Desafios e Oportunidades Atuais na Fabricação de Ferramentas de Estampagem. Dr.-Ing. João Henrique Corrêa de Souza Supervisor de P&D

Transcrição

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2 Desafios e Oportunidades Atuais na Fabricação de Ferramentas de Estampagem Dr.-Ing. João Henrique Corrêa de Souza Supervisor de P&D

3 Agenda Introdução Desafios Inovando para a competir Pesquisa e Desenvolvimento Futuro...

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5 B R U N I N G T E C N O M E T A L Established in 1947 Facility area of m² employees tons of steel processed/month

6 VÍDEO

7 Ferramentaria própria Simulacão por elementos finitos Projeto CAD CAM Tryout Possui 155 colaboradores em uma área de 3200 m², dos quais 27 projetistas, 11 analistas de processo e 117 operadores de máquina.

8 Simulação Raios críticos USI RW 550 S460MC

9 Simulação

10 Simulação

11 Projeto CAD/ CAM

12 Agenda Introdução Desafios Inovando para a competir Pesquisa e Desenvolvimento Futuro...

13 Desafios do mercado Mercado de venda de automóveis: Oligopólio Poucos ofertantes Diferenciação não se dá no preço, mas na imagem e no diferencial de qualidade, tecnologia e conhecimento técnico Grandes margens de lucro Mercado de fornecimento automotivo: Oligopsônio Muitos ofertantes Diferenciação se dá principalmente pelo menor preço, já que os produtos são iguais para todos (commodities) Pequenas margens de lucro

14 Desafios do mercado Pressões sobre o mercado de ferramentas Redução do custos de fabricação Mesma ou superior qualidade Capacidade para investimentos limitada Concorrência em mercados saturados Mesma ou superior capacidade de produção Mesma ou superior variabilidade + Complexidade + Situação mercado

15 Desafios do mercado Pressões e desafios: - custo/ peça qual tamanho? quando investir? + eficiente + valor agregado e o Brasil?... Ferramentas básicas: Gestão Tecnologia Conhecimento (saber fazer) Método Inovação

16 Agenda Introdução Desafios Inovando para a competir Pesquisa e Desenvolvimento Futuro...

17 Inovando para competir Descrição do problema: projetistas não modelam o fundido, enviam o projeto final sem sobre-metal para a modelaria. Perigo de colisões da ferramenta com a peça a ser usinada (modelo CAD é diferente da peça real). Programador inicia a usinagem no ar, a uma distância segura do fundido. Frequentes quebras de ferramentas por haver algum ponto mais alto na peça real.

18 Inovando para competir Solução: tecnologia para digitalização dos fundidos antes da programação. Comparação geometria bruta x final

19 Inovando para competir Teste realizado na Bruning

20 Inovando para competir

21 Inovando para competir

22 Inovando para competir

23 Inovando para competir

24 Inovando para competir

25 Inovando para competir

26 Concorrência: exterior Estudo realizado por importante OEM presente no Brasil: Realidade atualmente: Ferramental fabricado na China mais caras que fabricadas na Bruning*. * ferramentarias com qualidade assegurada.

27 Concorrência: Brasil Desafios: aumentar a produção durante a crise... Com mesmo parque fabril. Com mesma equipe de projetistas. Saídas encontradas: Projeto Bruning Projeto externo + internalização. Execução externa: usinagem pequeno porte Execução interna: usinagem grande porte, partes ativas da ferramenta. Leadtime antes: 6 meses atual: 30 dias

28 Base para inovação Lean Manufacturing!!!

29 Agenda Introdução Desafios Inovando para a competir Pesquisa e Desenvolvimento Futuro...

30 Desgaste em Brocas de Metal Estima-se que 30% de todas as operações de usinagem sejam furações. Relação de Custos com broca de MD na Bruning Broca de Metal Duro

31 Desgaste em Brocas de Metal Mecanismos (causas) de Desgaste Equipamento para medição de desgaste Lupa Eletrônica

32 Desgaste em Brocas de Metal Objetivos do trabalho Compreender os parâmetros que causam desgaste em ferramentas de corte Definir até onde a ferramenta de corte pode ser útil no processo Bruning Evitar danos causados por falhas catastróficas Redução custos fabricação dos de Evitar gastos excessivos por operações inadequadas Definição de um método confiável que seja possível caracterizar o início do desgaste em ferramentas de corte

33 Desgaste em Brocas de Metal Cálculo dos custos por furo produzido O Custo Total (CT) por furo realizado é composto por: 1. CF: Custo unitário da ferramenta/ número de furos realizados 2. CM: Custo da máquina/ tempo necessário para realizar uma furação Onde: a = Custo da ferramenta [R$] b = Vida útil [mm] c = Comprimento de corte [mm] Onde: d = Custo hora máquina [R$] e = tempo de corte por furo [min] CT = CF + CM

34 Desgaste em Brocas de Metal SAE 1020 VF 800AT FoFo GGG70L furos realizados e imagens avaliadas FoFo GG25

35 Desgaste em Brocas de Metal Resultados: Ganhos de produtividade e competitividade

36 Desgaste em Brocas de Metal Conclusões: Foi possível compreender os parâmetros que causam desgaste em ferramentas de corte A metodologia aplicada mostrou-se eficaz na seleção e definição dos novos fornecedores de insumos de usinagem Excelentes níveis de eficiência poderam ser alcançados através da análise econômica dos resultados

37 Atrito e Desgaste na Ferramenta 2. Análise do comportamento do atrito e desgaste adesivo em ferramentas para conformação de chapas

38 Atrito e Desgaste na Ferramenta O tempo de try-out de ferramentas pode ser reduzido em cerca de 40% através de simulações que tenham resultados mais próximos da realidade.

39 Atrito e Desgaste na Ferramenta Máquina para Ensaios de Atrito 1. Tipo strip drawing, ou tracionamento de tiras 2. Forças normal e de atrito medidas através de sensores full bridge

40 Atrito e Desgaste na Ferramenta Planejamento dos Experimentos Avaliação de três pressões de contato. Definidas de acordo com simulações e testes preliminares. 3 repetições para cada pressão de contato testada. Máximo de 25 ensaios por repetição (25 x 600 mm = mm). Pressão de contato Material da ferramenta Rugosidade da ferramenta Material da chapa Condição superficial da chapa Óleo lubrificante Quantidade de lubrificação Velocidade do ensaio [Mpa] [g/m²] [mm/s] 370 Superfície decapada e VF800AT (temperado DIN EN Tirreno Tirroil 1, Classe R3* oleada laminada à e revenido 58±1 HRC) S275RAR 606W (2 gotas) 475 quente 100

41 Atrito e Desgaste na Ferramenta Resultados: Distâncias máximas percorridas até o início de desgaste adesivo macroscópico Adesão Superficial Adesão Profunda

42 Atrito e Desgaste na Ferramenta Resultados: Coeficientes de Atrito de Coulomb Pressão de contato Atrito de Coulomb Desgaste adesivo

43 Atrito e Desgaste na Ferramenta Conclusões: O valor do coeficiente de atrito não é constante e influencia muito os resultados das simulações. O modelamento correto da função de atrito reduz o tempo de tryout. O acabamento da ferramenta (nível de rugosidade superficial) é o fator que mais influencia na vida útil do revestimento, desde que a pressão de contato esteja dentro de limites aceitáveis. O coeficiente de atrito varia bastante com o tipo de tratamento superficial para os mesmos níveis de rugosidade.

44 Agenda Introdução Desafios Inovando para a competir Pesquisa e Desenvolvimento Futuro...

45 Futuro... Estrutura flexível, escalável de acordo com a demanda. Externalizar peças padrão, internalizar peças com foco no produto; Conectividade (internet das coisas). Manufatura aditiva. Excelência em gestão continuará sendo base para competitividade.

46 Obrigado pela atenção