Projeto de automatização da produção de artigo pirotécnico de classe F1

Abstract

This dissertation aims at the elaboration of a mechanism that allows for the production of F1 class pyrotechnic articles, commonly called throw downs or bang-snaps, through a completely automated method, using a purely manual production process as a basis. The classification of pyrotechnic articles is based on the European directive that regulates the free trade of explosive devices within the EU, with the final product being intended to have a valid CE marking that allows its export. The legal quality requirements demanded of an F1 class pyrotechnic will be tackled, specifically the physical characteristics of the product, the necessary documentation to obtain a CE certificate and the suitable method for conformance evaluation. The legislation referring the control of operational hazards as well as the safety systems relevant to the mechanism object of this thesis is also analyzed.The elaboration of the mechanism will be accomplished through 3D modelling by employing SOLIDWORKS software. The kinematics, the stresses on critical components and control system logic are studied with the aim of estimating feasibility, durability and productivity of the mechanism. A semi-automatic, simplified version of the mechanism that requires the direct intervention of a laborer is also considered.The estimated performance values for both mechanisms are then used for a comparative economic analysis with existing market production solutions, with the goal of determining if the physical construction of both mechanisms is profitable.

A presente dissertação tem como objetivo a elaboração de um mecanismo que permita produzir estalinhos, artigos pirotécnicos de classe F1, de forma totalmente automática tendo como base um método de produção completamente manual. A classificação dos artigos pirotécnicos tem por base a diretiva europeia referente a comercialização livre de artigos pirotécnicos dentro da união, sendo pretendido que o produto final possua marcação CE válida que permita a sua exportação.São abordados os requisitos legais de qualidade que são exigidos a um artigo pirotécnico de classe F1, nomeadamente as características físicas do produto, a documentação necessária para obter um certificado CE e o método de avaliação de conformidade aplicável. É igualmente analisada a legislação em relação aos sistemas de segurança e ao controlo dos riscos de operação relevantes para o mecanismo alvo desta tese. A elaboração do mecanismo vai ser realizada através de modelação 3D recorrendo ao programa SOLIDWORKS, sendo estudada a cinemática, os esforços aplicados nos componentes críticos e o sistema de controlo a fim de ser estimada a viabilidade, a durabilidade e a produtividade do mecanismo. É também considerada uma versão simplificada do mecanismo com funcionamento semiautomático, que requer intervenção direta de um trabalhador.Os valores estimados para os dois mecanismos são então utilizados para uma análise económica comparativa entre soluções de produção existentes no mercado, com o fim de avaliar se a realização física dos mecanismos propostos é rentável economicamente.