FERNANDO LUIZ DE OLIVEIRA METODOLOGIA DE DESENVOLVIMENTO PARA PRODUTOS ESTAMPADOS

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1 FERNANDO LUIZ DE OLIVEIRA METODOLOGIA DE DESENVOLVIMENTO PARA PRODUTOS ESTAMPADOS São Paulo (SP) 2010

2 FERNANDO LUIZ DE OLIVEIRA 2 METODOLOGIA DE DESENVOLVIMENTO PARA PRODUTOS ESTAMPADOS Trabalho de Conclusão de Curso apresentada à Escola Politécnica da Universidade de São Paulo para obtenção do Título de Mestre Profissional em Engenharia Automotiva. Área de Concentração: Engenharia Automotiva. Orientador: Prof. Dr. Gilmar Ferreira Batalha. São Paulo (SP) 2010

3 AGRADECIMENTOS 3 Á Gisele de Paula Oliveira minha esposa e meus pais: Sr. Vicente João de Oliveira e Sra. Leonilde Maciel de Oliveira pelo incentivo, compreensão e apoio durante o curso do Mestrado Profissional em Engenharia Automotiva. Ao meu orientador: Prof. Dr. Gilmar Ferreira Batalha, pelos ensinamentos e incentivos durante os trabalhos de pesquisa e desenvolvimento da dissertação. A Metalúrgica Mardel Ltda. que proporcionou que fossem realizados os trabalhos de pesquisa e divulgação durante o desenvolvimento da dissertação e apoiou o curso do mestrado através do programa de investimento profissional da empresa. Aos amigos da turma que sempre foram participativos e colaboradores durante os trabalhos em grupo nas aulas do curso de mestrado. A todos os mestres que me proporcionaram com seus ensinamentos a possibilidade de realizar o mestrado e contribuíram muito ao meu desenvolvimento profissional e pessoal durante o curso de mestrado. A secretaria do curso pelo apoio e direcionamento das atividades durante o curso de mestrado. A Universidade de São Paulo e ao coordenador do curso Prof. Dr. Ronaldo Salvagni pela oportunidade de realização do curso de mestrado.

4 Se há ou não um outro método de conhecer é um assunto que será discutido mais tarde. Mas o nosso interesse agora é que efetivamente obtemos conhecimento pela demonstração. (Aristóteles) 4

5 RESUMO 5 METODOLOGIA DE DESENVOLVIMENTO PARA PRODUTOS ESTAMPADOS No estudo realizado foi elaborada a metodologia de desenvolvimento de processos de fabricação para produtos estampados em empresa fornecedora para indústrias automotivas montadoras e sistemistas como objetivo geral. Como objetivo específico visa-se a redução de custos e prazos envolvidos no desenvolvimento de processos de produtos estampados. Propõe-se a criação de uma metodologia determinada das etapas, podendo assim tornar as empresas mais competitivas e com conhecimento e acesso a tecnologias disponíveis para pronta utilização de acordo com as suas necessidades. No desenvolvimento do trabalho foram utilizadas ferramentas atuais de engenharia aplicadas ao assunto de desenvolvimento de processos de fabricação, FMEA, DFMA, CAPP, CEP e softwares específicos voltados ao desenvolvimento de processos de conformação de chapas e projeto de ferramentais. Foi determinado um procedimento e um fluxograma para a determinação da seqüência das atividades necessárias para a metodologia. Na determinação da metodologia foi elaborado um estudo prático de desenvolvimento de um processo de fabricação em uma empresa de estampagem de chapas fornecedora a indústrias automotivas e de classe mundial devidamente atuante em seu mercado. Na empresa foi elaborado um estudo de caso de desenvolvimento de processo de fabricação de produto estampado desde sua fase de orçamento ao cliente até o inicio de produção após o desenvolvimento do seu processo, incluindo-se os ferramentais e dispositivos destinados a sua fabricação e controle de qualidade. Palavras - Chave: Desenvolvimento de processos de fabricação. Engenharia Simultânea. CAE, CAD e CAPP - Engenharia, projeto e planejamento do processo auxiliado por computador. FMEA Analise do modo de efeito e falhas. CEP - Controle estatístico de processo. DFMA - Projeto conforme manufatura e montagem.

6 ABSTRACT 6 METHODOLOGY OF STAMPING FORMING PRODUCTS DEVELOPMENT In the study done was elaborated the methodology of manufacturing process for stamping products in a company supplier for assembling automotive industries and big suppliers like main objective. Like specific objective aims the reduction of costs and the period involved in the stamping products development. The purpose is the creation of a determined methodology for the stages, becoming the companies more competitive and with knowledge and access to available technologies for immediate utilization according to your needs. In the study development was used current tools of engineering applied to the manufacturing process development subjective, FMEA, DFMA, CAPP, CEP and specifics software for the process of sheet metal form and tooling projects. It was determined a procedure and a flowchart for the sequence determination of the necessaries activities for the methodology. In determining the methodology was developed a case study of a manufacturing process at a supplier of shaped sheet metal parts for automotive and world-class according to their market. In the company was elaborated a study case of manufacturing process development of the stamping product since your cost estimation stage, until the beginning of the production after your process development, including the tools and process devices for the manufacturing and quality control. KEY-WORDS: Manufacturing process development. Simultaneous Engineering. CAE, CAD and CAPP Engineering, project and process planning supported by computer. FMEA Failure Mode and Effect Analyzes. CEP Statistic Control of the process. DFMA Design for Manufacturing and Assembly.

7 SUMÁRIO 7 Lista de Figuras 10 Lista de Tabelas Introdução Objetivos Hipóteses Justificativa Local de desenvolvimento do Estudo Fundamentação Teórica Metodologia Científica Desenvolvimento do Trabalho Orçamento e Análise do Produto Estudo de Consumo de Matéria Prima Estudo do Processo de Fabricação Elaboração do Orçamento Elaboração do Orçamento dos Ferramentais e Dispositivos Desenvolvimento do Processo de Fabricação do Produto Lançamento do Desenvolvimento no Departamento de Engenharia 7.2 Início do Processo de Desenvolvimento do Processo de Fabricação do Produto Estampado Descrição das Etapas de Desenvolvimento do Processo Elaboração do Fluxo de Processo de Fabricação Análise das Características Técnicas da Matéria Prima Especificada 8.3 Cálculo do Consumo de Matéria Prima para Fabricação do Produto no Desenvolvimento Elaboração do Plano de Corte de Matéria Prima 47

8 8.5 Elaboração de Simulação de Estampagem Através de Software Elaboração do Plano de Método de Fabricação Definição dos Equipamentos (Prensas) a serem utilizados Elaboração do FMEA do Processo de Fabricação do Produto Aprovação das Análises e Estudos Elaboração dos Projetos dos Ferramentais Aprovação do Projeto do Ferramental Elaboração do Projeto dos Dispositivos de Controle de Qualidade do processo 8.13 Aprovação do Projeto dos Dispositivos de Controle de Qualidade do Processo Liberação de construção do Ferramental Liberação de construção dos Dispositivos de Controle de qualidade do processo Construção dos Ferramentais Construção dos Dispositivos de Controle de Qualidade do Processo 8.18 Dimensionamento e Aprovação dos Dispositivos de Controle de qualidade do processo 8.19 Testes dos Ferramentais (try-out) e Realização dos Ajustes Finais 8.20 Aprovação Dimensional das Amostras Estampadas nos Ferramentais e Checagem funcional nos Dispositivos de Controle de Processo Aprovação do Ferramental através de Documento de Checagem específico 8.22 Produção de Lote Piloto e Estudo Estatístico para Aprovação Final do Processo de Fabricação Submissão das Amostras para Aprovação do Cliente Elaboração de Descritivo do Ferramental a ser entregue ao cliente 101

9 9. Discussões e Análises finais Recomendações para trabalhos futuros 114 Referências 115

10 LISTA DE FIGURAS 10 Figura 1 Fluxograma específico para realização do orçamento de produto estampado Figura 2 Desenho de produto estampado para análise de consumo de matéria prima. Figura 3 Resultado proposto de consumo de matéria prima do produto estampado (Tela do Software). Figura 4 Resultado proposto de consumo de matéria prima do produto estampado (Tela do Software). Figura 5 Resultado proposto de consumo de matéria prima do produto estampado (Tela do Software) apresentando espelhamento do produto como esquerdo e direito. Figura 6 Resultado proposto de consumo de matéria prima do produto estampado recortado e dobrado Figura 7 Resultado proposto de consumo de matéria prima do produto e consumo de matéria prima na tira de chapa do produto recortado. Figura 8 Exemplo de simulação de repuxo com o uso do software AUTO FORM para um produto com processo de conformação por repuxo antes da elaboração do orçamento Figura 9 Estudo de simulação de estampagem utilizando software Auto Form de acordo com as características do material de estampagem escolhido. Figura 10 e 11 Estudo de consumo de matéria prima com software FAST BLANK. 201/202 Figura 12, 13 e 14 Estudo de simulação de estampagem utilizando software Auto Form de acordo com as características do material de estampagem escolhido. Figura 15 - Plano de fabricação da ferramenta de repuxar Op Figura 16 - Plano de fabricação da ferramenta de recortar Op Figura 17 - Plano de fabricação da ferramenta de flangear e calibrar Op Figura 18 - Plano de fabricação da ferramenta de furar Op Figura 19 - Plano de fabricação da ferramenta de flangear, extrudar e furar Op Figura 20 - Exemplo de estudo de FMEA processo de fabricação Figura 21 - Vista de Planta do projeto da ferramenta de repuxar Figura 22 - Vista de Modelo para usinagem CNC da ferramenta de embutir (Superior). Figura 23 - Vista de Modelo para usinagem CNC da ferramenta de embutir (Superior) e 46 50, 51 e

11 Figura 24 - Vista de Planta da ferramenta de recortar. Figura 25 - Vista de Modelo para usinagem CNC da ferramenta de recortar (Superior). Figura 26 - Vista de Modelo para usinagem CNC da ferramenta de recortar (Inferior). Figura 27 - Vista de Planta da ferramenta de flangear e calibrar. Figura 28 - Vista de Modelo para usinagem CNC ferramenta de flangear e calibrar (Superior). Figura 29 - Vista de Modelo para usinagem CNC ferramenta de flangear e calibrar (Inferior). Figura 30 - Vista de Planta da Ferramenta de furar. Figura 31 - Vista de Modelo para usinagem CNC ferramenta furar (Superior). Figura 32 - Vista de Modelo para usinagem CNC ferramenta furar (Inferior). Figura 33 - Vista de Planta da ferramenta de flangear. 71 Figura 34 - Vista de Modelo para usinagem CNC da ferramenta de flangear (Superior). Figura 35 - Vista de Modelo para usinagem CNC da ferramenta de flangear (Inferior). Figura 36 - Vista de Planta do projeto do dispositivo de controle. Figura 37 - Vista de Planta do Modelo para usinagem CNC do dispositivo de controle. Figura 38 - Cronograma de construção do ferramental. Figura 39 - Cronograma de construção do dispositivo de controle. Figura 40 Relatório dimensional do dispositivo de controle. Figura 41 - Relatório dos dimensionais do produto estampado. Figura 42 Exemplo de check list de aprovação de ferramental. Figuras 43, 44, 45 e 46 Exemplo de estudo de capabilidade do processo de fabricação do produto. Figura 47 Certificado de submissão de peça de peça de produção Figura 48, 49, 50, 51, 52 e 53 Relatório de descritivo dos ferramentais a serem entregues ao cliente Figura 54 e 55 Relatório de descritivo do dispositivos a serem entregues ao cliente , 96, 97 e , 103, 104, 105, 106 e e

12 LISTA DE TABELAS 12 Tabela 1 Formulário para análise de checagem de dados para realização de orçamento de produto estampado Tabela 2 Formulário de análise de informações de entrada do cliente Tabela 3 Formulário de autorização de desenvolvimento 36 Tabela 4 Formulário de diagrama fluxo do processo de fabricação Tabela 5 Análise das Características Técnicas da Matéria Prima Especificada em desenho e características do produto especificado pelo cliente em desenhos Tabela 6 Exemplo de plano de corte de matéria prima 49 Tabela 7 Formulário de aprovação de análises e estudos 63 Tabela 8 Documento utilizado: Check list de aprovação do Préprojeto da ferramenta Tabela 9 Documento: Check list de aprovação do Projeto de Dispositivo de controle Tabela 10 Documento de liberação de construção do ferramental 81 Tabela 11 Acompanhamento de desenvolvimento de produtos estampados. Tabela 12 Acompanhamento de desenvolvimento de produtos com a nova metodologia Tabela 13 Acompanhamento de custos com retrabalho de ferramentais Tabela 14 Acompanhamento de reclamações formais por atrasos de amostras e reprovações após a submissão ao cliente

13 1 INTRODUÇÃO 13 Os processos de estampagem são processos onde ocorrem a deformação controlada de chapas metálicas, após sucessivas operações, por estes processos de fabricação obtêm-se produtos das mais variadas formas e para diversas aplicações. Durante o desenvolvimento de processos para fabricação de produtos estampados e suas respectivas ferramentas (estampos), determinam-se simultaneamente os equipamentos utilizados na área produtiva da empresa. São necessárias adequações no momento em que se colocam os ferramentais e processos em utilização. Estas adequações detectadas são falhas no projeto e fabricação dos ferramentais e na elaboração dos estudos e desenvolvimento dos processos de fabricação. Por estes fatores ocorrem grandes atrasos na entrega de amostras aos clientes e gastos adicionais de adequação nos processos e ferramentais não previstos. Ocorrem também falhas de abastecimento e de qualidade nos primeiros lotes de fabricação, com utilização de retrabalhos em produtos e atrasos de entrega em alguns casos, devido aos fatores citados anteriormente. Nos processos atuais de controle e desenvolvimento de produtos verificam-se sempre os mesmos métodos, sistemas e procedimentos utilizados com sensíveis diferenças entre as empresas, incluindo-se as empresas automobilísticas consideradas as mais atualizadas neste tipo de desenvolvimento. Essa pesquisa pretende contribuir para este tema com desenvolvimento de novos processos, buscando novas tecnologias para solução destes problemas atuais e mudança significativa no cenário atual que não está satisfatório. Assim, este estudo será orientado pela questão central: Qual a metodologia mais adequada para o processo de desenvolvimento de processos de fabricação para produtos estampados?

14 1.1 OBJETIVOS 14 Como objetivo central pretende se criar uma nova metodologia para desenvolvimento de processo de fabricação de produtos estampados. Quanto aos objetivos específicos pretende-se: - Aplicar soluções no processo de desenvolvimento dos processos de fabricação, com determinação de seqüência e atividades racionalizadas. - Usar técnicas para gerenciamento das atividades no desenvolvimento, criando controles de seus processos e minimizando as falhas, retrabalhos e custos adicionais na fabricação dos produtos com aplicação de FMEA. - Montar fluxograma de processo de atividades de desenvolvimento para poder adequar as etapas de forma lógica com o objetivo organizar um padrão para sua aplicação com uso de CAPP e DFMA. - Estabelecer e formatar o novo procedimento de realização das atividades para padronização final do processo de desenvolvimento de produtos estampados. 1.2 HIPÓTESES - O atraso na entrega das amostras pode ser decorrente de erros no planejamento das etapas do processo de desenvolvimento de processos de fabricação de produtos estampados. - Se o processo para desenvolvimento de processos de fabricação de produtos estampados não prever suas etapas de maneira correta, o mesmo poderá não proporcionará resultados de custos e prazos adequados. - No estudo com a nova metodologia a ser proposta pretende-se determinar as etapas e a sua seqüência podendo assim, proporcionar os resultados de custos e prazos esperados e comprovar desta forma estas hipóteses. - Se a etapa de aprovação de projeto do ferramental a ser construído para fabricação do produto estampado for feita com a participação de profissionais das áreas de produção e qualidade da empresa, o número de retrabalhos nas ferramentas e nos processos poderá ser menor.

15 15 - A falha ou não uso da simulação de estampagem no desenvolvimento do processo de fabricação do produto estampado através de software específico pode causar erros de dimensionamento no processo de produção e qualidade da empresa, por estes fatores os custos podem ser maiores do que os previstos inicialmente. Com a nova metodologia proposta pretende-se também elaborar quando e como se utilizar a simulação de estampagem no desenvolvimento do processo de fabricação do produto estampado através de software específico evitando os erros de dimensionamento no processo de produção e qualidade da empresa e comprovar assim esta hipótese. 2 JUSTIFICATIVA Com a solução proposta pretende-se obter melhores processos e menos falhas no projeto e desenvolvimento de processos de fabricação de produtos estampados, com considerável redução de custos no contexto global. Acredita-se ainda se reduzir significativamente as falhas em processos já no início do lote de produção com o novo ferramental. Pretende-se proporcionar com o novo procedimento maior competitividade com menor consumo de matéria-prima e redução da mão de obra aplicada para fabricação de produtos estampados. No estudo de custos de fabricação para produtos estampados verificou que a participação da parcela do custo da matéria-prima é significativa no preço de venda do produto, e se for possível conseguir sua redução, a empresa poderá ser mais agressiva e competitiva em relação ao mercado perante aos seus concorrentes. Esta nova metodologia proposta pretende implementar uma nova seqüência de acompanhamento e um novo procedimento de controle das atividades com o objetivo de se reduzir o tempo de acompanhamento, os custos envolvidos e alcançar assim resultados com mais eficiência em todas as atividades de desenvolvimento no processo de fabricação de produtos estampados. A metodologia será aplicada também no desenvolvimento de processos de fabricação de produtos que não são destinados respectivamente as indústrias

16 16 automobilísticas como demonstrado no estudo, mas em produtos onde se tem necessidade de processos de conformação através de conformação de chapas. 3 LOCAL DE DESENVOLVIMENTO DO ESTUDO O desenvolvimento do estudo foi realizado no departamento de engenharia industrial da Metalúrgica Mardel Ltda. Este departamento tem como uma das atividades o gerenciamento do processo de desenvolvimento de processo de fabricação de produtos estampados. Com o estudo pretende-se arquitetar um novo procedimento para desenvolvimento de processos de fabricação de produtos estampados pelo departamento de engenharia em conjunto com o departamento de ferramentaria, criando uma nova metodologia de trabalho. Pretende-se criar novo fluxograma do processo de desenvolvimento de processos de fabricação de produtos estampados e determinar em seus passos como, onde e quando devem ser utilizados os recursos para otimização das atividades. Novos recursos devem ser disponibilizados para sua utilização o que pode vir a ser um diferencial de sucesso para este estudo. Controle de entrada e saída de informações técnicas se pretende definir e coordenar neste novo fluxograma de atividades. 4 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA De acordo com Krumenauer (2007), O fato do custo do produto manufaturado ser diretamente influenciado na fase de desenvolvimento do seu projeto e que, portanto, a sua manufaturabilidade deve ser considerada deste este momento, já é um consenso entre os acadêmicos e envolvidos nos meios industriais. A utilização de engenharia simultânea no processo de desenvolvimento de processos de produtos estampados contribui para a realização do estudo do processo conforme a montagem e projeto do produto a ser fabricado.

17 17 Segundo Chiusoli e Toledo (2000), Existem várias definições para Engenharia Simultânea : De um modo geral, a proposta principal da Engenharia Simultânea é o desenvolvimento do produto no menor prazo possível através da execução temporal das diversas fases das atividades de engenharia em paralelo, atendendo todos os requisitos exigidos por todos os elementos do ciclo de vida de um produto. Também a metodologia contempla em suas etapas estudos de simulação de estampagem durante o processo de desenvolvimento do ferramental para a fabricação do produto. Conforme Damoulis (2003), o uso conseqüente da simulação de processos de estampagem possibilita : Melhoria da qualidade da peça estampada por meio da otimização do processo de estampagem, parâmetros do processo, escolha do material, blanks e etapas de conformação ; Economia de tempos de desenvolvimento, assegurando o curso de desenvolvimento e redução de custos. Também de acordo com Cheng L. de et al. (1995) O padrão gerencial do desenvolvimento do produto é certamente um documento vital para garantir a qualidade ao cliente Estas experiências devem ser tratadas como ferramentas para passo a passo elaborar a montagem da nova metodologia para o desenvolvimento de produtos estampados. A utilização de ferramentas de trabalho como o DFM Projeto orientado para manufaturabilidade serão utilizadas na metodologia desenvolvida. Conforme Krumenauer (2007), O DFM é um conjunto de métodos e ferramentas que suportam a engenharia simultânea e que podem ser interpretados como uma estrutura de processos de engenharia simultânea e ferramentas analíticas que proporcionam aos grupos multidisciplinares de desenvolvimento de produto e processo, condições de projetar um produto que seja manufaturado adequadamente. Pretende se colocar como ajuda para solução do problema de pesquisa a coleta de informações como Grace (2000) A empresa investe tempo e capital no desenvolvimento dos ferramentais e com isto me proporciona liberdade para testar diferentes métodos. Com esta visão do autor, pretende se demonstrar o quanto é importante o investimento da empresa na metodologia adequada e em novas tecnologias durante o desenvolvimento de novos processos para produtos estampados.

18 18 O processo de conformação de materiais é indispensável para a produção de variados bens de consumo desde o inicio da revolução industrial, a necessidade de inovação e desenvolvimento de novos produtos para determinação da conquista do mercado consumidor faz com que cada vez mais se desenvolva os produtos com maior precisão, velocidade e qualidade. Uma explicação sobre o tema de produtos estampados feita por Rossi (1979) apóia a pesquisa que se pretende elaborar: A estampagem de chapas ocupa um importante papel no desenvolvimento industrial, visto que permite obter-se por este processo produtos leves resistentes e econômicos e os objetivos deste ramo interessam muito aos dirigentes das grandes indústrias mecânicas 5 METODOLOGIA CIENTÍFICA No problema de pesquisa para identificar qual a metodologia mais adequada para o desenvolvimento de processos de fabricação de produtos estampados. De acordo com Yin (1989) o estudo de caso é uma pesquisa empírica que investiga um fenômeno contemporâneo dentro de um contexto da vida real, quando a fronteira entre o fenômeno e o contexto não é claramente evidente e onde múltiplas fontes de evidência são utilizadas. Com esta definição é possível, segundo o autor, compreender e distinguir o método de estudo de caso. O método de estudo de caso é indicado para responder as perguntas como e por que e serão as premissas de levantamento de dados para nova proposta. As técnicas de pesquisa que se pretende utilizar para o estudo deste caso são análise documental, entrevistas, bibliográfica, observação, e artefatos físicos. Na análise documental pretendem-se analisar registros de serviços, dados oriundos de levantamentos, documentos administrativos, registros pessoais, registros organizacionais, agendas avisos, minutas de reuniões e relatórios escritos. Com estas análises pretende-se analisar os dados atuais de procedimentos de trabalho e técnicas de execução para se - propor novos procedimentos de acordo com a nova metodologia. Com visitas a serem realizadas em organizações tais como clientes, fornecedores, instituições de ensino e de desenvolvimento tecnológico, pretende-se identificar através das experiências, tipos diferentes de procedimentos e

19 19 conhecimentos para serem aplicados na nova metodologia. Pretende-se também utilizar os modos de observação direta e observação participante. Nos ambientes de estudo através da observação pretende-se verificar as dificuldades e facilidades para cada caso observado, e propor novos processos adequados para possíveis melhorias a serem implementadas. Com a pesquisa bibliográfica pretende-se consultar os autores especialistas no assunto de desenvolvimento de produtos estampados para verificar novas técnicas e aplicá-las na nova metodologia. Acredita-se que as coletas e observações de artefatos físicos e culturais podem formar uma série de evidências e podem fornecer informações sobre o caso de estudo. Pretende se ao elaborar o plano de pesquisa para a maximização dos resultados destas seis fontes de evidências, o estabelecimento de procedimentos, conforme descreveu Yin (1989) Que recomenda a aplicação de três princípios: Principio do uso de múltiplas fontes de evidência; Princípio da criação de um banco de dados do estudo de caso e Princípio da manutenção de uma cadeia de evidências. 6 DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO 6.1 ORÇAMENTO E ANÁLISE DO PRODUTO Quando através do departamento comercial da empresa recebe-se uma solicitação de orçamento do processo de fabricação do produto estampado pelo cliente tem-se que fazer a verificação de que se possuem todas as informações necessárias para a elaboração do mesmo: desenhos, normas de produto, normas de materiais e componentes, modelos criados em sistemas CAD em seus níveis corretos de revisão e características gerais do produto ou desenho. Para esta etapa acontecer sem apresentar falhas podendo comprometer o resultado do trabalho, recomenda-se que seja utilizado um formulário para checagem de todas estas informações passando por todos os departamentos envolvidos no assunto e com visto de liberação de um responsável final pela análise. Demonstra-se na tabela 5

20 20 um exemplo de formulário para ser utilizado neste tipo de análise, esta atividade será determinada como inicial no fluxograma da metodologia de desenvolvimento proposta. Após o preenchimento e verificação de todas as características contidas no formulário efetua-se a realização do orçamento do produto, ferramental e dispositivos de controle e soldagem de acordo com as especificações, para a realização do orçamento tem-se a recomendação de determinação de um fluxograma específico para esta atividade o qual está demonstrado na tabela 6. Com esta exemplifica-se a determinação lógica dos passos a serem executados para obter-se um orçamento de produto adequado com as necessidades da empresa e dos clientes. No formulário de checagem deve-se analisar o recebimento de todas as informações referentes ao orçamento e também se deve ter um responsável pela aprovação da análise liberando assim a execução do orçamento. Se faltarem informações o processo deve ser paralisado e a documentação com as informações faltantes devem ser novamente solicitadas ao departamento comercial da empresa e o mesmo deve solicitar ao cliente. Estes dados demonstrados na tabela 5 corretamente checados garantem que no estudo de orçamento se realizem todas as análises da melhor maneira possível para que não ocorram falhas em previsões de processos de fabricação, materiais utilizados e conseqüentemente valores envolvidos. Após o preenchimento e checagem de todas as informações necessárias, com o uso do formulário, inicia-se o processo de elaboração do orçamento do produto pelo departamento de engenharia. Na atividade de orçamento são elaborados estudos de consumo de matéria prima em softwares específicos, determinação e escolha de uso de equipamentos através de softwares de simulação de estampagem. Recomendam-se os estudos em softwares tanto para produtos com estampagem simples como para produtos com estampagem complexa devido a velocidade de obtenção dos valores e confiabilidade dos resultados obtidos. A tabela 1 exemplifica o formulário de checagem de dados para a realização do orçamento de produtos estampados.

21 21 Formulário para análise de checagem de dados Pág ina: 01/01 Mardel para realização de orçamento de produto estampado. Data: 08/11/09 Produto/processo: Características: Modelo: Fabricante/ Cliente e Obsevações: Estam pado X 467 KTW Autom óveis s/a Descrição e chcagem das cracter ísticas para orçamento. Itens S N Documentos Anexos S N Observações 01. Normas de materiais x Normas x De acordo 02. Desenhos e tolerâncias x Desenhos x De acordo 03. Desenhos em CAD 3D x Mídia em Disco x De acordo 04. Volume de Produção x Carta x De acordo 05. Características de Embalagem x Carta x De acordo 06. Normas de Produto x Normas x De acordo 07. Características de Aparência x Normas x De acordo 08. Desenhos de Componentes n/a N/a n/a 09. Normas de Componentes n/a N/a n/a 10. Niveis de Revisão de Desenhos x Desenhos Atuais x De acordo 11. Normas de tolerâncias x Plano de Medição x De acordo 12. Normas de Dimensionamento x Plano de Medição x De acordo 13. Normas de Aplicação x N/a x De acordo Aprovação:(Nome) (Visto) Data: / / Tabela 1 Formulário para análise de checagem de dados para realização de orçamento de produto estampado. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). Conforme formulário exemplificado na tabela 1 além das características de definição dos processos de fabricação para serem usadas como base para os orçamentos, tem se também todas as outras características de fornecimento, tais como: tipos de embalagem, especificação de componentes e suas normas e características dimensionais e de tolerâncias dos produtos. Todos estes fatores compõem a formulação para a correta execução das propostas de fornecimento aos clientes e quanto melhores forem às informações melhor será a competitividade do orçamento. Recomenda-se a elaboração dos estudos de orçamentos conforme fluxograma demonstrado na figura 1. Como exemplo tem-se um produto a ser elaborado seu orçamento de processo e ferramental com simulação de embutimento e outro com corte e dobra ou forma mais simples, mas para os dois casos tem-se o estudo de consumo de matéria prima através de software específico e utilização da seqüência conforme demonstrada no fluxograma.

22 22 A figura 1 exemplifica e demonstra as etapas do fluxograma mais adequado para a realização do orçamento de produto estampado. Receber Análise de Documentos com anexos. Devidamente preenchida e aprovada. Elaborar Cálculo de Consumo de Matéria Prima com a utilização de Software específico Definir Processo de Fabricação do Produto de acordo com os resultados das simulações e cálculos Definir Equipamentos do Processo de Produção com os resultados de simulações Calcular quantidade de Produção em peças por hora de acordo com os equipamentos Figura 1 Fluxograma específico para realização do orçamento de produto estampado. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). Com todos os dados necessários relativos ao processo de fabricação, os dados técnicos devem ser enviados ao departamento comercial para ser montada a proposta de fornecimento ao cliente. Dados referentes aos outros custos envolvidos tais como mão de obra, despesas gerais de fabricação e índices de lucratividade devem ser determinados pela estratégia comercial de cada organização para formação final dos valores de fornecimento de produtos a serem propostos. Também se faz necessário o orçamento dos ferramentais e dispositivos de controle de processos envolvidos para serem propostos aos clientes, estes orçamentos de ferramentais e dispositivos devem ser realizados após a definição dos processos de fabricação, definição dos equipamentos a serem utilizados nestes processos no departamento de engenharia realizados no orçamento de fornecimento do produto estampado. Com o término desta atividade na seqüência do estudo será apresentado o orçamento de fornecimento do ferramental para fabricação do produto estampado para ter-se a composição final da proposta de fornecimento ao cliente.

23 6.2 ESTUDO DE CONSUMO DE MATÉRIA PRIMA 23 Como dados de entrada neste tipo de software se tem o desenho do produto em sistema CAD em três dimensões, características de matéria prima do produto, e processo de conformação a ser utilizado. Com estes dados o software faz uma planificação do produto para uma dimensão e desenvolve as linhas de limite do produto com uma projeção teórica de limites de utilização de matéria prima para a fabricação de acordo com o projeto. Na figura 02 tem-se a imagem de um desenho em três dimensões para ser efetuada uma análise de consumo de matéria prima. Figura 2 Desenho de produto estampado para análise de consumo de matéria prima. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). Com todas as informações do produto disponíveis deve se iniciar o estudo de consumo de matéria prima, com softwares específicos para terem-se resultados mais precisos e rápidos. No exemplo demonstrado utilizou-se o software chamado FAST BLANK, disponível no mercado brasileiro para sua aquisição pelas empresas do ramo de estamparia de metais e treinamento necessário dos usuários.

24 24 Conforme manual do software FAST BLANK (2008): As análises são muito rápidas (a maioria das análises duram menos de cinco minutos) e podem ser usadas antes de desenvolver a geometria de ferramentas durante o cálculo de consumo de matéria prima. O software é capaz de identificar potenciais problemas de recorte durante a fabricação e também desenvolve formas precisas que podem ser usadas para análise dos custos. A figura 3 mostra um exemplo de simulação de consumo de matéria prima com o uso do software FAST BLANK do produto tomado como exemplo com processo de conformação por repuxo. Forming Suite - Nesting Results Report Material Type: CR-EG-EDDQ Net Cost: US$/kg Thickness: mm Scrap Value Cost: US$/kg Blank : Product : Scocca\7 - Ossatura Fianco - Feito\FJX71058\IGS\FJX71058_003_GEO_FIN001) Addendum: mm Perimeter: mm Area: mm 2 Weight: kg Rectangle Distance Between Blanks: Blank to Coil Edge Distance: Project: FJX71058_003_NEXT LIQ mm Die Area: mm mm Shear / Perimeter Cavity: mm Engineering Fall Off: % Minimum Blank Force: N Layout Utilization % Pitch mm Width mm Angle deg Gross Weight kg Net Weight kg Cost / Blank US$ Die Cost / Blank US$ Total Cost / Blank US$ Rectangle Figura 3 Resultado proposto de consumo de matéria prima do produto estampado (Tela do Software). Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).

25 25 A figura 3 mostra os resultados das dimensões da matéria prima a ser utilizada na fabricação do produto estampado simulado em seu estudo, dados preliminares de espessura, tipo de material e composição química devem ser informados anteriormente. O software possui em sua base de dados uma lista de materiais, mas se necessário for pode-se inserir um novo material de acordo com a necessidade. Outro dado de entrada para estudo no software é o desenho do produto estampado em sistema eletrônico com três dimensões, chamado no mercado de modelo matemático, com a combinação de todos estes dados tem se os resultados conforme demonstrado na figura 3. Como o software foi desenvolvido por uma empresa americana toda a sua linguagem e operação é feita no idioma inglês como apresentado na figura 03, mas como demonstrado proporciona todas as informações referentes ao consumo de matéria prima para a fabricação do produto. Inserindo-se os valores de aquisição podem se conseqüentemente calcular os custos envolvidos na compra desta mesma matéria prima para elaboração do orçamento. Na figura 04 tem-se a ilustração do desenho do produto desenvolvido como imagem gerada pelo software e apresentada na tela do equipamento para ser melhor analisada antes da definição final do cálculo de consumo de matéria prima. Figura 4 Resultado proposto de consumo de matéria prima do produto estampado (Tela do Software). Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).

26 26 Na figura 05 tem-se a ilustração do desenho do produto desenvolvido em outra condição proposta pelo software, nesta situação demonstrada pode se verificar que a sugestão indicou o posicionamento de dois produtos simultaneamente dispostos em condição de simetria para obter-se uma economia mais eficiente de matéria prima na fabricação do produto. Vale salientar que para obter-se um resultado adequado deve-se ter sempre o estudo realizado por profissionais com conhecimento e experiência no assunto. A figura 5 demonstra um estudo de tira de aço na posição correta para produção simultânea de um produto esquerdo e outro direito como a melhor disposição de economia de matéria prima. Figura 5 Resultado proposto de consumo de matéria prima do produto estampado (Tela do Software) apresentando espelhamento do produto como esquerdo e direito. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). Após terem-se os resultados da análise recomenda-se a realização de uma rápida reunião entre os profissionais de orçamento e desenvolvimento no departamento de engenharia para definição final das dimensões e um responsável pela aprovação do estudo com nome e data como demonstrado na figura 05. Com a definição e análise concluídas inicia-se a próxima etapa do orçamento do processo de fabricação do produto estampado.

27 27 A figura 6 demonstra o resultado proposto de consumo de matéria prima de um produto de conformação simples sendo recortado e dobrado em ferramental na operação de fabricação posterior. Com esta exemplificação comprova-se que mesmo com o uso do software em produtos com características mais simples de fabricação obtêm-se resultados valiosos de economia de matéria prima no processo de estampagem e conformação de chapas metálicas. Figura 6 Resultado proposto de consumo de matéria prima do produto estampado recortado e dobrado: Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). A figura 7 demonstra o posicionamento do mesmo produto em uma tira recortada de metal com a melhor condição de uso racional de matéria prima e é uma atividade posterior ao estudo demonstrado na figura 5. Esta demonstração permite que sejam utilizados os dados dos posicionamentos dos produtos da melhor maneira para obter-se maior eficiência no consumo de matéria prima no ferramental que possivelmente será construído se o produto for desenvolvido pela empresa. Na simulação de recorte do produto sugerida pelo software à mesma apresenta alguns posicionamentos diferentes, a decisão final por um tipo de posicionamento depende das características de sentido de laminação da chapa

28 28 especificada no desenho do produto e da possibilidade de ser projetado e construído o ferramental de acordo com a condição sugerida pelo mesmo. Vale se ressaltar que estas decisões devem ser analisadas por profissionais experientes nos processos de fabricação produtos estampados chegando assim na melhor solução a ser escolhida para cada caso analisado. Na figura 7 exemplifica-se com uma imagem da tela do software a simulação de posicionamento do produto estampado na posição de recorte no ferramental. Figura 7 Resultado proposto de consumo de matéria prima do produto: consumo de matéria prima na tira de chapa do produto recortado. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). 6.3 ESTUDO DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO Conforme Gonçalves (2000) Não existe um produto ou um serviço oferecido por uma empresa sem um processo empresarial. Da mesma forma, não faz sentido existir um processo empresarial que não ofereça um produto ou um serviço. Após a determinação do consumo de matéria prima sugerido para a fabricação do produto determina-se um processo teórico de fabricação. Se o produto for de conformação de forma, corte e dobra simples não se faz necessária uma

29 29 simulação de estampagem em software específico, somente se desenvolvem as operações de conformação determinando se os esforços de corte e dobra ou forma para cada etapa do processo. Com estas informações especificam-se os equipamentos necessários pelos esforços para cada processo de conformação do produto e tipo de ferramental a ser construído. Se o produto for de conformação por embutimento simples ou complexo deve se elaborar uma simulação de estampagem em software específico determinando assim os passos necessários para conformação do produto nos equipamentos, tipo de ferramental a ser construído e tipo de equipamento a ser utilizado, no exemplo de simulação de estampagem foi utilizado software específico chamado AUTOFORM. Do manual do software seguem as informações: O AUTOFORM tem inúmeras possibilidades de aplicação ao longo do ciclo de desenvolvimento de produtos, que vão desde a engenharia conformabilidade do produto por meio da otimização de custos de material de apoio no início de definição do layout de processo. A diversidade de aplicações por profissionais engenheiros de produto, processo e designers na otimização dos custos de materiais e custos estimados de processos é possível graças à facilidade de uso do software. Pela relativa simplicidade dos dados necessários para executar simulações são enumerados os benefícios que derivam de engenharia das aplicações típicas de AUTOFORM. Estes benefícios destacam tanto a versatilidade e extensibilidade da sua aplicação através da integração entre os módulos cuidadosamente projetados. No mercado existem outros softwares que podem realizar este tipo de simulação. Para ter-se uma simulação em que se obtenham resultados com proximidade a realidade em processos desenvolvidos, recomenda-se que participem destas atividades profissionais que possuam conhecimentos práticos de estampagem de chapas em seu desenvolvimento profissional, pois as variáveis de entrada dos parâmetros destes softwares dependem deste tipo de experiência prática e podem mudar os resultados significativamente. Analisando-se os resultados teóricos da simulação elaborada determina-se o processo teórico de fabricação para o produto e os tipos de equipamentos necessários para a sua industrialização, estes dados serão utilizados para a montagem do orçamento do produto pela empresa fornecedora na próxima etapa de elaboração do orçamento.

30 30 Para demonstração desta atividade do processo se tem como exemplo a simulação de estampagem com o uso do software AUTOFORM para o produto com processo de conformação por embutimento analisado e apresentado. Este é o mesmo produto com estampagem complexa em que se analisou anteriormente o consumo de matéria prima na etapa anterior do processo de orçamento para produto estampado. Nesta análise utiliza-se novamente o desenho do produto elaborado em sistema CAD e todas as características de especificações de matéria prima e dimensões fornecidas pelo cliente. Conforme Kerry (1997) Os sistemas CAD (Computer Aided Design) se propõem a auxiliar a manipulação e criação destas informações, sistematizando os dados de projeto envolvidos, possibilitando uma rápida reutilização de informações quando necessário A figura 8 demonstra um exemplo de simulação de estampagem com o uso do software AUTO FORM para um produto com processo de conformação por embutimento, este tipo de simulação permite análises preliminares de conformação dos produtos nos processos de fabricação. Estes estudos proporcionam a realização de orçamentos de processos de fabricação de produtos mais racionais e eficientes, contribuindo efetivamente na formação dos preços a serem ofertados aos clientes. Quando se for executar o desenvolvimento do processo definitivo de fabricação do produto após o fechamento da venda ao cliente esta atividade será realizada novamente durante o desenvolvimento do projeto dos ferramentais. Na etapa de orçamento a simulação determina se será possível ou não a fabricação do produto conforme os desenhos e especificações do cliente durante a análise e execução do orçamento do produto estampado. Caso não seja possível a sua fabricação de acordo com as características do cliente deve-se informar o mesmo imediatamente para que sejam feitas as devidas alterações e se refaçam os estudos para uma nova simulação e avaliação. A figura 8 demonstra um exemplo de simulação de estampagem com o uso do software AUTO FORM na fase de elaboração do orçamento do produto estampado.

31 31 Figura 8 Exemplo de simulação de repuxo com o uso do software AUTO FORM para um produto com processo de conformação por repuxo antes da elaboração do orçamento: Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). Tem se com a demonstração na figura 8 uma barra de cores apresentando as dificuldades de conformação do produto: Os pontos vermelhos são onde se mostraram rupturas no material, a cor laranja apresenta pontos de estiramento excessivo, a cor amarela onde existem riscos de trincas no material, a cor verde demonstra que a conformação está em boas condições. O contorno em vermelho na figura representa a linha do sujeitador (Prensa chapa) onde se tem a força contrária ao sentido de estampagem para evitar rugas no material e fazer o correto embutimento da chapa no punção e matriz do ferramental. Após esta etapa tem-se na seqüência da cor verde a cor cinza em que se demonstra a análise do sujeitador verificando se as forças aplicadas estão corretas pelo esforço do embutimento. A cor cinza demonstra se a força é insuficiente a cor azul demonstra se força é adequada e a cor roxa demonstra a probabilidade de existência de rugas durante o processo de estampagem do produto.

32 6.4 ELABORAÇÃO DO ORÇAMENTO 32 Com esta análise determinam-se os parâmetros do processo de estampagem e se haverá algum tipo de dificuldade durante o processo. Com o término da atividade de orçamento submete-se ao departamento comercial o descritivo técnico de fabricação do produto e ferramental para assim o mesmo poder montar a proposta comercial completa com as margens de vendas e impostos devidos para oferecer ao cliente. Após a submissão da proposta comercial a empresa pode ser chamada para a negociação e fechamento da proposta de fornecimento, quanto maior for à qualidade dos dados para estas elaborações maiores podem ser as chances de formar-se um preço adequado e competitivo, aumentando assim a capacidade da empresa conquistar novos negócios com seus clientes. Quando este fechamento é concretizado tem-se o inicio do desenvolvimento do produto de acordo com as características de fornecimento orçadas anteriormente e esta etapa será a segunda da metodologia de desenvolvimento proposta. 6.5 ELABORAÇÃO DO ORÇAMENTO DE FERRAMENTAIS E DISPOSITIVOS Como base de dados para realizar-se o orçamento dos ferramentais no departamento de engenharia da empresa tem-se como base o processo de produção definido no orçamento e os equipamentos necessários para conformação do produto durante o processo. Com estes dados têm-se as dimensões teóricas dos ferramentais e o número de ferramentas necessárias para constituição do processo de fabricação. Outro fator importante é o tipo de matéria prima especificada para a fabricação do produto que foi analisada anteriormente e esta pode determinar materiais especiais necessários na construção dos ferramentais e conseqüentemente aumentar os seus custos. Com todas estas informações analisadas inicia-se o processo de orçamento para construção dos ferramentais. Para os dispositivos de controle orça-se baseadamente em cima dos dados de

33 33 dimensionamento dos produtos especificados em desenhos recebidos e dimensões dos produtos a serem checados nestes dispositivos. Como fator importante para base de dados para orçamentos de ferramentais e dispositivos pode-se ter valores gastos com outros produtos similares desenvolvidos anteriormente e esta comparação será fundamental para terem-se orçamentos competitivos e racionais. Estes dados podem ser obtidos pelos apontamentos de departamento de ferramentaria interna da empresa ou de fornecedores externos. Com todos estes fatores constitui-se o orçamento dos ferramentais e dispositivos considerando-se o consumo de materiais envolvidos e tempos necessários de fabricação dos mesmos. Após o levantamento destes dados os mesmos devem ser enviados ao departamento comercial da empresa para executarse a valorização de acordo com as informações técnicas e assim poder ser efetuada a proposta de fornecimento dos ferramentais aos clientes. Geralmente, pode-se apresentar o orçamento em número de horas necessárias para sua fabricação incluindo-se testes dos ferramentais e dimensionamento das amostras dos produtos produzidos. Desta forma, o entendimento dos clientes pode ficar melhor e proporcionar um diferencial competitivo á empresa no momento de submissão dos valores aos seus clientes podendo facilitar o fechamento de novos negócios e conseqüentemente o fornecimento de novos ferramentais, dispositivos e produtos. 7 DESENVOLVIMEMENTO DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO PRODUTO Nesta etapa do processo define-se realmente como será desenvolvido o processo de fabricação do produto. Com o fechamento do pedido do cliente para a empresa fornecedora novamente deve ser feita uma nova checagem das informações necessárias para início do desenvolvimento do processo. Para ter-se sucesso nesta atividade recomenda-se o uso de um formulário específico para checagem destas informações. Este formulário pode ser chamado de Formulário de análise de informações de entrada do cliente e na tabela 7 tem-se demonstrado este tipo de formulário para sua aplicação.

34 34 Após todas as análises necessárias, tais como desenhos recebidos e seus níveis de revisão, normas de materiais e componentes e estudos de prazos envolvidos deve-se fazer uma checagem entre as informações do orçamento realizado anteriormente e os dados atuais para início do desenvolvimento. Recomenda-se que estejam também contempladas no formulário apresentado anteriormente (Formulário de análise de informações de entrada do cliente) estas comparações. Se todas as informações estiverem de acordo com o orçamento o desenvolvimento deve ser liberado ao departamento de engenharia da empresa e se por algum motivo houver alguma diferença em relação aos dados utilizados durante a elaboração do primeiro orçamento deve se paralisar o desenvolvimento, comunicar o cliente e elaborar um novo orçamento de acordo com as novas informações recebidas. Este procedimento garante o desenvolvimento nos níveis corretos de revisão dos desenhos, normas e materiais, proporcionando assim condições corretas de fornecimento da empresa aos seus clientes. Com a metodologia proposta as atividades de desenvolvimento serão divididas em várias etapas devido à complexidade de sua realização e com a divisão pretende-se apresentar a descrição de cada uma delas para o melhor entendimento da metodologia e a sua aplicação em um exemplo real de desenvolvimento de um produto estampado e conseqüentemente o seu processo de fabricação. Devido à velocidade de desenvolvimento de produtos na indústria em geral e principalmente na indústria automobilística ser muito alta, e este fator ser determinante na sua competitividade de mercado, sempre ocorrem variações de desenhos e especificações no momento de desenvolvimento em relação aos dados que foram orçados. Por estes fatores determina-se o uso do formulário para esta etapa da metodologia de desenvolvimento. Na tabela 2 exemplifica-se como elaborar o formulário para checagem de dados para que todas sejam realizadas de maneiras adequadas e com os pontos chaves necessários para obter-se resultados positivos, produtivos e com segurança na avaliação dos dados para a atividade de checagem.

35 35 Formulário para análise de checagem de dados Página: 01/01 Mardel para desenvolvimento de produto estampado. Data: 12/11/09 Produto/processo: Características: Modelo: Fabricante/ Cliente e Obsevações: Estampado X 467 KTW Automóveis s/a Descrição e chcagem das cracterísticas para orçamento. Itens S N Documentos Anexos S N Observações 01. Normas de materiais x Normas x De acordo 02. Desenhos e tolerâncias x Desenhos x De acordo 03. Desenhos em CAD 3D x Mídia em Disco x De acordo 04. Volume de Produção x Carta x De acordo 05. Características de Embalagem x Carta x De acordo 06. Normas de Produto x Normas x De acordo 07. Características de Aparência x Normas x De acordo 08. Desenhos de Componentes n/a N/a n/a 09. Normas de Componentes n/a N/a n/a 10. Niveis de Revisão de Desenhos x Desenhos Atuais x De acordo 11. Normas de tolerâncias x Plano de Medição x De acordo 12. Normas de Dimensionamento x Plano de Medição x De acordo 13. Normas de Aplicação x N/a x De acordo Aprovação:(Nome) (Visto) Data: / / Tabela 2 Formulário de análise de informações de entrada do cliente. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). Novamente demonstra-se a necessidade de um profissional responsável pela análise e outro responsável pela sua aprovação garantindo que a mesma foi efetuada corretamente para que o desenvolvimento possa ser corretamente iniciado. 7.1 LANÇAMENTO DO DESENVOLVIMENTO NO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA Com o término da etapa de análise de informações de entrada do cliente o departamento de engenharia deve receber a autorização para o lançamento de desenvolvimento do processo de fabricação do produto. Recomenda-se que esta autorização seja emitida formalmente pelo departamento comercial de vendas da empresa para o departamento de engenharia de desenvolvimento, para esta etapa apresenta-se o uso do formulário denominado de Autorização de desenvolvimento demonstrado na tabela 3, neste formulário determinam se todas as características para o desenvolvimento do processo de fabricação na empresa.

36 36 No momento de seu recebimento no departamento de engenharia é que se inicia a análise de dados do cliente conforme demonstrado na Tabela 2: (Formulário de análise de informações de entrada do cliente) e se estiverem todos os dados atualizados têm-se a liberação final para o inicio do desenvolvimento. Neste momento deve-se realizar uma reunião para lançamento do desenvolvimento no momento do recebimento da autorização de desenvolvimento no departamento de engenharia. Esta reunião deve ser feita com profissionais envolvidos no processo de desenvolvimento e construção dos ferramentais e dispositivos para alinhamento dos prazos e especificações do projeto, do processo do produto a ser desenvolvido. Com esta reunião pretende-se eliminar todas as dúvidas no inicio deste processo. Na tabela 3 exemplifica-se o formulário de autorização de desenvolvimento de produtos estampados ferramentais e dispositivos. Formulário de Autorização de desenvolvimento Página: 01/01 Mardel de Produtos Estampados, Ferramentais e Número do Orçamento: SO 1970/2009 Dispositivos. Data: 08/11/09 Produto/processo: Características: Modelo: Fabricante/ Cliente e Obsevações: Estampado X 467 KTW Automóveis s/a Autorização de desenvolvimento de Vendas para Engenharia Checagem de Documentos e Informações Necessárias 01. Normas de materiais s 07. Tipo de ferramental s 02. Desenhos e tolerâncias s 08. Tipo equipamento s 03. Desenhos em CAD 3D s 09. Simulações iniciais s 04. Orçamento realizado s 10. Tipo de Embalagem s 05. Prazo de Amostras s 11. Planta de Produção s 06. Observações Gerais s 12. Ferramentaria Interna s Emissão:(Nome) (Visto) Data: / / Recebimento:(Nome) (Visto) Data: / / Tabela 3 Formulário de Autorização de desenvolvimento Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). Deve-se elaborar ata com nome e vistos dos participantes responsáveis por cada atividade e anexar ao processo para ser analisada durante as próximas reuniões de acompanhamento do desenvolvimento. No momento de recebimento deste formulário pelo departamento de engenharia e desenvolvimento da empresa o mesmo deve ser devidamente conferido e assinado pelo responsável no departamento e esta atividade deve

37 37 proporcionar um alinhamento entre as informações recebidas pelo departamento comercial de vendas e o de engenharia e desenvolvimento da empresa. Com esta atividade devidamente concluída deve-se iniciar o desenvolvimento do processo de fabricação de ferramentais e dispositivos. 7.2 INÍCIO DO PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO PRODUTO ESTAMPADO Com todos os dados necessários para o inicio do desenvolvimento no departamento de engenharia deve-se iniciar as análises para se poder conceber o processo mais adequado para a produção do produto de acordo com as informações da negociação realizada entre os departamentos comerciais de vendas da empresa e compras do cliente. Para nesta atividade obter-ser melhor desempenho e sucesso recomenda se o uso de seqüência de etapas e procedimentos conforme descritos abaixo: 1. Elaboração do Fluxo de Processo de Fabricação. 2. Análise das Características Técnicas da Matéria Prima Especificada. 3. Cálculo do Consumo de Matéria Prima para Fabricação do Produto no Desenvolvimento. 4. Elaboração do Plano de Corte de Matéria Prima. 5. Elaboração de Simulação de Estampagem Através de Software AUTO FORM 6. Elaboração do Plano de Método do Processo de Fabricação. 7. Definição dos Equipamentos (Prensas) a serem utilizados. 8. Aplicação e Abordagem do FMEA do Processo de Fabricação do Produto. 9. Aprovação das análises e estudos. 10. Elaboração do Projeto dos Ferramentais. 11. Aprovação do Projeto do Ferramental. 12. Elaboração do Projeto dos Dispositivos de Controle de Qualidade do Processo. 13. Aprovação do Projeto dos Dispositivos de Controle de Qualidade do Processo.

38 14. Liberação de construção do Ferramental. 15. Liberação de construção dos Dispositivos de Controle de Qualidade do Processo. 16. Construção dos Ferramentais. 17. Construção dos Dispositivos de Controle de Qualidade do Processo. 18. Dimensionamento e Aprovação dos Dispositivos de Controle de Qualidade. 19. Testes dos Ferramentais (try-out) e Realização dos Ajustes Finais. 20. Aprovação Dimensional das Amostras Estampadas nos Ferramentais e Checagem nos Dispositivos de Controle. 21. Aprovação do Ferramental através de Documento de Checagem Específico. 22. Produção de Lote Piloto e Análise Estatística para Aprovação final do Processo de Fabricação. 23. Submissão das Amostras para Aprovação do Cliente. 24. Elaboração de Descritivo do Ferramental a ser entregue ao Cliente. 38 Para cada etapa citada anteriormente pretende-se exemplificar como se deve proceder com um exemplo de desenvolvimento de um processo de um produto estampado, demonstrando-se com todas as informações geradas e utilizadas e formulários recomendados. Imagens de situações que acontecem durante as atividades, formulários necessários, projetos de ferramentais, dispositivos, análises de tolerâncias dimensionais de desenhos de produtos, softwares a serem utilizados e todos os dados e procedimentos para melhor acompanhamento e busca do sucesso no desenvolvimento serão apresentados no exemplo de desenvolvimento do processo de fabricação de um produto estampado. Citações de profissionais das áreas envolvidas pesquisadas em artigos e livros serão informações adicionais apresentadas adequadamente para contribuição ao estudo. As etapas devem ser realizadas conforme a ordem apresentada, uma etapa depende da realização da outra para a obtenção dos resultados esperados de acordo com as simulações e estudos realizados.

39 8 DESCRIÇÃO DAS ETAPAS DE DESENVOLVIMENTO DO PROCESSO 39 Como exemplo na metodologia de desenvolvimento tem-se um desenvolvimento completo de um item a ser fornecido estampado em chapa metálica para um cliente da empresa Metalúrgica Mardel Ltda. Serão descritas e exemplificadas cada uma delas para o total entendimento da metodologia proposta em sua aplicação. 8.1 ELABORAÇÃO DO FLUXO DE PROCESSO DE FABRICAÇÃO Recomenda-se a elaboração do fluxo de fabricação como a primeira etapa do desenvolvimento. De acordo com os dados anteriores de orçamento elabora-se um documento denominado diagrama de fluxo do processo de fabricação conforme demonstrado na tabela 9. Este documento demonstra por um fluxo cada etapa de fabricação a ser realizada para a fabricação do produto estampado, em uma primeira abordagem e de acordo com os dados anteriores recebidos. Após a sua montagem iniciam-se novamente as simulações de estampagem conforme os seus dados, se em alguma simulação for demonstrada a impossibilidade de fabricação do produto conforme o primeiro fluxograma proposto o mesmo deverá ser alterado de acordo com as novas situações e necessidades analisadas. Além das informações sobre a conformação do produto em seu processo de fabricação, neste documento têm-se as informações de todas as atividades necessárias dentro do departamento produtivo da empresa, tais como: disponibilização da matéria prima, transporte interno, processamento nos equipamentos produtivos, inspeção de qualidade e embalagem do produto. Fazendo um direcionamento completo para o processo produtivo no departamento industrial. Este diagrama é um documento que sempre sofrerá revisões e alterações durante o ciclo de produção de um produto, qualquer mudança de processo provocará conseqüentemente sua atualização de acordo com as melhorias de processo que foram implementadas.

40 40 O fluxo do processo elaborado para a fabricação do produto estampado está demonstrado na tabela 4. Tabela 4 Formulário de diagrama fluxo do processo de fabricação. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).

41 41 Ressalta-se que o documento deve ser um direcionamento para as demais análises necessárias envolvidas no processo, porém, sua base de dados é o orçamento realizado anteriormente. No final do trabalho o fluxograma poderá será modificado de acordo com os resultados obtidos e analisados criando-se então o diagrama de fluxo do processo final de fabricação do produto após o desenvolvimento total do processo. 8.2 ANÁLISE DAS CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DA MATÉRIA PRIMA ESPECIFICADA Na seqüência do fluxo de fabricação devem-se analisar as características da matéria prima a ser utilizada na fabricação do produto. Esta análise apresentou-se anteriormente na atividade de orçamento, porém tem-se nesta etapa que realizar um estudo mais profundo das características. Para cada tipo de matéria prima a ser processada pede-se um projeto diferenciado dos ferramentais (Estampos). A análise dos elementos químicos, limites de ruptura, escoamento e tração dos materiais, feitas com critério e em alguns casos associadas aos softwares de simulação de estampagem podem determinar um processo mais eficiente e robusto para a estampagem dos produtos. Apresenta-se na tabela 05 um estudo da matéria prima do produto em processo de desenvolvimento exemplificado com estudo de simulação de estampagem utilizando software AUTOFORM. Neste caso além da análise das normas e especificações do fabricante do material como base de dados para o estudo mostra-se uma simulação de estampagem no software AUTOFORM para verificação nas propriedades do material e seu comportamento durante o processo de conformação. Nos softwares existem bancos de dados com as características dos materiais e estas devem ser escolhidas corretamente durante a aplicação na simulação para obter-se resultados satisfatórios. Para a correta escolha deve se obter do cliente proprietário do projeto do produto, todas as informações da matéria prima, que devem estar descritas no desenho enviado para fabricação do produto pelo fornecedor, com todos estes dados deve se inserir no software a sua norma de

42 42 especificação e verificar sua existência no banco de dados, desta forma pode ser iniciada a simulação. Na tabela 5 tem-se a exemplificação de um estudo completo das características de material e de dados em um desenho de produto estampado para inicio do desenvolvimento do processo de fabricação e dos ferramentais. MATÉRIA-PRIMA MATERIAL SOLICITADO PELO CLIENTE: FEE 340 Conf. Norma Fiat Espessura 1,0 ± 0,12mm (conforme norma 54406) Composição química: Carbono: 0,12 Máximo. Manganês: 1,50 Máximo. Fósforo: 0,03 Máximo. Enxofre: 0,03 Máximo. Alumínio: 0, 015 Mínimo. Silício: 0,03 Máximo. Propriedades mecânicas: Limite de Resistência (LR): 410 N/mm 2 Max Limite de Escoamento (LE): N/mm 2 Alongamento (Lo 80 mm): 23% min. MATERIAL SIMILAR ADOTADO: FEE 340 conf. Norma Fiat Espessura 1,0 ± 0,12mm (conforme norma 54406) Composição química: Carbono: 0,12 máximo. Manganês: 1,50 máximo. Fósforo: 0,03 máximo. Enxofre: 0,03 máximo. Alumínio: 0,015 mínimo. Silício: 0,03 máximo. Propriedades mecânicas: Limite de Resistência (LR): 410 N/mm 2 Max Limite de Escoamento (LE): N/mm 2 Alongamento (Lo 80 mm): 23% min. Tabela 5 Análise das Características Técnicas da Matéria Prima Especificada em desenho e características do produto especificado pelo cliente em desenhos: Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).

43 43 Com os resultados da simulação e dados das características da matéria prima determina-se a escolha final da mesma certificando-se que as chances de ocorrerem problemas no processo serão mínimas. Aproveita-se para esta fase a execução de todas as análises das características do desenho do produto do cliente e iniciar o levantamento de todas as necessidades para aplicação do desenvolvimento do ferramental e do processo de fabricação do produto. Após a análise e decisão final deve-se ter um responsável pela aprovação desta etapa. A figura 9 apresenta um estudo de simulação de estampagem de acordo com os dados analisados anteriormente na tabela 5 na tela do software AUTOFORM. Figura 9 Estudo de simulação de estampagem utilizando software AUTOFORM de acordo com as características do material de estampagem escolhido. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). A figura 9 demonstra um estudo de simulação de estampagem onde se utilizou o modelo matemático do produto. Com este desenho em três dimensões sugeriu-se um balanceamento de sentido para conformação do produto, definido o

44 44 posicionamento, simulou-se a conformação do embutimento, o software através dos parâmetros estabelecidos demonstrou pelo código de identificação por cores, regiões críticas, e ou onde requerem ajustes em raios de conformação ou posição de conformação. Pode se determinar se um produto pode ser fabricado ou deve ser modificado o seu projeto para ser possível a sua fabricação. Verificando-se as análises pode-se determinar que o material em questão seja de médio grau de dificuldade de estampagem, no ferramental tem-se que determinar em seu projeto materiais adequados e revestimentos em punções e matrizes para garantia da sua durabilidade durante a produção. Recomenda-se uma análise conjunta com o desenho e especificações dimensionais do produto. De acordo com as propriedades ou estado, pode-se ter um esforço adicional para o atendimento ao dimensional do produto modificando-se também a concepção e o projeto dos ferramentais de acordo com a necessidade de cada caso específico de matéria prima e tolerâncias envolvidas no produto a ser estampado. 8.3 CÁLCULO DO CONSUMO DE MATÉRIA PRIMA PARA FABRICAÇÃO DO PRODUTO NO DESENVOLVIMENTO Após a análise da matéria prima deve-se calcular seu consumo para a fabricação do produto. Este cálculo já se apresentou anteriormente na atividade de orçamento, porém tem-se que nesta etapa realizar um cálculo mais criterioso e para terem-se resultados muito aproximados do consumo real deve-se utilizar um software específico para esta atividade. Apresenta-se como exemplo a utilização do software FAST BLANK usando o desenho em três dimensões do produto criado em computador com software CAD específico, os dados de materiais e processo tem se uma solução proposta para obter-se o menor consumo de matéria prima possível para a fabricação do produto. Na figura 10 tem-se um exemplo de simulação de consumo de matéria prima através do uso deste software.

45 45 Figura 10 Estudo definitivo: consumo de matéria prima com software FAST BLANK. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). Conforme apresentado na figura 10, após serem inseridos os dados do desenho do produto, características de materiais e conformação, o software demonstrou em sua tela uma imagem onde pode se verificar o material necessário para a conformação do produto. A linha externa na cor cinza é onde está localizada a dimensão do material antes da conformação, a linha interna na cor azul é o limite da dimensão do produto após a sua conformação. A figura 11 exemplifica o resultado final do estudo em outra tela do software, esta outra apresentação é uma tabela onde se apresenta todos os resultados dimensionais e de pesos da matéria prima necessária para a fabricação do produto de acordo com as simulações realizadas. O software demonstra como deverá ser a posição mais econômica para o projeto e construção do ferramental e também como deverá ser no início do primeiro recorte da bobina de material proveniente dos fornecedores. Estes recursos do software são sempre muito bem utilizados se os profissionais envolvidos tiverem experiência em processos de fabricação de produtos estampados. Se neste momento houver informações do preço de compra do material envolvido na análise e dos custos de recorte em fornecedores externos e também do valor do frete de transporte do fornecedor até a empresa. Este custo final pode ser

46 46 inserido no software e na análise se chegará diretamente ao custo final da matéria prima necessária para a fabricação do produto através do software. Conforme o manual do software BLANKNEST : Sua utilização é recomendada para melhor utilização de material para um teste com o modelo em CAD. Proporciona rapidez e precisão nas estimativas de necessidades de material e avalia vários cenários de consumo e otimização de posicionamento dos recortes rapidamente. Determina com precisão o custo total por produto e também determinará a utilização de material para vários tipos de matrizes de corte nos ferramentais. A figura 11 exemplifica um estudo definitivo de consumo de matéria prima com o uso do software FAST BLANK e BLANKNEST para a realização do desenvolvimento do processo de fabricação do produto estampado do estudo. Figura 11 Estudo definitivo: consumo de matéria prima com software FAST BLANK. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).

47 8.4 ELABORAÇÃO DO PLANO DE CORTE DE MATÉRIA PRIMA 47 Determinado o consumo de matéria prima para a fabricação do produto temse que elaborar o plano de corte de matéria prima, este deve ser utilizado no cadastro de engenharia e do departamento de compras da empresa, também o documento deve ser utilizado durante o processo de fabricação em conjunto com os outros documentos e instruções de processos citados anteriormente. Esta informação será determinante para que sempre que for produzido o produto manter-se o menor consumo de matéria prima e garantir que seja utilizada a mesma na especificação correta determinada anteriormente. Neste plano de corte de matéria prima contemplam-se todas as informações referentes à matéria prima utilizada na fabricação do produto estampado, especificações dimensões de corte, dados para inspeção e liberação para o seu uso no processo de produção. Este plano de corte deve ser apresentado como um documento de engenharia com nível de revisão e responsáveis pela emissão e aprovação em seus campos de dados e informações, evitando-se assim modificações incorretas e uso sem devidas atualizações e revisões. Será determinado por este plano também todas as condições de transporte e acondicionamento da matéria prima em seus recipientes durante a movimentação interna no processo de fabricação no departamento de estamparia de produção na empresa e também desde o recebimento das bobinas de aço das usinas até os fornecedores de serviço de corte de materiais. Neste documento devem existir campos para a colocação das datas de criação, emissão revisão e assinatura dos responsáveis, este procedimento irá garantir que sejam sempre utilizados nos índices de revisão corretos evitando o uso indevido de materiais e conseqüentes rejeições e desperdícios de materiais. Este plano é o que determina o caminho e as especificações que a matéria prima deve seguir para a garantia de qualidade do produto. Na tabela 6 apresenta-se um plano de corte de matéria prima elaborado como exemplo na fabricação de um produto estampado.

48 Tabela 6 Exemplo de plano de corte de matéria prima. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). 48

49 8.5 ELABORAÇÃO DE SIMULAÇÃO DE ESTAMPAGEM ATRAVÉS DE SOFTWARE AUTO FORM 49 Nesta etapa determina-se efetivamente o tipo de ferramental e capacidade dos equipamentos necessários para a serem utilizados na conformação do produto, nas etapas anteriores realiza-se a simulação com critérios menos rigorosos do que nesta para a realização dos orçamentos, agora o que era apenas considerado estudo passa a ser concretizado para a realização do projeto do ferramental. Na figura 12 demonstra-se a simulação de estampagem do produto para determinação do projeto do ferramental, inseriu-se o tipo da matéria prima de acordo com a análise realizada anteriormente e simulou-se a conformação do produto verificando a viabilidade de se construir o ferramental de acordo com os parâmetros estudados e resultados obtidos da simulação realizada. Novamente utilizam-se o modelo em sistema computadorizado de desenhos do produto a ser simulada a sua estampagem, características da matéria prima e do processo. Um cuidado a ser tomado durante a simulação em software é a verificação das características do equipamento necessário para a realização do processo, dados de velocidade e pressão do prensa chapa devem ser analisados para obterse os resultados o mais próximo da realidade da produção e estampagem real. Existe uma diferença nesta etapa, o modelo de desenho final do produto antes de ser inserido no software de simulação é remodelado (modificado) de acordo com a seqüência de operações do ferramental de conformação e ângulos de balanceamento dos esforços necessários para que o produto seja possível de ser conformado adequadamente nas prensas mecânicas ou hidráulicas dependendo das características dos mesmos. Estes posicionamentos estão diretamente relacionados com as características dos produtos e equipamentos envolvidos no processo, características de ângulos de saída de produtos, retalhos de chapa conformação e recorte. Na figura 12 tem se esta demonstração realizada de acordo com as necessidades de processo explicadas anteriormente.

50 50 Figura 12 Estudo de simulação de estampagem utilizando software AUTO FORM de acordo com as características do material de estampagem escolhido. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). Na figura 13 demonstra-se a seqüência da simulação de estampagem do produto para determinação do projeto do ferramental, nesta etapa tem-se o resultado das forças necessárias para a conformação do produto e assim pode-se determinar a capacidade do equipamento necessário para conformação do produto nesta condição. Deve-se observar que além da determinação das forças necessárias para a conformação, simultaneamente é demonstrado novamente o quadro de cores para que sejam analisadas as condições e comportamento da chapa metálica no processo. Com este diagrama de forças apresentado o projeto do ferramental terá um direcional, mas, além dos resultados do software devem ser analisadas e somadas todas as forças resultantes do peso dos ferramentais e dos coeficientes de segurança dos equipamentos para a sua especificação final na elaboração dos projetos. Conforme Damoulis (2003) Um critério muito importante para esta avaliação é o diagrama de limite de conformação (Curva FLD), onde cada elemento finito é representado com sua respectiva deformação principal. Todos os pontos acima do limite de conformação representam pontos de fratura por rasgamento durante o processo de estampagem.

51 51 Na figura 13 demonstra-se a seqüência da simulação de estampagem utilizando software AUTOFORM determinando as forças de estampagem. Figura 13 Estudo de simulação de estampagem utilizando software AUTOFORM determinado às forças de estampagem. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). Na figura 14 demonstra-se a seqüência da simulação de estampagem do produto para determinação do projeto do ferramental. Nesta etapa verifica-se a condição do estiramento da chapa metálica em cada parte da superfície de conformação do produto estampado. Com a análise destes parâmetros podem-se prever possíveis falhas no produto durante a sua conformação, se em algum ponto existir um estiramento maior do que o permissível pelo desenho do cliente deve ser feitas alterações no balanceamento da conformação e ajustes de raios de conformação e deve ser realizada uma nova simulação. Assim sendo acompanhada e analisada, esta situação de simulação deve se repetir sucessivamente até serem atendidas todas às necessidades do projeto do produto antes do projeto e construção do ferramental, garantindo a sua qualidade e resistência durante a sua produção na empresa e a sua aplicação no cliente final.

52 52 Na figura 14 demonstra-se a seqüência da simulação de estampagem do produto estampado utilizando software AUTOFORM determinando as linhas de estiramento do material na conformação do produto. Figura 14 Estudo de simulação de estampagem utilizando software AUTOFORM determinado às linhas de estiramento do material na conformação do produto. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). Após serem feitas as análises de resultados das simulações elaboradas no software conforme demonstrado nas figuras 12,13 e 14 determinam-se a seqüência do processo de fabricação do produto estampado com a análise dos dados obtidos. Verificam-se todos os limites de conformação do produto de acordo com o seu desenho e características do material e processo de fabricação para certificação da viabilidade de fabricação do produto estampado e dos ferramentais necessários. Com a finalização desta etapa a próxima da metodologia proposta é a elaboração do plano de método de fabricação. Este plano de método de fabricação é o projeto do processo de fabricação em cada etapa dos ferramentais com suas características específicas necessárias para o correto funcionamento dos processos, e será descrito no próximo capítulo.

53 8.6 ELABORAÇÃO DO PLANO DE MÉTODO DE FABRICAÇÃO 53 Com os resultados das simulações tem se os parâmetros para a escolha dos equipamentos necessários para a conformação do produto e desenvolvimento dos ferramentais e processos finais de fabricação. As dimensões dos ferramentais e como deve ser o projeto de fabricação dos mesmos devem ser definidas nesta fase. O posicionamento das linhas de trabalho dos ferramentais deve ser representado de acordo com as simulações realizadas e cálculos de determinação de processo realizados pela engenharia. Na seqüência de figuras de 15 à 19 demonstra-se a elaboração do plano de métodos de fabricação do produto sendo a base para o projeto do ferramental. O plano de métodos determina como será projetado cada ferramental, balanceamento de conformação, recorte e dobras do produto estampado, este plano terá que ser obrigatoriamente seguido durante a execução dos projetos, e sua aprovação deverá ser realizada pelo grupo responsável na empresa, é muito importante sua execução conforme todas as simulações realizadas anteriormente, qualquer mudança ou inviabilidade de sua execução sempre deverá ser analisada e se necessário for retornar as etapas de simulação para recertificação das mesmas. Os planos de métodos são desenhos onde se apresentam as chapas durante o seu processo de conformação nos ferramentais, simulando-se os parâmetros de fabricação para os projetos dos mesmos serem realizados corretamente. Todas as situações necessárias de operações de processos necessárias de fabricação do produto são previstas neste plano de métodos, características como entrada da chapa no ferramental, pilotagem da peça para seu devido posicionamento, saídas dos retalhos de chapa são exemplos de características que devem ser planejadas e analisadas para certificação do funcionamento adequado do ferramental e do processo de fabricação. De acordo com Schaeffer (2004) Um projeto de ferramenta somente pode ser otimizado com o conhecimento da influência dos diferentes parâmentros no processo bem como das características principais do materiais.

54 54 Este é um aspecto importante a ser verificado também nesta fase, a matéria prima do produto a ser fabricado irá determinar muitas características de processo e de construção dos ferramentais, as partes ativas denominadas punções e matrizes serão avaliadas e projetadas de diferentes maneiras de acordo com as necessidades da matéria prima. Conforme Lima e Echternacht (2009) Inicia-se no projeto dos estampos ou moldes para estampagem de peças metálicas a segurança. Esses moldes, produzidos na ferramentaria, são acoplados nas prensas que, dispostas em linhas de estampagem, irão moldar, furar e cortar chapas que se transformarão em peças componentes da carcaça metálica de um veículo. Conforme mencionado no artigo outra avaliação importante na execução do plano de métodos do processo de fabricação é a questão da segurança para os operadores de produção, a mesma deve ser analisada nesta etapa, pequenos detalhes podem diminuir consideravelmente o risco de acidentes na operação de produção com o ferramental. Esta elaboração dos planos de maneira correta é o diferencial da empresa em sua tecnologia na elaboração do seu processo de fabricação, este diferencial determina a fabricação de ferramentais adequados e processos de fabricação com resultados de produtividade e qualidade na produção dos produtos. Com esta devida eficiência planejada a empresa pode tornar-se mais competitiva em relação aos seus concorrentes e ser conceituada nos requisitos de qualidade, custos e produtividade como fornecedora de produtos estampados as indústrias em geral e empresas montadoras de veículos. Estes critérios de processo deverão ser sempre pensados e discutidos com a reunião de um grupo multifuncional para o seu planejamento e aprovação, sua elaboração geralmente é feita por profissionais projetistas de ferramentas, facilitando a sua execução e a sistemática para o correto uso durante o projeto do ferramental. Na seqüência de figuras de 15 a 19 demonstram-se exemplos de planos de métodos para a fabricação do produto estampado sendo utilizado como estudo para implementação da metodologia. Para cada etapa do processo de fabricação e ferramental deve ser executado o estudo com a execução do plano de método, se o ferramental for progressivo somente se faz um único plano determinando o estudo da tira de chapa do ferramental durante a sua estampagem.

55 Figura 15 - Plano de métodos de fabricação da ferramenta de embutir Op. 10 Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). 55

56 Figura 16 - Plano de métodos de fabricação da ferramenta de recortar. Op. 20 Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). 56

57 Figura 17 - Plano de métodos de fabricação da ferramenta de flangear e calibrar Op. 30 Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). 57

58 Figura 18 Plano de métodos de fabricação da ferramenta de furar Op. 40 Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). 58

59 Figura 19 - Plano de métodos de fabricação da ferramenta de flangear, extrudar e furar. Op Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). 59

60 8.7 DEFINIÇÃO DOS EQUIPAMENTOS (PRENSAS) A SEREM UTILIZADOS 60 Com o término da elaboração dos planos de métodos de fabricação do produto e determinação dos conceitos dos ferramentais através dos estudos e simulações necessárias realizadas, determinam-se os equipamentos onde serão produzidos os produtos. A determinação dos equipamentos é formada pelos resultados de esforços apresentados nas simulações e estudos anteriores. Em cada ferramental e operação de estampagem determina-se uma força para a sua correta execução, em alguns casos podem-se colocar mais do que uma operação de estampagem em bases conjugadas, determinando duas ou mais operações de estampagem em um único equipamento simultaneamente. Para estas situações devem-se somar os esforços necessários para cada ferramental como se fosse um único para determinação da capacidade do equipamento de produção. Após a somatória dos esforços no momento da determinação da capacidade dos equipamentos deve-se adicionar um coeficiente adicional de segurança. Este coeficiente depende das características dos projetos de cada fabricante dos equipamentos, desta forma este coeficiente pode ser de 25 a 30% a ser adicionado. Assim se a somatória dos esforços para uma operação em um ferramental for de 380 toneladas de força, o equipamento deve ter no mínimo 475 toneladas de capacidade de estampagem, se o fabricante recomendar o coeficiente de 25%, evitando assim qualquer danificação no ferramental e também no equipamento por falta de capacidade de força de estampagem. Com estas determinações pode se planejar os equipamentos e determinar onde serão utilizados os ferramentais para a estampagem dos produtos. 8.8 APLICAÇÃO E ABORDAGEM DO FMEA DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO PRODUTO Após a completa determinação do processo de fabricação do produto estampado e equipamentos necessários para a sua industrialização, deve-se elaborar um estudo de análises potenciais de falha para este processo antes da sua implementação e do seu desenvolvimento.

61 61 Segundo Fernandes (2005) O método FMEA busca, além de identificar falhas potenciais de forma sistemática, identificar seus efeitos e definir ações que visem reduzir ou eliminar o risco associado a estas falhas, reduzindo assim o risco do produto ou processo. Este estudo denominado FMEA Originado e criado na língua inglesa: Failure Mode and Effect Analysis e na língua portuguesa: Análise do Tipo e Efeito de Falha. Esta é uma ferramenta que busca, em princípio, evitar, por meio da análise das falhas potenciais e propostas de ações de melhoria, que ocorram falhas no projeto do produto ou do processo de fabricação, que é este caso, posteriormente também será utilizada para a análise de falhas durante a elaboração dos projetos dos ferramentais na metodologia proposta. Segundo o manual da quarta edição do FMEA da norma de qualidade ISO TS (2008) A eficácia do FMEA depende da atuação de diferentes departamentos da empresa. A atuação de equipe multidisciplinar se faz necessária. Como o FMEA é uma técnica preventiva, ela gira em torno de conhecimento e experiência. Diante disso, o manual enfatiza que diferentes áreas na empresa podem contribuir com suas experiências, gerando mais qualidade para o processo. O objetivo básico desta técnica é de detectar falhas antes que se produza uma peça ou produto. Pode-se dizer que, com sua utilização, se está diminuindo as chances do produto ou processo falhar, ou seja, estamos buscando aumentar sua confiabilidade de acordo com as determinações propostas pela ferramenta. Segundo o manual da quarta edição do FMEA da norma de qualidade ISO TS (2008) Apesar de ter sido desenvolvida com um enfoque no projeto de novos produtos e processos, a metodologia FMEA, pela sua grande utilidade, pode ser aplicada de diversas maneiras. Ela atualmente é utilizada também para diminuir as falhas de produtos e processos existentes. Também tem sido empregada em aplicações específicas tais como análises de fontes de risco em engenharia de segurança e na indústria em geral. Este documento deve ser tratado como um documento que fica aberto no processo, sendo sempre revisado e analisado buscando melhorias e inovações nos projetos e processos de fabricação, também em seu formulário deve possuir campos de aprovação e revisão, esta análise deve ser sempre realizada em grupos multifuncionais para obterem-se os melhores resultados possíveis em cada estudo. Todas as etapas do processo devem estar contidas no estudo para serem analisadas uma a uma no intuito de identificar um possível potencial de falha e eliminá-lo ou reduzi-lo antes do desenvolvimento do processo.

62 62 Na figura 20 tem-se como exemplo o estudo de FMEA de processo elaborado para o produto utilizado no desenvolvimento da metodologia. Número da Peça (Cliente) Ver./ Data do Desenho Nome da Peça Número da FMEA /1/2009 Scatolamento Mont. P. DX 1271 Preparado por Adalto Praxedes Responsável pelo Processo Adalto Praxedes Cliente Fiat Automóveis S/ A Organização Modelo(s) Ano/ Veículo(s)/ Aplicação Número/ Ver. Peça (Organização) Metalúrgica Mardel Ltda Projeto Equipe Adalto-Eng./ Jair-Proc./ Everton-Qua/ Edson-CQD/ Evandro-Prod./ Ginaldo-Exp. Aprovado por Adalto Soares Praxedes Observações Data Início Data Rev. Análise completa 15/9/ /9/2009 Função / Requisitos de Processo 05 - Recebimento da matéria prima Modo de Falha Potencial Espessura da chapa acima do especificado Identificação incorreta S Efeitos e Potenciais da v Falha e r Trava na ferramenta 4 Estampar produto com material incorreteo C l a s s Causas e Mecanismos Potenciais de Falha Variação no processo do fornecedor FMEA DE PROCESSO O c o Prevenção r r 3 Inspeção de recebimento conforme procedimento 6 Falta de treinamento 3 Treinamento dos dos inspetores inspetores Controles Atuais do Processo Deteccção c Análise comprobatória conforme skip lot/ mocrometro 5 60 Nenhuma Inspeção de recebimento D e t e N P R Ações recomendadas 4 72 Nenhuma Responsável e prazo Data 12/11/2009 Data chave 15/09/2009 Resultado das Ações Ações tomadas Página 1 S E V O C O D E T N P R Liberação de material com espessura abaixo do Liberação especificado de material com espessura acima do especificado Impacta diretamente 6 Inspeção incorreta 3 Inspeção incorreta Inspeção de na forma do produto recebimento Danifica o ferramental 6 Inspeção incorreta 3 Inspeção incorreta Inspeção de recebimento Impacta diretamente Inspeção incorreta 3 Inspeção incorreta Inspeção de na forma do produto recebimento 4 72 Nenhuma 4 72 Nenhuma 4 72 Nenhuma Repuxar D/ E Trincas Prejudica o funcional do conjunto no cliente 6 Falta de polimento nos punções de repuxar 4 Manutenção preventiva Liberação de máquina/ visual 3 72 Nenhuma Forma da peça Rebarbas 20 - Recortar contorno e puncionar D/ E Impactta nas operações posteriores e montagem do conjunto Dificulta final operação posterior 6 Pressão inadequada 4 Orientação aos preparadores 3 Desgaste dos 3 Manutenção componentes de preventiva corte da ferramenta Liberação de máquina / visual 3 72 Nenhuma 5 60 Nenhuma Furo de Ø de Causa 20,0 + 0,11 + interferência na 0,44mm abaixo montagem do do especificado cliente final 6 Pressão de máquina 3 Regular máquina inadequada até limitador de altura da ferramenta Desgaste do punção Manutenção de furação 2 preventiva Liberação de máquina / visual Liberação de máquina/ paquímetro 5 60 Nenhuma 5 40 Nenhuma Figura 20 Exemplo de estudo de FMEA do processo de fabricação do produto. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009)

63 8.9 APROVAÇÃO DAS ANÁLISES E ESTUDOS. 63 Com o término das análises de processo, definição de equipamentos, determinação de como serão construídos os ferramentais, e elaboração do FMEA do processo de fabricação, deve-se utilizar um documento específico onde se tem os responsáveis pela liberação destas atividades e data da sua efetivação. Para esta etapa recomenda-se o uso do documento de aprovação demonstrado na tabela 7. Formulário de Aprovação de análises e estudos Página: 01/01 Mardel para autorização de construção Ferramentais e Número do Produto: 201/202 Dispositivos. Data: 03/05/09 Produto/processo: Características: Modelo: Fabricante/ Cliente e Obsevações: 201/202 Estampado F 201/202 Fiat Automóveis s/a Formulário de Aprovação de Análises e Estudos para Autorização de Construção de Ferramentais e Dispositivos 01. Normas de materiais s 07. Tipo de ferramental s 02. Desenhos e tolerâncias s 08. Tipo equipamento s 03. Desenhos em CAD 3D s 09. Simulações Finais s 04. Orçamento realizado s 10. Plano de métodos s 05. Prazo de Amostras s 11. FMEA do Processo s 06. Observações Gerais s 12. Cálculo da capacidade de Equipamentos s Responsáveis Pelas Infomações e Checagem dos documentos: Nome: Visto: Aprovação:(Nome) (Visto) Data: / / Recebimento:(Nome) (Visto) Data: / / Tabela 7 Formulário de aprovação de análises e estudos Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). Com este formulário verifica-se se todas as etapas anteriores foram realizadas de maneira adequada e o responsável deve checar todos os documentos e estudos antes da sua aprovação e liberação final. Com a etapa de autorização e checagem da documentação terminada e aprovada pode se iniciar as atividades de construção dos ferramentais e dispositivos, todos os documentos devem estar em níveis corretos de revisão e anexos ao processo de desenvolvimento no departamento de engenharia. Deve-se enviar a documentação ao departamento de projetos de ferramentas e dispositivos e faz se uma reunião para esclarecimento dos detalhes, alinhamento dos prazos, com revisão de cronogramas e liberação de inicio dos projetos dos ferramentais.

64 64 Nesta situação reforça-se que todas as análises anteriores são fundamentais para dados de entrada do projeto, o projeto terá que ter fidelidade aos dados das analises anteriores, se todas estas características forem respeitadas pode-se ter um ótimo desenvolvimento dos projetos e conseqüentemente uma maior velocidade em sua execução e aprovação final para inicio da etapa de construção ELABORAÇÃO DO PROJETO DOS FERRAMENTAIS Para a elaboração dos projetos dos ferramentais recomenda se sua execução por profissionais projetistas como experiência no assunto, os mesmos devem analisar as informações anteriores de equipamentos e processos com critério e aplicá-las no projeto, determinando os materiais adequados e dimensões para suportar os esforços envolvidos nas operações de conformação. De acordo com Schaeffer (2009) Um projeto de ferramenta somente pode ser otimizado com o conhecimento da influência dos diferentes parâmetros no processo bem como das características principais dos materiais. Outras características importantes a serem analisadas são as tolerâncias dimensionais dos desenhos dos produtos para serem usadas como direcionamento tanto nos projetos dos ferramentais como dos dispositivos de controle de qualidade utilizados no processo produtivo, estas tolerâncias influenciam diretamente nas características de projeto e fabricação dos ferramentais. Na seqüencia de figuras de 21 até 35 tem se exemplos do projeto dos ferramentais em desenhos realizados em softwares específicos para todas as ferramentas desenvolvidas no exemplo de desenvolvimento do produto estampado utilizado na metodologia desenvolvida. Estes desenhos e modelamentos serão a base para a construção dos ferramentais. No momento de fabricação dos ferramentais faz se necessário a elaboração de atividades determinadas como modelamentos dos desenhos em três dimensões, estes modelamentos são a visão cúbica do ferramental projetado peça por peça. Esta atividade terá seu uso durante o processo de usinagem nos programas de usinagem em softwares específicos e em copiadoras comando numérico computadorizado CNC.

65 65 Durante a construção dos ferramentais no departamento de ferramentaria estes modelamentos serão utilizados na determinação da seqüencia de montagem dos ferramentais. De acordo com Mendes (2006) A metodologia de modelagem de sólidos é fundamental para diversas aplicações em engenharia, requerendo, por exemplo, de conceitos como distinção entre dentro e fora de uma representação 3D de um determinado objeto, para que se possa obter o seu volume e as suas propriedades de massa. Apresenta-se como a base do projeto o direcionamento pelo plano de métodos realizado e os estudos de FMEA do processo de fabricação, nota-se que tem-se grande semelhança no posicionamento do produto no ferramental projetado em relação ao primeiro plano estudado e desenhado anteriormente. Na seqüência de figuras de 21 até 35 tem se exemplos do projeto dos ferramentais e de seus modelamentos em sistemas computadorizados para o produto em desenvolvimento do seu processo de fabricação. Figura 21 - Vista de Planta do projeto da ferramenta de embutir. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).

66 66 Figura 22 - Vista de Modelo para usinagem CNC da ferramenta de embutir (Superior). Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). Figura 23 - Vista de Modelo para usinagem CNC da ferramenta de embutir (Inferior) Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).

67 67 Figura 24 - Vista de Planta da ferramenta de recortar. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). Figura 25 - Vista de Modelo para usinagem CNC da ferramenta de recortar (Superior). Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).

68 68 Figura 26 - Vista de Modelo para usinagem CNC da ferramenta de recortar (Inferior). Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). Figura 27 - Vista de Planta da ferramenta de flangear e calibrar. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).

69 69 Figura 28 - Vista de Modelo para usinagem CNC ferramenta de flangear e calibrar (Superior). Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). Figura 29 - Vista de Modelo para usinagem CNC ferramenta de flangear e calibrar (Inferior). Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).

70 70 Figura 30 - Vista de Planta da Ferramenta de furar. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). Figura 31 - Vista de Modelo para usinagem CNC ferramenta furar (Superior). Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).

71 71 Figura 32 - Vista de Modelo para usinagem CNC ferramenta furar (Inferior). Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). Figura 33 - Vista de Planta da ferramenta de flangear. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).

72 72 Figura 34 - Vista de Modelo para usinagem CNC da ferramenta de flangear (Superior). Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). Figura 35 - Vista de Modelo para usinagem CNC da ferramenta de flangear (Inferior). Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).

73 73 Com esta etapa têm-se todas as informações e atividades realizadas para a seqüência de construção dos ferramentais no departamento de ferramentaria após a realização do projeto e modelamento dos mesmos, porém esta atividade somente será iniciada após a aprovação dos dados apresentados por um documento específico e por um grupo e responsável pela análise e liberação final. Após esta aprovação inicia-se a compra dos materiais e componentes necessários para a sua fabricação e assim conseqüentemente a sua construção efetiva, que pode ser no departamento de ferramentaria da empresa ou em um fornecedor externo de acordo com a necessidade de custo e prazo de entrega dos mesmos para a empresa APROVAÇÃO DO PROJETO DO FERRAMENTAL Para a etapa de aprovação do ferramental conforme demonstrado nos estudos anteriores deve se utilizar um documento para a checagem de todos os dados relevantes conforme documento demonstrado na tabela 8, este documento foi chamado de Check List (lista de checagem) para a aprovação de pré projeto de ferramental. As características são verificadas e se houverem observações existem espaços pré-determinados para serem incluídas de acordo com a característica verificada a cada momento. Na tabela 8 tem-se um exemplo de formulário para a aprovação do préprojeto ou projeto de ferramental, é chamado de aprovação de pré-projeto, pois se entende que pode ser alterado de acordo com as necessidades e pontos checados que por ventura não estiverem coerentes com as especificações simuladas anteriormente. Este formulário deve conter todos os dados do produto, código e nome do cliente, número de desenho e data de revisão. Uma parte essencial do formulário é o espaço para a colocação dos nomes dos profissionais participantes do grupo multifuncional e também a possibilidade de assinatura de cada um concordando com a discussão e a análise do projeto. Finalmente deve se ter a aprovação do estudo por um responsável que após esta fase irá liberar a construção do ferramental ou solicitará ao departamento de

74 74 projetos uma nova alteração para posteriormente reunir novamente o grupo para a aprovação definitiva se houver necessidade. Existe a necessidade de verificar-se também nesta fase se todas as características dos equipamentos a serem utilizados no processo de fabricação forram respeitadas no momento de se projetar os ferramentais, até se foi determinado mais de um modelo específico de equipamento é recomendável. Se na empresa existir somente um equipamento do tipo em que foi especificado o ferramental, pode se ter uma parada futura na produção pela quebra do mesmo sem poder mudar a produção para um equipamento reserva com as mesmas características aceitando o ferramental projetado. Características de retirada de retalhos de chapa, altura total da ferramenta, calhas de saída de produtos e utilização de sensores eletrônicos para evitar possíveis quebras por uso indevido também são características que devem ser checadas nesta fase da metodologia. Este é o momento em que todas as falhas devem ser eliminadas, caso contrário irá ter-se um projeto ineficiente e conseqüentemente ferramentais e processos de produção inadequados e os custos envolvidos para o retrabalho serão muito elevados e muitas vezes o retrabalho será impossível de se realizar, necessitando o desenvolvimento de outro ferramental. De acordo com Speck (2006) A realidade virtual ainda se encontra num patamar inicial de desenvolvimento. No entanto, suas possibilidades são enormes. Como ferramenta de manufatura (CAE/CAD/CAM), ela possibilita, entre outras aplicações simular a fabricação de uma peça mecânica em 3D. Durante a aprovação de projeto deve-se aproveitar deste recurso de realidade virtual existente, recomenda-se a projeção dos projetos em sistemas computadorizados e através da visualização das suas imagens podem-se decidir algumas alterações necessárias ou aprovação com o entendimento mais aproximado da realidade de acordo com o recurso e tecnologia disponível. Durante o projeto as alterações podem ser mais rápidas e com custos menores para a sua execução comparadas as alterações necessárias após a construção dos ferramentais. Na tabela 8 tem-se um exemplo de formulário para a aprovação do préprojeto ou projeto de ferramental.

75 Tabela 8 - Documento utilizado: Check list de aprovação do Pré-projeto da ferramenta. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). 75

76 ELABORAÇÃO DO PROJETO DOS DISPOSITIVOS DE CONTROLE DE QUALIDADE DE PROCESSO Para esta etapa da metodologia devem-se iniciar os estudos com os desenhos e especificações de tolerâncias e dimensões de controle do produto conforme especificado pelo cliente. Outra abordagem em que deve ser observada é o projeto dos dispositivos de controle conforme a montagem final do produto estampado na aplicação do produto do cliente, este é um procedimento que reduz significativamente problemas dimensionais durante a produção na empresa fornecedora. Os fabricantes automotrizes medem os componentes da carroceria no espaço absoluto, tridimensional, usando X, Y e Z como coordenadas da carroceria e dos seus componentes. Para estruturas rígidas, usam tipicamente um esquema , para localizar e fixar a peça em um dispositivo de controle do produto. Este esquema utiliza os seis graus de liberdade necessários para localizar uma peça no espaço absoluto, antes de começar a efetuar a medição. Os dados de montagem e características de controle devem ser discutidos juntamente com o cliente no momento da verificação do projeto dos dispositivos de controle de processo antes da sua liberação para construção. Os dispositivos devem conter todos os instrumentos de controle para simular o mais próximo possível a montagem final do produto estampado, estes instrumentos assim como o dispositivo completo devem ter uma característica importante que é a sua calibração dimensional. Este processo consiste em certificar que o dispositivo esteja com todas as dimensões dentro das especificações no momento da sua liberação inicial e também após o seu período de uso no processo de controle, pois esta atividade constante faz com que com o uso as características dimensionais se deteriorem. Conforme Righetto (2005) Durante o desenvolvimento do processo de manufatura, o fabricante desenvolve o processo de armação da carroceria e de estampagem para as peças metálicas que compõem a carroceria, com a intenção de produzir peças individuais com seu dimensional no valor nominal.

77 77 No momento desta calibração se não se obtiverem resultados aceitáveis pelo padrão do dispositivo o mesmo deverá ser corrigido para que as características originais de controle retornem aos padrões de liberação e de projeto. Com todos os dados de processo e de desenhos do produto fornecido pelo cliente e todas as análises necessárias realizadas, a documentação é enviada ao departamento de projetos da empresa ou a uma empresa externa de projetos para que seja liberado o projeto do dispositivo de controle. Como nos projetos dos ferramentais para os dispositivos de controle também se faz necessário o uso do desenho elaborado em sistema eletrônico pelo cliente para ser executado de maneira correta e de acordo com as características do produto para o cliente. Pode-se então iniciar-se e realizar-se o projeto e o modelamento em três dimensões do dispositivo de controle do produto. Nas figuras 36 e 37 tem-se um exemplo de projeto do dispositivo de controle e um exemplo de modelamento em três dimensões para a usinagem em equipamento CNC e montagem do dispositivo de controle. Figura 36 - Vista de Planta do projeto do dispositivo de controle. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).

78 78 Figura 37 - Vista de Planta do Modelo para usinagem CNC do dispositivo de controle. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009) APROVAÇÃO DO PROJETO DOS DISPOSITIVOS DE CONTROLE DE QUALIDADE DO PROCESSO Com o término do projeto do dispositivo de controle recomenda-se o uso do formulário Check List de dispositivo de controle para sua aprovação conforme demonstrado na tabela 9. Com este formulário pretende-se analisar todas as características técnicas relevantes necessárias para o desenvolvimento correto do projeto do dispositivo de controle do produto estampado. Sistemas de transporte para o dispositivo, sistemas de travamento do produto no dispositivo, possibilidade de falhas e problemas com referências e dimensionais devem ser analisados. Deve-se reunir um grupo multifuncional para esta avaliação, profissionais do departamento produtivo, do departamento de qualidade, de ferramentaria e de engenharia devem fazer parte deste grupo para a conquista de resultados adequados na análise. A tabela 9 demonstra o documento Check List de dispositivo de controle para sua aprovação de projeto.

79 79 Tabela 9 - Documento: Check list de aprovação do Projeto de Dispositivo de controle. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). Para a aprovação dos projetos dos dispositivos de controle deverão novamente ser analisadas as tolerâncias dimensionais dos desenhos dos produtos para serem usadas como direcionamento no funcional e dimensional dos dispositivos de controle de qualidade utilizados no processo produtivo.

80 80 Com o grupo multifuncional formado para obterem-se os devidos resultados a análise deve ser similar a de liberação de projeto do ferramental. Sempre para os documentos de liberação das etapas recomenda-se que todos os participantes assinem a ata de reunião, e que também se tenha um responsável pela aprovação LIBERAÇÃO DE CONSTRUÇÃO DO FERRAMENTAL Com as etapas de aprovação de projeto e projeto final concluídos deve se elaborar um documento de liberação de construção dos ferramentais e dispositivos no departamento de ferramentaria da empresa ou autorizar a empresa a contratar uma empresa de ferramentaria externa para esta atividade. Este documento libera a autorização de compra dos materiais e componentes para o ferramental e autoriza formalmente a construção dos mesmos de acordo com todas as características analisadas anteriormente nas outras etapas anteriores, também tendo um responsável por esta liberação com nome data e assinatura. Na tabela 10 demonstra-se um exemplo de formulário utilizado para a liberação da construção do ferramental no departamento de ferramentaria ou em fornecedor externo. Novamente devem-se analisar possíveis pontos que parecem simples, mas que se não forem verificados novamente poderão causar falhas na determinação dos processos e na construção dos ferramentais. Dados como níveis de revisão de desenhos e projetos podem ter divergências durante a sua elaboração e recebimento. Mesmo parecendo que se faz varias atividades de checagem em duplicidade este é o momento mais adequado para se prevenir erros e assim causar a possibilidade de correção após a construção dos ferramentais, o que pode causar grandes atrasos e um custo adicional para a correção dos problemas. Na tabela 10 demonstra-se um exemplo de formulário utilizado para a liberação da construção do ferramental.

81 Mardel Formulário de Aprovação para construção de Ferramentais e Dispositivos. Página: 01/01 Número do Produto: 201/202 Data: 03/05/09 Fabricante/ Cliente e Obsevações: Fiat Automóveis s/a Produto/processo: Características: Modelo: 201/202 Estampado F 201/202 Formulário de Aprovação para construção de Ferramentais e Dispositivos. 01. Projetos Aprovados s 07. Tipo de ferramental definido s 02. Desenhos e tolerâncias s 08. Tipo equipamento definido s Desenhos em CAD 3D s 09. Simulações Finais aprovadas s 04. Orçamento aprovado s 10. Plano de métodos aprovado s 05. Prazo de Amostras s 11. FMEA do Processo concluído s 06. Observações Gerais s 12. Cálculo da capacidade de Equipamentos s Responsáveis Pelas Infomações e Checagem dos documentos: Nome: Visto: Aprovação:(Nome) (Visto) Data: / / Recebimento:(Nome) (Visto) Data: / / Tabela 10 Documento de liberação de construção do ferramental. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009) LIBERAÇÃO DE CONSTRUÇÃO DOS DISPOSITIVOS DE CONTROLE DE QUALIDADE DO PROCESSO Para a liberação de construção dos dispositivos de controle de qualidade do processo utiliza-se o mesmo documento apresentado na tabela 10 e os mesmos procedimentos para a liberação de construção dos ferramentais apresentados anteriormente no capítulo Devem-se tomar os mesmos cuidados referentes à verificação de dados e revisões de desenhos, também na construção dos dispositivos de controle podem ocorrer erros provenientes de estas informações estarem divergentes dos desenhos dos produtos fornecidos pelo cliente. Após o devido preenchimento do documento e análises realizadas a liberação de construção pode ser feita no departamento de ferramentaria da empresa ou em fornecedor externo para esta atividade, iniciando as atividades de projeto e construção dos mesmos.

82 8.16 CONSTRUÇÃO DOS FERRAMENTAIS 82 Para a coordenação dos prazos e atividades desta etapa deve-se criar um cronograma de construção dos ferramentais. Com a elaboração deste cronograma deve se determinar um profissional responsável para o acompanhamento das atividades administrativas e de fabricação do ferramental no departamento de ferramentaria da empresa ou em um fornecedor externo. Quanto melhor elaborado e atualizado com visitas a área de fabricação o documento for melhores serão os resultados de qualidade e prazos envolvidos na atividade de construção dos ferramentais. Recomenda-se também a realização de reuniões semanais denominadas de Reuniões de Desenvolvimento onde devem ser analisados todos os eventos referentes aos cronogramas dos produtos em desenvolvimento. Se por algum motivo ocorrerem atrasos em relação ao planejado deve ser elaborado um plano de ações em conjunto com os departamentos de engenharia de desenvolvimento e ferramentaria para a correção dos desvios em tempo hábil para evitarem-se atrasos nos prazos de entrega dos ferramentais e conseqüentemente amostras dos produtos aos clientes. Este cronograma deve contemplar todas as atividades principais referentes à construção dos ferramentais, para cada uma delas deve ser analisado o tempo técnico para a sua execução e a ordem cronológica para a continuidade de realização de cada uma delas. Para a devida previsão de prazos e tempos técnicos recomenda-se prever uma atividade de planejamento nos departamentos de engenharia e ferramentaria composta de profissionais com experiência em processos de fabricação de ferramentas e de desenvolvimento de processos de produtos estampados. Estas experiências podem prever prazos de atividades muito próximos da realidade e prever a disponibilização adequada de recursos para obterem-se resultados de prazos e custos de acordo com os orçamentos da empresa e propostas fechadas com os clientes. A figura 38 demonstra um exemplo de cronograma de construção dos ferramentais.

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84 Figura 38 - Cronograma de construção do ferramental. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). 84 O controle de cumprimento dos prazos de acordo com as atividades planejadas deve ser realizado pelo departamento de planejamento da empresa que em conjunto com a área de ferramentaria fará visitas semanais ao piso industrial para acompanhar em loco se as atividades estão sendo cumpridas de acordo com o planejamento inicial. Estas visitas serão o indicador utilizado para as reuniões de desenvolvimento indicando a realidade na fábrica. Quando houver qualquer divergência o plano de ação para correção deverá ser elaborado em conjunto CONSTRUÇÃO DOS DISPOSITIVOS DE CONTROLE DE QUALIDADE DO PROCESSO Para a coordenação dos prazos e atividades desta etapa deve-se criar um cronograma de construção dos dispositivos. Para a atividade de desenvolvimento da construção dos dispositivos de controle de qualidade de processos serão os mesmos procedimentos citados no capítulo anterior, os cuidados e detalhes de acompanhamento deverão ser seguidos conforme descritos no capítulo 8.17 para sua correta execução. O dispositivo de controle de qualidade de processo de estampagem deve estar concluído, corretamente dimensionado, calibrado, aprovado e disponível ao departamento de ferramentaria antes do início dos testes de estampagem com os ferramentais construídos. Este dispositivo será um elemento facilitador nesta atividade, pois, com a estampagem do produto o profissional de ferramentaria pode checar a qualidade da amostra rapidamente, não requerendo nesta situação o dimensionamento da amostra na sala de medidas da empresa. Com a disponibilização do dispositivo no teste do ferramental pode-se diminuir os prazos e possibilitar que sejam feitas as correções iniciais no ferramental conforme seu resultado de montagem do produto estampado no dispositivo. A figura 39 demonstra um exemplo de cronograma de construção dos dispositivos de controle.

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86 Figura 39 - Cronograma de construção do dispositivo de controle. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). 86 Quando a amostra do produto estampado for enviada a sala de medidas para o seu controle dimensional final, a mesma já estará neste momento em ótimas condições dimensionais através do uso correto do dispositivo de controle, facilitando a sua aprovação, liberação do ferramental e submissão definitiva ao cliente DIMENSIONAMENTO E APROVAÇÃO DOS DISPOSITIVOS DE CONTROLE DE QUALIDADE Verificando-se a importância do uso e da qualidade que se tem exigido para o dispositivo de controle de qualidade do processo de produto estampado, recomenda-se um empenho especial no momento da sua aprovação e liberação para o uso. Todas as características citadas anteriormente, projetadas e construídas têm que ser avaliadas e aprovadas nesta etapa especifica, pois a aprovação incorreta do estudo dimensional do dispositivo pode não garantir a qualidade do produto estampado na linha de produção. O controle e verificação devem ser realizados por profissional metrologista especializado em sala de controle de medidas com equipamento de medição tridimensional. Para uma maior confiabilidade de resultados de dimensionamento o laboratório de metrologia deve ser certificado pro órgãos externos competentes para esta atividade, garantindo-se que todos os resultados serão confiáveis através do atendimento das exigências de calibração, repetibilidade e aprovação dos equipamentos de medição e procedimentos utilizados. Para demonstrar esta etapa tem-se o resultado dimensional de controle do dispositivo de controle de processo do produto exemplificado realizado em equipamento tridimensional e laboratório de metrologia certificado apresentado na figura 40.

87 87 Figura 40 Relatório dimensional do dispositivo de controle. Fonte: Departamento de qualidade da empresa Metalúrgica Mardel (2009). O dimensionamento e alinhamento do dispositivo no equipamento tridimensional devem seguir rigorosamente as informações contidas nos desenhos do cliente e informações de montagem do produto no seu ponto final de aplicação, isto é uma metodologia de controle denominada de projeto conforme a montagem conhecida com seu termo na língua inglesa: Design For Assembly, esta aplicação

88 88 proporciona ótimos resultados nos modernos processos de projetos e manufatura nas empresas montadoras de veículos na atualidade. Segundo Salustri e Chan (2005), O objetivo do projeto para a montagem (DFA) é simplificar o produto para que o custo de montagem seja reduzido. A ferramenta de DFA identifica a necessidade de analisar todas as partes do projeto e do processo de fabricação desde o inicio da criação do produto e de seus componentes, isso irá contribuir para facilitar o controle durante a utilização dos dispositivos de controle de qualidade no processo TESTES DOS FERRAMENTAIS (TRY-OUT) E REALIZAÇÃO DOS AJUSTES FINAIS Posteriormente ao processo de construção dos ferramentais tem-se a atividade de testes dos mesmos em equipamentos para estampagem, esta atividade é popularmente conhecida nas empresas de estamparia e ferramentaria pelo termo na língua inglesa: Try Out que significa na língua portuguesa: Experimentar, ou provar. Como o próprio nome sugere esta atividade é a prova do ferramental verificando se o mesmo atende os requisitos de qualidade e produtividade conforme projetado e construído de acordo com a metodologia proposta. Nesta fase o ferramental é colocado no equipamento de produção e são produzidas amostras de produtos para a checagem nos dispositivos de controle. Durante esta pequena produção na maioria das vezes o ferramental tem que ser ajustado e corrigido para que os produtos atendam aos requisitos de conformação, recortes e dimensionais. Para que se tenha o mínimo de ajustes e correções devese orientar pelos estudos e simulações realizados no início do desenvolvimento, pois as características simuladas devem ser bem próximas da realidade durante estes testes de estampagem. Para esta atividade recomenda-se a formação de um grupo de análise no momento em que o ferramental estiver na prensa em testes. Este grupo formado pelos profissionais de ferramentaria deverá identificar possíveis ajustes e ou modificações, elaborar um relatório e enviar o ferramental para a ferramentaria para a execução das atividades de correção, prevendo seu retorno o mais breve possível.

89 89 Se o teste for eficiente e obtiver-se o sucesso esperado, o ferramental estiver de acordo com as características funcionais e de qualidade o mesmo pode ser concluído e liberado para o departamento de produção após a sua liberação feita também por um documento específico denominado Check List (lista de verificação) de aprovação de ferramental que será demonstrado no capítulo APROVAÇÃO DIMENSIONAL DAS AMOSTRAS ESTAMPADAS NOS FERRAMENTAIS COM CHECAGEM NOS DISPOSITIVOS DE CONTROLE Nesta fase da metodologia verifica-se se as características dimensionais do produto estampado atendem as especificações dos desenhos do cliente, existe um critério para o alinhamento do produto em relação ao desenho em três dimensões fornecido pelo cliente. Para cada projeto de cada fabricante de veículos existem diferenças nestes conceitos. Eles determinam-se os graus de liberdade do dimensional do produto no espaço tridimensional e no equipamento de medição. O equipamento tridimensional deve possuir um software específico para este dimensionamento. Este software compara as diferenças entre o desenho em três dimensões elaborado pelo cliente e o produto que foi estampado no ferramental, ele proporciona o alinhamento do produto no equipamento e realiza o controle dos desvios dimensionais nos produto por toques de um apalpador digital apresentando os resultados na tela do software conforme demonstrado na figura 41. Se no momento do dimensionamento o produto não atender os requisitos dimensionais, deve ser elaborado um relatório contendo os desvios, e o ferramental deverá retornar ao departamento de ferramentaria para a execução das correções necessárias. Com os resultados das análises dimensionais aprovados dentro das tolerâncias especificadas em desenhos o ferramental pode ser finalizado e os produtos de amostra podem ser preparados para submissão ao cliente, a finalização do ferramental é a sua pintura, lubrificação, revisão e ajustes finais de operação. Esta primeira análise deve ser feita com as primeiras peças produzidas no ferramental, após esta primeira aprovação faz-se necessário a produção de um lote de peças maior para verificar-se a repetibilidade dimensional dos produtos, para esta análise recomenda-se a utilização de estudos estatísticos de processo de produção

90 90 para a completa validação dos resultados. Para esta análise a metodologia terá o capítulo 8.23 para a exemplificação dos estudos. Demonstra-se na figura 41 o relatório dimensional do produto estampado no ferramental para a aprovação e submissão das amostras ao cliente Figura 41 - Relatório dos dimensionais do produto estampado. Fonte: Departamento de qualidade da empresa Metalúrgica Mardel (2009).

91 APROVAÇÃO DO FERRAMENTAL ATRAVÉS DE DOCUMENTO DE CHECAGEM ESPECÍFICO Nesta fase da metodologia deve-se aprovar o ferramental definitivamente para assim ficarem todas as características construídas de acordo com o que foi planejado no inicio do desenvolvimento do processo e projeto do mesmo. Todas as informações relevantes devem ser analisadas, verificadas em loco e aprovadas. Recomenda-se que seja feita esta análise novamente com o grupo multifuncional reunido no piso industrial de produção e durante a produção do lote piloto de produção com o ferramental. Se por algum motivo não ocorrer a aprovação do ferramental o documento de verificação devidamente preenchido deve retornar juntamente com o ferramental ao departamento de ferramentaria para serem realizadas as devidas correções. Se a aprovação ocorrer normalmente de acordo com os requisitos, o ferramental estará liberado ao departamento de produção da empresa para ser devidamente armazenado e entrar nos procedimentos e atividades de produção normal. Outro aspecto a se ressaltar é que neste momento o mesmo deve ganhar um código para o seu cadastro em sistema gerencial eletrônico da empresa, onde desta forma o mesmo poderá ser rastreado e entrar nos procedimentos de manutenção corretiva e preventiva, garantido o seu desempenho produtivo no processo de produção. Sugere-se um critério de pontuação por característica a ser verificada e no final da análise existe um cálculo para a finalização da aprovação ou reprovação, esta sugestão indicada foi para que exista uma ponderação entre todos os aspectos avaliados devido ao grande número de características a serem verificadas. O objetivo de atendimento da pontuação é de 100%, se por ventura a mesma ficar acima de 90% o ferramental terá uma aprovação condicional com um prazo maior para a sua correção e a sua total finalização. A figura 42 exemplifica o documento de aprovação de ferramental para a sua aprovação perante aos requisitos técnicos de engenharia.

92 Figura 42 Exemplo de check list de aprovação de ferramental. Fonte: Departamento de qualidade da empresa Metalúrgica Mardel (2009). 92