. Tests and experimental analyzes were performed for a full characterization of existing products. Numerical analyses using FEA (finite element analyses) was also performed to study the influence of thickness in the metallic inserts deformation when subjected to penetration. Finally, after all the compiled information acquired, a solution of a brand new penetration resistant insert is proposed. To develop this solution, different reverse engineering methodologies were used.