UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC CENTRO DE ARTES CEART BACHARELADO EM DESIGN INDUSTRIAL MARCOS FETT

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1 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC CENTRO DE ARTES CEART BACHARELADO EM DESIGN INDUSTRIAL MARCOS FETT ANÁLISE DOS SISTEM AS CAD/CAM E SUAS APLICAÇÕES NA INDÚSTRIA NÁUTICA DE EMBARCAÇÕES DE RECREIO FLORIANÓPOLIS, SC 2010

2 MARCOS FETT ANÁLISE DOS SISTEM AS CAD/CAM E SUAS APLICAÇÕES NA INDÚSTRIA NÁUTICA DE EMBARCAÇÕES DE RECREIO Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao curso de Design Industrial como requisito parcial para obtenção do título de bacharel em design industrial. Orientador: Prof. Flávio Anthero Nunes Vianna dos Santos, Dr. FLORIANÓPOLIS, SC 2010

3 VERSO DA FOLHA

4 MARCOS FETT ANÁLISE DOS SISTEM AS CAD/CAM E SUAS APLICAÇÕES NA INDÚSTRIA NÁUTICA DE EMBARCAÇÕES DE RECREIO Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao curso de Design Industrial como requisito parcial para obtenção do título de bacharel em Design Industrial. Banca Examinadora Orientador: Dr. Flávio Anthero Nunes Vianna dos Santos Universidade do Estado de Santa Catarina - UDESC Membro: Dr. Marcelo Gitirana Gomes Ferreira Universidade do Estado de Santa Catarina - UDESC Membro: Msc. Walter Dutra da Silveira Neto Universidade do Estado de Santa Catarina - UDESC Florianópolis, SC 29/11/2010

5 RESUMO FETT, Marcos, Análise dos siste mas CAD/CAM e suas aplicações na indústria náutica de embarcações de recreio f. (Trabalho de Conclusão de Curso em Design Industrial Área: Projeto de Produto.) Universidade do Estado de Santa Catarina. Centro de Artes, Florianópolis, Este trabalho tem por finalidade apresentar a evolução das embarcações ao longo das civilizações até atualmente e também mostrar e analisar uma das mais avançadas tecnologias para o desenvolvimento e execução para projetos utilizados no setor da indústria de embarcações de recreio. A aplicação dos sistemas CAD (Desenho Auxiliado por Computador) e CAM (Manufatura Auxiliada por Computador) nesta indústria, desde o processo de conceituação de uma embarcação até a manufatura dos modelos através de máquinas CNC (Controle Numérico Computadorizado), além de outros benefícios oferecidos pelos sistemas computacionais. Procurou-se enfocar os conceitos gerados durante os processos de criação e desenvolvimento do projeto em sistemas CAD, e também mostrar os resultados obtidos ao utilizar os sistemas CAM em conjunto com os modelos CAD para a confecção dos modelos através da máquina CNC, e mostrar os meios de projeto e construção de modelos para embarcações, utilizados antes destas tecnologias. Palavras-chave: CAD/CAM/CNC, projeto, modelos, indústria de embarcações de recreio.

6 ABSTRACT FETT, Marcos, CAD/CAM systems analysis and their applications in the marine industry of recreation vessels f. (Trabalho de Conclusão de Curso em Design Industrial) Universidade do Estado de Santa Catarina. Centro de Artes, Florianópolis, This work aims to show the evolution of vessels along the civilizations until today and also present and analyze the most advanced technologies for the development and implementation for projects used in the industrial sector of recreation vessels. The application of CAD (Computer Aided Design) and CAM (Computer Aided Manufacturing) in this industry, from the conceptualization process of a boat to the manufacture of models using CNC (Computer Numerical Control) machines, plus other benefits by computer systems. Aimed to emphasize the concepts generated during the processes of creation and development of design in CAD systems, and also show the results obtained when using CAM systems in conjunction with CAD models to construct the models through the CNC machine, and show the means design and construction of models for boats, used prior to these technologies. Key-words: CAD/CAM/CNC, design, models, recreation vessels industry.

7 LISTA DE FIGURAS Figura 1: Modelo de um catamarã havaiano de 500 d.c Figura 2: Modelo moderno de junco em Hong Kong Figura 3: Exemplo de embarcação Grego-romana Figura 4: Embarcação de guerra viking Figura 5: Embarcação com vela latina Figura 6: Exemplo de cog Figura 7: Carraca Santa Maria, uma das embarcações utilizadas por Cristóvão Colombo em sua primeira viagem para a América Figura 8: Réplica de Nina, caravela também utilizada na primeira excursão de Cristóvão Colombo para a América Figura 9: Fluyt holandês Figura 10: Cutty Sark, um dos últimos clipper a serem utilizados no transporte de chá. Em 2007 foi destruído devido a um incêndio Figura 11: Modelo das primeiras embarcações à vapor do século XIX Figura 12: Modelo do jacht utilizado por Carlos II na sua travessia para a Inglaterra, sendo também o primeiro Yacht Real inglês Figura 13: Exemplo de veleiro da década de Fonte: Denny, Float your boat: the evolution and science of sailing Figura 14: Embarcação de recreio de pequeno porte da década de Figura 15: Iate construído em Figura 16: Divisão do mercado mundial de sistemas CAD Figura 17: Superfícies primitivas: plano, cubo, cone cilindro esfera, torus Figura 18: Exemplo de revolução Figura 19: Exemplo de extrusão Figura 20: Exemplo de superfícies com perfil variado Figura 21: Raio de concordância por blend Figura 22: Intersecção entre filets Figura 23: Operações booleanas entre objetos sólidos Figura 24: Edições na superfície Figura 25: Modelamento baseado em features Figura 26: Fita de comandos numéricos Figura 27: Fresas inteiriças Figura 28: Ferramentas Intercambiáveis: a) hastes; b) pastilhas Figura 29: Sistemas de coordenadas para cinco eixos Figura 30: Metodologia geral de trabalho empregando sistemas CAM Figura 31: Planos do casco desenhado à mão Figura 32: Projeto a mão Figura 33: Sala de risco Figura 34: Montagem interna de componentes de um modelo Azimut no NX

8 Figura 35: Molde fêmea de convés Figura 36 Plug de madeira Figura 37: Modelo de convés Figura 38: Aplicação de revestimento sobre o plug Fonte: Nasseh, Manual de construção de barcos Figura 39: Plug de parte de uma embarcação Figura 40: Plug com polimento e aplicado as áreas com antiderrapante Figura 41: Simulação de usinagem no software NX, módulo CAM Figura 42: Desbaste dos blocos de isopor Figura 43: Usinagem do casco em isopor com máquina CNC de 5 eixos Figura 44: Usinagem do casco em isopor completa Figura 45: Aplicação da massa por spray Figura 46: Aplicação da tinta para acabamento Figura 47: Molde e Modelo do casco Figura 48: Projeto de uma embarcação Beneteau no CATIA Figura 49: Usinagem CNC de um modelo Beneteau Figura 50: Montagem de componentes do interior de uma embarcação Azimut no NX Figura 51: Montagem casa de máquinas no software NX Figura 52: Montagem modelo 3D no software SolidWorks Figura 53: Visualização do interior - Phantom 600, Schaefer Yachts

9 LISTA DE ABREVIATURAS CAD Computer Aided Design Desenho Auxiliado por Computador CAM Computer Aided Manufacturing Manufatura Auxiliada por Computador CNC Comando Numérico Computadorizado AEG Allgemeine Elektrizitäts Gesellschaft DIN Deutsche Industrien Normen Padrão Industrial Alemão IBM Internacional Business Machines MIT Massachusetts lnstitute of Technology CATIA Computer-Aided Three-Dimensional Interactive Application CADAM Computer Augmented Design And Manufacturing

10 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO APRESENTAÇÃO DO TEMA OBJETIVO GERAL OBJETIVOS ESPECÍFICOS JUSTIFICATIVA DELIMITAÇÃO DO TRABALHO METODOLOGIA UTILIZADA ESTRUTURA EVOLUÇÃO DAS EMBARCAÇÕES PRÉ-HISTÓRIA PACÍFICO SUL ÁSIA ORIENTAL EGÍPCIOS E FENÍCIOS GREGOS E ROMANOS VIKINGS IDADE MÉDIA GRANDES NAVEGAÇÕES SÉCULOS XII AO XIX IATE SISTEMAS CAD E CAM SISTEMAS CAD Desenvolvimento dos sistemas CAD Aplicações dos sistemas CAD Ambiente de trabalho em sistemas CAD Modeladores CAD SISTEMAS CAM E CNC Comando numérico computadorizado (CNC) Usinagem por máquinas CNC Processo de usinagem por fresamento Evolução dos sistemas CAM... 42

11 3.2.5 Procedimento geral de trabalho em um software CAM Situação dos softwares CAM no Brasil APLICAÇÃO DOS SISTEMAS CAD/CAM NA INDÚSTRIA DE EMBARCAÇÕES DE RECREIO EVOLUÇÃO DOS PROJETOS DE EMBARCAÇÕES CONSTRUÇÃO DOS MODELOS EXEMPLOS DE APLICAÇÕES DOS SISTEMAS CAD NA INDÚSTRIA NÁUTICA CONCLUSÃO...66 REFERÊNCIAS...68 SUMÁRIO...70

12 11 1. INTRODUÇÃO A navegação foi para a humanidade um meio muito importante de locomoção e transporte de produtos. As embarcações evoluíram ao longo do tempo de forma a tornar-se um meio mais eficiente para longas travessias durante muitos séculos. Os diversos tipos de embarcações que surgiram trouxeram sempre algo que melhorasse seu desempenho, tornando uma maneira interessante de mostrar uma parte da evolução da humanidade. Além das embarcações, outras evoluções atuais como o avanço das tecnologias desenvolvidas na área de computação gráfica como os sistemas CAD e CAM, possibilitam profissionais do design industrial e engenharia de cada vez mais desenvolver produtos competitivos e produzidos com precisão, trazendo um ganho real para as indústrias de produção em série. O Desenho auxiliado por computador (CAD) utiliza-se de ferramentas baseadas em softwares computacionais que auxiliam designers e engenheiros em suas atividades de projeto. A integração da manufatura auxiliada por computador (CAM) com sistemas CAD resulta num processo de produção mais rápido e eficiente. Esta metodologia é aplicada em diversas áreas da indústria. Na manufatura com a máquina CNC, o sistema CAM é utilizado para simplificar o processo e torná-lo preciso. Estes sistemas estão sendo utilizados para o desenvolvimento de produtos desde uma simples caneta a grandes embarcações, utilizados praticamente em todos os setores da indústria. Este tipo de tecnologia torna a empresa que o utiliza extremamente competitiva na produção e na qualidade das peças, por ser precisa, economizando portanto, tempo e mão de obra, aumentando o valor agregado do produto e a lucratividade da empresa. A utilização desta tecnologia na construção de embarcações de recreio torna mais eficiente processo e conseqüentemente mais e competitivo no mercado.

13 APRESENTAÇÃO DO TEMA O tema deste trabalho baseia-se na análise da evolução do desenvolvimento de produtos e sua produção, com o aprofundamento dos sistemas CAD e CAM, utilizados atualmente pela indústria, como também suas aplicações na indústria náutica. 1.2 OBJETIVO GERAL Apresentar a evolução histórica da navegação e dos tipos de embarcações, os sistemas computacionais gráficos CAD e CAM, mostrando suas implicações na indústria náutica de embarcações de recreio. 1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS - Mostrar a evolução dos tipos embarcações dentro de seu contexto histórico. - Apresentar os sistemas computacionais CAD e CAM - Analisar a aplicação dos sistemas CAD e CAM na indústria de embarcações de recreio. - Apresentar estudos de casos da aplicação destas tecnologias nos principais estaleiros deste setor. 1.4 JUSTIFICATIVA Diante dos avanços tecnológicos ocorridos até os dias atuais, os sistemas CAD e CAM podem ser considerados atuais, e possivelmente permanecerão como referência no desenvolvimento de produtos e sua sequente manufatura em todos os setores da indústria. Para a indústria do setor náutico, os avanços adquiridos com a inserção destas tecnologias, trouxe um ganho significativo com relação à qualidade dos produtos assim como sua velocidade do desenvolvimento e implantação do produto.

14 DELIMITAÇÃO DO TRABALHO Esse trabalho resume-se em mostrar um breve relato da evolução das embarcações ao longo dos séculos, como também, os conceitos básicos dos sistemas CAD e CAM e a inserção destes sistemas na indústria náutica de embarcações de recreio. 1.6 METODOLOGIA UTILIZADA Este trabalho utilizará pesquisas teóricas com relação a evolução dos tipos de embarcações como também ao sistema CAD e empíricas com trabalho de campo para o sistema CAM, enfatizando todo o processo do desenvolvimento dos modelos. Também serão utilizadas pesquisas bibliográficas e de campo, com acompanhamento de profissionais e professores qualificados na área, além de trabalhos utilizando máquina CNC como a modelagem de peças para embarcações. 1.7 ESTRUTURA A estrutura teórica deste trabalho apresenta primeiramente o histórico e a evolução dos produtos e sua manufatura, desde o artesanato aos dias atuais, seguido pelos sistemas CAD e CAM, com um breve embasamento teórico de suas aplicações, estas voltadas para o desenvolvimento de embarcações e, por fim, o estudo em campo do uso dessas aplicações para o desenvolvimento de uma embarcação.

15 14 2. EVOLUÇÃO DAS EMBARCAÇÕES No curso da história, as embarcações se desenvolveram juntamente com os povos em diferentes partes do globo terrestre. Pode-se citar três locais distintos, como a região do Atlântico, do Pacífico Sul e da Ásia Oriental, que de uma forma independente, criaram embarcações com formatos que diferem uns dos outros, pois foram desenvolvidos para as necessidades de cada povo utilizando materiais existentes de cada região. 2.1 PRÉ-HISTÓRIA Segundo Denny (2008, p.9), as primeiras incursões da raça humana sobre as águas ocorreu por volta de a.c. pela Europa, Ásia e África. As canoas, escavadas de um único tronco de árvore, foram difundidas em todo o mundo préhistórico, e pode-se imaginar em ter dado origem à maioria dos barcos modernos. As canoas representam quase que certamente, o contexto da tradição atlântica de construção naval. Já as jangadas ou balsa, é um barco que flutua pois utiliza materiais menos denso que a água como os troncos de árvores, juncos e bambus. É provável que as embarcações do antigo Egito surgiram de uma tradição de construção de jangadas, já que os barcos egípcios não possuem quilha. O catamarã polinésio pode-se considerar tecnicamente uma jangada. Pode ser que o junco chinês possa ter como origem a balsa, pois também não possui quilhas estruturais. Os barcos de pele eram feitos de peles de animais esticadas sobre uma estrutura de madeira flexível ou mesmo de ossos. Foram encontrados vestígios arqueológicos de embarcações feitas de pele de rena e galhadas de a.c.. Na pré-história existiram também as embarcações feitas com cascas de árvore, resultando em uma estrutura leve. As canoas de nativos americanos são bons exemplos deste tipo de embarcação. Contudo, são limitados em tamanho e frágeis se comparado as canoas e às jangadas.

16 PACÍFICO SUL Os catamarãs foram desenvolvidos há pelo menos três milênios. Estas embarcações consistiam tradicionalmente de dois troncos de madeira, dispostos em paralelo, ligados por uma plataforma rígida. Os catamarãs somente foram conhecidos pelos ocidentais quando um aventureiro inglês escreveu sobre eles na década de 1690 enquanto passava pela Índia. Todavia, os catamarãs mais conhecidos e utilizados como referência para embarcações modernas são aquelas desenvolvidas pelos povos polinésios, que através de grandes catamarãs oceânicos se espalharam pelas ilhas da Oceania, vindos da Ásia ou da Nova Guiné. (DENNY. 2008). Figura 1: Modelo de um catamarã havaiano de 500 d.c. Fonte: Denny, Float your boat: the evolution and science of sailing

17 ÁSIA ORIENTAL De acordo com Denny (2008, p.12), o nome junco tem a origem na palavra djong que na língua malaia significa barco. O junco (figura 2) é aplicado a uma grande variedade de embarcações oceânicas na Índia e principalmente na China. No seu auge, no início do século XV, os juncos eram a maior e melhor embarcação à vela existentes. No século XIX os navios europeus alcançaram o mesmo desempenho em termos de tamanho. A principal característica do junco é o casco de fundo chato, sem quilha verdadeira, com divisórias internas que dividiam o navio em seções estanques. Os juncos possuíam dois ou mais mastros, cada um com uma vela com formato elíptico pendurados obliquamente. Estas velas eram formadas por painéis estreitos que foram reforçadas por ripas de bambu relativamente leve, mas forte, que simplificou consideravelmente o aparelhamento necessário se comparado aos navios ocidentais. Figura 2: Modelo moderno de junco em Hong Kong. Fonte: Denny, Float your boat: the evolution and science of sailing

18 17 Durante a Dinastia Song na China, muito impulso foi dado para o desenvolvimento do junco, como o intuito de expandir o comércio exterior. Já na dinastia Ming os juncos chegavam a medir 120 metros de comprimento com o peso total de toneladas. Estas embarcações foram até seis vezes o comprimento das caravelas européias da época. 2.4 EGÍPCIOS E FENÍCIOS Para Denny (2008, p.16), em termos de evolução marítima, os egípcios e os fenícios contribuíram para o desenvolvimento das embarcações ocidentais, já que navegaram através do mar Mediterrâneo e no oceano Atlântico. A primeira representação de um barco a vela egípcio vem de um vaso que acreditam ser de 3500 a.c.. Nesta época, já haviam balsas de junco, com talvez um mastro, navegando através do rio Nilo. Até 2500 a.c., os egípcios faziam embarcações em madeira, com formato proveniente das jangadas, no qual transportavam mercadorias ao longo do rio Nilo e no litoral do mar Mediterrâneo oriental. Acredita-se que estes barcos não eram capazes de fazer viagens em mar aberto. Os egípcios também construíam barcaças para serem utilizadas em mar aberto. Seus cascos eram feitos de pequenas seções de pranchas de madeira, instalados de ponta a ponta, e utilizavam uma única vela quadrada e eram controlados através de dois remos na popa. Os fenícios eram uma civilização de negociantes espalhados por todo o Mediterrâneos, mas originários da região do atual Líbano. Eles deixaram poucas evidências sobre seus conhecimentos de construção naval, embora sabe-se que seus navios mercantes possuíam cascos resistentes e plataformas construídas de tábuas de madeira. No entanto, é certo que os fenícios foram peritos navais da antiguidade européia. Além dos navios comerciais, os fenícios desenvolveram embarcações de guerra, impulsionados pela concorrência comercial em ascensão no mar Mediterrâneo.

19 GREGOS E ROMANOS Na antiguidade, segundo Denny (2008, p.17), a velocidade de um barco era determinada pelo número de remos ou pela área da vela. Os gregos e os romanos fizeram uso de embarcações à vela para o comércio, mas utilizavam barcos movidos à remo nas guerras marítimas, já que as velas necessitavam de muito espaço no convés para o manejo enquanto para a guerra era necessário ocupar este espaço com soldados para repelir os navios inimigos. A velocidade tornou-se uma necessidade, já que com uma embarcação mais veloz, poder-se-ia frustrar os planos do inimigo. As embarcações dos gregos e romanos, tinham uma vela quadrada simples para atravessar o mar, e aliviar os remadores, mas as velas nunca eram utilizadas em batalhas. Estas embarcações não podiam levar mantimentos suficientes para a numerosa tripulação suportar uma longa viagem, como também não eram apropriadas para mar aberto. Figura 3: Exemplo de embarcação Grego-romana Fonte: Denny, Float your boat: the evolution and science of sailing

20 VIKINGS Derivada das canoas, as embarcações vikings conhecidas como Longship (figura 4), representa o conceito da construção utilizando as pranchas de madeira sobrepostas umas sobres as outras. Assim como os gregos e romanos, os vikings utilizavam remos para as embarcações de guerra e vela para as embarcações mercantes. Por volta de 800 d.c., os barcos tinham uma grande vela quadrada em um mastro removível implantado para viagens marítimas. Figura 4: Embarcação de guerra viking. Fonte: Denny, Float your boat: the evolution and science of sailing 2.7 IDADE MÉDIA De acordo com Denny (2008), com a necessidade de novas rotas comerciais após a queda do império romano, as embarcações mercantes precisavam ser capazes de enfrentar uma ampla variedade de condições de vento e mar, viagens mais longas e com o mais variado tipo de mercadorias a bordo. A vela latina, desenvolvida na região do mediterrâneo durante o império bizantino, foi essencial para a evolução das embarcações. Esta é uma vela com

21 20 formato triangular suportada por uma longa retranca, suspensa por um mastro e ficavam ao longo do eixo longitudinal da embarcação. Este tipo de vela possibilitava à embarcação navegar com um ângulo mais fechado com relação ao vento, tornando a navegação mais versátil. Contudo, estas velas não se comportavam bem com o mar agitado, tornando seu uso restrito ao mar mediterrâneo. Figura 5: Embarcação com vela latina Fonte: Denny, Float your boat: the evolution and science of sailing Outro passo importante ocorreu no século XII, quando barcos com lemes de popa apareceram na região da Escandinávia. Apesar deste tipo de leme ter sido inventado na China no século VII, é provável que esta tecnologia fosse desconhecida no ocidente. O leme de popa é mais eficaz para o controle de um barco do que os remos utilizados nos barcos mais antigos. O surgimento do cog ou coca hanseática, está associado a um grupo de comerciantes empreendedores com base nos portos do norte da Europa, intitulados

22 21 de a Liga Hanseática. Esta embarcação era robusta, navegava em águas rasas, e permitia carregar uma quantidade maior de mercadorias que os barcos anteriores. Este tipo de embarcação permaneceu na rota comercial. Figura 6: Exemplo de cog. Fonte: Denny, Float your boat: the evolution and science of sailing 2.8 GRANDES NAVEGAÇÕES Melhores embarcações levaram ao desenvolvimento do comércio em rotas mais distantes, o que contribuiu para a mistura de idéias na construção naval. A partir do século XV, surgiram diversas idéias de projetos de embarcações na Europa, todavia a embarcação mais bem sucedida nesta época foi a carraca, também chamada de nau pelos portugueses e espanhóis. Esta, era uma embarcação de borda alta, com leme de popa central e com dois a quatro mastros com velas quadradas e latinas, que navegava bem em ventos fortes e mar aberto, apesar de um pouco desequilibrado. A carraca foi o melhor barco desenvolvido na região do Atlântico daquela época, sendo utilizado tanto para o comércio como para a guerra em toda a Europa, como também nas explorações além da Europa.

23 22 Figura 7: Carraca Santa Maria, uma das embarcações utilizadas por Cristóvão Colombo em sua primeira viagem para a América. Fonte: Denny, Float your boat: the evolution and science of sailing Outra embarcação importante desta era dos descobrimentos foi a caravela. Originária de Portugal, era proveniente de barcos de pesca do século XIII. Significativamente menor que a carraca, transportava menos mercadorias, contudo, foi uma embarcação muito utilizada para o comércio de produtos de luxo, como as sedas e especiarias nos oceanos Atlântico e Índico e também para as explorações. As caravelas permaneceram na exploração e no comércio até o final do século XVI.

24 23 Figura 8: Réplica de Nina, caravela também utilizada na primeira excursão de Cristóvão Colombo para a América. Fonte: Denny, Float your boat: the evolution and science of sailing O galeão foi uma evolução da caravela como uma embarcação de guerra desenvolvida pelos espanhóis, com o intuito de suprir a necessidade de embarcações maiores para o transporte de mercadorias como também para a defesa de suas colônias do novo mundo. Esta embarcação carregava maiores quantidades de carga e armamentos, e ainda navegava muito bem. 2.9 SÉCULOS XII AO XIX Nesta época, outras inovações, como os canhões também evoluíram para tornar a embarcação mais eficiente, diminuindo o seu peso e aumentando o alcance do alvo. Os ingleses introduziram as velas cortadas e costuradas para torná-las mais planas e aerodinâmicas, possibilitando a embarcação navegar num ângulo mais fechado na direção do vento. Os holandeses também inovaram com os mastros telescópicos que podiam ser alongados ou encurtados de acordo com a necessidade. Os holandeses foram extremamente influentes na concepção de navios mercantes, sendo os principais mercadores dos séculos XVII ao XIX, e também

25 24 contribuíram muito para o desenvolvimento das embarcações à vela modernas. O fluyt (figura 9) foi um barco desenvolvido primeiramente para a pesca, com o casco de borda baixa e com mastros articulados que facilitava as manobras enquanto trabalhavam com as redes de pesca. Figura 9: Fluyt holandês. Fonte: Denny, Float your boat: the evolution and science of sailing Introduzido por volta do ano 1600, os fuyts tiveram algumas variações ao longo deste século, mas sua principal inovação foi por ser a primeira embarcação tendo o projeto todo especificado. Esta normatização, apesar das variantes, reduziu significativamente os custos de produção. Eram produzidas em massa pelo estaleiro Zaanstreek perto de Amsterdam. Para cortar custos, era utilizado pinheiro em vez do carvalho, tendo assim menor durabilidade. As melhorias do século XVII tornaram-se mais difundidas no século seguinte e os benefícios como a roda de leme, substituindo a alavanca de direção dos antigos galeões, melhorou a manobrabilidade da embarcação. A velocidade tornou-se uma vantagem significativa na navegação mercante. Uma embarcação veloz, poderia transportar produtos perecíveis, aumentando assim o valor do produto, como também seria demasiado rápido para ser atacado por piratas.

26 25 Os Estados Unidos entraram para a navegação mercante com embarcações projetadas para navegar com velocidade, desprovido de conforto, podendo viajar pelos oceanos do mundo com cargas valiosas e ter o tempo do percurso reduzido. O clipper (figura 10), foi uma embarcação pequena, produzida ao longo da costa leste dos Estados Unidos por volta de 1800 e tinha este nome, significando em inglês cortador, pois diziam que esta embarcação cortava as milhas náuticas a uma grande velocidade. Esta embarcação era do tipo escuna com normalmente três mastros altos, com grande área vélica, e um casco estreito construído com armações de ferro, coberto com tábuas de madeira. Contudo, estas embarcações duraram apenas uma geração, já que em 1855 os Estados Unidos teriam perdido o interesse do principal comércio no qual eram utilizados os clippers, o comércio de chá da China para Londres. Embora os americanos tivessem se destacados na construção dos clippers, os ingleses e holandeses também construíram este tipo de embarcação. Figura 10: Cutty Sark, um dos últimos clipper a serem utilizados no transporte de chá. Em 2007 foi destruído devido a um incêndio. Fonte:

27 26 Todavia, a verdadeira causa do desaparecimento destas embarcações foram o fator econômico desfavorável e o progresso tecnológico. James Watt havia feito um grande avanço no projeto de motor à vapor, quando as locomotivas tornaram-se um meio de transporte terrestre relativamente eficiente na época. Era apenas uma questão de tempo para que os motores à vapor substituíssem as velas para propulsionar os navios. Nesse meio tempo houve um período de tecnologia híbrida, como as embarcações que tinham tanto velas como rodas de pás movidas por máquinas à vapor. Figura 11: Modelo das primeiras embarcações à vapor do século XIX Fonte: Denny, Float your boat: the evolution and science of sailing Segundo Heskett (2006), a navegação se transformou no século XIX, quando os navios de madeira foram substituídos por enormes estruturas de ferro e aço movidas por máquinas à vapor e turbinas. De acordo com Denny (2008, p.106), as embarcações à vela ainda eram construídas para o transporte de mercadorias no final do século XIX e início do século XX, no entanto, ao longo de século XIX houve uma proliferação de tipos de embarcações à vela, já que a aplicação do ferro e do vapor na construção naval não foi imediata em todo o mundo.

28 IATE Embora as embarcações fossem necessárias para o transporte de mercadorias e também para a defesa militar durante estes séculos, houve também uma outra demanda a procura de embarcações apenas pelo prazer de navegar. Segundo a Enciclopédia Britânica (2010), o jacht, que significa caça em holandês, foi uma embarcação à vela pequena, leve e veloz, muito utilizada nos séculos XVI e XVII. Quando os holandeses chegaram à proeminência no domínio do mar do norte durante o século XVII, o jacht tornou-se uma embarcação para o recreio e esporte primeiramente pela realeza e depois pelos burgueses. Na Inglaterra, o jacht ficou conhecido quando Charles II retornou de seu exílio nos Países Baixos, para se tornar rei em 1660, cruzando o mar do norte em um jacht (figura 12) de vinte metros de comprimento. Figura 12: Modelo do jacht utilizado por Carlos II na sua travessia para a Inglaterra, sendo também o primeiro Yacht Real inglês. Fonte:

29 28 O nome deste tipo de embarcação derivou para yacht (iate) em inglês, sendo denominado para qualquer embarcação, geralmente leve e relativamente pequena usada para corridas ou para recreação. Na recreação o termo se aplica às embarcações de médio porte, originalmente movido à vela e mais tarde por motores à vapor ou à combustão. Após a década de 1840, o vapor começou a substituir a vela nas embarcações comerciais e posteriormente o motor com combustão interna. Este tipo de propulsão tornou-se amplamente empregado nas embarcações de recreio. Foram desenvolvidos iates de grande porte e ao longo do tempo tornou-se o passatempo favorito dos ricos. Com o desenvolvimento do motor à combustão utilizando diesel como combustível durante a Primeira Guerra Mundial e na década seguinte, a construção de iates de grande porte cresceu consideravelmente. Contudo, este crescimento foi paralisado após 1932 e a tendência foi a construção e embarcações menores e menos dispendiosas. Atualmente, a palavra iate exclui embarcações movidas por pás, remos ou motores de popa. As embarcações de recreio de pequeno porte movidas à vela, são chamados de veleiros, e as movidas à combustão chamam-se lanchas. Figura 13: Exemplo de veleiro da década de 1970 Fonte: Denny, Float your boat: the evolution and science of sailing

30 29 Figura 14: Embarcação de recreio de pequeno porte da década de Fonte: Figura 15: Iate construído em Fonte:

31 30 3. SISTEMAS CAD E CAM 3.1 SISTEMAS CAD Desenvolvimento dos sistemas CAD. Em 1950, foi utilizado pela primeira vez um display controlado pelo computador Whirlwind I no MIT (Massachusetts lnstitute of Technology) para a geração de imagens gráficas simples. Assim surgia um novo ramo, tanto da Ciência da Computação, como da Engenharia Eletrônica. Na década de 50, a Força Aérea dos Estados Unidos implementou um sistema de controle e comando de vôo (SAGE) baseado em Computação Gráfica. Segundo CUNHA (1987), no ano de 1962, o panorama começa a mudar, quando lvan E. Sutherland apresenta a sua tese no MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts): Sketchpad: a man-machine graphical communication system, o que lhe valeu o título de pai da moderna Computação Gráfica como também da realidade virtual. Em seu trabalho, Sutherland descrevia um sistema gráfico, inclusive com recursos de desenho em três dimensões, e provava a viabilidade do uso do computador para trabalhos de drafting e design (desenho e projeto auxiliados por computador). O desenvolvimento mais efetivo ocorreu quando o assunto começou a tornar-se também objeto de interesse da indústria, no princípio da década de 60, quando foi iniciada a implementação de alguns sistemas para apoio a projeto e fabricação, na área automobilística e aeroespacial. Neste sentido, vale a pena citar como exemplo, o projeto DAC-1 (Designs Augmented by Computer) da General Motors e o CADAM (Computer Aided Design and Manufacturing) da Lockheed. Iniciativas semelhantes ocorreram na McDonnell- Douglas, Rockwell, RollsRoyce, Ford, Volkswagen, Daimler Benz, entre outras empresas.

32 31 Na década de 70 se iniciou o desenvolvimento de softwares CAD/CAM e em 72 já era fato o início da utilização destes sistemas integrados pelas indústrias. Em 1975, Avions Marcel Dassault efetuou a compra de licenças para utilização do software CADAM. Porém já em 1977 a Dassault lança o software CATIA (Computer- Aided Three-Dimensional Interactive Application). Enquanto o CADAM foi desenvolvido para aplicações em 2-D, o CATIA iniciou o modelamento 3-D, aumentando as aplicações CAD nos projetos da empresa. Em 1976 a United Computing que desenvolveu o software Unigraphics CAD/CAM/CAE system, foi adquirida pela McDonnell-Douglas que no futuro será a principal concorrente do CATIA. Em 1981, foi criada a Dassault System, dedicada exclusivamente ao CATIA e no ano seguinte lançou a primeira versão comercializável do CATIA para projetos em 3D, modelamento de superfícies e programação de Controles Numéricos (CAM). A Unigraphics introduziu o primeiro sistema de modelagem de corpos sólidos, o UniSolid. Em 1982, os micro-computadores IBM teriam mais eficiência no processamento com custo reduzido, ocasionando a acessibilidade destes softwares a empresas menores para desenvolver produtos através destes sistemas. Em 1982 a empresa Autodesk foi fundada e apresentou o software AutoCAD pela primeira vez. A partir de então com a abertura do mercado de informática foram criados dezenas de outros softwares CAD/CAM para a utilização nestes computadores. O desenvolvimento destes softwares tem ligação direta com o avanço tecnológico dos computadores. Quanto mais eficientes os computadores vão se tornando, maior a capacidade de processamento de projetos complexos. Atualmente, segundo SOUZA e Ullbrich (2009), estima-se que haja mais de 70 empresas criadoras de software competindo no mercado mundial. De acordo com relatórios elaborado pela consultoria Frost & Sullivan, em 2008, (#N365-70), dentre as principais empresas destacam-se a Dassault Systems, Autodesk, PTC (ProEngineer), e Siemens PLM (atual Unigraphics), as quais ocupam 83% do mercado mundial.

33 32 Acredita-se que aproximadamente 75% dos usuários utilizam apenas os recursos em 2D. Porém grande parte destes usuários deverão migrar para CAD 3D devido a necessidades de aplicação. Figura 16: Divisão do mercado mundial de sistemas CAD. Fonte: Souza, Engenharia integrada por computador e sistemas CAD/CAM/CNC Aplicações dos sistemas CAD O sistema CAD é empregado nas atividades de desenvolvimento de produtos (design industrial) e projeto. O CAD tem por objetivo auxiliar no desenho e modelamento de peças pela interação com o computador em que são definidas todas as informações geométricas necessária para a manufatura. (SOUZA. 2009, p.39) Atualmente são desenvolvidos sistemas CAD para diversas aplicações de engenharia, arquitetura e design. Existem também, sistemas CAD para cada sub área de aplicação, como os módulos específicos para modelagem de chapas metálicas, de tubulações, circuitos elétricos, modelamento de formas complexas, desenhos 2D, entre outras aplicações. A classificação dos sistemas CAD dá-se conforme sua possibilidade de aplicação. Isto envolve fatores relacionados ao custo e à capacidade de representação geométrica destes sistemas. Esta classificação auxilia as empresas ao adquirir o sistema mais eficiente para a aplicação desejada. Esta classificação é dividida em três categorias: Sistemas CAD de pequeno, médio e grande porte. Os sistemas CAD de pequeno porte (low-end), corresponde aos softwares CAD utilizados para representar objetos e formas geométricas em duas dimensões tais como retas, círculos e curvas, para a representação gráfica. Nos sistemas CAD de médio porte (middle-end), a principal característica é a

34 33 representação geométrica em três dimensões. Esta classe de software pode gerar objetos com informações superficiais e características mecânicas como centro de gravidade e volume. Um sistema CAD tridimensional pode auxiliar em diferentes etapas de projeto, como na concepção, na análise dos componentes e montagens, centro de massa e gravidade entre outros, representando uma potente e indispensável ferramenta, e pode ser responsável por várias funções como o modelamento tridimensional, análise de formas geométricas para manufatura, análise de interferências em peças e conjuntos-montados, definição de volume e centro de massa do produto, geração de desenhos em duas dimensões com cotas e dimensionamentos, análise de suavidade de continuidade entre superfícies e, por fim, o gerenciamento do projeto. Os sistemas CAD de grande porte (high-end), foram desenvolvidos e utilizados por grandes corporações, como a General Motors, IBM, Dassault, entre outros. Estes sistemas são compostos por vários módulos dentro do mesmo software. Os módulos podem envolver outros sistemas computacionais de análises e auxílio na concepção do projeto. Esta categoria de sistema CAD engloba todas as características apresentadas até o momento Ambiente de trabalho em sistemas CAD De acordo com Souza (2009, p.121), considerando as diferentes atividades de projeto, a maioria dos sistemas CAD atuais possuem diferentes módulos de trabalho para atender a estas atividades, as quais podem envolver: - Desenhos 2D (draft). - Modelamento 3D de sólidos e superfícies (modeling). - Modelamento de formas complexas (free form). - Modelamento de chapas metálicas (sheet metal). - Projeto de ferramental (mould design). - Montagem (assembly). A modelagem virtual em sistemas CAD consiste em representar um objeto tridimensional em ambiente computacional. Os objetos tridimensionais são representados por meio de coordenadas cartesianas no espaço (x, y, z) e informações da topologia de construção que indicam as conexões existentes para representação da entidade geométrica, por meio de pontos, retas, curvas, arestas,

35 34 faces e outros objetos tridimensionais utilizados na construção da geometria final. As principais técnicas de construção de geometrias, comum em sistemas CAD, são através de geometrias primitivas, geometrias baseadas em domínio wireframe (malhas), que utiliza linhas e pontos num espaço tridimensional para a construção do modelo, e por geometrias de intersecção. O método em que utiliza geometrias primitivas consiste em criar geometrias através de formas simples como cubo, cilindro, esfera, plano, cone e torus. Figura 17: Superfícies primitivas: plano, cubo, cone cilindro esfera, torus. Fonte: Souza, Engenharia integrada por computador e sistemas CAD/CAM/CNC. Nas geometrias baseadas em domínio wireframe, os objetos são construídos utilizando informações geométricas num espaço, podendo ser retas, curvas, arcos, pontos ou uma combinação destas entidades. A partir destas informações, o usuário aplica a operação na qual será gerada a peça desejada, como exemplos a extrusão ou revolução de um perfil sobre um vetor direcional; extrusão de um perfil sobre outro perfil direcional; interpolação de curvas; migração entre seções transversais. Figura 18: Exemplo de revolução. Fonte: Souza, Engenharia integrada por computador e sistemas CAD/CAM/CNC.

36 35 Figura 19: Exemplo de extrusão. Fonte: Souza, Engenharia integrada por computador e sistemas CAD/CAM/CNC. Figura 20: Superfícies com perfil variado. Fonte: Souza, Engenharia integrada por computador e sistemas CAD/CAM/CNC. As geometrias tridimensionais de intersecção com raios são gerados automaticamente pelo software CAD quando o usuário solicita criar uma superfície suave, a fim de realizar a intersecção entre outras superfícies. Estas intersecções podem ser construídas por dois princípios conhecidos pelos termos filet ou filete e blend ou mistura. (figuras 21 e 22) Figura 21: Raio de concordância por blend Fonte: Souza, Engenharia integrada por computador e sistemas CAD/CAM/CNC.

37 36 Figura 22: Intersecção entre filets. Fonte: Souza, Engenharia integrada por computador e sistemas CAD/CAM/CNC Modeladores CAD Os softwares CAD podem ser divididos pelos métodos de modelamento que empregam. Existem sistemas CAD modeladores de superfícies, de sólidos, outros baseados em features como também os modeladores híbridos. Os sistemas modeladores de sólidos começaram a ser desenvolvidos no início da década de As geometrias tridimensionais modeladas com um sistema CAD modelador de sólidos são entidades sólidas, contendo informações volumétricas, superficiais e físicas, como massa, centro de gravidade e inércia. (SOUZA p.108) Com um produto sólido modelado, embora possa haver interações com outras geometrias sólidas para construir a forma desejada, o resultado final consiste em uma única entidade. Contudo, o modelador de sólidos encontra grandes limitações para o modelamento de formas complexas. Figura 23: Operações booleanas entre objetos sólidos. Fonte: Souza, Engenharia integrada por computador e sistemas CAD/CAM/CNC.

38 37 O modelador de superfícies emprega recursos matemáticos que permitem a criação de formas complexas com grande interatividade. Geometrias complexas são superfícies que não possuem raio de curvatura rígido e constante, como a superfície de um cilindro ou de um cone. (SOUZA, 2009 p.98) As geometrias criadas em um modelador de superfície não possuem espessura, sendo apenas uma casca. Outra característica importante de um modelador de superfícies é que os produtos modelados são compostos por diversas superfícies, ao contrário do modelo sólido, submetidos às operações de modelamento, resultam em uma única entidade geométrica. Figura 24: Edições na superfície. Fonte: Souza, Engenharia integrada por computador e sistemas CAD/CAM/CNC. Segundo Souza (2009, p.114), nos sistemas CAD atuais, features cuja a característica são elementos geométricos baseados em formas padronizadas, como furos, chanfros, rebaixos, dentre outros elementos. O modelamento baseado em features exclui a utilização de operações de intersecção para criar tais entidades, as quais são criadas automaticamente ao comando do usuário. Todas as informações geradas no modelamento por feature podem permanecer armazenadas na árvore de construção topológica. Qualquer alteração das dimensões e características de uma feature, pode ser realizada pela árvore de construção.

39 38 Figura 25: Modelamento baseado em features. Fonte: Souza, Engenharia integrada por computador e sistemas CAD/CAM/CNC. Contudo, esta técnica tem sido implementada somente em sistemas CAD modeladores de sólidos ou híbrido. O número de entidades features disponíveis pelos sistemas CAD é limitado às formas familiares. Os sistemas CAD modeladores híbridos possuem a capacidade de modelamento sólido e de superfície, em um mesmo ambiente de trabalho. Um modelador híbrido representa uma grande versatilidade de trabalho. Regiões de formas não complexas em um produto podem ser geradas facilmente com recursos de superfície, mantendo grau de curvatura e continuidade geométrica. (SOUZA, 2009 p.116) 3.2 SISTEMAS CAM E CNC Comando numérico computadorizado (CNC) De acordo com Souza (2009, p.219), a idéia de realizar ações em equipamentos através de comandos numéricos não é recente. Em 1808, Joseph Jacquard utilizou cartões perfurados que indicavam as posições e ações de equipamentos têxteis. Em 1863, Fourneaux patenteou a idéia de criar um sistema automático para o acionamento de pianos. Ao Empregar uma fita perfurada que continha informações do acionamento do piano, Fourneaux criou mais do que a pianola, pois abriu possibilidade de empregar este método em outras aplicações (figura 26). No início da década de John Parsons e o MIT (Instituto de Tecnologia de

40 39 Massachusetts), desenvolveram uma fresadora que era acionada por uma fita perfurada que continha informações da movimentação da máquina para realizar a usinagem desejada. Figura 26: Fita de comandos numéricos. Fonte: Souza, Engenharia integrada por computador e sistemas CAD/CAM/CNC. O comando numérico tinha algumas limitações que levaram ao desenvolvimento do comando numérico computadorizado, já que as máquinas moviam-se automaticamente, entretanto não havia controle sobre o processo. Em síntese, o comando numérico (CN ou NC, de numerical control ) representa o acionamento de equipamentos por coordenadas numéricas. O CNC (comando numérico computadorizado) representa o mesmo acionamento, porém controlado por computador. Neste caso, o computador pode interagir e controlar a máquina, e as alterações do programa podem ser facilmente realizadas. Esta transição ocorreu ainda a década de 1950, entretanto esta tecnologia foi absorvida pela indústria apenas na década de 1980, com o aparecimento do microcomputador. Segundo a EIA (Associação de Industrias Eletrônicas) dos Estados Unidos, o comando numérico computadorizado é definido como um sistema no qual as ações são controladas através da inserção de dados numéricos em algum ponto. O sistema deve interpretar automaticamente ao menos parte destes dados. Então o comando numérico deve ser capaz de receber informações através de alguma entrada de dados própria, interpretá-las e transmiti-las em forma de comando à máquinaferramenta de modo que esta realize as operações desejadas. Estas informações recebidas são codificadas com letras, números e símbolos, em um formato apropriado, definindo um programa de instruções para a fabricação de uma determinada peça. O comando necessita do hardware para ler e interpretar as instruções e convertê-las em ações mecânicas da máquina.

41 Usinagem por máquinas CNC O processo de fabricação de peças na indústria dá-se por dois métodos principais: pela deposição de material ou pela remoção de material. No processo de fabricação de peças através da adição de material, a matéria prima é depositada para formar o produto desejado. Como exemplo destes processos cita-se: fundição, sinterização, soldagem, prototipagem rápida, conformação, dentre outros. (SOUZA. 2009, p.191) Contudo, estes métodos apesar de parecerem o mais coerentes em termos de fabricação e sustentabilidade, apresentam várias restrições quanto à forma geométrica e às características mecânicas obtidas. Na indústria aeronáutica, por razões de segurança e para assegurar resistência mecânica devida, os componentes estruturais devem ser completamente usinados, evitando montagem, soldagem, etc.. O termo usinagem é o mais apropriado para o método de fabricação pela remoção do material. Consiste basicamente na fabricação de um produto pela remoção de material excedente de um corpo primitivo. Pode ser classificado como: - Usinagem não convencional: A remoção do material é realizada por processos relativamente novos, tais como corte à laser, jato d água e eletro erosão. - Usinagem convencional: Neste processo, uma ferramenta de corte realiza a remoção de material. Nesta classificação cabem os processos de torneamento, fresamento, furação, rosqueamento, dentre outros Processo de usinagem por fresamento Para Souza (2009, p.194) O processo de usinagem por fresamento é considerado o mais complexo dos processos de usinagem convencional, por trabalhar com usinagem de superfícies. Muitos casos requerem a utilização de sistemas CAM para a programação da usinagem. O entendimento do processo de fresamento propiciará a compreensão dos demais processos de usinagem, quanto à movimentação da ferramenta. O processo de fresamento na maioria das vezes emprega uma ferramenta de corte denominada fresa e possui haste cilíndrica e arestas de corte. As fresas podem ser classificadas principalmente como inteiriças e com insertos intercambiáveis. Nas fresas inteiriças, as regiões da ferramenta que realizam o corte e a haste

42 41 de fixação representam um único corpo. Para confeccioná-las utiliza-se o aço-rápido ou o metal-duro. O metal-duro representa a matéria-prima mais evoluída para esta aplicação, pois permite trabalhar com elevadas velocidades de corte e ao considerar a rigidez e vida útil da ferramenta, se comparada ao aço-rápido. Estas ferramentas podem possuir um revestimento superficial para prover maior eficiência e vida útil à estas ferramentas. Figura 27: Fresas inteiriças. Fonte: Souza, Engenharia integrada por computador e sistemas CAD/CAM/CNC. A ferramenta com insertos intercambiáveis é composta por pastilhas, que representam a região do corte, fixadas a uma haste. Estas pastilhas são fabricadas pela metalurgia do pó (sinterização) e recebem um tratamento superficial. Além de diferentes formas geométricas, podem possuir diferentes recobrimentos. As pastilhas são fixadas às ferramentas por um parafuso de fixação e suas faces afiadas, podem ser alteradas conforme o nível de desgaste. Figura 28: Ferramentas Intercambiáveis: a) hastes; b) pastilhas. Fonte: Souza, Engenharia integrada por computador e sistemas CAD/CAM/CNC.

43 42 As principais operações de fresamento envolvem a etapa de desbaste, quando se extrai o excesso de material do bloco a ser trabalhado, e acabamento, que visa remover todo o material excedente das operações de desbaste e obter melhor qualidade superficial. O processo de fresamento pode ocorrer em três eixos através do sistema cartesiano (x, y, z), como também em cinco eixos onde são atribuídas rotações sob os eixos cartesianos. Figura 29: Sistemas de coordenadas para cinco eixos. Fonte: Souza, Engenharia integrada por computador e sistemas CAD/CAM/CNC. O processo de fabricação no qual utiliza-se a usinagem em cinco eixos possibilita a produção de peças contendo formas complexas que possuam regiões com diferentes ângulos de inclinação, pois permite um melhor posicionamento da ferramenta. Contudo, estima-se que a precisão da usinagem cinco eixos é inferior à usinagem três eixos, devido à movimentação rotacional dos eixos, que podem interferir na precisão de posicionamento e movimentação (interpolação dos eixos) durante a usinagem Evolução dos sistemas CAM De acordo com Voisinet (1988, p.61), a manufatura auxiliada por computador (CAM) utiliza-se do resultado do desenho auxiliado por computador (CAD). A combinação de CAD e CAM tem o efeito de aumentar radicalmente a produtividade e a precisão. Quando o CAD é usado para preparar o modelo de um produto, as instruções para a produção ou preparação daquela peça são enviadas diretamente para fábrica.

44 43 O profissional CAM efetua o planejamento de processos e processamento entre outras tarefas. O planejamento de processos é a sequência dos passos da produção. O processamento mecânico tem a ver com a criação do caminho da ferramenta durante o processo de usinagem. Até então, a utilização verdadeiramente integrada de CAD/CAM era uma meta a ser cumprida pela indústria. Muitos possuíam o CAD e outros o CAM, mas poucos se utilizavam da integração entre CAD/CAM. Nestes casos, o programador CNC recebia o desenho técnico da peça a ser produzida e a transformava em linguagem de máquina manualmente. Segundo Souza (2009, p.256), no início da década de 1990, o desenvolvimento de hardware e software permitiu que os sistemas CAM pudessem ser executados a partir de computadores pessoais, tornando-os mais acessíveis à indústria. Contudo, os erros nas trajetórias calculadas pelo computador eram comuns, além de serem tão lentos que, mesmo utilizando computadores sofisticados para a época, podia levar mais de oito horas para calcular-se uma simples estratégia. Atualmente, os tempos de processamento estão reduzidos, viabilizando, inclusive, a possibilidade de se estudar diferentes estratégias para realizar uma usinagem específica. A utilização de sistemas CAM propiciou uma significativa evolução no processo de programação CNC para a fabricação de moldes, matrizes e peças contendo formas geométricas complexas. Os sistemas CAM, para fresamento em três eixos estão num patamar evolutivo atingindo seu ápice quanto aos cálculos de trajetórias. Uma tendência de mercado é a aplicação do fresamento por cinco eixos. Nesta operação, além da máquina e do comando CNC, o software CAM deve estar apto para o processamento deste tipo de estratégia. Os recursos disponíveis atualmente nos sistemas CAM para usinagem cinco eixos simultâneos está na proporção em que os sistemas CAM para usinagem três eixos, se encontravam em meados da década de Procedimento geral de trabalho em um software CAM Para geração de programas para CNC utilizando um sistema CAM, o usuário deve possuir inicialmente o modelo geométrico CAD. A geometria CAD é utilizada pelo

45 44 sistema CAM como base de cálculo das trajetórias da ferramenta. Após o cálculo, o percurso da ferramenta deverá ser simulado e posteriormente codificado em comandos, os quais possam ser interpretados e transformados pelo CNC em movimentos e acionamentos. (SOUZA. 2009, p.259) Um sistema CAM tem por função calcular as trajetórias para a movimentação de forma que a máquina possa realizar a usinagem, realizar a simulação da usinagem, calcular e gerar programas CNC para máquinas específicas. Para realizar sua função, os sistemas CAM necessitam de diferentes dados de entrada que devem ser fornecidos pelo usuário como também auxiliados pelo software. Figura 30: Metodologia geral de trabalho empregando sistemas CAM. Fonte: Souza, Engenharia integrada por computador e sistemas CAD/CAM/CNC.

46 45 Segundo Souza (2009), as informações necessárias para o desenvolvimento da estratégia de usinagem através dos sistemas CAM são: - Geometria a ser usinada: Com exceção de algumas aplicações específicas, a geometria a ser trabalhada deve provir de um sistema CAD, que pode ser obtida através do mesmo sistema CAD/CAM ou de um software distinto que deve ser exportado utilizando formatos padrões entre os softwares. - Definição das regiões a serem usinadas em cada operação: O CAM deve ser informado se a peça será usinada completamente ou apenas em regiões específicas. Existem diferentes métodos para identificar estas regiões. Isto dependerá principalmente da operação de usinagem a ser realizada. - Definir a ferramenta de corte: Os sistemas CAM oferecem uma grande variedade de ferramentas de corte para calcular as trajetórias para fresamento. A forma geométrica da ferramenta assim como seu diâmetro, é utilizada nos cálculos das trajetórias. - Definir a estratégia de corte: é o formato geométrico e topológico que a ferramenta deve seguir para realizar a usinagem de uma superfície. Atualmente, os sistemas CAM oferecem várias opções de estratégias de corte, que devem ser aplicadas conforme a geometria da peça. - Definir os parâmetros de corte: além dos parâmetros geométricos, profundidade de corte radial, axial, o programa CNC necessita da rotação da ferramenta (RPM) e da velocidade de avanço de corte (mm/min.). Nesta etapa também define-se a velocidade da movimentação da ferramenta em vazio e movimentos de aproximação e retração no material. Apesar destas informações serem atribuídas pelo programador CAM, não interferem no cálculo das trajetórias Situação dos softwares CAM no Brasil De acordo com Sant Ana (2010 p.37), estima-se existirem em torno de ferramentarias sendo a maioria de pequeno porte, no território nacional. O grande número de moldes chineses que estão entrando no Brasil, preocupam os produtores

47 46 que estão apostando em alta tecnologia com equipamentos dotados com soluções avançadas, para enfrentar o mercado atual. Os softwares CAM conseguem considerável redução do tempo necessário para realizar as usinagens, chegando com isto, em alguns casos, a uma economia superior a 30% em relação às regulagens feitas de modo direto nas máquinas, o que representa uma significativa vantagem se for considerado o elevado custo da hora/máquina. As multinacionais PTC, Mastercam, Siemens, Dassault Systèmes e SolidCAM, estão entre os fornecedores de softwares, disponibilizando escritórios de vendas ou representantes no Brasil, e importando produtos lançados mundialmente, com características adequadas para atender as solicitações e particularidades do mercado nacional. A grande maioria dos softwares de CAM vendidos no Brasil é voltada para trabalhar com centros de usinagem de três eixos, estando em alta nos últimos tempos a procura por centros de usinagens com cinco eixos, que possibilitam produzir peças com maior complexidade, em busca de competitividade. Contudo, os controles numéricos das máquinas devem ser compatíveis com os softwares, para que os recursos destes sejam aproveitados de forma plena, o que leva os fornecedores a estarem atentos ao avanço tecnológico dos equipamentos. O mesmo ocorre em relação aos fabricantes das ferramentas de corte. Uma grande preocupação dos fornecedores é a formação de mão de obra capacitada para programar os softwares, sendo usual oferecer treinamento e apoio aos clientes. As empresas também agem nos cursos profissionalizantes, ambientando os futuros profissionais com os segredos da programação dos comandos numéricos computadorizados.

48 47 4. APLICAÇÃO DOS SISTEMAS CAD/CAM NA INDÚSTRIA DE EMBARCAÇÕES DE RECREIO Desde a década de 1950, os avanços nos materiais e técnicas de fabricação utilizados na indústria de embarcações de recreio tem ajudado a reduzir o custo de produção como também, aumentar a qualidade do produto. No início da construção seriada de barcos na década de 1950, o conhecimento global das etapas de fabricação era extremamente questionável. (NASSEH, 2000 p.47) Os materiais utilizados eram, principalmente, madeira, resina poliéster e fibras rudimentares. Os processos de fabricação derivava das técnicas provenientes das construções em madeira do começo do século XX. Conforme a demanda de barcos foi crescendo, as áreas de projeto, materiais e fabricação começaram a se fundir. O construtores se familiarizaram com os diversos tipos de matérias-primas e desenvolveram técnicas que tornaram a produção mais econômica. Os projetos se adaptaram aos novos materiais e tecnologias para fabricação. Com o passar do tempo e com a competitividade dos estaleiros, começou a existir uma pressão para se construir embarcações mais leves, de modo mais rápido e eficiente. A tendência de redução de peso nas embarcações, através da utilização de materiais como a fibra de vidro, não reflete apenas em um barco mais veloz, mas também um custo menor de produção, já que a quantidade de materiais e o volume de mão de obra são menores. Contudo, por ser um material compósito, o descarte torna-se um processo complicado, já que este material não permite ser reciclado. Segundo Nasseh (2000 p.45), Para a construção de embarcações de recreio produzidas em série utiliza-se a o laminado de fibra de vidro como matéria-prima. Do ponto de vista econômico, a construção em fibra de vidro possui um custo final abaixo dos outros materiais utilizados, além do que barcos em fibra de vidro têm menor depreciação ao longo do tempo. Uma das principais vantagens sobre materiais como aço e alumínio é a variedade de estruturas que pode ser conseguida combinando materiais básicos. Entretanto, a grande diferença em relação a outros tipos de materiais deve-se à ortotropia, que significa em engenharia, que o material pode resistir de forma diferente quando submetido a cargas em diferentes direções. Dessa forma, é

49 48 possível construir uma embarcação mais leve e resistente, colocando as fibras apenas nas direções onde existam forças atuando. Essa vantagem oferece tanto ao projetista quanto ao construtor a oportunidade de ajustar os materiais, as especificações de cada peça e o tipo de processo de moldagem, além de fazer uma combinação mais resistente para a embarcação. Os materiais compósitos têm sido utilizados para a construção do casco, convés e outras peças do interior. Devido ao fato de que, na maior parte das vezes, peças fabricadas com materiais compostos são produzidas com o auxílio de moldes, várias formas complicadas podem ser desenvolvidas, o que seria difícil, ou praticamente impossível, de ser feito com qualquer outro tipo de material. 4.1 EVOLUÇÃO DOS PROJETOS DE EMBARCAÇÕES De acordo com Perry (2008 p.37), anos atrás as formas de um casco eram esculpidos como modelo por seus projetistas. Este modelo era cortado em várias seções nos planos horizontal e vertical e, sendo utilizados como gabaritos para transpor as plantas de projeto. Eventualmente, os projetistas passaram a projetar, desenvolvendo primeiramente os desenhos no papel, para então, construir um modelo para verificar o desenho.

50 50 Nestes métodos de construção, havia a necessidade de um espaço dentro do estaleiro chamado sala de risco (figura 33), onde certamente o mais qualificado carpinteiro era responsável por desenhar e suavizar as linhas longitudinais do modelo. Com este processo, havia a necessidade do carenamento das linhas em escala natural, uma vez que o projeto é realizado em escala reduzida. Ao mudar a escala para o tamanho natural era preciso verificar os pontos fornecidos pelo projetista. Com isso, o modelo tomava forma em escala natural sobre a mesa de risco, como se fossem pranchetas em escala natural. Figura 33: Sala de risco. Fonte: Nasseh, Manual de construção de barcos. Após riscar as linhas do modelo, devia-se conferir a tabela de cotas para evitar enganos que seriam certamente incorrigíveis. Nesta tabela, normalmente representada ao lado do plano de linhas, encontram-se medidas geradas a partir de linhas de referência como a linha de base e a linha de centro do modelo. Estas dimensões são organizadas em forma de planilha. Com a utilização do computador, tornou-se desnecessário a sala de risco, já que através de uma plotter imprime-se o projeto em escala natural. De acordo com Perry (2008), durante a década de 1980, iniciou-se o desenvolvimento dos softwares que auxiliam na criação das linhas do casco reduzindo consideravelmente o tempo despendido neste processo, além de aumentar a precisão no resultado final. Estes softwares também fazem cálculos hidrostáticos para que se tenha compreensão dos resultados de desempenhos que se possa atingir com determinado modelo. A facilidade de alteração das linhas

51 51 também ajuda a obter um casco com melhor desempenho, já que no desenho feito à mão, levava-se dias para transpor todos estes dados hidrostáticos. Nesta época, o AutoCAD era o principal software disponível para se fazer o desenho das outras partes como também do detalhamento técnico da embarcação. Apesar de apenas permitir desenvolver projetos em 2D, isto já era um grande avanço para época pois tornava o projeto cada vez mais preciso e com tolerâncias cada vez menores, além da praticidade de se projetar se comparado ao desenho feito à mão. Atualmente, a maior parte dos estaleiros utilizam diversos softwares CAD, tanto 2D como 3D, para desenhar as partes de uma embarcação. Com eles, pode-se modelar todas as peças que serão utilizadas, com suas espessuras, definindo todos os encaixes e montagem das peças. Os softwares CAD atuais possuem módulos de análises que permitem definir o material de cada peça, relacionando suas propriedades mecânicas, assim podendo calcular os esforços detalhadamente, como também mostra o centro de gravidade e seu deslocamento total. Figura 34: Montagem interna de componentes de um modelo Azimut no NX. Fonte:http://www.plm.automation.siemens.com/en_us/about_us/success/case_study.cfm?Component Template=1481&Component=30559

52 CONSTRUÇÃO DOS MODELOS (NASSEH, 2000 p.212) Sempre que laminações de fibra de vidro forem utilizadas, algum tipo de forma ou molde será requerido para fornecer suporte para disposição das fibras e impregnação da resina. O molde pode ser macho ou fêmea, dependendo do lado onde será necessário o melhor acabamento. Na produção de embarcações, os moldes fêmeas são quase sempre usados para construir cascos e conveses, a fim de proporcionar um acabamento melhor na superfície externa, onde realmente é necessário. Outros moldes podem ser do tipo macho, uma vez que precisa-se obter um acabamento interno liso. Figura 35: Molde fêmea de convés. Fonte: Autor. (NASSEH, 2000 p.209) Na maior parte das vezes, desenvolver um conjunto de moldes para produção de um determinado modelo não é algo simples nem rápido. A maioria dos grandes estaleiros tem sua própria divisão de moldes. O aspecto econômico da fabricação dos moldes é fundamental. Eles são construídos quando se pretende fazer uma série de peças. No caso de uma embarcação, para construir mais do que cinco unidades é válido optar pela fabricação de moldes.

53 53 Geralmente, um conjunto de moldes não se resume apenas a casco e convés, mas também devem estar incluídos contra-moldes do interior, banheiros, peças do comando, flybridge, tampas, entre outros, dependendo da complexidade da embarcação. A primeira etapa da construção dos moldes é a fabricação dos modelos. Ele é a réplica exata do produto final, portanto, o acabamento deste modelo deve ser perfeito pois determinará a qualidade do produto final. No método tradicional, a etapa inicial é riscar, em escala real, sobre chapas de compensado o desenho das linhas do modelo, a fim de corrigir qualquer defeito que possa existir na elaboração do plano de linhas. A partir desse desenho, são cortadas, em madeira, as seções transversais, que são montadas sobre um picadeiro ou base também de madeira. Longitudinalmente, são posicionados sarrafos de madeira simulando virotes de tamanho real. A superfície de compensado ou pequenas ripas são grampeadas nas cavernas e nestas ripas a fim de obter o fechamento total da superfície do modelo. Figura 36 Modelo em madeira. Fonte: Nasseh, Manual de construção de barcos.

54 55 desmoldante, para então ser confeccionado o molde que será utilizado na produção final das peças. Figura 39: Modelo de parte de uma embarcação. Fonte: Autor. Figura 40: Modelo com polimento e aplicado as áreas com antiderrapante. Fonte: Autor. Recentemente, com a introdução dos sistemas CAD/CAM na indústria náutica, foi desenvolvido um método mais rápido e preciso para construir os modelos. Com o

55 56 modelo em CAD e através de máquinas CNC com cinco eixos de grande porte, programadas a partir de um software CAM, o modelo é esculpido tendo o resultado final a peça desenvolvida em CAD. O modelo pode ser fresado em diversos tipos de materiais como a espuma de poliuretano, isopor, massas plástica de diversos tipos, madeira, entre outros O material é escolhido de acordo com a disponibilidade, custo/benefício, como também com o tamanho e a complexidade das formas. O processo resume-se em confeccionar uma estrutura com ferro resistente o bastante para não ceder com o peso colocado sob a mesma. Esta estrutura é revestida com compensado e laminado com fibra de vidro. Em seguida colocam-se os blocos de espuma ou isopor que serão esculpidos pela máquina CNC. Na montagem, os blocos podem ser distribuídos de acordo com a necessidade como também para facilitar o processo de desbaste pela CNC. A montagem disposta pelos blocos pode ser passada para o programador CAM, através de um modelo CAD, que então utiliza uma estratégia que otimiza o caminho do desbaste, indo apenas onde realmente possui material a ser retirado. Figura 41: Simulação de usinagem no software NX, módulo CAM. Fonte: Autor.

56 57 Figura 42: Desbaste dos blocos de isopor. Fonte: Autor. Após a retirada do excesso de material dos blocos, usina-se novamente o modelo para obter a forma com mais detalhes e acabamento. Nesta primeira etapa de usinagem, o material deve ser cortado abaixo do tamanho final com a finalidade de deixar espaço para o material que será adicionado na sequência do processo. Figura 43: Usinagem do casco em isopor com máquina CNC de 5 eixos. Fonte: Autor.

57 58 Figura 44: Usinagem do casco em isopor completa. Fonte: Autor. Dependendo do tipo de material a ser adicionado, que proporcionará o acabamento final, é necessário a laminação da peça em fibra de vidro. A espessura necessária varia de acordo com o tamanho da peça. Após a laminação, dá-se a aplicação da massa. A espessura da massa é aplicada ultrapassando a espessura final da peça, pois será submetida novamente a usinagem que resultará na forma final do modelo. A massa pode ter aplicação manual com ou sem um aplicador ou mesmo, através de uma pistola de spray. Figura 45: Aplicação da massa por spray. Fonte: Autor.

58 59 Com a re-usinagem concluída, a peça segue para o acabamento final. Este acabamento é realizado de forma manual e serve principalmente para retirar linhas deixadas pela usinagem ou mesmo para finalizar lugares onde a máquina não pôde alcançar. Como no método tradicional, com a superfície acabada, aplica-se várias demãos de uma tinta especial que dará o brilho final da peça. Realizado o acabamento final e o polimento, o modelo está pronto, então, para a construção do molde destinado a produção em série. Figura 46: Aplicação da tinta para acabamento. Fonte: Autor. Figura 47: Molde e Modelo do casco Fonte: Autor.

59 61 Estes softwares permitem a criação simultânea de superfícies complexas, interiores, e a otimização de partes compostas, com a precisão matemática que os construtores de barcos não imaginavam há dez anos atrás. Com os grandes progressos alcançados ao utilizar o modelamento 3D faz-se possível produzir um modelo de embarcação ou utilizá-lo diretamente para a construção do molde. Através de uma CNC com cinco eixos, fabrica-se todos os moldelos de uma embarcação e substitui-se o método clássico de se construir os modelos com madeira. Figura 49: Usinagem CNC de um modelo Beneteau. Fonte: A Azimut é outra empresa de renome mundial que migrou para os sistemas CAD. A Azimut é pioneira na construção de embarcações de fibra de vidro na Itália. A maioria das embarcações menores da empresa são produzidas em grandes quantidades e utiliza um processo padronizado de produção, implicando em uma maior uniformidade durante a montagem das peças. As embarcações de maior dimensão são mais personalizadas, de acordo com as necessidades e o gosto dos clientes. Estas embarcações necessitam de um processo de produção mais flexível. Contudo, existem peças entre os barcos de diferentes tamanhos e modelos que podem ser utilizados para vários projetos, o que facilita tanto no desenvolvimento do projeto, quanto na sua produção. No departamento de pesquisa e desenvolvimento da Azimut, foi implantado os sistemas CAD através do software NX, que utiliza os recursos PLM (product lifecycle management gerenciamento do ciclo de vida do produto), disponíveis neste software. Tornar o processo organizado, eliminar todos os erros possíveis e

60 62 facilitar as mudanças necessárias durante as fases mais avançadas do projeto, além de diminuir consideravelmente o tempo de desenvolvimento dos produtos, são algumas das vantagens que influenciaram a utilização destes sistemas, que trouxeram resultados muito satisfatórios, especialmente na área de desenvolvimento de projeto. Figura 50: Montagem de componentes do interior de uma embarcação Azimut no NX. Fonte:http://www.plm.automation.siemens.com/en_us/about_us/success/case_study.cfm?ComponentTemplate=1 481&Component=30559 Uma embarcação é um produto complexo, composta por muitas partes. A funcionalidade do software permite à equipe da Azimut projetar e otimizar todos os componentes em uma embarcação. Para exemplificar esta situação, o fornecedor do motor envia para o departamento de projetos um arquivo digital em 3D do motor, e através do software inclui-se o motor na montagem da embarcação e otimiza-se o posicionamento desse motor. Isto também ocorre com o projeto do mobiliário da embarcação. São enviados, para os fornecedores, os desenhos detalhados do que precisam produzir, incluindo o que está localizado ao redor como também, onde estas peças serão colocadas. A Azimut utiliza o sistema CAM integrado ao CAD, para a criação das estratégias para a usinagem dos modelos, através de máquinas CNC.

61 63 O Grupo Ferretti é uma empresa líder mundial em design, construção e vendas de embarcações a motor de luxo voltadas para o lazer. Esta empresa compõe nove marcas de prestígio no setor náutico como a Ferretti Yachts, Pershing, Itama, Bertram, Riva, APREMARE, Mochi Craft, CRN além de uma linha personalizada de embarcações. A coordenação dos departamentos de design e engenharia de todo o Grupo Ferretti é gerenciada pela AYT (Advanced Yacht Technology), um dos centros mais sofisticados em pesquisas e design do mundo náutico. A AYT emprega cerca de 90 designers e técnicos especializados, empenhados em atingir a excelência no desempenho do barco, conforto, confiabilidade e estilo. A AYT está organizada em plataformas tecnológicas, dedicadas a aspectos específicos do desenvolvimento do produto. Nestes inclui-se o projeto do casco, equipamentos eletrônicos, estruturas e composição da fibra de vidro, técnicas e sistemas elétricos, modelagem 3D, processos e o gerenciamento dos materiais envolvidos. Cada plataforma interage com os especialistas internos das diferentes marcas do grupo. A marca Pershing tem suas embarcações reconhecidas pela concepção e produção de alto desempenho por mais de 30 anos. Foi a primeira dentro do Grupo Ferretti a introduzir a tecnologia dos sistemas CAD através do software NX. A empresa planeja adotar estes sistemas posteriormente para suas outras marcas. O primeiro projeto, totalmente desenvolvido através da plataforma NX da Siemens, foi um modelo de 50 pés, sendo utilizado principalmente para a fase de concepção de componentes e conjuntos. Embarcações desta dimensão, são normalmente compostas por cerca de componentes. Com equipamentos avançados de computação gráfica, os projetistas podem analisar todas os componentes e suas montagens através de um protótipo virtual em realidade aumentada (linha de pesquisa dentro da ciência da computação que lida com integração do mundo real e elementos virtuais ou dados criados pelo computador), facilitando assim o reconhecimento de possíveis erros de projeto antes mesmo de começar a produção. A possibilidade de visualizar os componentes e conjuntos de componentes com a capacidade de simular vários modos de montagem permitiu aumentar a produtividade e diminuir o tempo de desenvolvimento do produto. Isto é o oposto em relação ao processo tradicional, baseado no protótipo físico, que exige a construção em madeira de um modelo em escala real. Com estes sistemas digitais, montam-se todas as partes de uma embarcação no modelo virtual

62 64 designando suas funções, competências e o modo crítico, permitindo que o departamento de engenharia analise e corrija não apenas os componentes, mas também a disposição dos planos gerais. Figura 51: Montagem casa de máquinas no software NX. Fonte:http://www.plm.automation.siemens.com/en_us/about_us/success/case_study.cfm?Component Template=1481&Component=87577 A plataforma NX possui uma ferramenta que permite realizar estudos ergonômicos do projeto. Esta solução comporta inserir modelos de humanos no ambiente virtual para avaliar os aspectos posturais, faixa de visão, a acessibilidade para os controles e componentes. A capacidade de analisar a interação humana no espaço é um aspecto muito importante, considerando que os ambientes náuticos vivem naturalmente em domínios constritos, onde a otimização de espaço é um dos principais requisitos. Estes sistemas permitem a validação digital dos conjuntos muito complexos de relações de toda a embarcação. A Schaefer Yachts está entre os maiores estaleiros de embarcação de recreio do Brasil. A empresa possui modelos na faixa de 26 até 50 pés de comprimento e, há cerca de três anos, começou o processo de implantação dos sistemas CAD 3D para o desenvolvimento de suas novas embarcações. Em 2010 a Schaefer Yachts criou o seu Centro de Design, um espaço com alta tecnologia, com uma fresadora CNC de cinco eixos de grande porte, e uma equipe de projetistas e engenheiro focados no desenvolvimento de novos projetos.

63 65 Através do software SolidWorks, a equipe de designers e engenheiros desenvolveram o novo modelo de 60 pés de comprimento, que já está na fase de execução do projeto, sendo construído com o auxílio da CNC que, através do módulo de CAM do software NX, cria as estratégias de usinagem para a sua fabricação. Com a implantação deste processo a Schaefer Yachts reduziu o tempo de produção dos modelos drasticamente, pois um modelo que levaria cerca e nove meses para ser construído pelo método tradicional, através deste novo método leva apenas dois meses. Figura 52: Montagem modelo 3D no software SolidWorks. Fonte: Figura 53: Visualização do interior - Phantom 600, Schaefer Yachts. Fonte:

64 66 5. CONCLUSÃO Com os avanços dos sistemas de projeto e produção dos produtos ao longo dos últimos séculos, desde o artesanato até os dias atuais, com os sistemas computadorizados, as mudanças ocorridas foram extremamente importantes para o modo de vida de toda a população. O advento da máquina à vapor, o aproveitamento da energia elétrica, a padronização dos processos, as linhas de montagem, as normatizações dos processos industriais, o período das guerras mundiais, descobertas de novos materiais e por fim, a era da tecnologia digital, foram fatores decisivos para a evolução de todo o processo produtivo industrial. Atualmente a indústria passa por uma revolução, na qual os métodos produtivos convencionais e tradicionais cederam lugar para a automatização, implicando de maneira progressiva em uma diversificação no uso dos sistemas CAD e CAM. Com a análise dos sistemas atuais de desenvolvimento e produção, através da computação gráfica CAD e CAM, nota-se que os recursos disponíveis possibilitaram criar produtos complexos num período de tempo menor, de maneira eficaz e precisa, se comparado aos sistemas anteriores. Produtos de grande complexidade, com formas e encaixes complicados, tornam-se mais fáceis de serem desenvolvidos a partir desses sistemas, já que todos os problemas possíveis podem ser visualizados e corrigidos ainda durante a fase projetual, de forma prática e eficiente, minimizando ou extinguindo os erros durante a produção. Tendo em vista também a utilização dos sistemas CAM para a fase de execução do projeto, tornam-se extremamente fieis e precisas as peças proporcionadas pelas máquinas CNC, o que permite a produção de milhares de peças exatamente iguais. A aplicação dos sistemas CAD na indústria náutica, trouxe para este setor, facilidades tanto no desenvolvimento dos projetos quanto na sua execução. As superfícies complexas, as montagens delicadas e a preocupacão com um melhor aproveitamento de espaço nas embarcações, justifica plenamente a implementação destes sistemas. O tempo do desenvolvimento até a confecção dos modelos

65 67 diminuiu drasticamente, como também a necessidade de reelaboração, com relação aos problemas de encaixe ou interferências nas montagens das peças. Com os sistemas computadorizados, pode-se projetar embarcações com superfícies complexas, já que a máquina CNC através da programação em CAM, é capaz de realizar usinagens de superfícies com uma precisão impossível de ser alcançada através do método tradicional. Não restam dúvidas que os sistemas CAD e CAM surgiram para ficar e, cada vez mais, a sua utilização é de vital importância para a sobrevivência das empresas nos mais diversos setores, é um processo irreversível, não há mais condições para a volta do desenvolvimento de projeto nos padrões convencionais. Este trabalho foi realizado com o intuito de apresentar a evolução do projeto de produto e sua produção, analisando os sistemas atuais. Procurou-se mostrar um embasamento teórico dos sistemas CAD e CAM e suas aplicações na indústria náutica de recreio, mostrando relatos de importantes empresas deste setor e alguns de seus benefícios. Entende-se que os objetivos do presente trabalho foram alcançados, visto que pode-se realizar a análise desta tecnologia a sua aplicação nos principais estaleiros de embarcações de recreio do mundo. Apesar de escasso o material bibliográfico relativo a este assunto, foram encontradas referências suficientes para compor este trabalho. Conclui-se este trabalho convém como referência para um possível aperfeiçoamento profissional, futuros projetos de pesquisas ou mesmo, pósgraduação nas áreas de projeto e manufatura através dos sistemas CAD e CAM voltados para a indústria náutica.

66 68 REFERÊNCIAS DENNY, Mark. Float your boat!: the evolution and science of sailing. Baltimore, The Johns Hopkins University Press, p. Enciclopédia Britânnica, The Ultimate Reference Suíte [CD-ROM], Yacht, HESKETT, John. Desenho industrial. Rio de Janeiro, J. Olympio, p. CUNHA, José da et al. Computação gráfica e suas aplicações em CAD. São Paulo, Atlas, p. VOISINET, Donald D. CADD projeto e desenho auxiliados por computador: introdução, conceitos e aplicações. Tradução de Ricardo Bertini Renzetti e Roberto Bertini Renzetti. São Paulo: Mcgraw-hil, p. Título original: Computer-Aided drafting and design concepts and applications. SOUZA, Adriano Fagali de; ULBRICH, Cristiane Brasil Lima. Engenharia Integrada por Computador e Sistemas CAD/CAM/CNC Princípios e Aplicações. São Paulo, Artliber, 2009, 335p. SANT ANNA, José Paulo, CAM Softwares reduzem o tempo de usinagem e conquistam a atenção das ferramentarias. Revista Plástico Moderno, São Paulo, n. 429, p.36-44, Jul. 2010

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