O MOLDE nº111 outubro 2016

aNo 27 10.2016 Nº 111

PRODUTOS TEBIS

Introduzir processos com êxito.

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Tebis é o seu parceiro de competências, que lhe permite introduzir integralmente e com êxito processos e tecnologias inovadores. Integramos eficazmente, em todos os planos, competência em matéria de consultoria, software e implementação: estratégia, objetivos, normalização, segurança de processo, equipamento, automação, pessoal, planeamento, fluxo de informação, tecnologias de máquinas e ferramentas. Tais benefícios maximizados para o cliente só se encontram, a nível mundial, na Tebis.

Consultoria Competência em termos de processos e experiência no setor para assegurar o seu sucesso // Consultoria estratégica // Consultoria de processos // Liderança de projetos // Gestão de projetos // Seminários

Resumindo, através do nosso conjunto de processos, reduzimos os seus tempos de execução e utilizamos melhor os seus dispendiosos meios de produção. Na qualidade de parceiro responsável, simplificamos os seus processos de trabalho e aumentamos a sua competitividade. A capacidade de compreender estratégias comerciais, processos e sistemas complexos distingue-nos igualmente como a mais elevada competência no desenvolvimento de software.

Software Base para a automatização, segurança e precisão // Pacotes de aplicações // Add-ons // Bibliotecas de processos // Interfaces

Implementação Otimizar processos, tirar proveito dos potenciais // Estruturação de processos CAD // Estruturação de processos CAM // Pós-processadores // Máquinas virtuais // Formações

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Robots e Células de Fabrico na Indústria 4.0 de Moldes: Evolução ou Disrupção?

Fresagem Dinâmica A Mudança de Paradigma

ÍNDICE CONTENTS

EDITORIAL

4

NOTÍCIAS CEFAMOL

10

NOTÍCIAS CENTIMFE

12

NOTÍCIAS OPEN

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NOVOS ASSOCIADOS

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NOTÍCIAS ASSOCIADOS

16

ANIVERSÁRIO ASSOCIADOS

18

SEMANA DE MOLDES 2016: A AFIRMAÇÃO DO CLUSTER “ENGINEERING & TOOLING”

20

CONFERÊNCIA “MOLDES PORTUGAL 2016” APONTA CAMINHOS PARA O FUTURO

27

Tecnologia de Impulso Eletromagnético para Novos Componentes Híbridos em Metal-compósito na Indústria Automóvel Electromagnetic Pulse Technology for Novel Hybrid Metal-composite Components in the Automotive Industry

48

Medição do Coeficiente de Atrito em Condições Similares à Extração na Moldação por Injeção Coefficient of Friction Measurement in Similar Conditions to the Ejection Phase in Injection Moulding Process

TECNOLOGIA

57

Os Efeitos de Diferentes Processos Variotérmicos no Processo de Injeção e na Qualidade da Peça

TECHNOLOGY

64

Robots e Células de Fabrico na Indústria 4.0 de Moldes: Evolução ou Disrupção?

Equipamentos, Processos, Conhecimento Equipments, Proecesses, Expertise

66

Fresagem Dinâmica - A Mudança de Paradigma

NEGÓCIOS

71

Hungria: um Mercado no Centro da Europa

74

Negócio Arriscado

BUSINESS

76

Trabalho Temporário

N 111 |10.2016

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3

INOVAÇÃO INNOVATION O que as empresas concebem de forma singular e inovadora What our companies concieve in a singular and innovative way

56

70

Economia | Mercados | Estatísticas Economy | Market information | Statistics

78

REFLEXÕES

FICHA TÉCNICA PROPRIEDADE CEFAMOL - Associação Nacional da Indústria de Moldes • REDAÇÃO E ADMINISTRAÇÃO Av. D.Dinis, 17 / 2430-263 MARINHA GRANDE - PORTUGAL / T: 244 575 150 / F: 244 575 159 / E: revista_omolde@cefamol.pt / www.cefamol.pt • FUNDADOR Fernando Pedro • DIRETOR Manuel Oliveira • CONSELHO EDITORIAL António Rato, Eduardo Pedro, Luís Abreu e Sousa, Manuel Oliveira, Maria Arminda, Mário Gaspar, Vitor Hugo Beltrão • COORDENADORA EDITORIAL Maria Arminda • COLABORADORES Alexandra Barata / Ângela R. Rodrigues / António J. Pontes / Chao-Tsai Huang / Cheng-Han Tsai / Gilberto Mendes / Irene Kwee / I-Sheng Hsieh / João Faustino / Joaquim F. L. Pimpão / José Orosa / Koen Faes / Paulo Guilherme Ferreira / Teresa Neves / Vítor Hugo Ferreira • REVISÃO Sandra Pereira • PUBLICIDADE Rui Joaquim • EDIÇÃO E PAGINAÇÃO Colorestúdio – Artes Gráficas, Lda / Leiria / T: 244 813 685 / E: colorestudio@colorestudio.pt • PERIODICIDADE Trimestral • TIRAGEM 1500 exemplares • DEPÓSITO LEGAL 22499/88 • REGISTO ERC 113 153 • Nº ISSN 1647-6557

ANUNCIANTES Ferrol Marinha 2 / Jaba 6 / DNC 7 / Kaeser 8 / Universal Afir 9 / Eurocumsa 11 / Fuchs 13 / TCA 15 / Phyrius 21 / Tebis 22 e 23 / Codi 25 / Sew Eurodrive 29 / Tecnirolo 31 / TTO 33 / Amtools 37 / Meusburger 39 / S3D 41 / Haimer 45 / Hasco 46 e 47 / S3D 49 / Balzers 53 / Cheto 55 / Simulflow 57 / CadSolid 61 / Isicom Tec 63 / Blasqem 67 / Gecim 68 e 69 / CadSolid 73 / GrandeSoft 75 / Hotel Mar&Sol 77 / Fluxoterm 79 / Yudo capa interior / Mafepre contracapa interior / Tebis contracapa

• Imagem da capa Conferência Internacional “Moldes Portugal 2016” • O conteúdo desta publicação não pode ser reproduzido no todo ou em parte sem autorização da CEFAMOL. • Conteúdos conforme o novo Acordo Ortográfico.

O MOLDE N111 10.2016

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editorial

manuel oliveira* * Secretário-geral da CEFAMOL

Numa indústria que opera à escala global, torna-se fundamental para o seu sucesso que as empresas acompanhem, permanentemente, a sua envolvente negocial, a evolução política e social dos mercados onde operam, as novas tendências tecnológicas, o posicionamento da concorrência, o contexto evolutivo das indústrias que servem, entre muitos outros fatores que condicionam, direta ou indiretamente, a sua atividade e, consequentemente, a sua estratégia de evolução e diferenciação.

In an industry that operates globally, it is critical to companies success that they permanently monitor their business environment, as well as political and social developments in the markets in which they operate, new technological trends, competitive positioning, evolutionary context of the industries they work with, among many other factors that affect, directly or indirectly, their activity and consequently their development and differentiation strategy.

A chamada “Vigilância” tecnológica e de mercado, assume um papel cada vez mais preponderante para a definição do posicionamento das empresas e, por que não dizer, do sector como um todo.

The so called technology and market “watch”, plays an important part in the definition of companies and also sector positioning, as a whole.

Porém, e tendo em consideração os inúmeros fatores e elementos que podem condicionar a intervenção de uma empresa no mercado, torna-se cada vez mais difícil para estas, nomeadamente as de pequena e média dimensão, acompanhar todos os últimos desenvolvimentos ou os, sempre presentes, desafios a que as mesmas estão sujeitas. Os recursos, quer humanos, quer financeiros, são limitados e as prioridades do dia a dia, muitas. É neste contexto que o papel das entidades de suporte à Indústria de Moldes, como é o caso da CEFAMOL ou do CENTIMFE, assumem especial relevo. Através das diferentes atividades promovidas – conferências, seminários, workshops, estudos, as ações de benchmarking ou os artigos publicados – é possível, às empresas, obter um conjunto de informação ou documentação que analisa ou carateriza muitos destes fatores.

A recente organização da “Semana de Moldes” foi um excelente exemplo do que o sector pode fazer nesta matéria. Com o apoio e participação de inúmeros especialistas em diversas áreas, foi possível ouvir e debater muitos dos temas que hoje condicionam, ou que num futuro próximo irão influenciar, a atividade das empresas. Há que antecipar desafios e estabelecer estratégias que nos posicionem na senda do sucesso.

Também as feiras assumem um papel relevante nesta matéria. Muitas vezes olhamos para elas apenas na vertente da promoção de competências e esquecemos que as mesmas podem ser um excelente referencial para o futuro da nossa atividade, essencialmente na vertente tecnológica.

A EMAF é um exemplo do que podemos encontrar, em Portugal, nesta matéria, sendo por isso alvo de destaque e referência nesta edição da revista “O Molde”, onde antecipamos o que as nossas empresas aí poderão encontrar.

However, taking into consideration the several factors and elements that determine the intervention of a company in the market, it becomes everyday more difficult, specially the small and medium size companies, to follow all the latest developments and the ever-present, challenges to which they are subject. The resources, both human and financial, are limited and the daily priorities are many.

In this respect the role of Mould Industry supportive bodies, such as CEFAMOL or CENTIMFE, are especially important. Through the different activities organized - conferences, seminars, workshops, studies, benchmarking actions or published articles - it’s possible for companies to obtain information or documentation that analyses or features many of these factors.

The recent “Semana de Moldes”” was an excellent example of what the sector can do in this respect. With the support and participation of several experts in many areas, it was possible to hear and discuss many of the issues that nowadays affect or that in a near future will influence the activity of these companies. There is the need to anticipate and establish strategies that place the companies in the path towards success.

Fairs also have an important role in this respect. We often look at them only for promoting skills and forget that they can be an excellent benchmark for the future of our business, mainly in technological aspects.

EMAF is an example of what we can find, in Portugal, in this respect, being highlighted and referenced in this issue of the magazine “O Molde”, where we anticipate what our companies may come across there.

Por último, não podemos deixar de destacar a homenagem realizada no mês de setembro àquele que foi o fundador e diretor, durante 20 anos, desta nossa revista. A atribuição toponímica de uma rua a Fernando Pedro, na Marinha Grande, mais concretamente na sua amada Picassinos, é uma justa consagração de um notável cidadão que, reconhecidamente, teve um papel sempre ativo na promoção do conhecimento e da cultura junto da sua comunidade, assim como da indústria em que sempre trabalhou e valorizou.

Finally, we must highlight the tribute held in September to the founder and director of our magazine, for 20 years The baptism of a street named Fernando Pedro, in Marinha Grande, specifically in his beloved Picassinos, a fair consecration of an outstanding citizen who admittedly had an ever-active role in promoting knowledge and culture on the community, as well as in the industry in which he worked and always appreciated.

A revista “O Molde” associa-se, simbolicamente, nesta homenagem a alguém a quem muito devemos e que muita saudade nos deixa.

The magazine “O Molde” symbolically joins this tribute to a person to whom we owe so much and who leaves us with so much nostalgia.

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NOTÍCIAS NEWS

CEFAMOL

21 empresas associadas visitam a Volkswagen Autoeuropa No âmbito da colaboração que tem vindo a ser desenvolvida, ao longo dos últimos, anos com a Volkswagen Autoeuropa, a CEFAMOL organizou no passado dia 20 de setembro, uma visita formativa à unidade industrial localizada em Palmela.

Esta iniciativa permitiu dar a conhecer o processo produtivo da maior empresa do sector automóvel localizada em Portugal, apresentando requisitos e processos de validação e de qualidade inerentes à incorporação das peças e componentes gerados por moldes e ferramentas especiais.

A visita foi conduzida pelos responsáveis da relação com fornecedores, sendo as diferentes áreas visitadas (prensas, centro de medições, montagem e qualidade) apresentadas pelos diferentes responsáveis destas unidades.

Contando com a participação de 21 empresas associadas da CEFAMOL, esta foi uma excelente oportunidade para conhecer, mais em pormenor, a atividade do segundo maior exportador nacional, os seus projetos desenvolvimento, gerando conhecimento e uma interação que permita que os novos modelos desenvolvidos em Portugal possam, cada vez mais, integrar e incorporar produtos e componentes nacionais, principalmente os originados pela atividade da Indústria Portuguesa de Moldes.

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Missão Empresarial na Roménia A CEFAMOL organizou e promoveu entre os dias 4 e 6 de julho uma Missão Empresarial na Roménia, a qual permitiu a dinamização de

apresentações do sector e das empresas participantes, seguidas de contactos bilaterais com potenciais clientes locais, com especial incidência em fornecedores da indústria automóvel.

Sob a referência “Portuguese Toolmaking Day”, esta iniciativa teve uma primeira sessão nas instalações da DACIA-RENAULT, onde, para além das equipas de engenharia, desenvolvimento e compras desta empresa, estiveram presentes vários dos seus fornecedores de primeira linha. A sessão contou ainda com o apoio da ACAROM – Associação Romena da Indústria Automóvel, que mobilizou alguns dos seus associados para a mesma.

A segunda sessão foi realizada com o apoio da ASPAPLAST – Associação Romena da Indústria de Plásticos, tendo sido registada a presença de algumas empresas suas associadas com as quais os participantes nacionais interagiram e apresentaram as suas capacidades e competências.

A Missão, que contou com apoio da delegação local da AICEP, integrou as empresas E&T, Geco, GLN Molds, Moldit, Moldoeste, Simoldes e TJ Moldes.

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notícias news cefamol

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CEFAMOL organiza Missão Empresarial na China Promovida pela CEFAMOL, foi organizada uma Missão Empresarial à China com o objetivo de possibilitar aos participantes uma análise do mercado, as suas tendências de desenvolvimento, o contacto e reuniões com empresas de moldes locais, assim como alguns dos construtores automóveis com unidades localizadas nas regiões visitadas.

Esta Missão, enquadrada no projeto de promoção internacional ”Engineering & Tooling from Portugal 2015-16”, desenrolou-se entre os dias 4 e 9 de setembro de 2016 nas regiões de Pequim, Tianjin, Shenyang e Qingdao, contando a mesma com a participação das empresas Iberomoldes, Moldegama, Moldit, Moldworld e TJ Moldes.

Na cidade de Pequim (Beijing), os participantes, para além do encontro com a Delegada da AICEP no país, tiveram oportunidade de reunir com a Associação Chinesa da Indústria de Moldes e Ferramentas Especiais (CDMIA), o que permitiu um conhecimento mais profundo do desenvolvimento do sector no país e o seu posicionamento no mercado internacional.

Na capital do país mais populoso do mundo, assim como nas cidades de Tianjin, Shenyang e Qingdao, para além de visitas a empresas de moldes e plásticos locais, foi possível à Delegação nacional ter contacto com fornecedores de tecnologia e equipamentos e, in loco, conhecer alguns dos mais recentes desenvolvimentos da indústria automóvel local. Destacam-se, neste ponto, as visitas efetuadas às unidades produtivas e de montagem das empresas Beijing Benz Automotive, FAW Toyota e Brilliance BMW.

Salienta-se o reconhecimento das empresas chinesas sobre a oferta nacional (existindo uma imagem muito positiva do nosso sector junto das mesmas), a qual certamente deriva do posicionamento que tem sido atingido pela Indústria Portuguesa de Moldes ao longo das últimas décadas, não esquecendo os resultados da campanha de imagem que tem vindo a ser dinamizada no mercado internacional.

A China é, atualmente, o maior mercado mundial de moldes e ferramentas especiais em termos de produção, consumo e exportação, acolhendo cada vez mais empresas multinacionais que operam nas indústrias automóvel, eletrónica, eletrodomésticos ou comunicações, entre outras de alto valor acrescentado, e que, todos os anos, tem apresentado um crescimento assinalável e uma representatividade crescente no mercado internacional que, obviamente, permitem o desenvolvimento técnico de competências e entrada em novos projetos.

Esta visita permitiu às empresas nacionais conhecer algumas das oportunidades e desafios que o sector enfrenta nesta região, observar projetos de investimento e colaboração que estão a ser dinamizados em novos parques industriais e que no âmbito da estratégia de dinamização do cluster “Engineering & Tooling”, serão referências para continuar a acompanhar no futuro.

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notícias news cefamol

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participação coletiva nos “Plastics Meetings Lyon” A importância do mercado francês nas exportações nacionais e o impacto positivo da presença de empresas nacionais em certames neste mercado, foram fatores decisivos para a organização da participação coletiva no evento “Plastics Meetings Lyon” dinamizado pela CEFAMOL. Esta presença, à semelhança de outras que têm vindo a ser

dinamizadas nos mesmos moldes, permitiu um contacto mais ágil e direto com potenciais clientes do sector, oriundos de diferentes áreas de atividade, neste caso concreto daquele que é o terceiro mercado mais importante para as exportações da indústria.

Estiveram presentes nesta iniciativa, que decorreu nos dias 28 e 29 de junho, na histórica cidade de Lyon (França), a Moldes RP, a Moldworld, a Proaz e a CEFAMOL.

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notícias news cefamol

GLASSTEC 2016: SECTOR REFORÇA POSIÇÃO NA MAIOR FEIRA MUNDIAL DEDICADA AO VIDRO Respeitando a linha estratégica traçada para a indústria nacional de “Engineering & Tooling”, a CEFAMOL promoveu novamente a participação coletiva na feira internacional Glasstec, dedicada à Indústria de Vidro, nomeadamente à produção, processamento e produto final. Este certame realizou-se entre os dias 23 e 26 de outubro, na cidade de Dusseldorf (Alemanha).

Durante os quatro dias de exposição, a Glasstec 2016 provou manter o estatuto de feira líder a nível global para a indústria do vidro. O ambiente de feira, muito positivo, foi resultado dos níveis de confiança e do clima de investimento que se observou durante toda a semana, entre os 1 235 expositores provenientes de 52 países. Este ambiente só foi possível uma vez que a própria feira criou muita expetativa, atraindo assim mais de 40 200 visitantes para o centro de exposições da Messe Dusseldorf.

A participação coletiva nacional ocupou mais de 120m2 de exposição, divididos pelas 5 empresas nacionais integrantes da participação coletiva, nomeadamente: Intermolde, Metavil, Neckmolde, Plasglass e Vidrimolde.

Apesar do certame ser recente, o feedback e as perspetivas de futuro para o sector são muito positivas, abrindo portas a novos projetos e investimentos, assim como à próxima edição desta feira, que se realizará em 2018, também na cidade de Dusseldorf.

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notícias news cefamol

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Presidente da AICEP, Miguel Frasquilho, visitou e reuniu com a associação

A CEFAMOL recebeu, nas suas instalações, no passado dia 15 de setembro, o Presidente da AICEP, Miguel Frasquilho, para uma reunião de trabalho, a qual permitiu conhecer melhor o trabalho desenvolvido no seio do sector em termos de campanha de imagem e promoção das competências nacionais no mercado internacional.

A sessão, realizada com a presença da Direção da Associação, teve início com uma breve apresentação sectorial e do seu desempenho ao longos dos últimos anos (os melhores de sempre em termos de produção e exportação) em diferentes mercados e regiões, mas também alguns dos seus desafios e necessidades que urge ultrapassar para manter esta senda de sucesso.

Houve também a oportunidade de demonstrar as ações desenvolvidas (e as futuras) no âmbito do projeto de promoção internacional “Engineering & Tooling from Portugal” e dar a conhecer a estratégia de integração e desenvolvimento que tem sido seguida no seio do cluster.

Do lado da AICEP, esta demonstrou disponibilidade para continuar a apoiar as atividades promovidas pela CEFAMOL no mercado internacional, enquadrando o sector em ações de promoção das competências nacionais e atração de investimento estrangeiro.

Destacam-se ainda as palavras de reconhecimento pelo papel desenvolvido pela Indústria de Moldes no panorama nacional, realçando o crescimento notável atingido nos últimos anos e o contributo para uma imagem de um país detentor de uma indústria sofisticada, de alto valor acrescentado e elevada incorporação tecnológica.

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notícias news cefamol

“A ARTE DE… ESCULPIR O AÇO” - Exposição de Luís Ferreira dos Santos A Coleção Visitável “Esculpir o Aço”, patente no Edifício da Resinagem, no centro histórico da Marinha Grande, acolheu durante os meses de julho e agosto uma exposição de trabalhos de Luís Ferreira dos Santos.

Na “Arte de…Esculpir o Aço” estiveram patentes um conjunto de obras de arte realizadas pelo autor após a sua retirada da atividade profissional, desenvolvida ao longo de muitos anos na empresa Aníbal H. Abrantes.

Para esculpir suas obras, Luís Ferreira dos Santos usa como ferramentas o torno de bancada, rebarbadora e berbequim e, muita, muita habilidade manual. O material trabalhado é sempre o aço inox.

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notícias news centimfe

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CEntiMfe

novo projeto mobilizador do cluster de competitividade “Engineering & Tooling” O Centimfe está a coordenar a candidatura do novo projeto mobilizador do cluster. Esta candidatura envolve um grupo alargado de empresas de tooling e entidades não empresariais do sistema de I&I, associadas da Pool-Net (universidades, institutos politécnicos, centros tecnológicos, entre

outros), que se posicionaram para participar neste projeto ambicioso.

O projeto mobilizador em preparação, tem como objetivo elevar o cluster E&T a um novo patamar tecnológico e organizacional, suportado nos pilares da Eficiência, Sustentabilidade e Produtos do Futuro. Este projeto contribuirá também para a implementação dos princípios da Indústria 4.0 e para a capacitação do cluster para a Manufatura Conectada.

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Novas ações de formação Em breve, estarão disponíveis, no Centimfe, as seguintes ações de formação:

• Ferramentas para a Implementação de um Projeto de Melhoria de Eficiência de Máquinas Produtivas • Impressão 3D / Fabrico Aditivo • Metrologia e Calibração Interna • Ferramentas LEAN

• ISO 9001:2015 e Boas Práticas para a Realização de Auditorias Internas

Para informações adicionais, contactar: formacao@centimfe.com e/ou 244 545 600.

O futuro está na indústria Cerca de meia centena de jovens oriundos do país inteiro, visitou o Centimfe, no passado mês de julho, no âmbito do Leiria in – Semana da indústria, iniciativa organizada pelo Fórum Estudante e pelo Instituto Politécnico de Leiria.

Após visita ao espaço de maquinação e ensaios, o grupo de jovens passou na sala de prototipagem rápida, onde se destacaram as mais-valias desta tecnologia. “Esta técnica aditiva tem diversas aplicações a nível conceptual, de estratégia de venda” e, sobretudo, na garantia “da perfeição das peças”, adiantou o técnico responsável do departamento.

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Visita da CDMIA - Associação Chinesa da Indústria de Moldes O Centimfe recebeu, no passado mês de junho, uma comitiva liderada pela CDMIA, composta por duas dezenas de visitantes.

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notícias news open

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OPEN duas novas organizações na Incubadora de Empresas OPEN A APIP - Associação Portuguesa da Indústria de Plásticos é uma Associação Nacional, sem fins lucrativos, cujos principais objetivos são promover e apoiar a indústria de plásticos, bem como defender os seus interesses económicos, sociais e associativos, junto das entidades nacionais e organizações internacionais.

Tem como prioridade defender os interesses dos associados, o impacto na saúde pública e garantir a sustentabilidade do nosso planeta e

prestar informação aos consumidores, entidades e público em geral, sobre os benefícios dos plásticos e a sua contribuição ecológica.

A Media Glam & Events é uma agência de comunicação, dedicada ao sector da moda, beleza e lifestyle. A capacidade de resposta da agência é transversal nesta área, abrangendo não só a assessoria de comunicação, relações públicas, como também o design gráfico, web development e a gestão de redes sociais.

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Projeto IC|16 – Incubação Centro 2016 Foi aprovado, recentemente, o projeto IC|16 – Incubação Centro 2016, submetido pela RIERC – Rede de Incubadoras de Empresas da Região Centro, ao Portugal 2020, da qual a OPEN faz parte.

Este projeto, enquadrado na medida SIAC – Sistema de Incentivos às Ações Coletivas, “Promoção do Espírito Empresarial”, na tipologia b) Capacitação de iniciativas empresariais e à concretização de novas empresas, está estruturado da seguinte forma:

a) Eixo 1 - Representação Institucional e Reforço da Dinâmica de Rede b) Eixo 2 - Consolidar Tecnicamente a Rede e os seus Ativos c) Eixo 3 - Desenvolvimento Empresarial das Empresas Incubadas Com este projeto, a RIERC pretende acelerar dinâmicas de inovação, criar empresas e gerar emprego, numa lógica de dinamização de espaços de promoção do empreendedorismo e acolhimento empresarial, como ferramentas importantes para o desenvolvimento e reforço da economia da Região Centro e criação de riqueza.

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“Dá-te a Conhecer” – Missão a Paris e Fontenay sous Bois No âmbito da iniciativa “Dá-te a Conhecer” que tem vindo a ser dinamizada pela OPEN em parceria com a Câmara Municipal da Marinha Grande, a OPEN, representada pelo seu Presidente do Conselho de Administração, Joaquim Menezes, realizou uma missão à cidade francesa, geminada com o Município da Marinha Grande, de

Fontenay sous Bois.

Foi ainda realizada uma reunião com o Delegado da AICEP, em Paris, e com o representante da Comunidade Empresarial Portuguesa da mesma cidade. Esta missão permitiu apresentar a iniciativa “Dá-te a Conhecer” e incentivar à participação dos Municípios de Paris e Fontenay sous Bois, de modo a desenvolver a real cooperação da Marinha Grande com estes Municípios.

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Vales Incubação - OPEN submete-se ao processo de acreditação A OPEN submeteu-se ao processo de acreditação das entidades que poderão prestar serviços no âmbito dos Vales Incubação.

que terão como objetivo assegurar as despesas de instalação e

Nos próximos dias, serão lançadas as candidaturas aos Vales Incubação

nacional. A OPEN estará disponível para apoiar todos os projetos.

funcionamento de empresas em incubadoras que operem em território

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notícias news open

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Red Dot Product Design Award 2016 entregue a empreendedores

Foi no passado mês de julho que Agostinho Carvalho e Daniel Caramelo, da empresa WeADD foram a Essen, na Alemanha, receber o Red Dot Product Design Award 2016.

Este prémio visa agraciar os mais interessantes projetos de design industrial desenvolvidos e apresentados, anualmente, ao mercado.

“TIME” foi o projeto que mereceu este ano essa distinção sobre o qual o júri referiu que “Esta máquina de café em cápsula convence com um design sóbrio, fácil e intuitivo de utilizar, por meio de um único botão.”

Graças à tecnologia do sistema de temporizador desenvolvida pela WeADD, esta máquina de café oferece uma solução única e inovadora para o mercado, tornando possível personalizar o volume de café sem recurso a qualquer eletrónica, bem como escolher um modo manual.

Assim, “Time” é a primeira e única máquina de café expresso que funciona com apenas um botão. Esta solução muda o paradigma da

máquina de café expresso e apresenta um interface simples.

A WeADD é uma empresa sediada na OPEN, Marinha Grande, especialista em inovação, desenvolvimento e engenharia de produto.

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notícias news novo aSSOCIADOS

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NOVO ASSOCIADO

ERNESTO SÃO SIMÃO, LDA.

A ESS é uma empresa orientada para os mercados internacionais, e mais de metade dos seus negócios destinam-se aos mercados Europeu, Sul-americano e do Norte de África. Dentro do seu portfólio de clientes, a ESS colabora com empresas de diferentes dimensões dos sectores automóvel, aeroespacial, elétrico, alimentar, entre outros.

Ao longo das sete décadas da sua história, a ESS baseou o seu crescimento no investimento constante em tecnologias sofisticadas, na inovação e naquele que é um dos seus principais ativos, as pessoas, sempre tendo como objetivo último a total satisfação dos seus clientes.

Fundada em 1947, a Ernesto São Simão Lda. (ESS) é uma empresa dedicada à produção de moldes, mecânica de precisão e injeção de plástico, situada na região do Porto.

No futuro, todos os que colaboram na ESS pretendem transformar a empresa numa referência do sector, com o reconhecimento generalizado dos seus clientes como fornecedor de excelência.

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notícias news notícia aSSOCIADOS

NOVA IDENTIDADE: CR MOLDES, LDA A JR Moldes, Lda é agora CR Moldes, Lda. São inovação, por isso continuam a seguir assertivamente rumo ao futuro. Vão com o vento, esse mesmo vento e mar que moldam e torcem as árvores robustas da costa da Marinha Grande e os revestem do caráter singular de que tanto se orgulham. Mudaram o nome e permanecem ainda mais sólidos, apaixonados e genuínos.

A nova imagem corporativa já foi plantada, e, com o mesmo impulso das fortes raízes delineadas nos últimos 16 anos, estará muito em breve no seu esplendor, apresentando-se aos clientes e parceiros com a maior estima.

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notícias news ANIVERSÁRIO ASSOCIADOS

MOLDIT – 25 ANOS DE ATIVIDADE

Constituída a 8 de agosto de 1990 por um grupo de 7 sócios, com a designação de MOLDITE - Indústria de Moldes S.A., com um capital social de 15.000 contos, iniciou a sua atividade industrial em setembro de 1991, na localidade de Loureiro, concelho de Oliveira de Azeméis.

Os primeiros anos de atividade da MOLDIT foram atribulados, motivo pelo qual foi vendida ao Grupo DURIT no final de 1993, passando a dispor de um capital social de 150.000 contos e mudando de designação, com o intuito de facilitar a comunicação com os clientes internacionais, passando a ser MOLDIT - Indústria de Moldes S.A. Dos marcos mais relevantes salientam-se: 1994, que marca um processo de crescimento contínuo, mantendo-se até aos dias de hoje; 2000, ano em que investiu num centro de ensaios com as mais modernas máquinas de injeção da época, permitindo o acesso a clientes e mercados mais exigentes; 2004, a abertura da unidade produtiva no Brasil.

Os princípios de desenvolvimento sustentável defendidos pela administração da MOLDIT tornam-na numa empresa de referência do sector em 2015, ano em que remodela o seu sistema de gestão da qualidade para um sistema de gestão integrado, juntando à certificação da ISO 9001, existente desde 1996, a certificação em Higiene e Segurança do Trabalho (OHSAS 18001), Gestão do Ambiente (ISO 14001) e Gestão da Energia (ISO 5001).

Consciente da importância da envolvente externa, a MOLDIT pratica, desde sempre, uma política de abertura e integração nas diferentes

associações e instituições relevantes para o sector onde está inserida.

Desde 1991, é associada da CEFAMOL e, em 1994, também passou a ser sócia do CENTIMFE e integrou o restrito núcleo dos sócios fundadores do CEIIA. Membros da administração da MOLDIT têm participação ativa nos órgãos sociais e de gestão das referidas associações, desde há longos anos.

Comemorando 25 anos de atividade, a MOLDIT tem 160 colaboradores divididos entre fabrico de moldes e injeção de plástico, com uma faturação prevista de 16M¤ para 2016, sendo o melhor ano de sempre.

Tem capacidade para ser autónoma nos diferentes segmentos de produtos, desde a conceção até ao envio do produto final. Ocupa uma área coberta de 9.500m2, incluindo área produtiva, serviços administrativos, áreas de armazenamento, qualidade, engenharia e edifício social.

Ciente da importância da satisfação dos seus clientes, aposta na Inovação como fator determinante para o crescimento, consolidação e reconhecimento e como forma de potenciar o valor acrescentado dos seus produtos, tendo como visão: “Ser uma marca de referência em soluções de engenharia para materiais plásticos, criando valor e reconhecimento para todos os stakeholders”.

Os valores que orientam a atividade da MOLDIT são: Compromisso, Inovação, Ética, Melhoria Contínua e Valorização das Pessoas. A sua missão consiste em criar soluções de engenharia, com desenvolvimento e produção de peças plásticas, focalizadas nas

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necessidades dos clientes.

Tem participado em diversos projetos de I&D, procurando acompanhar o “state of the art” dos seus produtos e das tecnologias nucleares, ao mesmo tempo que acompanha o desenvolvimento e implementação de novas técnicas e tecnologias para aumentar o serviço ao cliente e melhorar o desempenho operacional da organização. Considera as atividades de IDI críticas, porque além de permitirem a diferenciação das soluções que apresenta ao mercado, ajuda a tornar a organização sustentável a médio e a longo prazo. Além destas perspetivas internas, permite também que a organização esteja focada não só em satisfazer as expectativas do cliente, mas em superá-las.

Para a MOLDIT a chave do sucesso passa por garantir a produção de moldes de alta tecnologia e qualidade reduzindo os custos de produção, o prazo de entrega e melhorando o serviço ao cliente. Durante os últimos anos, a MOLDIT desenvolveu estratégias de mercado e de negócio para dinamizar uma capacidade produtiva e comercial, que garanta a dimensão dos negócios e o crescimento sustentado da empresa, formando os seus colaboradores tecnicamente para se organizarem em equipas capazes de desenvolver o trabalho de forma autónoma e rentável. A sua mão-de-obra é altamente qualificada conseguindo uma conjugação de experiência e juventude, que garante uma adaptabilidade relativamente rápida, quer às mutações de mercado, quer de tecnologia, quer ainda às necessidades dos clientes.

Tendo como objetivo primordial o seu reconhecimento como uma organização com elevado nível de profissionalismo, o Grupo DURIT oferece, sempre, a todos os seus stakeholders, processos e produtos inovadores, mantendo os mais elevados padrões de serviço e promoção de negócios responsável.

Integrada no Grupo DURIT, este emprega de mais de 950 colaboradores e detém mais de 30 anos de história. Com início de atividade em 1981, é hoje agregador de conhecimento em prol da inovação e de um crescimento sustentado.

Detém centros de produção na Europa, América do Sul e África, de modo a alcançar, cada vez mais, destinos de expedição para os diferentes produtos e tecnologias aos quais se dedica em sectores de produção e comercialização tão variados como: • Metal duro – DURIT, Lda.; • Moldes e injeção plástica – MOLDIT, SA; • Tubos plásticos – HELITENE, Lda.; • Soluções de revestimentos técnicos e nanotecnologia – TeandM, SA; • Vidros e esmaltes para a indústria cerâmica – VITRICER, Lda.; • Máquinas e ferramentas para minas, demolição e movimentação de terras – DUROMIN, Lda. e DURANGOL; • Maquinação de peças – DURITSTEEL, SA; • Fundição de aço – DURITCAS, SA.

Os pressupostos que servem de base de trabalho com vista a um quotidiano de sucesso assentam na eficiência de processos, capacidade de inovação intensiva, oferta de elevado nível tecnológico operacionalizados por uma gestão responsável, motivadora e justa.

Para os próximos 25 anos, a MOLDIT prevê continuar o seu crescimento sustentado através da inovação dos seus produtos, processos e serviços, pretendendo consolidar-se como empresa de referência no mercado europeu de moldes e plásticos.

A empresa tem uma estratégia de crescimento que passa, não só por ser melhor nos mercados onde atua, mas também em aceder a novos mercados, com uma nova proposta de valor. Efetivamente, a MOLDIT está a direcionar os seus investimentos de forma a alargar a sua cadeia de valor, tanto a montante, com o desenvolvimento do produto e prototipagem, como a jusante, no fornecimento do produto final.

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SEMANA DE MOLDES 2016: A AFIRMAÇÃO DO CLUSTER “ENGINEERING & TOOLING” manuel oliveira* * Secretário Geral CEFAMOL

Especiais e Plásticos e da POOL-NET – Portuguese Tooling & Plastics Network, em articulação com a incubadora de empresas OPEN, teve como principais objetivos a promoção do cluster “Engineering & Tooling” e a identificação e discussão de tendências tecnológicas e de mercado que, certamente, condicionarão as atividades das empresas deste sector num futuro próximo.

Realizada entre os dias 26 e 30 de setembro de 2016, a décima edição da Semana de Moldes, destacou o papel da Indústria Portuguesa de Moldes no panorama internacional, afirmando o cluster “Engineering & Tooling” como fonte de inovação e centro de competências para a conceção, desenvolvimento e industrialização de novos produtos destinados a sectores de elevado rigor e complexidade.

Mobilizando uma vasta rede de parceiros de negócios e centros de saber desta comunidade industrial, a Semana de Moldes 2016, organização conjunta da CEFAMOL – Associação Nacional da Indústria Moldes, do CENTIMFE – Centro Tecnológico da Indústria de Moldes, Ferramentas

A visibilidade e participação alcançadas na Semana de Moldes 2016, representaram uma oportunidade para todos os stakeholders da indústria atualizarem/reciclarem conhecimentos, estabelecerem novos contatos e/ou parcerias, desenvolverem novos projetos e se integrarem numa vasta rede de cooperação e promoção, num contexto internacional.

As atividades, desenvolvidas maioritariamente nas cidades da Marinha Grande e Oliveira de Azeméis, contaram com a participação de mais de 800 delegados, provenientes de 9 países distintos, destacando-se uma forte afluência da indústria e das empresas do sector. De salientar a presença de um elevado número de representantes de centros de inovação e desenvolvimento, formação, incubadoras de empresas, universidades e institutos politécnicos que assistiram e participaram

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nas diversas conferências, workshops e reuniões realizadas.

A concretização desta iniciativa provou, uma vez mais, o reconhecimento e notoriedade do nosso sector a nível internacional, tendo em conta o número e o elevado nível de especialistas que estiveram presentes, participando ativamente nas diferentes ações realizadas.

A Conferência RPD – Factories of the Future / New Industrial Paradigm, trouxe-nos alguns dos principais desafios de modernidade tecnológica que estão a ser introduzidos na indústria, a nível global, - Indústria 4.0, Produção Flexível e “Zero Defect Manufacturing” foram alguns dos temas em destaque. Com uma visão de futuro no âmbito das oportunidades de negócio e da evolução tecnológica nesta área, reforçámos o reconhecimento deste evento português na agenda internacional.

O Brokerage Event, contribuiu para o reforço da trajetória de inserção do cluster “Engineering & Tooling”, na rede europeia de inovação, ampliando a visibilidade da European Tooling Plataform no seio da iniciativa Manufuture e da Comissão Europeia/EFFRA. Neste contexto, a exploração dos programas I&D do Horizon 2020, na União Europeia, são claramente uma oportunidade para as empresas da nossa indústria, não apenas pelo potencial de inserção nas redes de conhecimento, mas também por permitir a diversificação dos financiamentos da inovação e de tecnologia. Neste sentido, foram várias as ideias de projetos discutidas durante esta semana e, certamente, serão notícia em breve!

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A Conferência “Moldes Portugal 2016”, demonstrou ser um espaço de alinhamento e reflexão estratégica sobre tendências e evolução da indústria e da economia mundial. O reforço da presença e visibilidade internacional, explorando a marca coletiva “Engineering & Tooling from Portugal”, assume-se como um fator diferenciador e de comunicação internacional que valoriza a sua imagem e competências e, como tal, todos os agentes do cluster a deverão assumir!

Foram igualmente identificados caminhos e oportunidades de aposta em alguns mercados estratégicos definidos para o cluster, que importa agora que as empresas continuem a perseguir para o reforço da sua competitividade.

No novo ciclo de desenvolvimento do cluster, a consolidação, a cooperação e uma maior integração estratégica, são seguramente o mote para o desenvolvimento coletivo na próxima década. Assumiu-se a aposta na visão da “Fabricação Zero-Defeitos” como o mote de reforço e consolidação da excelência da indústria no mercado internacional.

Em suma, a Semana de Moldes 2016 reforçou o seu posicionamento como elemento difusor de conhecimento, evento congregador de uma indústria em torno das suas tendências de evolução e análise do seu meio envolvente, afirmando-se como palco de excelência para o networking e dinamização de negócios e parcerias.

A todos os que nela participaram, apoiaram e patrocinaram, aqui fica o nosso agradecimento.

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CONFERÊNCIA “MOLDES PORTUGAL 2016” APONTA CAMINHOS PARA O FUTURO ALEXANDRA BARATA*

Indústria de moldes poderá exportar mais 10% em 2016 As exportações das empresas portuguesas de moldes poderão crescer até 10% face a 2015, se houver estabilidade na faturação conseguida no primeiro semestre e a nível internacional, afirmou José Camacho, da BIID, durante a Conferência Internacional “Moldes Portugal 2016”, que decorreu no dia 30 de setembro, na Marinha Grande.

José Camacho afirmou que o aumento das exportações se deverá verificar principalmente em França, Espanha, República Checa, Polónia e México. Em contrapartida, a Alemanha deverá manter os valores do ano passado. Alertou ainda para o facto de se prever um reforço da presença da China no mercado nacional, através das importações, devido ao aumento da qualidade dos seus produtos.

Para contrariar esta tendência, recomendou às empresas portuguesas que se concentrem na área dos serviços, por estarem mais próximas dos clientes do que os asiáticos. “No futuro, a componente dos serviços será cada vez maior e essa é a estratégia correta”, confirmou Vital Morgado, administrador da AICEP – Agência para o Investimento e Comércio Externo de Portugal, tendo em conta que esta área foi a menos afetada pela crise.

“Mesmo atravessando crises económicas, o sector dos moldes nunca deixou de apostar em tecnologia de ponta, em novos instrumentos, na formação e na área internacional”, afirmou Vital Morgado. “Tem promovido a sua marca coletiva – Engineering & Tooling from Portugal – e

aberto caminho para que as empresas possam entrar mais facilmente no mercado.”

Diversificar mercados e áreas de negócio Face à concentração de negócios na Europa, o administrador da AICEP aconselhou as empresas portuguesas a continuarem a diversificar mercados. A dependência do setor automóvel constitui outra preocupação para Vital Morgado, que fez alusão ao projeto de promoção internacional que está a ser desenvolvido pela CEFAMOL para diversificar as áreas de negócio, quer em termos geográficos, quer em termos setoriais, nomeadamente para áreas como a aeronáutica ou os dispositivos médicos.

Alessandra Bosco, diretora comercial da INglass, em Itália, confirmou que a saúde é um mercado em crescimento, devido à importância crescente que as pessoas atribuem a esta área. Contudo, considera o automóvel, a eletrónica e os artigos relacionados com os cuidados pessoais dos consumidores os três setores mais importantes no mercado mundial.

“Na área automóvel, há uma constante mudança de modelos e, na área eletrónica, vai haver um grande desenvolvimento nas aplicações dos smartphones”, exemplificou Alessandra Bosco. Estes desafios constantes obrigam, a seu ver, ao aumento da complexidade das ferramentas (tooling) utilizadas, indispensáveis para que a Indústria de Moldes continue a crescer. “O futuro está na tecnologia.”

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A técnica italiana aconselhou ainda as empresas a criarem parcerias globais para garantirem bons serviços no mercado, sublinhando que a criatividade é fundamental para ser competitivo. Já Paolo Cerruti, da Thin Systems, nos EUA, explicou que, hoje, para se sobreviver no mercado, além da tecnologia, é preciso ser rápido, ter consciência do custo, ter precisão, ser flexível, oferecer uma integração vertical mais profunda e integrar a prototipagem na manufatura.

Paolo Cerruti incluiu a indústria automóvel no cluster de empresas mais tradicionais, caracterizadas por serem adversas ao risco e lentas, em oposição a empresas com um ADN diferente, como a Google ou a Apple, que dão respostas mais rápidas ao mercado. A “lentidão” da indústria automóvel é testemunhada por Miguel Santos, responsável pela engenharia da fábrica da Bosch Multimédia Automóvel, em Braga, que prevê que apenas em 2023 existam veículos no mercado com condução autónoma, apesar de hoje isso já ser possível.

“O carro e o multimédia têm de ser de fácil utilização”, justifica Miguel Santos. Por outro lado, revela que estão a identificar as tendências para determinar quais os serviços que podem existir dentro dos veículos. A Bosch de Braga está, assim, envolvida neste projeto, que pretende garantir uma condução autónoma, com comodidade, segurança e conectividade, características assentes na inovação.

Desafio à indústria Miguel Santos lançou ainda o repto aos fornecedores de ferramentas portugueses para se associarem ao projeto Innovcar, através do

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desenvolvimento de peças e componentes. “É uma grande oportunidade para a indústria nacional”, afirmou. Um desafio a que a CEFAMOL já está a acompanhar e a preparar ações em conjunto com as empresas para serem lançadas nos próximos meses.

Na sessão de encerramento, Nuno Silva, presidente do Centimfe, acrescentou que “o Centro tem um papel determinante na antecipação tecnológica”, tendo revelado que o mesmo se encontra já a coordenar um novo e grande projeto, que mobiliza 30 empresas do cluster, na área 4.0.

“Estamos envolvidos em mais de quatro milhões de euros de projetos com empresas do cluster.”

João Faustino, presidente da CEFAMOL, defendeu a adoção de medidas efetivas para o desenvolvimento económico, social e industrial, aos níveis regional, nacional e europeu, capazes de gerar um ambiente mais propício à inovação, competitividade, manutenção de emprego qualificado, crescimento económico e desenvolvimento tecnológico. “A nossa indústria enfrenta hoje uma grande transformação e um contexto internacional desafiante ao seu desenvolvimento, que as empresas terão grande dificuldade em ultrapassar isoladamente”, alertou.

Apesar disso, “Portugal e a sua indústria de Engineering & Tooling são hoje uma referência e, apesar de enfrentar os mesmos constrangimentos que os seus congéneres ocidentais, apresenta a vantagem de possuir um modelo consolidado de internacionalização e projeção em mercados internacionais de referência”, afirmou João Faustino. Razão pela qual 2015 foi, pela quarta vez consecutiva, o melhor ano do setor em termos de produção, vendas e exportação.

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DESTAQUE HIGHLIGHT

EMAF NA EXPONOR Que áreas tecnológicas vão estar em destaque ou que assumem preponderância na EMAF 2016?

António Proença: Todas as áreas relacionadas com a indústria. Podemos destacar a robótica, fabricação de máquinas, ferramenta, soldadura, informática, pneumática, laboratórios, plásticos, borracha, automação e controlo, inovação, Moldes, movimentação de cargas, entre muitas outras.

Como caraterizam a internacionalização da feira em termos de expositores e visitantes?

António Proença:

A EMAF - Exposição Internacional de Máquinas-Ferramenta e Acessórios volta a apresentar a vanguarda das soluções e tecnologias do futuro entre os próximos dias 23 e 26 de novembro. A Exponor é o anfitrião do maior evento português da indústria, que apresentará as mais importantes empresas portuguesas e estrangeiras do sector.

ENTREVISTA COM ANTÓNIO PROENÇA A EMAF é o maior evento do sector industrial realizado em Portugal.

A participação das principais empresas de máquinas e equipamentos para a indústria tornam-na numa das principais feiras da Europa. Que antevisão faz da EMAF 2016 e como a compara com a anterior edição do evento?

António Proença: A EMAF, em relação à edição de 2014, cresceu cerca de 35%, ocupando a totalidade do espaço da Exponor, o que já há cerca de 10 anos não acontecia. Cresceu em número de expositores e em área expositiva. A EMAF 2016 teve um crescimento também qualitativo, para o que muito contribuiu o sucesso da edição de 2014, que foi determinante para manter as empresas participantes e conseguir novas entradas, que reforçam a EMAF como o principal ponto de encontro da indústria nacional.

A presença de empresas expositoras internacionais tem vindo a aumentar nos últimos dois anos e, consequentemente, também o número e a diversificação de visitantes internacionais.

Quais os atrativos principais para as empresas que operam na Indústria de Moldes?

António Proença: Sendo, neste momento, o principal e mais importante ponto de encontro da indústria portuguesa, com uma forte visitação e procura internacional, acaba por fazer parte da estratégia de muitas empresas dos moldes em procurar marcar a sua presença, de modo a apresentarem todas as soluções que têm disponíveis para a indústria, mostrando assim a importância e relevância do sector de Moldes, em Portugal.

Que convite gostariam de deixar ao sector de Moldes e Ferramentas Especiais para visitar a EMAF 2016?

António Proença: Convidamos todas as empresas a visitarem a EMAF 2016.

Seguramente, irão encontrar uma diversidade de soluções, tecnologia de ponta e inovação tecnológica, capaz de criar oportunidades de negócio para todos.

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INOVAÇÃO INNOVATION O que as empresas concebem de forma singular e inovadora What our companies concieve in a singular and innovative way

Tecnologia de Impulso Eletromagnético para Novos Componentes Híbridos em Metal-Compósito na Indústria Automóvel Electromagnetic Pulse Technology for Novel Hybrid Metal-Composite Components in the Automotive Industry

Medição do Coeficiente de Atrito em Condições Similares à Extração na Moldação por Injeção Coefficient of Friction Measurement in Similar Conditions to the Ejection Phase in Injection Moulding Process

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INOVAÇÃO INNOVATION

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TECNOLOGIA DE IMPULSO ELETROMAGNÉTICO PARA NOVOS COMPONENTES HÍBRIDOS EM METAL-COMPÓSITO NA INDÚSTRIA AUTOMÓVEL ELECTROMAGNETIC PULSE TECHNOLOGY FOR NOVEL HYBRID METAL-COMPOSITE COMPONENTS IN THE AUTOMOTIVE INDUSTRY Irene Kwee*, Koen Faes* * Belgium Welding Institute

INTRODUÇÃO As tendências globais estão a forçar a indústria a fabricar produtos leves, mais seguros, mais ecológicos, com maior performance e mais baratos. Na indústria automóvel, a redução de peso é uma procura constante e, nesse sentido, os materiais leves, tais como os compósitos, oferecem a solução mais adequada devido à sua considerável baixa densidade. Nesta perspetiva, os conceitos com múltiplos materiais permitem utilizar o material com as propriedades desejadas para cada parte do componente automóvel. No entanto, a necessidade para a próxima geração de novos componentes híbridos em metal-compósito acarreta grandes desafios relativos à união entre os diferentes tipos de materiais. Esta é a força motriz por trás do projeto de investigação Metalmorphosis, que foi realizado por nove parceiros europeus de centros de investigação e diferentes industrias.

Este artigo apresenta, primeiro, uma breve visão geral dos objetivos visados no projeto de investigação Metalmorphosis. Em seguida, serão abordados os conceitos de design de união desenvolvidos e a investigação relacionada com as uniões híbridas tubulares e em chapas de metal-compósito, utilizando a tecnologia de impulso eletromagnético. Finalmente é realçado, o desenvolvimento de um pedal de travão e um amortecedor para o sector automóvel, constituído por componentes híbridos de metal-compósito.

Weight reduction: ~ 30% Additional part costs: < € 5,0 /kg

High strength steel Hot formed steel Aluminium sheet Aluminium cast Aluminium extrusion Mg sheet Mg diecast Fibre reinforced plastic

Highlights: • Mg Strut Tower (die cast) • Mg Roof • Hot formed steel door aperture • FR plastic roof cross beam • FR plastic rear floor • AI Casting rear longitudinal • Polymer reinforced seat cross-member

F1 – Resultados do projeto SuperLightCar: redução percentual de peso e dos custos adicionais na fabricação de um carro em materiais leves [1] Results of the SuperLightCar project: percentual weight savings and additional costs for manufacturing a car in lightweight materials [1]

F2 – BMW i8 - Carro elétrico feito de compósito reforçado com fibra de carbono e alumínio [2] BMW i8 – Electrical car made of carbon fibre-reinforced composite and aluminium [2]

INTRODUCTION Global trends are forcing industry to manufacture lighter, safer, more environmentally, more performant and cheaper products. In the automotive industry, weight reduction is pursued and in this regard, lightweight materials such as composites offer the most suitable solution due to their considerably lower density. In view of this, multi-material designs exploit the material with desired properties for each part of the automotive component. However, the need for the next generation of novel hybrid metal-composite components brings along major challenges regarding the joints between different material types. This is the driving force behind the MetalMorphosis research project, which was carried out at by 9 European research and industrial partners.

This article first presents a short overview of the objectives targeted in the MetalMorphosis research project. Subsequently, the joining design concepts developed and research related to the hybrid metal-composite tubular and sheet joints using the electromagnetic pulse technology, will be addressed. Finally, the development of a brake pedal and a shock absorber, both consisting of metal-composite hybrid components, is highlighted.

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MATERIAIS LEVES E UNIÕES ENTRE METAIS E COMPÓSITOS Forças motrizes por trás da tendência para materiais leves e uniões entre metais e compósitos Estão a surgir tendências que conduzem ao aumento do peso dos veículos devido às exigências contínuas e rigorosas impostas para a melhoria da segurança (sistemas de colisão, passageiro, fogo/elétrica, sistemas avançados de travagem), do conforto dos passageiros (assentos, espaço interior, controle de climatização) e sistemas eletrónicos (alimentação elétrica, controle de informação/ entretenimento). Neste sentido, surge a necessidade de reduzir o peso do veículo e o consumo de combustível, originando a substituição gradual dos materiais presentes nos veículos. A redução da quantidade de ferro fundido e de aço carbono, a sua substituição por aços de alta performance (aços de alta resistência e aço inoxidável), ligas leves (principalmente alumínio), plástico e compósitos de plástico, fazem parte desta procura de redução de peso. Estes materiais permitem atenuar a tendência para o aumento do peso do veículo.

Esta exigência de redução de peso vem promover os compósitos em particular, como materiais-chave, no presente e no futuro. A principal vantagem destes materiais é a sua elevada razão entre a sua rigidez e resistência e a sua baixa densidade. Deste modo, os compósitos oferecem a possibilidade de alcançar reduções significativas de peso e, consequentemente, menor consumo de combustível. No entanto, uma desvantagem importante dos compósitos é o seu estilhaçamento.

As uniões entre compósitos e metais são, portanto, necessárias para obter as propriedades estruturais desejadas.

Investigação e modelos de produção em materiais leves Os compósitos estão, atualmente, a avançar em projetos de investigação relacionados com aplicações automóveis. No projeto SuperLightCar foi realizada investigação europeia orientada para a aplicação industrial relativamente ao desempenho estrutural em veículos híbridos leves.

No âmbito deste projeto, foram desenvolvidos conceitos de design que permitiram obter simultaneamente uma redução de peso até 30% e uma redução de custos. A Figura 1 mostra um exemplo de fabrico de um deste tipo de carros onde foram usados diferentes materiais leves.

Nos últimos anos, foram introduzidos vários modelos de produção no mercado, e que ilustram os conceitos desenvolvidos em projetos de investigação, tais como o projeto SuperLightCar. Um exemplo disto é o BMW i8: uma nova geração de carros elétricos, em que a maioria dos componentes estruturais é fabricada a partir de compósito reforçado com fibra de carbono e alumínio (ver Figura 2).

COMPÓSITOS E SUAS TÉCNICAS DE UNIÃO Compósitos para componentes híbridos A propriedade mecânica mais importante dos compósitos é a sua elevada resistência em relação à densidade. Os compósitos oferecem assim, a possibilidade de alcançar reduções de peso impressionantes nos produtos da próxima geração. Ao mesmo tempo, também apresentam excelentes propriedades mecânicas. A estrutura dos compósitos é constituída por dois componentes. O primeiro é um material de reforço que contribui para as propriedades físicas e mecânicas dos compósitos, permite a transferência de forças de tração e, portanto, aumenta as propriedades da matriz. O segundo componente é um material de matriz que mantém a posição do reforço,

F3 – Resistência em função da densidade de diferentes classes de materiais Strength versus density for different material classes

LIGHTWEIGHT MATERIALS AND JOINTS BETWEEN METALS AND COMPOSITES Driving forces behind the trend towards lightweight materials and joints between metals and composites Trends towards increasing vehicle weight are arising due to continuous and stringent demands imposed on the improvement in safety (crash, passenger, fire/electrical, advanced braking systems), passenger comfort (seating, interior space, in-vehicle climate control) and electronic systems (electrical supply, control in vehicle information/entertainment). Therefore, the need to reduce the vehicle weight and fuel consumption, has resulted in a gradual substitution of the materials present in vehicles. A reduction in the quantity of cast iron and plain carbon steel in and their replacement by high performance steels (stainless and high strength steels), light alloys (primarily aluminium) and plastic and plastic composites is pursued. These materials allow to mitigate the trend for increasing vehicle weight. In particular, the requirement for weight reduction promotes composites as key materials for the present and future. The major advantage of these materials is their high ratio between their stiffness and strength and their low density. In this way, composites offer the possibility to achieve significant weight reductions and accordingly lower fuel consumption.

However, an important drawback of composites is their brittleness. Joints between composites and metals are therefore required to obtain the desired structural properties.

Research and production models of lightweight materials Composites are currently advancing in research projects related to automotive applications. European industrial application-oriented research regarding the structural performance of hybrid lightweight vehicles was carried out in the SuperLightCar project. In the framework of this project, design concepts were developed which allowed to achieve both a weight reduction up to 30% and a cost reduction. Figure 1 shows an example of manufacturing such a car using different lightweight materials. In the past years, several production models on the market were introduced, which illustrate the concepts developed in research projects such as the SuperLightCar project. An example of this the BMW i8: a new generation of electrical cars in which the majority of the structural components are

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suportando os materiais de reforço. Além disso, prevê a transferência de forças de compressão e tensões de corte. Ambos os componentes combinam as suas propriedades de forma sinérgica, alcançando características significativamente diferentes das propriedades dos componentes individuais.

manufactured from carbon fibre-reinforced composite and aluminium (see Figure 2).

Neste sentido é importante selecionar uma combinação adequada dos componentes, com fibras como material de reforço e polímeros como material de matriz. Dado que os componentes dos automóveis são, normalmente, sujeitos a impactos durante todo o ciclo de vida do veículo, são necessários compósitos com elevada resistência ao impacto.

Composites for hybrid components

Embora os compósitos sejam, atualmente, utilizados na indústria automóvel, representam apenas 7,5% do volume total do veículo. Para além disto, eles são normalmente utilizados em componentes mais para fins cosméticos do que pelo seu desempenho estrutural.

Hoje em dia, a maioria das aplicações disponíveis são em plásticos reforçados com fibra de vidro, mas têm limitações em termos de resistência. A atividade recente indica que há muito mais interesse hoje nos compósitos que oferecem um desempenho estrutural adicional.

Em particular, os compósitos reforçados com fibra de carbono (CFRP) apresentam o maior potencial para redução de peso nas aplicações automóveis. A razão é que estes podem proporcionar reduções de peso superiores a 60%, em comparação com a utilização de aço. No entanto, as atuais limitações das fibras de carbono são os seus custos elevados e tempos de processamento elevados.

COMPOSITES AND THEIR JOINING TECHNIQUES

The most important mechanical property of composites is their high strength to density ratio. Composites thus offer the possibility to achieve impressive weight reductions for the next generation products. At the same time, they also exhibit outstanding mechanical properties. The structure of composites consists of two constituent materials. The first constituent is a reinforcement material that contributes to the mechanical and physical properties of the composites, allows for the transfer of tensile forces and thus enhances the matrix properties. The second constituent is a matrix material that maintains the position of the reinforcement, by supporting the reinforcement materials. It furthermore allows for the transfer of compressive forces and shear stresses. Both constituents combine their properties in a synergetic manner, hence achieving characteristics significantly different from the individual constituents. It is therefore important to select a proper combination of the constituents, with fibres as reinforcement material and polymers as matrix material. Since automotive components are usually subjected to impacts throughout their entire life cycle in a vehicle, composites with a high impact resistance are required.

Although composites are currently used in the automotive industry, they only represent 7,5% of the total vehicle in volume. Moreover, they are

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F4 – Princípio da tecnologia de impulso eletromagnético Principle of the electromagnetic pulse technology

Apesar dos recentes desenvolvimentos e tecnologias utilizados no fabrico de compósitos avançados, não se espera que estes venham substituir totalmente os materiais atualmente utilizados nos veículos.

Em vez disso, serão desenvolvidas novas estruturas híbridas de metalcompósito e, consequentemente, serão necessários processos mais rentáveis para a montagem de materiais compósitos e metais.

De facto a formulação híbrida permite a construção de estruturas, onde as limitações dos materiais individuais são compensadas (tanto a nível técnico como económico) e onde os seus benefícios são mutuamente aumentados, produzindo um efeito sinérgico. A Figura 3 ilustra a resistência em função da densidade de diferentes tipos de classes de materiais.

Tecnologias de união para produtos em metal-compósito Os dois métodos principais para unir metais a compósitos são união por adesivos e a fixação mecânica. No entanto, estes são desenvolvidos tendo em mente uma aplicação específica e resultam em altos custos operacionais. Além disso, as uniões resultantes apresentam propriedades mecânicas limitadas. Outras tecnologias de união para componentes híbridos de metal-compósito incluem processos de soldadura, tais como soldadura ultrassónica, por atrito e soldadura laser. No entanto, estas técnicas estão ainda em fase de desenvolvimento e é necessária mais investigação para determinar a viabilidade e durabilidade das uniões resultantes. Finalmente, a união híbrida envolve a combinação de dois ou mais métodos de união com a intenção de melhorar a qualidade de união. Mas devido à sua natureza híbrida, estes métodos apresentam não só as vantagens de cada processo individual, mas também os seus inconvenientes associados.

Em conclusão, os métodos atualmente utilizados na indústria para união de metais a compósitos são para aplicação específica, apresentando altos custos operacionais e propriedades mecânicas limitadas.

O PROJECTO DE INVESTIGAÇÃO METALMORPHOSIS Objetivos e enquadramento O objetivo global do projeto de investigação europeu Metalmorphosis foi

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F5 – Variantes possíveis de impulso eletromagnético para unir peças planas e tubulares (Fonte: Institut für Umformtechnik und Leichtbau, Technische Universität Dortmund, Alemanha) [3] Possible variants of electromagnetic pulse forming for joining sheet and tubular work pieces (Source: Institut für Umformtechnik und Leichtbau, Technische Universität Dortmund, Germany) [3]

typically involved in components that are more suitable for cosmetic purposes, rather than structural performance. Glass fibre-reinforced plastics make up the majority of applications available today, but have limitations terms of strength. Recent activity indicates that there is much more interest today in composites that provides additional structure performance. In particular, carbon fibre-reinforced composites (CFRP) exhibit the highest potential for lightweighting in automotive applications.

This is because they can provide weight savings greater than 60%, compared to the use of steel. Nevertheless, the current limitations of carbon fibres are their high costs and long processing times.

Despite the recent developments and technologies for manufacturing advanced composites, it is not expected that composites will fully substitute the current materials employed in vehicles. Instead, novel hybrid metalcomposite structures will be developed and hence cost-effective processes will be required for the assembly of composite and metal materials. The hybridisation formulation indeed allows to construct structures where the shortcomings of the individual materials are compensated (both technical and economic) and where their benefits mutually enhance, making a synergic effect. Figure 3 illustrates the strength versus density of different types of material classes.

Joining technologies for metal-composite products Two main methods for joining metals to composites are adhesive bonding and mechanical fastening. However, they are developed for a specific application in mind and result in high operational costs. The resulting joints furthermore exhibit limited mechanical properties. Other joining technologies for hybrid metal-composite components include welding processes such as ultrasonic welding, friction and laser welding. However, these techniques are in a developmental phase and more research is required to ascertain the feasibility and durability of the resulting joints.

Finally, hybrid joining comprises the combination of two or more joining methods intending to enhance the joining quality. But because of their hybrid nature, these methods present not only the advantages of each single process, but also their associated drawbacks. In conclusion, the currently used methods in industry for joining metals to composites are usually application-specific, presenting high operational costs and limited mechanical properties.

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o desenvolvimento de uma nova gama de componentes híbridos em metal-compósito, com base no processo inovador de união por impulso eletromagnético. Atualmente, esta tecnologia é usada para a união de metais semelhantes e diferentes. Neste projeto, este âmbito foi expandido na direção da obtenção de uma solução eficaz de união de materiais compósitos com metais, no sentido de melhorar a performance da união e do produto. Deste modo, as desvantagens associadas com os métodos tradicionais de união serão reduzidas ou mesmo eliminadas. Assim sendo, este projeto demonstrou que a tecnologia de impulso eletromagnético é uma alternativa valiosa para a realização de juntas de alto desempenho e permitirá a sua transferência para a indústria nos próximos anos. Os componentes automóveis específicos resultantes procuram responder à necessidade crescente de redução de peso e de consumo de combustível, e portanto, corresponder aos desafios atuais do mercado automóvel.

Mais especificamente, o projeto Metalmorphosis teve os seguintes objetivos: - Desenvolver novos processos de união de materiais compósitos e metais, com base na tecnologia de impulso eletromagnético para uniões de alto desempenho de compósitos com metais para aplicações em peças planas e tubulares; - Adquirir conhecimentos fundamentais sobre as propriedades das uniões (resistência, ductilidade, microestrutura, ...) e sua aplicabilidade na indústria automóvel; - Aumentar a produtividade e reduzir o custo dos componentes híbridos através da utilização da nova tecnologia de impulso eletromagnético: as operações de união são executadas mais rapidamente com maior eficiência e robustez; - Respeitar os requisitos de compatibilidade, devido ao processo ser mais amigo do ambiente.

O projeto Metalmorphosis foi constituído por seis Work Packages que visavam a investigação relacionada com atividades de especificação, união e caracterização. Além disso, um pacote de trabalho separado tratados com a fabricação de três manifestantes específicos, relevantes para a indústria automóvel.

F6 – Princípio de rebitagem eletromagnética para unir peças planas (Fonte: Poynting GmbH, Alemanha) [4] Principle of electromagnetic riveting for joining of sheet workpieces (Source: Poynting GmbH, Germany) [4]

INOVAÇÃO INNOVATION

RESEARCH PROJECT METALMORPHOSIS Objectives and outline The global objective of the European research project MetalMorphosis was the development of a new range of hybrid metal-composite components, based on the innovative electromagnetic pulse joining process. Currently, this technology is used for joining similar and dissimilar metals. In this project, its scope was expanded towards fast and cost-effective joining of composites and metals, which will improve the joint and product performance. In this way, the disadvantages associated with the traditional joining methods will be decreased or even eliminated. The project therefore demonstrated that the electromagnetic pulse technology is a valuable alternative for realising high-performance joints and will allow its transfer to the industry in the coming years. The resulting specific automotive components target the pressing need for reduced weight and fuel consumption, and hence match current automotive market challenges.

More specifically, the MetalMorphosis project pursued the following objectives: − To develop new joining processes for composites and metals, based on the electromagnetic pulse technology, for high-performance joints of composites with metals for sheet and tubular applications, − To gain fundamental knowledge concerning the properties of the joints (strength, ductility, microstructure, ...) and their applicability in the automotive industry, − To increase productivity and reduce cost for hybrid components by using the novel electromagnetic pulse technology: joining operations are performed faster and more efficient and robust. − To cope with the requirements of compatibility, due to the more environmental-friendly process.

The MetalMorphosis project comprised six technical work packages, which aimed at research related to the specification -, joining- and characterisation activities. Apart from that, a separate work package dealt with the manufacturing of three specific demonstrators, relevant for the automotive industry.

In the framework of this project, the Belgian Welding Institute investigated the applicability of electromagnetic crimping of tubular composite to metal

F7 – Secção transversal de uma conexão por “cravamento”, com base em ajuste de interferência (1º conceito de união), entre um tubo de alumínio (EN AW-6082) e um varão de epóxi reforçado com fibras de carbono contínuas (Fonte: Belgium Welding Institute, Bélgica) [5] Cross section of a crimp connection, based on interference fit (1st joining concept), between an aluminium tube (EN AW-6082) and a continuous carbon reinforced epoxy rod (Source: Belgian Welding Institute, Belgium) [5]

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INOVAÇÃO INNOVATION

No âmbito deste projeto, o Belgium Welding Institute - BWI investigou a aplicabilidade do “cravamento” eletromagnético para peças tubulares em compósito e metal. Em particular, este artigo discute os conceitos de união desenvolvidos e a investigação realizada relativamente às uniões híbridas tubulares e planas em metal-compósito utilizando a tecnologia de impulso eletromagnético. Além disto, está ilustrado o desenvolvimento de um pedal de travão e um amortecedor para veículos automóveis. O desenvolvimento destes dois demonstradores foi realizado em colaboração com parceiros industriais e serviu para validar, a nível industrial, os conceitos de design e estratégias de união desenvolvidos.

Princípio de funcionamento da tecnologia de impulso eletromagnético A tecnologia de impulso eletromagnético (também conhecida como formação, “cravamento” e soldadura por impulso eletromagnético) é uma técnica de produção automática, altamente inovadora que utiliza as forças eletromagnéticas para deformar e unir produtos. Uma vez que esta tecnologia avançada não utiliza calor para realizar a ligação, oferece possibilidades interessantes para a união de materiais diferentes, em comparação com técnicas de união tradicionais.

Este é um processo de deformação a alta velocidade que utiliza um “campo magnético pulsado” para deformação de metais sem contacto.

O princípio básico deste processo é mostrado na Figura 4.Uma “bobina ferramenta (tool coil) é colocada sobre as peças que devem ser unidas, mas não estabelece qualquer contacto. A energia armazenada num banco condensador é então descarregada rapidamente através da bobina. O campo magnético produzido pela bobina gera correntes na peça adjacente em material metálico com uma boa condutividade elétrica. Estas correntes, por sua vez, produzem o seu próprio campo magnético. As forças geradas pelos dois campos magnéticos opõem-se uma à outra. Como resultado, cria-se uma força de repulsão entre a bobina e a peça, que vai acelerar a peça exterior em direção à peça interior a uma grande velocidade. Isto resulta numa deformação permanente, sem recuperação elástica das peças. Por conseguinte, as forças geradas podem por exemplo ser usadas para deformar um tubo com velocidade elevada sobre uma peça interna, ou para deformar, cortar ou perfurar uma placa usando um molde com uma forma especial. Sob condições controladas e parâmetros de processo com precisão, pode-se obter uma soldadura sólida. Durante o ciclo de soldadura, grandes quantidades de energia elétrica são descarregadas num tempo muito curto. Alguns equipamentos podem mesmo gerar uma descarga de 2 milhões de Amperes dentro de 100 uS. A Figura 5 mostra as possíveis variantes de deformação por impulso eletromagnético para unir peças planas e tubulares. Dependendo da disposição da bobina e da peça, os perfis tubulares podem ser expandidos ou comprimidos e as placas em metal podem ser deformadas. Uma vez que, como descrito, apenas a peça exterior necessita de ser em material condutor elétrico para poder ser deformada, este processo pode ser usado para unir materiais semelhantes ou diferentes. Mesmo uniões entre materiais metálicos e não-metálicos com elevada resistência e desempenho podem ser realizadas.

As vantagens específicas relacionadas com esta tecnologia tornam-na, particularmente, adequada para uniões rápidas e de baixo custo de materiais não-soldáveis, tais como uniões de materiais diferentes: − Em comparação com processos de soldadura convencionais, a tecnologia de impulso eletromagnético é um processo de adesão a "frio", porque a peça exterior apenas aquece através de correntes de

F8 – Secção transversal de uma união por “cravamento”, baseada em ajuste de forma (2º conceito de união) entre um tubo de alumínio e um tubo em epoxi reforçado com fibras de vidro longas (Fonte: Belgium Welding Institute, Bélgica) [5] Cross section of a crimp connection, based on form fit (2nd joining concept) between an aluminium tube and a long fibre glass reinforced epoxy tube (Source: Belgian Welding Institute, Belgium) [5]

F9 – Secção transversal de uma união por “cravamento”, com base ajuste de forma (2º conceito de união) entre um tubo de alumínio e um varão em poliamida reforçado com fibras de vidro curtas (Fonte: Belgium Welding Institute, Bélgica) [5] Cross section of a crimp connection, based on form fit (2nd joining concept) between an aluminium tube and a short fibre glass reinforced polyamide rod (Source: Belgian Welding Institute, Belgium) [5]

workpieces. In particular, this article discusses the developed joining concepts and the research performed concerning the hybrid metalcomposite tubular and sheet connections. Furthermore, the development of a hybrid metal-composite brake pedal and shock absorber using the electromagnetic pulse technology is illustrated. The development of these two demonstrators was carried out in collaboration with industrial partners, and served to validate the developed novel joining concepts and design strategies at an industrial level.

Working principle of the electromagnetic pulse technology The electromagnetic pulse technology (also known as electromagnetic pulse forming, crimping and welding) is a highly innovative automatic production technique which use electromagnetic forces to deform and join products. Since this advanced technology does not make use of heat to realise a connection, it offers attractive possibilities for joining of dissimilar materials, compared to traditional joining techniques.

It is a high-speed deformation process that uses a pulsed magnetic field for contactless forming of metals. The basic principle of the process is shown in Figure 4. A tool coil is placed over the workpieces which should be joined, but does not make any contact. The energy stored in a capacitor bank is then discharged rapidly through the coil. The magnetic field produced by the coil generates eddy currents in the adjacent workpiece from metallic material with good electrical conductivity. These currents, in turn, produce their own magnetic field. The forces generated by the two magnetic fields oppose each other. Consequently, a repelling force between coil and workpiece is created, that accelerated the outer workpiece towards the inner workpiece at a large velocity. This results in a permanent deformation, without springback of the workpieces.

Therefore, the forces generated can for example be used to collapse a tube with high velocity onto an internal workpiece, or to form, cut or perforate a sheet using a special-shaped die. Under precisely controlled conditions and process parameters, a solid-state weld can be realised.

During the welding cycle, large amounts of electrical energy are

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Eddy e deformação plástica. Portanto, uma vez que nenhum calor é empregue para unir os materiais, nenhuma zona é afetada termicamente e não é criada qualquer degradação térmica induzida, logo as propriedades da união produzida não são deterioradas; − As peças podem ser de imediato retiradas após a união e, posteriormente, processadas com equipamento específico. Isto deve-se a que o aumento da temperatura é muito local (na ordem de 50 um), e as peças não atinge 3m mais de 30-50 ° C, na superfície da peça exterior; − Elevada repetibilidade devido à adaptação precisa das forças aplicadas, que é a base para a qualidade constante das uniões; − Processo automático e altas taxas de produção; − Processo de união ecológicos, uma vez que que não é produzido calor, gás ou fumo.

No projeto Metalmorphosis, foram aplicadas três variantes da tecnologia de impulso eletromagnético. Para uniões tubulares, foi utilizado “crav”amento” por impulso eletromagnético, e para uniões em peças planas, foram usados soldadura por impulso eletromagnético e rebitagem eletromagnética.

Cravamento por impulso eletromagnético As uniões produzidas por deformação eletromagnética podem ser classificadas em duas categorias, de acordo com o mecanismo dominante contra uma carga externa, nomeadamente uniões baseadas no ajuste de interferência ou na forma de ajuste. Juntas de encaixe de interferência são criadas por uma deformação plástica de uma deformação elástica e um do outro parceiro de junção. Como resultado, atrito e salienta interferência entre ambos os parceiros de junção são gerados. Em contraste, formam juntas de ajuste são fabricados através da formação de material de um parceiro aderir em um corte inferior (por exemplo, uma ranhura) do outro parceiro de junção. Deste modo, a articulação é bloqueada contra uma carga externa (bloqueio mecânico). No âmbito do projeto Metalmorphosis, vários conceitos inovadores foram projetados para ambas as articulações ajuste de interferência e forma.

discharged in a very short time period. Some equipment systems can even discharge 2 million Ampère within 100 µs.

Figure 5 shows the possible variants of the electromagnetic pulse forming for joining sheet and tubular work pieces. Depending on the arrangement of the tool coil and workpiece, tubular profiles can be expanded or compressed or sheet metals can be formed. Because only the outer workpiece to be deformed as described must be made out of electrical conductive material, this process can be used for joints of similar or dissimilar materials. Even metallic and non-metallic material joints with high strength performance can thus realised.

Specific advantages related to this technology make it particularly suitable for fast and cost-effective joining of non-weldable materials, like dissimilar materials joints: − Compared to conventional welding processes, the electromagnetic pulse technology is a “cold” joining process, because the outer workpiece only heats up through Eddy currents and plastic deformation. Therefore, since no heat is employed to join materials, neither a heat affected zone nor a thermal-induced degradation is created, so that properties of the resulting joint are not deteriorated, − Parts can immediately be unloaded after joining and further processed with standard equipment. This is because the temperature increase is very local (in the order of 50 µm), and the workpieces reach no more than 30-50°C at the surface of the outer workpiece, − High repeatability due to the accurate adaption of the applied forces, which is the basis for constant joint quality, − Automatic process and high production rates, − Ecological joining process, as no heat, gas, or smoke is produced.

In the MetalMorphosis project, 3 variants of the electromagnetic pulse technology were applied. For tubular joints, electromagnetic pulse crimping was employed and for sheet joints, electromagnetic pulse welding and electromagnetic riveting was used.

Electromagnetic pulse crimping Joints manufactured by electromagnetic forming can be classified into two categories, according to the dominating mechanism against an external

Maximum Transferable Force (kN)

Test Series

TS1 : Groove depth d : 2,5 mm Groove edge radius r : 1 mm TS2 : Groove depth d : 2,5 mm Groove edge radius r : 2 mm TS3 : Groove depth d : 1,5 mm Groove edge radius r : 1 mm TS4 : Groove depth d : 1,5 mm Groove edge radius r : 2 mm TS1 : Groove depth d : 2,5 mm Groove edge radius r : 1 mm TS2 : Groove depth d : 2,5 mm Groove edge radius r : 2 mm TS3 : Groove depth d : 2,5 mm Groove edge radius r : 1 mm 0 = 45º TS4 : Groove depth d : 2,5 mm Groove edge radius r : 2 mm 0 = 45º TS5 : Groove depth d : 2,5 mm Groove edge radius r : 1 mm 0 = 30º TS6 : Groove depth d : 2,5 mm Groove edge radius r : 2 mm 0 = 30º

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Test series with PA6.6 GF30

Test series with EP GC22

F10 – Comparação das forças máximos conseguido para cravar ligações entre tubos de alumínio e varões em poliamida reforçados com fibras de vidro curtas (PA6.6 GF30) e de tubos de alumínio com tubos em epóxi reforçada com fibras de vidro contínuas longas (EP CG22), com diferentes geometrias de sulco/ranhura, de acordo com o conceito de união 2 (Fonte: Belgium Welding Institute) [5] Comparison of the maximum transferable forces achieved for crimp connections between aluminium tubes and short glass fibre reinforced polyamide rods (PA6.6 GF30) and aluminium tubes and continuous glass fibre reinforced epoxy tubes (EP GC22), with different groove geometries, according to joining concept 2 (Source: Belgian Welding Institute) [5]

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Soldadura por impulso eletromagnético A soldadura por impulso eletromagnético é usada para unir uma peça de metal com uma peça em compósito no qual um metal é incorporado.

Se as peças forem atingidas por impacto a alta velocidade e sob um certo ângulo, um jato é criado ao longo da superfície dos materiais antes do contacto. Este jato remove os contaminantes da superfície, após o qual ocorre uma deformação plástica local intensiva e aquecimento local, resultando na união. Como o processo ocorre num curto espaço de tempo, o aquecimento não é suficiente para gerar um aumento da temperatura numa zona ampla, logo nenhuma zona termicamente afetada está presente.

Rebitagem eletromagnética Na rebitagem eletromagnética, o impulso eletromagnético é usado para acelerar um martelo a uma altura de alguns milímetros até uma alta velocidade significativa (10-100 m/s). Deste modo, um rebite magneticamente acelerado pode unir uma placa hibrida de metal-compósito com uma placa de metal. O princípio de funcionamento é ilustrado na Figura 6. Uma vez que a rebitagem é um processo com um curto tempo de ciclo, até 60 rebites por minuto, é essencial trabalhar com a menor energia de descarga possível através da bobina. Caso contrário, devido à temperatura, não é possível diminuir o tempo de ciclo abaixo de 4-5 por minuto (velocidade típica para processos de deformação eletromagnética).

UNIÕES TUBULARES HÍBRIDAS EM METAL-COMPÓSITO As peças tubulares híbridas de metal-compósito foram fabricadas usando “cravamento” por impulso eletromagnético. Primeiro, foram selecionados alguns compósitos que são relevantes para a indústria automóvel. Vários conceitos de união foram desenvolvidos posteriormente, para unir o tubo de alumínio (EN AW-6082 T6) ao compósito. Finalmente, as uniões tubulares de metal-compósito resultantes foram examinadas quanto à sua resistência e modo de falha, durante ensaios de tração.

Compósitos selecionados

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load, namely joints based on interference fit or on form fit. Interference fit joints are created by a plastic deformation of one and an elastic deformation of the other joining partner. As a result, friction and interference stresses between both joining partners are generated. In contrast, form fit joints are manufactured by forming one joining partner’s material into an undercut (for example a groove) of the other joining partner. In this way, the joint is locked against an external load (mechanical interlock). Within the MetalMorphosis project, various innovative joining concepts were designed for both interference and form fit joints.

Electromagnetic pulse welding Electromagnetic pulse welding is used for joining a metal workpiece to a composite workpiece in which a metal is embedded. If the workpieces are impacted at a high velocity and under a certain angle, a jet is created along the materials’ surface prior to contact. This jet removes surface contaminants, after which an intensive local plastic deformation and local heating takes place, resulting in bonding. Because the process takes place in a very short lapse of time, heating is not enough to generate a temperature increase in a wide area and hence no significant heat affected zone is present.

Electromagnetic riveting In electromagnetic riveting, the electromagnetic pulse is used to accelerate a punch over a few millimeters up to a significant high speed (10-100 m/s).

In this way, a magnetically accelerated rivet can join a hybrid metalcomposite sheet with a metal sheet. The working principle is illustrated in Figure 6. Because riveting is a process with a short cycle time, up to 60 rivets per minute, it is essential to work at the lowest possible discharge energy through the coil. Otherwise, for temperature reasons, it is not possible to decrease the cycle time below 4-5 per minute (typical speed for electromagnetic forming processes).

HYBRID METAL-COMPOSITE TUBULAR JOINTS The hybrid metal-composite tubular workpieces were manufactured using electromagnetic pulse crimping. First, a few composites were selected which are relevant for the automotive industry. Several joining concepts were subsequently developed to join the aluminium tube (EN AW-6082 T6) onto the composite. Finally, the resulting metal-composite tubular joints were examined for their transferable force and failure mode during tensile testing.

Dado que os componentes de automóveis são normalmente sujeitos a impactos durante todo o seu ciclo de vida dentro de um veículo, é necessária uma elevada resistência ao impacto do compósito. Adicionalmente, os compósitos devem ser resistentes a altas temperaturas. As poliamidas são matrizes adequadas, uma vez que podem ser modificadas para melhorar o seu comportamento ao impacto. Por outro lado, possuem elevadas propriedades mecânicas a temperaturas elevadas e alta resistência ao desgaste. As fibras de carbono são uma das mais resistentes fibras disponíveis no mercado. Para além disso, apresentam uma

Since automotive components are usually subjected to impacts throughout their entire life cycle within in a vehicle, a high impact resistance of the

F11 – Primeiro modo de falha de uma ligação por “cravamento” entre um tubo de alumínio e um tubo em epoxi reforçado com fibras de vidro contínuas (EP CG22) (Fonte: Belgium Welding Institute, Bélgica) [5] First failure mode of a crimp connection between an aluminium tube and a continuous glass fibre reinforced epoxy tube (EP GC22) (Source: Belgian Welding Institute, Belgium) [5]

F12 – Segundo modo de falha de uma ligação por “cravamento” entre um tubo de alumínio e um tubo de epóxi reforçada com fibra de vidro contínua (EP CG22) (Fonte: Belgium Welding Institute, Bélgica) [5] Second failure mode of a crimp connection between an aluminium tube and a continuous glass fibre reinforced epoxy tube (EP GC22) (Source: Belgian Welding Institute, Belgium) [5]

Selected composites

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F13 – Secção transversal de uma ligação por “cravamento” com base em interferência por ajuste de forma (3º conceito de união) entre um tubo de alumínio e um varão em poliamida reforçada com fibras de vidro curtas (Fonte: Belgium Welding Institute, Bélgica) [5] Cross section of a crimp connection based on form fit interference (3rd joining concept) between an aluminium tube and a short glass fibre reinforced polyamide rod (Source: Belgian Welding Institute, Belgium) [5)

densidade muito baixa, o que resulta numa excelente relação entre as suas propriedades mecânicas e o seu peso.

Com base nestes requisitos, foram selecionados os seguintes tipos de compósitos: resina epoxi reforçada com fibras contínuas de carbono, resina epoxi reforçada com fibras de vidro contínuas (EP CG22) e poliamida reforçada com fibras de vidro curtas (GF30 PA6.6). A fração em volume de fibra e o comprimento das fibras (curtas ou contínuas) foram variadas, de modo a obter os diferentes tipos de compostos.

Foram selecionados compósitos em forma de varão e tubo.

Conceitos de união para juntas híbridas tubulares de metal-compósito Diferentes conceitos de união foram desenvolvidos e avaliados para “cravamento” por impulso eletromagnético de tubos metálicos para os compósitos selecionados. Estes conceitos de união foram baseados em uniões por ajuste de interferência e uniões por ajuste de forma, tal como discutido anteriormente. Diferentes séries de testes foram identificadas, com base na geometria da peça em compósito ou na distância entre o tubo de alumínio e a peça em compósito. Esta distância foi criada através da variação da espessura da parede do tubo de alumínio ou modificando o diâmetro exterior da peça em compósito. Em cada série de testes, o nível de energia de descarga, necessária para criar a união, foi variado.

As juntas tubulares híbridas de metal-compósito resultantes foram, em primeiro lugar, examinadas visualmente, e posteriormente a sua resistência e o seu modo e de falha foram registados através ensaios de tração. Além disso, uma comparação entre o comportamento das diferentes uniões de metal-compósito foi feita dentro de um e do mesmo conceito de união. Uma seleção de alguns conceitos de união e os resultados experimentais obtidos serão discutidos em seguida.

Primeiro conceito de união: baseado em ajuste de interferência Num primeiro conceito de união, com base em ajuste de interferência, um tubo de alumínio (EN AW-6082) foi unido a um varão em compósito, através de “cravamento” por impulso eletromagnético. A deformação plástica do tubo de alumínio e a deformação elástica do varão em compósito gerou atrito e tensões de interferência, que contribuem para a resistência da união. Diversas séries de testes foram realizadas, com base na variação da distância entre o tubo de alumínio e o varão em compósito. Esta distância foi criada através da variação da espessura da parede do tubo de alumínio ou modificando o diâmetro exterior da peça

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F14 – Marcas/entalhes da rosca interior do tubo de alumínio no varão em poliamida reforçada com fibras de vidro curtas (Fonte: Belgium Welding Institute, Bélgica) [5 ] Indentations of the screw thread inside the aluminium tube into the short glass fibre reinforced polyamide rod (Source: Belgian Welding Institute, Belgium) [5]

composite is required. Additionally, the composite should be resistant against high temperatures. Polyamides are suitable matrices, as they can be modified to improve their impact behaviour. They furthermore exhibit high mechanical properties at elevated temperatures and a high wear resistance. Carbon fibres are one of the strongest and stiffest fibres available on the market. Moreover, they exhibit a very low density, which results in an excellent ratio between their mechanical properties and weight.

Based on these requirements, the following types of composites were selected: continuous carbon fibre-reinforced epoxy, continuous glass fibrereinforced epoxy (EP GC22), and short glass fibres-reinforced polyamide (PA6.6 GF30). The fibre volume fraction and the length of the fibres (short or continuous) were varied, in order to obtain the different types of composites. Composites in both rod- and tube-like form were selected.

Joining concepts for hybrid metal-composite tubular joints Different joining concepts were developed and evaluated for electromagnetic pulse crimping of metal tubes onto the selected composites. These joining concepts were based on interference fit joints and form fit joints, as discussed previously. Different test series were identified based on either the geometry of the composite workpiece or on the gap distance between the aluminium tube and the composite workpiece. This distance was created by varying the wall thickness of the aluminium tube or by modifying the outer diameter of the composite workpiece. Within each test series, the discharge energy level, necessary to create the joint, was varied.

The resulting hybrid metal-composite tubular joints were first visually examined, after which their transferable force and failure mode were recorded during tensile testing. Moreover, a comparison of the behaviour of the different metal-composite joints was made within one and the same joining concept. A selection of some joining concepts and the experimental results achieved will be discussed hereafter.

First joining concept: based on interference fit In a first joining concept, based on interference fit, an aluminium tube (EN AW-6082) was joined onto a composite rod, by electromagnetic pulse crimping. The plastic deformation of the aluminium tube and the elastic deformation of the composite rod generated friction and interferences stresses, which contribute to the joint strength. Different test series were conducted, based on the variation in the gap distance between the

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F15 – Secção transversal de uma união entre uma chapa de alumínio e uma chapa híbrida de aço-compósito, utilizando rebitagem eletromagnética (Fonte: Poynting GmbH, Alemanha) [4] Cross section of a sheet joint between an aluminium plate and a hybrid steel-composite plate, using electromagnetic riveting (Source: Poynting GmbH, Germany) [4]

em compósito. Dentro de cada série de testes, o nível de energia de descarga, necessária para criar a união, foi variado.

A Figura 7 Mostra a secção transversal de uma ligação deste tipo, baseada no ajuste de interferência, entre um tubo de alumínio e um varão de epóxi reforçado com fibras contínuas de carbono.

Segundo conceito de união: baseado em ajuste de forma Num segundo conceito de união, baseado em ajuste de forma, um tubo de alumínio foi unido a um varão e a um tubo em compósito com “sulcos/ranhuras”, através de “cravamento” por impulso eletromagnético.

Desta forma, o tubo de alumínio pode ser deformado para dentro da ranhura do compósito, deste modo é alcançada uma interligação mecânica entre as duas peças. Isto pode, eventualmente, resultar numa força superior. No entanto, é necessário avaliar se a integridade da ranhura foi mantida durante a operação de “cravamento”. Diversas séries de testes foram identificadas, com base na geometria da ranhura, nomeadamente, a profundidade, o ângulo e raio do sulco/ranhura.

A Figura 8 mostra uma secção transversal de este tipo ligação baseada em ajuste de forma, entre um tubo de alumínio e um tubo de epóxi reforçado com fibra de vidro contínua (EP CG22). A Figura 9 apresenta uma secção transversal de uma ligação semelhante, entre um tubo de alumínio e um varão em poliamida reforçada com fibras de vidro curtas (PA6.6 GF30).

A Figura 9 compara as forças alcançadas para uniões por “cravamento” entre um tubo de alumínio e um varão em poliamida reforçada com fibras de vidro curtas (PA6.6 GF30 – Figura 9), e um tubo em epoxi reforçado com fibras de vidro longas (EP CG22 – Figura 10). Para cada tipo de compósito, foram conduzidos diversas séries de ensaios, nos quais a geometria da ranhura foi variada. Com base nos resultados obtidos, concluiu-se que as conexões de “cravamento” entre os tubos de alumínio e os tubos de epóxi reforçados com fibras de vidro longas atingiram uma gama maior de forças transferíveis do que as ligações por “cravamento” entre os tubos de alumínio e os varões de poliamida reforçados com fibras de vidro curtas. Isto pode ser parcialmente explicado pela elevada resistência à tração dos tubos em epoxi reforçados com fibra de vidro contínua (resistência à tração típica de 285 MPa), em comparação com a resistência à tração dos varões de poliamida reforçada com fibras de vidro curtas (152 MPa). Em geral, foi atingida uma maior força a um nível de energia de descarga mais elevada e uma maior deformação do tubo de alumínio para dentro da ranhura. Esta deformação é entre outros fatores determinada pela geometria da ranhura.

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F16 – Protótipo do pedal do travão híbrido em metal-compósito (Fonte: Toolpresse, Portugal [6]) Prototype of the hybrid metal-composite brake pedal (Source: Toolpresse, Portugal [6])

aluminium tube and the composite rod. This distance was created by varying the wall thickness of the aluminium tube or by modifying the outer diameter of the composite workpiece. Within each test series, the discharge energy level, necessary to create the joint, was varied.

Figure 7 illustrates the cross section of such a crimp connection, based on interference fit, between an aluminium tube and a continuous carbon fibrereinforced epoxy rod.

Second joining concept: based on form fit In a second joining concept based on form fit, an aluminium tube was joined onto a grooved composite rod and tube, by electromagnetic pulse crimping.

In this way, the aluminium tube can deform into the groove of the composite, through which a mechanical interlock between both workpieces is achieved. This can possibly result in a higher transferable force. It is however necessary to evaluate whether or not the integrity of the groove was maintained during the crimping operation. Different test series were identified, based on the geometry of the groove, namely the depth, radius and angle of the groove.

Figure 8 shows a cross section of such a crimp connection based on form fit, between an aluminium tube and a continuous glass fibre reinforced epoxy tube (EP GC22). Figure 9 presents a cross section of a similar crimp connection, between an aluminium tube and a short glass fibre reinforced polyamide rod (PA6.6 GF30).

Figure 9 compares the transferable forces achieved for crimp connections between an aluminium tube and short glass fibre-reinforced polyamide rod (PA6.6 GF30 - Figure 9) on the one hand, and a long glass fibre-reinforced epoxy tube (EP GC22 - Figure 10) on the other hand. For each composite type, several test series were conducted, in which the groove geometry was varied. Based on the results achieved, it was concluded that the crimp connections between aluminium tubes and a continuous glass fibrereinforced epoxy tubes achieved a higher range of transferable forces than the crimp connections between aluminium tubes and a short glass fibrereinforced polyamide rods. This can partially be explained by the high tensile strength of the continuous glass fibre-reinforced epoxy tubes (typical tensile strength of 285 MPa), compared to the tensile strength of the short glass fibre-reinforced polyamide rods (152 MPa). In general, a higher transferable force was achieved at a higher discharge energy level and a larger deformation of the aluminium tube into the groove. This deformation is amongst others determined by the groove geometry.

Two different failure modes during tensile testing of the crimp connections were observed. In the first failure mode, the diameter of the aluminium

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Foram observados dois modos de falha diferentes durante os testes de tração das ligações por cravamento. No primeiro modo de falha, o diâmetro do tubo de alumínio aumentou, após o que o tubo saiu para fora da ranhura.

No entanto, não ocorreu nenhuma fratura do tubo de alumínio (ver Figura 11). No segundo modo de falha, o tubo de alumínio saiu para fora da ranhura e fraturou ao longo da sua direção longitudinal (ver Figura 12).

Terceiro conceito de união: baseado em ajuste de forma Num terceiro conceito juntando, também com base no ajuste forma, um tubo de alumínio com uma rosca interior foi unido a um varão em compósito, através de “cravamento” por impulso eletromagnético.

Deste modo, os filetes da rosca interna criarão uma interligação mecânica entre as duas peças. Diversas séries de testes foram identificados, nos quais a distância entre o tubo de alumínio e o varão em compósito foi variado. Esta distância foi criada através do ajuste do diâmetro exterior do varão em compósito. Em cada série de testes, o nível de energia de descarga foi variado.

A Figura 13 ilustra a secção transversal de este tipo de ligação por “cravamento” entre um tubo de alumínio com uma rosca interna e um varão em poliamida reforçada com fibras de vidro curtas (PA6.6 GF30). As marcas/entalhes dos filetes da rosca interna do tubo de alumínio no varão de poliamida reforçada com fibra de vidro curta são mostradas na Figura 14.

UNIÕES HÍBRIDAS DE CHAPAS EM METAL-COMPÓSITO As uniões híbridas de chapas em metal-compósito foram fabricadas, usando rebitagem eletromagnética e soldadura por impulso eletro-

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tube enlarged, after which the tube bent out of the groove. Nevertheless, no fracture of the aluminium tube occurred (see Figure 11). In the second failure mode, the aluminium tube bent out of the groove and subsequently cracked along its longitudinal direction (see Figure 12).

Third joining concept: based on form fit In a third joining concept, also based on form fit, an aluminium tube with an internal screw tread was joined onto a composite rod, by electromagnetic pulse crimping. In this way, the teeth of the internal screw thread created a mechanical interlock between both workpieces. Different test series were identified, in which the gap distance between the aluminium tube and the composite rod was varied. This gap distance was created by adjusting the outer diameter of the composite rod. Within each test series, the discharge energy level was varied.

Figure 13 illustrates the cross section of such a crimp connection between an aluminium tube with an internal screw thread and a short glass fibrereinforced polyamide rod (PA6.6 GF30). The indentations of the internal screw thread of the aluminium tube into the short glass fibre reinforced polyamide rod is shown in Figure 14.

HYBRID METAL-COMPOSITE SHEET JOINTS The hybrid metal-composite sheet joints were manufactured using electromagnetic riveting and electromagnetic pulse welding. Figure 15 shows an example of electromagnetic riveting of a metal sheet (aluminium EN AW- 6016, thickness of 1,2 mm) to a sandwich sheet. The latter consists of two metal layers (steel DC04, both thicknesses of 0,5 mm) with a composite

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magnético. A Figura 15 mostra um exemplo de rebitagem eletromagnética de uma chapa em metal (alumínio EN AW 6016, espessura de 1,2 mm) a uma chapa “sandwich”. Esta última consiste em duas camadas de metal (aço DC04, ambas com espessura de 0,5 mm) com uma camada intermédia de compósito (plástico reforçado com fibra de carbono, espessura de 0,8 mm). A secção transversal mostra uma boa distribuição do rebite na união, assim como uma deformação do material de fibra de carbono, sem danos visíveis nas fibras. Além disso, determinou-se que um rebite com uma dureza inferior resultou numa força maior, em comparação com um rebite com uma dureza superior.

DEMONSTRADORES Três produtos demonstradores específicos foram fabricados, e são representativos de potenciais aplicações industriais, indo ao encontro aos requisitos estabelecidos pelos parceiros industriais. Deste modo, o conhecimento adquirido sobre os conceitos de união e as estratégias de conceção foram validados a nível industrial. Duas peças de demonstração, nomeadamente, um pedal de travão e um amortecedor automóvel, serão discutido, de seguida, em maior detalhe.

INOVAÇÃO INNOVATION

intermediate layer (carbon fiber reinforced plastic, thickness of 0,8 mm). The cross section shows a good spreading of the rivet in the joint, as well as a deformation of the carbon fiber material without visible fiber damage.

Furthermore, it was determined that a rivet with a lower hardness resulted in a higher transferable force, compared to a rivet with a higher hardness.

DEMONSTRATORS Three specific demonstrator parts were fabricated, which were representative for potential industrial applications and satisfied the requirements set by the industrial partners. In this way, the acquired knowledge regarding the developed joining concepts and design strategies were validated at an industrial level.

Two demonstrator parts, namely a brake pedal and a shock absorber, will be discussed in detail hereafter.

Hybrid metal-composite brake pedal

Pedal de travão híbrido em metal-compósito A Toolpresse é uma empresa de portuguesa envolvida na estampagem de peças em metal, soldadura e montagem de conjuntos e subconjuntos metálicos, sendo produtora de peças dirigidas, principalmente, ao mercado automóvel. Entre outras, fabrica pedais de travões que são, na totalidade, feitos de metal. No projeto Metalmorphosis, foi realizada uma reformulação de um pedal do travão corrente, em que um componente de aço deste pedal automóvel foi substituído por um componente em compósito, que é posteriormente unido aos restantes componentes em metal.

Toolpresse is a Portuguese company that engages in stamping metal parts, welding and assembly of metal sets and subsets, hence producing parts mainly aimed at the automotive market.

Amongst others, it

Consideraram-se os seguintes objetivos, estabelecidos pela Toolpresse, quando o pedal do travão híbrido em metal-compósito foi fabricado: − Redução do risco de graves lesões dos membros inferiores do condutor no caso de uma colisão frontal, através do uso de materiais compósitos, assegurando, simultaneamente, o cumprimento dos requisitos legais e normas internacionais; − Redução do peso do conjunto da montagem do pedal do travão, em comparação com o peso dos componentes existentes feitos inteiramente de metal. O pedal de travão em aço tem um peso de 0,6 kg. A substituição parcial por um compósito deve resultar numa diminuição de peso de 15%; − Redução do tempo e do custo de produção, devido ao menor número de operações e de componentes. A introdução do material compósito deve também de preferência ser conseguido sem aumento de custos do produto. Um aumento de custo do produto total de 1 a 2 € / kg de peso é, no entanto, aceitável.

O protótipo e o demonstrador atual do pedal de travão híbrido em metal-compósito são ilustrados na Figura 16 e Figura 17, respetivamente. Foi fabricado através do “cravamento” de um tubo de perfil retangular em alumínio em duas peças em poliamida reforçadas com fibras de vidro curtas (PA6.6GF 30) contendo um sulco/ranhura, de acordo com o segundo conceito de união.

Uma secção transversal do demonstrador para o pedal do travão híbrido de metal-compósito é mostrada na Figura 18. A deformação do tubo de alumínio na ranhura do compósito é claramente ilustrada. Esta interligação mecânica contribuiu, em parte para as forças alcançadas, que são graficamente apresentados na Figura 19 como uma função da

F18 – Secção transversal do demonstrador para o pedal de travão híbrido em metalcompósito (Fonte: Belgian Welding Institute, Belgica) [5] Cross section of the demonstrator for the hybrid metal-composite brake pedal (Source: Belgian Welding Institute, Belgium) [5]

F17 – Demonstrador do pedal de travão híbrido em metalcompósito (Fonte: Belgium Welding Institute, Bélgica) [5] Demonstrator of the hybrid metal-composite brake pedal (Source: Belgian Welding Institute, Belgium) [5]

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manufactures brakes pedals that are currently completely made out of metal. In the MetalMorphosis project, a redesign of the current brake pedal was performed, in which a steel component of this automotive pedal was substituted by a composite component and subsequently joined onto the remaining metal components.

F19 – Pedal de travão híbrido em metal-compósito: força máxima versus energia de descarga aplicada (Fonte: Belgian Welding Institute, Belgica) [5] Hybrid metal-composite brake pedal: maximum transferable force versus applied discharge energy (Source: Belgian Welding Institute, Belgium) [5]

energia de descarga necessária para criar a união. A máxima força foi alcançada com uma descarga ideal de energia após a qual a força novamente diminui. Isso mostra que houve um trade-off dos diferentes fenómenos que ocorreram durante os testes de tração.

Por um lado, a deformação do tubo de alumínio na ranhura contribuiu para o aumento da força, devido a um maior interligação mecânica alcançada. Por outro lado, o estiramento do tubo de alumínio durante o ensaio de tração poderia ter resultado numa diminuição da força.

Amortecedor híbrido em metal-compósito A Tenneco Bélgica é um fabricante de amortecedores que consistem numa conexão de dois componentes tubulares que, atualmente, são feitas de aço. Estas peças existentes são produzidas, usando técnicas de soldadura convencionais. No projeto Metalmorphosis, a peça/produto foi redesenhado envolvendo um componente em aço e outro em compósito. A união híbrida de aço-compósito deve cumprir os requisitos e normas da Tenneco, nomeadamente, que os diferentes elementos devem ser considerados como componentes estruturais. Além disso, é necessário que sejam estanques aos gases, consigam suportar altas pressões e temperaturas e tenham o mínimo de flexão.

A força motriz por trás da introdução de compósitos no amortecedor é a diminuição de peso e a fácil integração em linhas de produção existentes. O amortecedor de aço “estado-da-arte” tem um peso de 1,6 kg e a substituição parcial por um compósito deve resultar numa redução de peso de 15%. A utilização de compósito, preferencialmente, não deve aumentar os custos do produto. Com base em considerações comerciais, um aumento total de custos do produto de 1 a 3 € / kg de peso ganho, é no entanto permitido (incluindo custos de ferramentas, modificações necessárias na linha de produção, investimentos, recursos humanos, etc.)

CONCLUSÃO O projeto de pesquisa Metalmorphosis, visou o desenvolvimento de processos inovadores de união para compósitos e metais, com base na tecnologia de impulso eletromagnético. Esta tecnologia promissora permite o fabrico de uma gama de novos componentes híbridos de metal-compósito, e que vai de encontro à atual tendência de aplicação de

The following objectives, set by Toolpresse, were taken into account when the hybrid metal-composite brake pedal was fabricated: − Reduction of the risk of serious lower limb injuries of the drive in a frontal collision through the use of composite materials, whilst simultaneously ensuring compliance with legal requirements and international statutory, − Reduction of the weight of the brake pedal assembly, compared to the weight of the existing components made entirely of metal. The state-of-the-art steel brake pedal has a weight of 0,6 kg. The partial replacement by a composite should result in a 15% weight decrease, − Reduction of the cost and production time, due to the smaller number of operations and components. The introduction of the composite material should also preferably be accomplished without product cost increase. A total product cost increase of € 1 to 2/kg saved weight is however allowable.

The prototype and the actual demonstrator of the hybrid metal-composite brake pedal are illustrated in Figure 16 and Figure 17, respectively. It was fabricated by crimping an aluminium square tube onto two short glass fibre-reinforced polyamide (PA6.6GF 30) workpieces containing a groove, according to the second joining concept.

A cross section of the demonstrator for the hybrid metal-composite brake pedal is shown in Figure 18. The deformation of the aluminium tube into the groove of the composite is clearly illustrated. This mechanical interlock partially contributed to the transferable forces achieved, which are graphically shown in Figure 19 as a function of the discharge energy necessary to create the joint. The maximum transferable force was achieved at an optimal discharge energy, after which the transferable force again decreased. This illustrates that there was a trade-off the different phenomena that took place during tensile testing. On the one hand, the deformation of the aluminium tube into the groove contributed to the increase of the transferable force, due to the larger mechanical interlocking achieved. On the other hand however, necking of the aluminium tube during tensile testing, could have resulted in a decrease in the transferable force.

Hybrid metal-composite shock absorber Tenneco Belgium is a manufacturer of shock absorbers, consisting of a connection of 2 tubular components which currently made out of steel.

These existing parts are produced using conventional welding techniques.

In the MetalMorphosis project, the redesigned part consisted out of a steel and composite component. The hybrid steel-composite joint must fulfill the standard Tenneco requirements, namely that the different elements must be considered as structural components. It is moreover necessary that they are gas tight, withstand high pressure and temperatures and exhibit a minimum of bending.

The driving force behind introducing composites in the shock absorber is the targeted weight decrease and easy integration in existing process lines.

The state-of-the-art steel shock absorber has a weight of 1,6 kg and the partial replacement by a composite should result in a 15% weight decrease.

The use of composite should preferably without product cost increase.

Based on commercial considerations, a total product cost increase of 1 to 3 €/ kg saved weight is however allowable (including tooling costs, required modification of process line, investments, manpower, etc.)

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materiais leves na indústria automóvel. Foram desenvolvidos produtos de demonstração, baseados nos novos conhecimentos adquiridos, especificamente orientados para o mercado automóvel nomeadamente, um pedal de travão e um amortecedor híbridos em metal-compósito.

Mais informações sobre o projeto Metalmorphosis e uma visão geral dos resultados alcançados podem ser encontradas em: http://www.metalmorphosis.eu/.http://www.metalmorphosis.eu/ http://www.metalmorphosis.eu/ O consórcio especializado e multidisciplinar do projeto Metalmorphosis foi constituído por nove parceiros europeus: Belgian Welding Institute (Belgica) [5], Tenneco Automotive Europe (Bélgica) [7], POYNTING (Alemanha) [4], CENTIMFE (Portugal) [8], Toolpresse (Portugal) [6], Cidaut (Espanha) [9], IK4-IDEKO (Espanha) [10], STAM (Itália) [11] e Regeneracija (Eslovénia) [12].

Este projeto recebeu financiamento do Sétimo Programa-Quadro da União Europeia (FP7) para investigação, desenvolvimento tecnológico e demonstração nos termos do acordo nr 609.039.

•

CONCLUSION The MetalMorphosis research project aimed at developing innovating joining processes for composites and metals, based on the electromagnetic pulse technology. This promising technology allows a range of new hybrid metal-composite components to be manufactured, and that matches the current trend towards lightweight materials in the automotive industry.

Based on the novel insights acquired, demonstrator parts specifically targeted at the automotive market were developed, namely a hybrid metalcomposite brake pedal and shock absorber.

More information on the MetalMorphosis project and an overview of the results achieved can be found at: http://www.metalmorphosis.eu/ The specialised and multidisciplinary MetalMorphosis consortium consisted of 9 European partners: the Belgian Welding Institute (Belgium) [5], Tenneco Automotive Europe (Belgium) [7], POYNTING (Germany) [4], CENTIMFE (Portugal) [8], Toolpresse (Portugal) [6], Cidaut (Spain) [9], IK4IDEKO (Spain) [10], STAM (Italy) [11] and Regeneracija (Slovenia) [12].

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This project has received funding from the European Union’s Seventh Framework Programme (FP7) for research, technological development and demonstration under grant agreement nr 609039.

REFERÊNCIAS

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[1] Superlight Car Life Cycle Assessment. Available online: http://www.worldautosteel.org/lifecycle-thinking/case-studies/super-light-car-life-cycle-assessment

REFERENCES

http://www.worldautosteel.org/life-cycle-thinking/case-studies/super-light-car-life-cycleassessment/

[1] Superlight Car Life Cycle Assessment. Available online: http://www.worldautosteel.org/life-cyclethinking/case-studies/super-light-car-life-cycle-assessment

http://www.worldautosteel.org/life-cycle-thinking/case-studies/super-light-car-life-cycleassessment/

http://www.worldautosteel.org/life-cycle-thinking/case-studies/super-light-car-life-cycle-assessment/

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[2] BMW i8 – BMW blog First Drive. Available online: http://www.bmwblog.com/2013/08/13/bmwi8-bmwblog-first-drive/http://www.bmwblog.com/2013/08/13/bmw-i8-bmwblog-first-drive/ http://www.bmwblog.com/2013/08/13/bmw-i8-bmwblog-first-drive/

[2] BMW i8 – BMW blog First Drive. Available online: http://www.bmwblog.com/2013/08/13/bmw-i8bmwblog-first-drive/http://www.bmwblog.com/2013/08/13/bmw-i8-bmwblog-first-drive/ http://www.bmwblog.com/2013/08/13/bmw-i8-bmwblog-first-drive/

[3] Institut für Umformtechnik und Leichtbau, Technische Universität Dortmund, Germany. Available online: http://www.iul.eu/iul/index.php/en/http://www.iul.eu/iul/index.php/en/ http://www.iul.eu/iul/index.php/en/

[3] InstitutfürUmformtechnikund Leichtbau, TechnischeUniversität Dortmund,Germany. Availableonline: http://www.iul.eu/iul/index.php/en/http://www.iul.eu/iul/index.php/en/ http://www.iul.eu/iul/index.php/en/

[4] Poynting GmbH, Germany. Available online :

[4] Poynting GmbH, Germany. Available online :

http://www.poynting.de/de/homepage.htmlhttp://www.poynting.de/de/homepage.html

http://www.poynting.de/de/homepage.htmlhttp://www.poynting.de/de/homepage.html

http://www.poynting.de/de/homepage.html

http://www.poynting.de/de/homepage.html

[5] Belgian Welding Institute, Belgium. Available online:

[5] Belgian Welding Institute, Belgium. Available online:

http://www.bil-ibs.be/en/researchhttp://www.bil-ibs.be/en/research

http://www.bil-ibs.be/en/researchhttp://www.bil-ibs.be/en/research

http://www.bil-ibs.be/en/research

http://www.bil-ibs.be/en/research

[6] Toolpresse, Portugal. Available online: http://www.toolpresse.pt/http://www.toolpresse.pt/

[6] Toolpresse, Portugal. Available online: http://www.toolpresse.pt/http://www.toolpresse.pt/

http://www.toolpresse.pt/ [7] Tenneco Automotive Europe, Belgium.

Available http://www.tenneco.com/europe/http://www.tenneco.com/europe/

http://www.worldautosteel.org/life-cycle-thinking/case-studies/super-light-car-life-cycle-assessment/

http://www.toolpresse.pt/ online

:

http://www.tenneco.com/europe/ [8]Centimfe,CentroTechnologicodeIndustriadeMoldes,Portugal.Availableonline:http://www.centimfe.com/index.php/en/http://www.centimfe.com/index.php/en/ http://www.centimfe.com/index.php/en/ [9] Foundation Cidaut, Transport and Energy Research and Development, Spain. Available online: http://www.cidaut.es/en/http://www.cidaut.es/en/ http://www.cidaut.es/en/ [10] IK4-IDEKO, Research Alliance, Spain. Available online : http://www.ideko.es/http://www.ideko.es/ http://www.ideko.es/ [11] Stam, industrial research, Italy. Available online : http://www.stamtech.com/http://www.stamtech.com/ http://www.stamtech.com/ [12]Regeneracija,Slovenia. Availableonline:http://www.regeneracija.hr/index.php/en/http://www.regeneracija.hr/index.php/en/

[7] Tenneco Automotive Europe, Belgium. http://www.tenneco.com/europe/http://www.tenneco.com/europe/

Available

online

:

http://www.tenneco.com/europe/ [8] Centimfe, Centro Technologico de Industria de Moldes, Portugal. Available online : http://www.centimfe.com/index.php/en/http://www.centimfe.com/index.php/en/ http://www.centimfe.com/index.php/en/ [9] Foundation Cidaut, Transport and Energy Research and Development, Spain. Available online: http://www.cidaut.es/en/http://www.cidaut.es/en/ http://www.cidaut.es/en/ [10] IK4-IDEKO, Research Alliance, Spain. Available online : http://www.ideko.es/http://www.ideko.es/ http://www.ideko.es/ [11]Stam,industrialresearch,Italy.Availableonline:http://www.stamtech.com/http://www.stamtech.com/ http://www.stamtech.com/ [12] Regeneracija, Slovenia. Available online :http://www.regeneracija.hr/index.php/en/http://www.regeneracija.hr/index.php/en/

Mawick Kunststoff Spritzgusstechnik resolve problema com o CoolCross da HASCO

UM PEQUENO COMPONENTE COM GRANDE IMPACTO Autor: Dr. Michael Thielen, freelance editor

Josef Mawick GmbH & Co. KG, uma empresa de injeção de termoplástico localizada em Werl, Alemanha, encontrou inesperadas marcas de chupados bem como e deformação aquando do teste para primeira amostras de uma grade de piso recém-projetado para estábulos. O problema, que era devido ao arrefecimento da complexa grelha, foi resolvido através da utilização de uma pequena, mas engenhosa inserção para moldes da HASCO, o produtor de componentes standard para moldes, com sede em Lüdenscheid. O CoolCross, um pequeno componente com um grande impacto.

exigentes e que requerem uma grande experienia e conhecimento são produzidos pela própria empresa em Werl, até dimensões de cerca de 1 metro quadrado. A grande maioria dos moldes necessários são obtidos a partir de fabricantes de moldes externos.

Piso para estábulos

1/ HASCO CoolCross Z99/…

A empresa Mawick é especializada na produção de peças de alta qualidade a partir do processo de moldação por injeção e sopro, para os sectores doméstico, elétrico, automóvel e indústrias de veículos para crianças, juntamente com produtos para o setor agrícola. A empresa com a sua força de trabalho de 240 elementos, localizada em Werl no Sul da Westphalia, considera-se como um parceiro que fornece um serviço completo e inovador aos seus clientes.

A gama de serviços da empresa inclui moldação injeção unitária e multicomponente, moldação assistida a gás, moldação por compressão, com encapsulamento de insertos, uma gama de métodos de soldadura, montagem de componentes, bem como procedimentos refinamento do

produto, como impressão, estampagem a quente, pintura, metalização e galvanoplastia. Para a sua produção, a empresa faz uso de poliolefinas e quase todos os plásticos de engenharia, diretamente através de polímeros de alto desempenho.

A empresa orgulha-se particularmente do seu departamento de produção de moldes interno, que não só produz cerca de 20% dos moldes que adjudica por ano, mas também coloca a empresa em posição de realizar as alterações ou reparações necessárias, proporcionando alta flexibilidade e tempos de resposta rápidos. Mawick executa o layout e projeta a maioria dos moldes que são necessários no seu próprio departamento de CAD / CAM. Os moldes mais complexos e

“Para a MIK International, uma empresa na qual a Mawick adquiriu uma participação maioritária há quatro anos e foi agora transformada numa empresa independente de responsabilidade limitada, Mawick opera a sua própria linha de produção para aplicações agrícolas. Além de sistemas de alimentação e de drenagem, que, essencialmente, cobrem o chão com grades para pisos funcionais de estábulos, com a opção de sistemas de aquecimento", explica Werner Drees, responsável pelo departamento técnico em Mawick.

Quando recentemente foi projetada uma grade de aves, foram encontrados n as primeiras amostras, chupados e deformações.

Foram algo que não tinha sido detetado numa simulação anterior utilizando o programa reológico Cadmould. A disposição do arrefecimento do molde e o processo de extração foram configurados da melhor maneira possível, à luz das muitas perfurações e paredes elevadas da grelha. Os métodos convencionais foram levados aos seus

2/ Molde de injeção para grelhas

limites, no entanto, não era possível chegar a dois de 12 dos circuitos de arrefecimento que se intercetavam entre si, portanto, não fornecendo a quantidade necessária de arrefecimento. Apenas prolongando desproporcionalmente o tempo de arrefecimento seria possível produzir peças perfeitas. E esta não era uma solução economicamente viável. A introdução de canais de refrigeração adicionais e derivadores foi rapidamente rejeitada por causa da alta desembolso consequente. O que poderia ser feito?

O CoolCross da HASCO fornece a solução Num dos Designer Days da HASCO Mawick descobriuo CoolCross Z99 / .... do fabricante com sede em Lüdenscheid-Alemanha de componentes standard que apresentou esta engenhosa solução, que oferece novas opções para os utilizadores quando se trata de configurar a refrigeração em moldes de injeção. Com o CoolCross, é possível ter diferentes canais de arrefecimento independentes, que se atravessam entre si e no mesmo plano de forma flexível, barata e sem grandes despesas de fabrico.

Isto parecia oferecer uma solução para o problema de novo sistema de grade da Mawick. Foi assim, decidido integrar quatro dos pequenos elementos de plástico sobre a metade extratora do molde. Isto tornou

3/ Controlo individual da temperatura mediante o uso do CoolCross da HASCO

possível separar os circuitos de refrigeração em causa, com furos transversais (rosa, azul claro) e os furos de trabalho ascendente (amarelo) também são combinados (ver Fig. 2). Deste modo, a temperatura pode ser controlada de modo mais seletivo e independente.

Como resultado, o tempo de arrefecimento para as grelhas térreas que são produzidas em dois tamanhos, com um peso injetado de 1,85 e 2,2 kg, respetivamente, foi reduzido para quase metade, a partir de cerca de 40-60 segundos para 2030 segundos. O custo de produção eficiente tornou-se assim possível.

"Para projetos futuros, os nossos desenhadores terão sempre de manter esta solução engenhosa em mente", diz Daniel Schnietz, chefe de produção de moldes na Mawick.

"Naturalmente, vamos dar preferência sempre que possível, aos furos retos contínuos, mas em pontos críticos onde isso não é possível, o

CoolCross é, sem dúvida, a solução que iremos aplicar no futuro." Além de resolver problemas específicos, como no exemplo aqui dado, o CoolCross é naturalmente uma ajuda no caso de novos desenhos na medida em que permite que o número de canais de arrefecimento possa ser reduzido, explica Axel Fehling, Gerente de Área Oeste – Alemanha da HASCO ", uma vez que não é necessário dispor de um canal de arrefecimento num plano adicional, placas mais finas e acessórios menores podem também ser incluídos no desenho ". Ao reduzir a espessura da chapa, é possível incorporar bicos de injeção mais curtos, guiamentos e elementos acessórios, por exemplo. Isso reduz não só os custos dos componentes, e a maquinação que custa muito.

"Uma pequena peça com enormes possibilidades", foi como Torsten Volmrich, desenhador da Mawick, resumiu.

4 / Axel Fehling (Area Sales Manager OesteAlemanha da HASCO, à esquerda) e Torsten Volmrich (Mawick, Departamento de Projeto, à direita) mostram a grade e o pequeno CoolCross com o seu grande impacto. O círculo mostra o ponto em que os quatro elementos CoolCross são montados no molde (Figuras: Hasco Hasenclever GmbH + Co. KG, Lüdenscheid, Germany)

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INOVAÇÃO INNOVATION

MEDIÇÃO DO COEFICIENTE DE ATRITO EM CONDIÇÕES SIMILARES À EXTRAÇÃO NA MOLDAÇÃO POR INJEÇÃO COEFFICIENT OF FRICTION MEASUREMENT IN SIMILAR CONDITIONS TO THE EJECTION PHASE IN INJECTION MOULDING PROCESS Ângela R. Rodrigues*, António J. Pontes* * Institute for Polymers and Composites/I3N, University of Minho, Guimarães, Portugal

Resumo

Abstract

A extração é a fase critica na moldação por injeção, o processo de produção de peças plásticas mais utilizado. Esta fase é critica, especialmente em moldes ou peças com altura elevada, onde é possível o desenvolvimento de elevadas forças de atrito, o que dificulta a extração da moldação sem que esta apresente marcas ou defeitos.

Ejection is the critical phase in the injection moulding process that is the most used process to produce plastic parts. This phase is critical, especially in moulds or parts with high deepness, wherein is possible the development of high friction forces which difficult the ejection of the moulding without marks or other defects.

O comportamento tribológico das interações entre as superfícies do molde e das peças tem de ser entendido de forma a otimizar o sistema de extração num molde de injeção. Existem diversas variáveis, associadas à geometria, rugosidade e material da peça, bem como outros parâmetros de processamento que influenciam o coeficiente de atrito, nomeadamente: extração, temperaturas do molde e de injeção, entre outros.

Tribological behaviour of the interaction between the mould and the plastic part needs to be understood in way to optimize the ejection system of the injection moulds. There are several variables, associated with geometry and roughness and part material, and others processing parameters, that have influence in the coefficient of friction, namely: ejection, mould and melt temperatures, among others.

O objetivo deste trabalho consiste em medir o coeficiente de atrito entre as paredes do molde e a peça em condições semelhantes à fase de extração na moldação por injeção. A medição do coeficiente de atrito foi realizada com a ajuda de um equipamento protótipo que permite este tipo de medição em condições controladas, como é o caso da temperatura de replicação, material do molde e a sua rugosidade superficial. Os resultados alcançados com diferentes materiais (peça e molde), técnicas de maquinagem e a rugosidade mostram que as condições tribológicas têm grande influencia no coeficiente de atrito em condições estáticas.

Palavras-chave: Coeficiente de atrito, extração, moldação por injeção, rugosidade.

1. Introdução A previsão das forças de extração é importante no desenvolvimento do sistema de extração, bem como para reduzir o tempo e a energia despendida no processo de moldação por injeção. De forma a reduzir os custos de produção e aumentar a produtividade, a extração tem de ocorrer logo que as peças possuam estabilidade suficiente para serem removidas do molde. Durante a extração, a peça e mecanicamente separada do molde, sendo que esta fase é a mais critica deste método de processamento [1 – 7].

Para compreender a extração, é necessário estudar o comportamento tribológico entre duas superfícies em contacto. A tribologia é a ciência que estuda duas superfícies em contacto durante o movimento [8]. Num estágio inicial o contacto apenas se verifica em alguns pontos das superfícies que aumentam com o aumento da força normal [9].

O contacto de duas superfícies em movimento produz alguns efeitos, tais como o atrito, a adesão e o desgaste das superfícies. O atrito é a oposi-

The purpose of this work is to evaluate the coefficient of friction between the mould walls and the part in similar conditions to the ejection phase. The measurement of the coefficient of friction was performed with the help of an apparatus that allows this type of measurement under controlled conditions namely, replication temperature, mould material and superficial roughness. The results achieved with different materials (part and mould), machining techniques and roughness show that the tribological conditions have great influence on the coefficient of friction in static conditions.

Keywords: Coefficient of friction, ejection, injection moulding, roughness.

1. Introduction Prediction of the ejection force is important to design the ejection system and to reduce the time and the energy spends in the injection moulding process. To reduce the cost of production and increase the productivity, the ejection stage needs to occur as soon as the part has stability to be removed from the mould. During the ejection, the part is mechanically separated from the mould. This stage is the most critical in this processing method [1–7].

To understand the ejection stage, is necessary to understand the tribological behaviour between the two surfaces in touch. The tribology is the science that study two contact body surfaces in movement [8]. In an initial stage the contact only occurs in a few points of both surfaces and then increases with the increase of the normal force [9]. The contact of two surfaces in motion produces some effects as friction, wear rate and adhesion. Friction is the opposition to the relative motion between two surfaces in contact. For the coefficient of friction determination is necessary to know which is the normal force that pull one surface against other. The normal force is proportional to the friction force [8, 10]. The coefficient of friction (µ) is a convenient way to characterize the movement resistance between two surfaces [10]. There are several conditions or properties that

INOVAÇÃO INNOVATION

ção ao movimento entre duas superfícies em contacto. Para determinar o coeficiente de atrito é necessário conhecer o valor da força normal que promove o contacto entre ambas as superfícies, sendo esta proporcional à força de atrito [8, 10]. O coeficiente de atrito (µ) é uma forma conveniente para caraterizar a resistência ao movimento entre duas superfícies [10].

Existem diversos fatores que influenciam o coeficiente de atrito, tais como a temperatura, a rugosidade das superfícies em contacto, o material de ambas as peças, a pressão de contacto, entre outros [10].

Neste artigo é apresentada a influência da rugosidade e da topografia das superfícies no coeficiente de atrito. Apesar de serem utilizadas as mesmas técnicas de maquinagem, se estas forem utilizadas em diferentes tipos de aço, ou noutros materiais, são criadas diferentes rugosidades e topografias de superfície o que promove diferentes coeficientes de atrito.

A rugosidade superficial é um dos parâmetros que tem grande influência no coeficiente de atrito e a sua avaliação é muito importante [11]. A rugosidade superficial pode ser avaliada a partir de diversos parâmetros, tais como a Altura média aritmética (Ra), Altura máxima dos picos (Rp), Altura de dez pontos (Rz), entre outras [11]. Estes parâmetros podem ser diferentes e dependem dos processos de manufatura e dos materiais utilizados.

Yu e Bhushan [12] analisaram a influência de superfícies rugosas em condições de contacto com atrito e sem atrito com superfícies geradas por computador. As superfícies construídas dependem de dois fatores diferentes de desvio padrão, um foi a altura dos picos da superfície e o

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have influence in the coefficient of friction, such as the temperature, the roughness of the contact surfaces, the material of both parts, the contact pressure, among others [10].

In this paper is shown the influence of the surface roughness and topography on the coefficient of friction. Despite the use of the same machining techniques, if they are used in different types of steel, or other materials, different roughness surfaces and topography will be created leading to different values of coefficient of friction.

The surface roughness is one of the parameters that have great influence on the coefficient of friction and its evaluation is very important [11]. The surface roughness can be evaluated by several parameters, such as Arithmetic average height (Ra), Maximum height of peaks (Rp), ten-point height (Rz), among others [11]. Those parameters can be different and dependent on the manufacturing processes and used materials. Yu and Bhushan [12] analysed the influence of rough surfaces in frictionless and frictional contact conditions with a surface generated by computer. The generated surface depends on two different factors of standard deviations, one was the height of surface and the other was the correlation length between the height of surface. In this study were analysed the contact between surfaces under an applied load. It was concluded that the number of contact points and the real area of contact decreases with an increase of the height of the surface and increase with the increase of the correlation length.

Sasaki et al. [13] studied the effect of surface roughness of moulds walls in the ejection forces, where the ejection force decrease with the decrease of the surface roughness.

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outro a relação entre o comprimento e a altura dos diferentes pontos da superfície. Neste estudo foi analisado o contato entre diferentes superfícies sob uma força aplicada. Foi concluído que o número de pontos de contacto e a área real de contacto diminui com o aumento da altura dos pontos da superfície e aumenta quando a relação entre a distância é mais elevada.

Sasaki et al. [13] estudaram o efeito da rugosidade superficial das paredes do molde durante a extração, onde concluíram que a força de extração diminui quando a rugosidade superficial diminui.

2. Experimental 2.1. Materiais As amostras de teste, com dimensões de 60 mm de largura e 2 mm de espessura, foram produzidas a partir de moldação por injeção com diferentes polímeros, tais como Polipropileno (PP 1100 L da Domolen), polipropileno reforçado com 30 % de fibra de vidro (PP + 30 % GF da Domolen), Policarbonato (PC Lexan 123 R da Sabic), Poliestireno (PS 145 D da Basf) e Polimetilmetacrilato (PMMA Plexiglas 8 N da Evonik Röhm Gmbh). As amostras foram produzidas numa máquina de injeção com 85 Ton de força de fecho Ferromatic- Milacron K85.

2.2. Equipamento para avaliação do coeficiente de atrito O estudo consistiu na medição do coeficiente de atrito para avaliar a influência do processamento de materiais diferentes na fase de extração, no processo de moldação por injeção. Para esse fim foi utilizado um equipamento protótipo (Figura 1) desenvolvido por Pouzada et al. [1]. Este equipamento foi desenvolvido na Universidade do Minho para medição do coeficiente de atrito em condições semelhantes às da extração. O protótipo funciona em conjunto com uma máquina de ensaios universal INSTRON 4505, que recolhe os dados referentes à força para o cálculo do coeficiente de atrito.

Os ensaios de atrito foram conduzidos à temperatura ambiente. O tempo de teste foi entre os 15 – 20 min que inclui o aquecimento da superfície de replicação (carimbo) até temperatura de replicação, estabilização da temperatura, aplicação da pressão de contacto, arrefecimento até à temperatura de teste e a realização do ensaio de atrito. Na Tabela 1 são apresentadas as condições de ensaio utilizadas nos polímeros testados.

Para a medição do coeficiente de atrito em condições de extração foram maquinados carimbos de diferentes materiais e com diferentes técnicas de maquinagem com a mesma orientação na produção. As técnicas de maquinagem utilizadas foram a Fresagem (aços: 1.2711, 1.2738, 1.2343 e 1.2083), LBM (nos aços: 1.2711, 1.2738, 1.2343, 1.2083) e EDM (nos aços: 1.2711,1.2083 e 1.2083 refundido). Após a maquinagem com as técnicas referidas todos os carimbos foram sujeitos EBM. Os carimbos (Figura 2) utilizados para este fim tem dimensões 15 × 19 × 8 mm.

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2. Experimental 2.1. Materials The tested squares specimens with 60mm length and 2 mm of thickness, were produce by injection moulding with different polymers such as, Polypropylene (PP 1100 L by Domolen) reinforced Polypropylene with 30 % of glass fibre (PP + 30 % GF by Domolen), Polycarbonate (PC Lexan 123 R

By Sabic), Polystyrene (PS 145 D by Basf) and Poly(methyl methacrylate) (PMMA Plexiglas 8 N by Evonik Röhm Gmbh). The specimens were produced in the injection moulding machine with 85 Tonnes of clamping force Ferromatic- Milacron K85.

2.2. Equipment for coefficient of friction evaluation The study consists in measuring the coefficient of friction to evaluate the influence of different materials processing in the injection moulding process.

For this propose was used a home made equipment (Figure 1) described by Pouzada et al [1]. This equipment was developed at University of Minho to measure the coefficient of friction in ejection conditions. This equipment is assembled in an universal testing machine INSTRON 4505, which collects the data of the force for the calculation of the coefficient of friction.

The friction tests were performed at room temperature. The test time is about 15-20 min and includes the heating of the replicating surface (stamp) up to the replication test, stabilization of the temperature, application of contact pressure, cooling down to the testing temperature and realization of the friction test. Table 1 show the test conditions for all tested polymeric materials.

For the measurement of the coefficient of friction at ejection conditions were machined stamps of different materials and with different processing techniques. The machining orientation is the same for all tested stamps.

The machining techniques were Milling (1.2711 steel, 1.2738 steel, 1.2343 steel and 1.2083 steel), Laser Beam Machining (LBM - 1.2711 steel, 1.2738 steel, 1.2343 steel and 1.2083 steel) and Electric Discharge Machining (EDM - 1.2711 steel, 1.2083 steel and 1.2083 remelted steel). After these machining techniques all of the stamps were post processed with Electron Beam Machining (EBM).

The dimension of the stamps (Figure 2) used for this propose has 55 × 19 × 8 mm.

2.3. Equipment for roughness evaluation The roughness surface analysis were carry out in a prototype equipment called "Ruglaser". This analysis was made to understand what is the

2.3. Equipamento para avaliação da rugosidade A análise da rugosidade superficial foi efetuada num equipamento protótipo com o nome de “Ruglaser”. Esta análise foi realizada de forma a perceber qual a influência da superfície do molde no coeficiente de atrito durante a extração, uma vez que diferentes materiais têm comportamentos diferentes quando sujeitos às mesmas condições de maquinagem. Este equipamento permite ter a perceção da topografia da superfície e medir os valores de rugosidade. As medições foram realizadas em áreas de 1 mm2, em diferentes pontos em todos os carimbos, sendo os pontos de medição os mesmos em todas as peças.

F1 – Equipamento para a medição do coeficiente de atrito.

Testing apparatus for coefficient of friction measurement.

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T1 – Condições dos ensaios de atrito.

Friction tests conditions.

Temperatura de replicação (Cº) Replication temperature (Cº) Temperatura de teste (Cº) Ejection temperature (Cº) Pressão de contacto (bar) Contact pressure (bar)

PP PP

PP + 30 %GF PP + 30 %FV

PC PC

PMMA PMMA

PS PS

160

160

160

120

100

65

65

100

55

65

5

F2 – Vista em perspetiva do carimbo.

Perspective view of the stamp.

3. Resultados e discussão De forma a organizar os dados obtidos foi dada a seguinte nomenclatura aos carimbos (Tabela 2). Na Tabela 2 é apresentado o valor medido para a rugosidade superficial.

Devido ao elevado número de variáveis presentes neste estudo, tais como os diferentes materiais dos carimbos, a rugosidade superficial, os diferentes polímeros e as diferentes técnicas de maquinagem a análise realizada será apresentada neste artigo, de acordo com as técnicas de maquinagem utilizadas.

influence of the mould surface in the coefficient of friction during the ejection stage, since different materials had different behaviours when subjected to the same machining conditions. This equipment allows verifying how the surface is and which is the surface roughness. The measurements were carried out in 1 mm2, in different points in all the steel stamps. The measured points were the same in all stamps.

3. Results and discussion 3.1. Reprodutibilidade dos testes Para todos os carimbos e todos os polímeros foram realizados cinco testes com as condições apresentadas na Tabela1. Na Figura 3 é a presentado um gráfico tipo obtido a partir dos ensaios de atrito. Este gráfico representa a força medida, força de atrito, que depois é utilizada para o calculo do coeficiente de atrito entre os carimbos e o polímero.

Valor máximo obtido no gráfico (semelhante ao da Figura 3) é utilizado para a determinação do coeficiente de atrito, pois este é o momento crítico da fase da extração na moldação por injeção. Essa força representa a força de atrito.

3.2. Fresagem mais EBM Diferentes técnicas de maquinagem produzem diferentes tipos de rugosidade e topografia superficial. A Figura 4 mostra as superfícies dos diferentes carimbos maquinados por fresagem.

A figura anterior mostra que diferentes materiais apresentam diferentes comportamentos quando maquinados pela mesma técnica, neste caso por fresagem mais EBM [11]. Em relação à rugosidade superficial os caT2 – Nomenclatura dos carimbos.

Stamps nomenclature.

Carimbo Stamp A B C D E F G H I J K

Material e técnica de maquinagem Material and machining technique 1.2083 EDM + EBM 1.2083 EDM plus EBM 1.2083 refundido EDM + EBM 1.2083 remelted EDM plus EBM 1.2738 LBM + EBM 1.2738 LBM plus EBM 1.2711 LBM + EBM 1.2711 LBM plus EBM 1.2711 Fresagem + EBM 1.2711 Milling plus EBM 1.2738 Fresagem + EBM 1.2738 Milling plus EBM 1.2343 LBM + EBM 1.2343 LBM plus EBM 1.2711 EDM + EBM 1.2711 EDM plus EBM 1.2083 LBM + EBM 1.2083 LBM plus EBM 1.2343 Fresagem + EBM 1.2343 Milling plus EBM 1.2083 Fresagem + EBM 1.2083 Milling plus EBM

Rugosidade superficial (µm) Superficial Roughness (µm) 0,08 0,09

To promote a better way to organize the obtained data the stamps have the following nomenclature (Table 2). In Table 2 are presented the value measured for the superficial roughness.

Due to many variables in the study such as different stamp materials, different superficial roughness, different polymers and different machining techniques the analyses will be shown in this paper separated in the machining techniques used in the study.

3.1. Reproducibility of test For all stamps and all polymeric materials tested were performed five tests under conditions listed in the Table 1. In Figure 3 is presented a typical graph obtained with the friction tests. This graph represents the measured force, frictional force, after used to calculate the coefficient of friction between the stamps and the polymeric material.

The maximum value obtained in the graphs (similar to Figure 3) is used for the determination of the coefficient of friction, since this is the most critical moment of the ejection stage in the injection moulding process. This force represents the friction force.

3.2. Milling plus Electron Beam Machine (EBM) Different types of surface machining leads to different types of surface roughness and topography. Figure 4 shows the surface for all studied stamps produced by milling.

0,20 0,37 0,46 0,48 0,51 0,55 0,56 0,58 0,75

F3 – Gráfico obtido nos ensaios de coeficiente de atrito.

Graph obtained in the coefficient of friction tests.

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F4 – Topografia superficial obtida pelo equipamento Ruglaser para os carimbos maquinados por fresagem seguida de EBM, E - 2711; F- 2738; J 2343; K -2083.

Superficial topography obtained with Ruglaser equipment for all stamps produced by milling plus EBM; E - 2711; F- 2738; J - 2343; K -2083.

rimbos apresentam valores entre os 0.46 e os 0.75 µm. Este comportamento ocorre devido à composição química dos materiais dos carimbos.

A Figura 5 mostra o comportamento entre os materiais poliméricos testados e os diferentes tipos de aço maquinados por fresagem seguida de EBM. Como é possível observar, diferentes materiais apresentam diferentes comportamentos quando sujeitos a mesma técnica de maquinagem. É também possível observar a partir da Figura 5 que o coeficiente de atrito apresenta diferentes comportamentos quando medido em diferentes materiais sendo também possível observar que o PP e o PP reforçado com 30 % de fibra de vidro são os polímeros que promovem menor coeficiente de atrito.

Este comportamento está relacionado com as suas baixas características de adesão em relação aos aços. Relativamente ao comportamento dos polímeros não se verificam diferenças significativas entre os diferentes materiais dos carimbos.

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F5 – Coeficiente de atrito para os carimbos produzidos por fresagem e todos os materiais.

Coefficient of friction for milling produced stamps and all materials.

Previous figure show that different materials show different behaviours with the machining of the surface by milling plus EBM [11]. In relation to superficial roughness for all stamps it is between 0.46 and 0.75 µm. This behaviour occurs due to their chemical composition.

Figure 5 shows the behaviour between the tested polymeric materials and the different type of steel machined with milling plus EBM. As it is possible to see, different materials have different behaviours.

Also is possible to see in Figure 5 the coefficient of friction have different behaviour with different materials and could be observed that PP and PP reinforced with 30 % GF are the polymers that promote lower coefficient of friction. This behaviour is due to their lower adhesion characteristics in relation to the steel materials. In relation to polymer behaviour there is no significant difference between the stamp materials.

3.3. EDM mais EBM

3.3. Electric Discharge Machining (EDM) plus Electron Beam Machine (EBM)

Na Figura 6 é apresentada a topografia de todos os carimbos produzidos por EDM seguida de EBM. É possível observar que diferentes tipos de aço apresentam diferentes superfícies mesmo produzidos com as mesmas condições de maquinagem [11].

Figure 6 presents the surface topography from all stamps produced by EDM plus EBM. It is possible to observe that a different type of steel leads to different surfaces under the same machining conditions [11].

A rugosidade superficial medida para as superfícies dos carimbos presentes na Figura 6 apresenta valores que se encontram entre os 0.08 e os 0.55 µm. Apesar de serem utilizadas as mesmas técnicas de maquinagem verificou-se que os materiais têm diferentes comportamentos quando sujeitos à mesma técnica de maquinagem.

F6 – Topografia superficial obtida com o equipamento Ruglaser para todos os carimbos produzidos por EDM mais EBMA - 2083, B - 2083 R, H- 2711.

Superficial topography obtained with Ruglaser equipment for all stamps produced by EDM plus EBM; A - 2083, B - 2083 R, H- 2711.

The roughness of the surfaces measured for the stamps presented in Figure 6 is among 0.08 and 0.55 µm. Although the use of the same processing conditions it was verified that materials had different behaviours

F7 – Coeficiente de atrito para todos os carimbos produzidos por EDM e todos os materiais.

Coefficient of friction for EDM produced stamps and al materials.

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Na Figura 7 é possível observar o comportamento do coeficiente de atrito com diferentes carimbos e diferentes polímeros. No caso dos carimbos produzidos por EDM mais EBM é possível observar as diferenças entre os carimbos utilizados. Para o PP, PP + 30 % de GF e o PS o carimbo A, com o valor mais baixo de Ra [13], apresenta menor coeficiente de atrito em quase todos os polímeros. No entanto entre os outros dois carimbos não existem diferenças significativas no coeficiente de atrito. Este comportamento pode ser resultante da baixa influência do mecanismo de adesão em comparação com o mecanismo mecânico que geralmente influencia o coeficiente de atrito.

3.4. LBM mais EBM Como se verificou nas outras técnicas de maquinagem apresentadas, neste caso também existem muitas diferenças nos valores da rugosidade superficial. Neste caso os valores variam entre os 0.20 e os 0.56 µm.

Na Figura 8 são apresentadas as diferentes superfícies produzidas nos carimbos com os diferentes tipos de aço produzidos com as mesmas condições de maquinagem.

Na Figura 9 é possível observar a influência que diferentes materiais, tanto das amostras como dos carimbos, tem no coeficiente de atrito.

Neste caso não existem diferenças significativas, entre os vários carimbos estudados, no coeficiente de atrito quando utilizados em diferentes materiais poliméricos. Como foi verificado nas outras técnicas de maquinagem, o PP é o material que apresenta menor coeficiente de atrito em todos os tipos de aço utilizados.

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in relation to the used machining technic.

In Figure 7 it is possible to observe the behaviour of the coefficient of friction with different stamps and different polymeric materials.

In the case of the stamps machined with EDM plus EBM is possible to observe same differences between the different used stamps. For PP, PP + 30 % GF and PS the stamp A, with a lower value of Ra [13], shows lower coefficient of friction in almost all polymeric materials. Although between the other two stamps there are not significant differences on the coefficient of friction. This behaviour is probably due to the adhesion mechanism have lower influence in comparison to the mechanical mechanism that influence the overall coefficient of friction behaviour.

3.4. Laser Beam Machining (LBM) plus Electron Beam Machine (EBM) As in the other types of machining there are many differences in the surface roughness. In this case the values for the roughness surface are from 0.20 to 0.56 µm.

Figure 8 show the different surfaces produced in stamps with different types of steel machined under the same machining conditions.

In Figure 9 is possible to observe the influence of different materials of specimens and stamps have on the coefficient friction.

In this case there are no significant differences between the various stamps studied on the coefficient of friction in the different used polymeric materials. As in the others machining techniques the PP has lower coefficient of friction in all types of steel used.

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F8 – Topografia superficial obtida com o equipamento Ruglaser para os carimbos produzidos por LBM mais EBM; C - 2738, D - 2711, G - 2343, I - 2083.

Superficial topography obtained with Ruglaser equipment for all stamps produced by LBM plus EBM; C - 2738, D - 2711, G - 2343, I - 2083.

4. Conclusões Considerando todos os resultados alcançados é possível concluir: • Apesar de serem utilizadas as mesmas técnicas de maquinagem para a produção das superfícies dos carimbos, diferentes materiais apresentam diferentes topografias e rugosidades superficiais, devido à composição química dos aços utilizados nos carimbos.

• Para todos os carimbos testados os polímeros que apresenta menores coeficientes de atrito foram o PP e o PP reforçado com 30 % FV, devido às suas baixas características de adesão. Assim a natureza do polímero parece ser importante no comportamento do coeficiente de atrito.

Neste estudo não foi possível concluir o efeito da rugosidade, devido ao elevado número de variáveis presentes e devido à variação não significativa entre os resultados para os diferentes carimbos. No entanto, o carimbo com menor rugosidade é o que promove menores valores de coeficiente de atrito na maioria dos polímeros testados, com exceção para o PMMA e paro o PC, que aparentam ter características de adesão superiores.

5. Agradecimentos Os autores agradecem o suporte financeiro da ANI no Projeto SI I&DT Co-promotion Tooling SURFACE- Nº 11441 e Pest-C/CTM/LA0025/2013 (Strategic Project – LA 25 – 2013-2014).

6. Referências

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F9 – Coeficiente de atrito para os carimbos produzidos por LBM e todos os polímeros.

Coefficient of friction for LBM produced stamps and al materials.

4. Conclusions Considering all results achieved was possible to conclude: • Although we used the same machining technique to produce the stamps surfaces, different materials leads to different topographies and surface roughness due to the chemical composition of the stamp materials.

• For all tested stamps the polymeric materials that promote lower coefficient of friction were PP and reinforced PP with 30 % of glass fibre, due to their lower adhesion characteristics. So nature of the polymer seems to be important in the coefficient of friction behaviour.

In the presented study was not possible to conclude effect of the roughness, due to the high number of variables present in the study and due to the difference between the results from different stamps have no significant variation. Although in this study the stamp with lower surface roughness is the one that promote lower coefficient of friction in the most part of the polymers tested, except for PMMA and PC, which seems to have higher adhesion characteristics.

5. Acknowledgments The authors gratefully acknowledge the financial support given by ANI under the Project SI I&DT Co-promotion Tooling SURFACE- Nº 11441 and Pest-C/CTM/LA0025/2013 (Strategic Project – LA 25 – 2013-2014).

6. References

[1] A. S. Pouzada, E. C. Ferreira, and A. J. Pontes, Polym. Test., 25, 8, (2006).

[2] A. S. Ferreira, E.C., Neves, N. M., Muschalle, R. and Pouzada, Innovation and tecnology from Portugal, (2002).

[3] M. S. Correia, A. S. Miranda, M. C. Oliveira, C. A. Capela, and A. S. Pouzada, Int. J. Adv. Manuf.

Technol., 59, 9–12, (2011).

[4] M. E. Kinsella, B. Lilly, B. E. Gardner, and N. J. Jacobs, Rapid Prototyp. J., 11, 3, (2005) [5] Pontes, A.J., Pouzada, A. S. Polymer Engineering and Science, vol. 44 (2004).

[6] Pontes, A.J., Pantani, R, Titomanlio, G., Pouzada, A. S. Polymer Engineering and Science, vol.

45 (2005).

[7] P. J. Blau, Tribol. Int., 34, 9, (2001).

[8] S. K. Sinha and B. J. Briscoe, Polymer Tribology. Imperial College Press, 2009.

[9] B. Bhushan, Principles and Applications of Tribology, 2nd ed., John Wiley & Sons New York:, Inc, 2013.

[1] A. S. Pouzada, E. C. Ferreira, and A. J. Pontes, Polym. Test., 25, 8, (2006).

[2] A. S. Ferreira, E.C., Neves, N. M., Muschalle, R. and Pouzada, Innovation and tecnology from Portugal, (2002).

[3] M. S. Correia, A. S. Miranda, M. C. Oliveira, C. A. Capela, and A. S. Pouzada, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 59, 9–12, (2011).

[4] M. E. Kinsella, B. Lilly, B. E. Gardner, and N. J. Jacobs, Rapid Prototyp. J., 11, 3, (2005) [5] Pontes, A.J., Pouzada, A. S. Polymer Engineering and Science, vol. 44 (2004).

[6] Pontes, A.J., Pantani, R, Titomanlio, G., Pouzada, A. S. Polymer Engineering and Science, vol. 45 (2005).

[7] P. J. Blau, Tribol. Int., 34, 9, (2001).

[8] S. K. Sinha and B. J. Briscoe, Polymer Tribology. Imperial College Press, 2009.

[9] B. Bhushan, Principles and Applications of Tribology, 2nd ed., John Wiley & Sons New York:, Inc, 2013.

[10] P. J. Blau, Friction Science and Technology: From Concepts to Applications, 2nd. Editi. CRC Press - Taylor & Francis Group, 2009.

[10] P. J. Blau, Friction Science and Technology: From Concepts to Applications, 2nd. Editi. CRC Press Taylor & Francis Group, 2009.

[11] E. S. Gadelmawla, M. M. Koura, T. M. A. Maksoud, I. M. Elewa, and H. H. Soliman, J. Mater. Process. Technol., 123, 1, (2002).

[11] E. S. Gadelmawla, M. M. Koura, T. M. A. Maksoud, I. M. Elewa, and H. H. Soliman, J. Mater. Process.

Technol., 123, 1, (2002).

[12] M. M.-H. Yu and B. Bhushan, Wear, 200, 1–2, (1996).

[12] M. M.-H. Yu and B. Bhushan, Wear, 200, 1–2, (1996).

[13] T. Sasaki, N. Koga, K. Shirai, Y. Kobayashi, and A. Toyoshima, Precis. Eng., 24, 3, (2000).

[13] T. Sasaki, N. Koga, K. Shirai, Y. Kobayashi, and A. Toyoshima, Precis. Eng., 24, 3, (2000).

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TECNOLOGIA TECHNOLOGY Equipamentos, Processos, Conhecimento Equipments, Processes, Expertise

Os Efeitos de Diferentes Processos Variotérmicos no Processo de Injeção e na Qualidade Da Peça

Robots e Células de Fabrico na Indústria 4.0 de Moldes: Evolução ou Disrupção?

Fresagem Dinâmica - A Mudança de Paradigma

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TECNOLOGIA TECHNOLOGY

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OS EFEITOS DE DIFERENTES PROCESSOS VARIOTÉRMICOS NO PROCESSO DE INJEÇÃO E NA QUALIDADE DA PEÇA *Chao-Tsai Huang*, I-Sheng Hsieh, Cheng-Han Tsai, Teresa Neves** CoreTech System (Moldex3D) Co., Ltd., ChuPei City, Hsinchu, Taiwan; **Simulflow, Lda., Leiria, Portugal

*

Resumo Como é do conhecimento geral, a fase de arrefecimento no processo de moldação por injeção, apesar de ser a que consome a maior parte do tempo do ciclo, normalmente mais de metade do tempo e podendo mesmo atingir até 80% desse tempo, é aquela a que menos atenção vinha sendo e frequentemente ainda é dedicada. Isto, apesar de ocorrerem, nesta fase do ciclo, fenómenos que põem em causa, por vezes severamente, a qualidade do produto final. Há já alguns anos a esta parte, para eliminar defeitos e incrementar a qualidade do produto, diversos processos variotérmicos têm sido propostos para o processo de injeção e as respetivas tecnologias comercializadas. Mas a real funcionalidade de cada um destes processos e tecnologias e a eficácia comparativa de cada um deles continuam a necessitar de clarificação.

Aumentar a temperatura do molde é uma das soluções técnicas

criadas para eliminar defeitos superficiais e melhorar a qualidade das peças moldadas. Todavia, o aumento da temperatura do molde irá provocar um aumento do tempo do ciclo. Por este motivo tem vindo a aumentar o interesse nas técnicas e tecnologias de controlo da temperatura do molde. Entre estas contam-se os processos e as tecnologias variotérmicas. Neste artigo, estudamos de forma sistemática várias tecnologias, incluindo moldação por injeção convencional (Molding Injection Conventional, MIC, na nomenclatura em inglês). Finalmente, é realizado o estudo experimental e a verificação do IHM.

Introdução Nos últimos anos, a utilização do molde com temperatura elevada serviu para eliminar as linhas de soldadura, reduzir a pressão de injeção, as tensões residuais, a força de fecho e melhorar a qualidade superfi-

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cial da peça. No entanto, o aumento da temperatura do molde origina um aumento do tempo do ciclo, o que, por si só, é economicamente indesejável. Assim, o interesse nas tecnologias de controlo da temperatura do molde também aumentou. Entre estas, estão as tecnologias variotérmicas, incluindo alguns dos métodos mais eficazes como o ciclo de variação rápida de temperatura (na nomenclatura em inglês Rapid Heat Cycle Molding, RHCM), moldação com aquecimento por indução (Induction Heating Molding, IHM, na nomenclatura em inglês) e moldação com aquecimento elétrico (na nomenclatura em inglês Electricity Heating Mold, E-mold), descritos resumidamente a seguir (Chen 2004, Chen 2006, Chiou 2007, e Chiou 2009).

O processo RHCM geralmente utiliza vapor quente para aumentar a temperatura do molde durante a fase de enchimento e arrefece o molde rapidamente no início da compactação. Em cada ciclo, a temperatura do molde varia alternadamente entre alta e baixa. As desvantagens do processo RHCM são o aquecimento total da estrutura do molde, maiores tempos de ciclo, canais de aquecimento/ arrefecimento com desenho especial, controlo de transição complexo e o equipamento de aquecimento de vapor. O processo IHM utiliza o campo eletromagnético

TECNOLOGIA TECHNOLOGY

para induzir correntes de Foucault, que por sua vez provocam o aquecimento da peça. Neste processo usa-se uma bobine de indução que acompanha a forma da cavidade. A corrente da bobine e a respetiva distância à superfície do molde, determinam a taxa de aquecimento. A vantagem do processo IHM é a localização da fonte de aquecimento, ou seja, não é necessário redesenhar o molde, mas a desvantagem é a possibilidade de se verificar um aquecimento heterogéneo em áreas de maiores dimensões.

O processo E-mold aquece a estrutura do molde eletricamente até se atingir uma temperatura extremamente elevada. A vantagem deste processo consiste na distribuição uniforme da temperatura elevada.

Tem a desvantagem de apresentar significativas perdas de energia e uma taxa de aquecimento inferior.

Embora tenham sido desenvolvidas várias tecnologias variotérmicas, desconhece-se como é que uma fonte de aquecimento externa ou interna afeta o processo de injeção e o produto final. Apesar da contínua evolução a que vimos assistindo, a real funcionalidade e o estudo da eficácia de cada uma destas tecnologias ainda carecem de mais estudo e melhor definição.

T1 – Condições de moldação Tempo de enchimento

0,5 s

Tempo de compactação

3s

Temperatura do fundido

285° C

a)

Compactação 0 a 0,5 s

160 MPa

0,5 s a 1 s

140 MPa

1 s a 1,5 s

120 MPa

1,5 s a 3 s

80 MPa

b) F2 – Processo RHCM.

F1 – Construção do sistema: (a) o sistema de canais de alimentação (b) o sistema de transferência de calor.

F3 – Sequência temporal de cada ciclo para os diferentes processos.

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TECNOLOGIA TECHNOLOGY

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Neste artigo estudamos de forma sistemática várias tecnologias, incluindo Moldação por Injeção Convencional (MIC), RHCM, IHM e E-mold usando a tecnologia 3D de arrefecimento transiente do software de simulação Moldex3D. Através da colocação de um mecanismo interno que permite a investigação a todo o tempo do ciclo da moldação, podem ser observadas as funções e a eficácia de aquecimento-arrefecimento de cada tecnologia. Por fim, é realizado o estudo experimental e a verificação do IHM.

Procedimentos de Investigação

(a) 0,001 s

(b) 0,5 s (fim do enchimento) F4 – Distribuição da temperatura da estrutura do molde durante a fase de enchimento para o processo MIC.

O modelo geométrico e o sistema de canais MIC são apresentados na Figura 1. A peça tem 225 mm (comprimento) x 164 mm (largura) e a espessura geral é de 1,5 mm. As condições de moldação estão descritas na tabela 1. Foi utilizado policarbonato (PC) produzido pela Teijin. Para eliminar os defeitos superficiais da peça injetada e melhorar a sua qualidade, a temperatura foi aumentada no lado cavidade até aos 150°C no início do enchimento, nos processos RHCM, IHM e E-mold.

Para atingir a temperatura de 150° C no lado cavidade, utilizou-se vapor a 180° C (ver Figura 2) durante 25 segundos (processo RHCM).

Analogamente, no processo IHM foi usado um indutor de calor durante 4 segundos. No processo E-mold foi utilizado uma resistência elétrica durante 8 segundos.

A sequência temporal de cada ciclo para os diferentes processos é apresentada na Figura 3. No processo MIC, a temperatura da água nos lados cavidade e bucha é de 80° C e o tempo de arrefecimento e a duração do ciclo são de 10,7 e 19,2 segundos, respetivamente. No processo RHCM, a temperatura da água no lado bucha é de 80° C. É utilizado vapor a 180° C para aquecer o lado cavidade, desde a aber-

(a) 0,001 s

(a) 0,001 s

(b) 0,5 s (fim do enchimento)

(b) 0,5 s (fim do enchimento)

F5 – Distribuição da temperatura da estrutura do molde durante a fase de enchimento para o processo RHCM.

F6 – Distribuição da temperatura da estrutura do molde durante a fase de enchimento para o processo IHM.

60

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tura do molde até ao enchimento. Durante as fases de compactação e arrefecimento foi usada água a 55° C para arrefecer o lado cavidade. O tempo de arrefecimento e a duração do ciclo são 25 e 58,5 segundos, respetivamente. No processo IHM, as temperaturas da água nos lados bucha e cavidade são de 80° C e 60° C, respetivamente. O tempo de arrefecimento e a duração do ciclo são de 12 e 24,5 segundos, respetivamente. No processo E-mold, as temperaturas da água nos lados bucha e cavidade são de 80° C e 60° C, respetivamente. O tempo de arrefecimento e a duração do ciclo são de 50 e 62,6 segundos respetivamente.

TECNOLOGIA TECHNOLOGY

Resultados e Discussão A Figura 4, apresenta a distribuição da temperatura da estrutura do molde, no fim do tempo de enchimento e para o processo MIC. A área de alta temperatura está localizada no centro da estrutura do molde com a temperatura mais elevada de 106° C. A Figura 5, apresenta a distribuição da temperatura da estrutura do molde durante a fase de enchimento, para o processo RHCM. Evidentemente, a área de alta temperatura está localizada à volta do canal de vapor durante a fase de enchimento.

A Figura 6, apresenta a distribuição da temperatura da estrutura do T2 – Distribuição da temperatura em redor da linha de soldadura para várias tecnologias Temperatura linha de soldadura MIC

170° C a 200° C

RHCM

190° C a 220° C

IHM

205° C a 235° C

E-mold

210° C a 240° C

(a) 0,001 s

F9 – Distribuição da temperatura no interior do molde, no fim do arrefecimento. (b) 0,5 s (fim do enchimento) F7 – Distribuição da temperatura da estrutura do molde durante a fase de enchimento para o processo E-mold.

F8 – Distribuição da temperatura em redor da linha de soldadura no fim do enchimento para o processo MIC.

F10 – Resultados da deformação em Z.

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molde durante a fase de enchimento, para o processo IHM. Uma vez que o método de aquecimento usa uma fonte elétrica na superfície do molde, a área de alta temperatura localiza-se na superfície da cavidade, no início do enchimento. A temperatura desce no fim do enchimento.

Finalmente, a Figura 7, apresenta a distribuição da temperatura da

F11 – Localização dos sensores para medir a variação de temperatura nos estudos experimentais baseados no processo IHM.

F12 – Curva do histórico da temperatura para três sensores préinstalados.

F13 – Comparação entre a simulação numérica e os resultados experimentais para a curva do histórico de temperatura no sensor S1.

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uma vez que a quantidade de calor aplicada e a fonte usada não estão otimizadas, a tendência do empeno não parece melhorar significativamente a deformação em Z nem a deformação total.

Para verificar a simulação, foi utilizada uma das tecnologias baseada no processo IHM. Para capturar a variação de temperatura ao longo da injeção, de ciclo para ciclo, os sensores foram montados nas posições apresentadas na Figura 11. A construção base e as condições de moldação estão descritas na Tabela 1 e na Figura 3. A Figura 12 apresenta a curva do histórico de temperatura recolhida numericamente pelos três sensores.

F14 – Localização e número de pontos de medida para medir a deformação.

A temperatura aumenta até aos 230º C e arrefece, alternadamente, de ciclo para ciclo. A Figura 13 apresenta a comparação entre a simulação numérica e os resultados experimentais para a curva do histórico de temperatura no sensor S1. Claramente, a tendência apresenta uma concordância aceitável.

b)

Finalmente, a avaliação da deformação da peça foi feita quantitativamente e experimentalmente. A Figura 14 apresenta a localização e os valores de deformação medidos em cada ponto. A Figura 15 apresenta o comportamento da deformação em Z a partir da vista frontal para os resultados experimentais e da simulação. A tendência apresenta uma boa correspondência. A Tabela 3 apresenta os valores da deformação na direção Z. Os resultados numéricos da simulação e os resultados experimentais estão em consonância.

F15 – Medição da deformação baseada no processo IHM: (a) resultado experimental; (b) resultado da simulação.

Conclusões

a)

T3 – Comparação da deformação em Z entre a experiência e a simulação.

Displacement (mm)

M1

M2

M3

M4

Experiment

0.2

1.4

0.2

0.8

Simulation

0.2

1.29

0.17

0.66

estrutura do molde durante a fase de enchimento, para o processo Emold. A área de alta temperatura localiza-se em redor da resistência quando é usada uma fonte de aquecimento elétrica.

A distribuição de temperatura em redor da linha de soldadura, como se apresenta na Figura 8 e na Tabela 2, comprova os benefícios de utilizar uma temperatura do molde elevada para melhorar a qualidade das peças moldadas por injeção. Aparentemente, a aplicação de tecnologias variotérmicas, incluindo RHCM, IHM e E-mold, provoca o aumento da temperatura da superfície no fim do enchimento. A resistência mecânica da linha de soldadura é então melhorada.

Considerámos ainda o histórico da temperatura após a fase de arrefecimento. A Figura 9 apresenta a distribuição da temperatura no interior do molde, no fim do arrefecimento, para os vários processos.

Nos processos MIC e IHM são necessários apenas 12 segundos para a temperatura descer até aos 90° C. No entanto, nos processos RHCM e E-mold, são necessários mais de 25 segundos para se verificar uma redução até aos 90º C. No processo IHM, tal como no processo MIC a temperatura podia atingir os 90° C. Naturalmente, o período de arrefecimento depende do tempo de aplicação da fonte de calor.

No que se refere à qualidade, o empeno é, obviamente, de extrema importância. A Figura 10 apresenta a deformação no eixo Z. A alteração do sistema térmico provoca alterações no empeno da peça. No entanto,

Neste estudo, abordámos de forma sistemática e quantitativa as tecnologias MIC e várias tecnologias variotérmicas, incluindo RHCM, IHM e E-mold. Através de investigação 3D de comportamento transiente no interior da estrutura do molde pode ser obtido o comportamento dinâmico da temperatura. Esta técnica pode ajudar a obter o histórico térmico em cada localização e de forma periódica para várias tecnologias.

Foi realizado um estudo experimental baseado no processo IHM para verificar esta técnica. Através da curva do histórico de temperatura e da medição da deformação em Z, foram obtidos resultados quantitativos e experimentais que estão em consonância.

O recurso à simulação com o software Moldex3D permitiu determinar o impacto destas tecnologias e decidir sobre a sua mais adequada aplicação.

•

__________________ Bibliografia Chen, S.C. et al., “Three-dimensional simulation of transient temperature distribution for lens mold embedded with heaters”, SPE ANTEC Tech. Papers, 631–635 (2004).

Chen, Y. et al., “True 3D and Fully Transient Mold Temperature Simulation for RHCM Process”, SPE ANTEC Tech. Papers, 1295–1298 (2006).

Chiou, Y. et al., “Integrated True 3D Simulation of Rapid Heat Cycle Molding Process”, SPE ANTEC Tech. Papers, 2577–2580 (2007).

Chiou, Y. et al., “Thermal Feature of Variotherm Mold in Injection Molding Processes”, SPE ANTEC Tech. Papers, 2491–2495 (2009).

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ROBOTS E CÉLULAS DE FABRICO NA INDÚSTRIA 4.0 DE MOLDES: EVOLUÇÃO OU DISRUPÇÃO? Paulo Guilherme Ferreira * *

Sócio-gerente e Chefe da Equipa de Desenvolvimento na Isicom

A primeira revolução industrial foi a da água e da energia a vapor.

Seguiu-se a produção em massa com recurso a energia elétrica. Veio depois a revolução digital, o uso de dispositivos eletrónicos e a tecnologia da informação para automatizar ainda mais a produção. A quarta revolução, conceito também conhecido como Indústria 4.0, criado pelo governo alemão, é a introdução em massa das tecnologias de informação, dos sistemas ciber-físicos, da virtualização do mundo físico, da Internet das Coisas e Computação em Nuvem. É neste novo paradigma que se insere o conceito Célula de Fabrico.

A tipologia de produção varia de acordo com as quantidades de peças fabricadas, com o número de peças por série, com os elementos de processo, com a organização dos fluxos de produção e, ainda, com o relacionamento do canal de, a montante, fornecedores e, a jusante, clientes.

Grosso Modo, podemos dividir a tipologia de produção em Produção Série ou Contínua (Ex: indústria de plásticos ou automóvel), em Produção ao Projeto (Ex: uma obra de construção civil) e em Produção Descontínua em que vários projetos partilham vários recursos, em tempos alternados. Este é o caso da Indústria de Moldes e em que este artigo se focaliza. É óbvio que a gestão de produção tem de ajustar-se à tipologia de produção de acordo com os métodos e tecnologias disponíveis num

dado momento temporal.

A complexidade da gestão de produção em fabrico de moldes, advém, então, intrinsecamente da sua tipologia (Produção Descontínua) mas também da variedade de trabalhos a efetuar, das inúmeras variáveis e do número elevado de imponderáveis nos processos. Esta complexidade torna difícil o estabelecimento de padrões que nos permitam estimar e cumprir uma sequência lógica predefinida de operações. O software de Gestão de Produção desempenha, por isso, um papel fulcral e decisivo na eficiência e eficácia de uma fábrica de moldes.

A utilização de robots articulados numa célula de fabrico na Indústria de Moldes, difere em muito da sua aplicação na manipulação de peças numa máquina de injeção ou em execução de soldaduras numa linha de montagem automóvel, para citar apenas dois exemplos. Nestes casos, os robots executam um trabalho que se repete no tempo. Inicialmente, eles são “ensinados” e, a partir daí, basta repetirem as operações de movimento, abertura e fecho de garras, início e paragem de soldadura, etc. Poderão ser atuados por autómatos os quais, por sua vez, recebem informação de sensores e atuadores do respetivo processo.

Quando falamos de uma Célula de Fabrico Inteligente, o caso é diametralmente oposto. Digo isto, porque nunca uma sequência de movimentos se repete no tempo. Não se repete porque falamos de

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peças diferentes, onde diferem as gamas de operações de peça, diferem os programas por operação e também porque há uma quantidade de imponderáveis a acontecer num dado momento que altera a sequência lógica do processo.

A Célula de Fabrico baseia-se na alimentação automática de várias máquinas da mesma tecnologia ou de tecnologias diferentes, mas de forma integrada. Esta alimentação (de peças e/ou ferramentas) pode ser feita de forma automática ou manual. Quando automática, a alimentação consegue-se através de magazines com braços lineares ou através de robots articulados com alcance circular ou montados em carril. Esta última topologia permite a alimentação de um número superior de máquinas. O carril terá de ser dimensionado ao espaço e ao número e tamanho de máquinas a alimentar. A par desta alimentação automática, temos de poder fazer intervir no processo operações manuais, que devem ser geridas centralmente pela mesma aplicação informática de forma que o processo decorra integrado. Dou como exemplo uma máquina de erosão de penetração (EDM) que é alimentada de elétrodos por um robot articulado e, a par disto, é alimentada manualmente de peças de aço, com recurso a uma ponte rolante.

De todas as formas de alimentação automática, aquela que, a meu ver, irá ser preponderante no futuro, é esta última, ou seja, a que é conseguida por robot articulado, tipicamente de 6 eixos multifunção, pois permite uma ampla gama de utilização, tanto ao nível dos diferentes tipos de peça e ferramenta manipulados, como de pesos das mesmas, como ainda da amplitude de movimento que, como foi citado anteriormente, pode ser muito abrangente se montado em carril. É muito flexível pois permite, num futuro, redefinir a célula com integração de novas máquinas ou mudança da disposição das mesmas.

Ora, o software que gere uma Célula de Fabrico tem de ser responsivo.

Isto significa que tem de estar preparado para tomar decisões não só para comportamentos lineares normais como para os não lineares e/ou não normais. O sistema deve ser tolerante a falhas. O tempo médio entre falhas (MTBF- Mean Time Between Failures) será uma medida importante para avaliamos a fiabilidade da célula. As falhas só podem acontecer em caso de ocorrências externas, como poderá ser o caso de falha elétrica. Em caso de falha, o sistema deve poder restaurar-se de forma automática e em tempo recorde (5 min será o tempo máximo admissível). No caso da Indústria de Moldes, são exemplos de utilização deste conceito, células com tecnologias de fresagem, controlo dimensional, erosão de penetração, erosão de fio e até retificação.

O software de célula tem de gerir a gama de operações por peça, o processo de fabricação delineado, mas também e não menos importante, tem de conhecer ao detalhe cada uma das tecnologias envolvidas. O que pretendo afirmar é que não basta uma aplicação de gestão de processo e operações mas é necessário que ela controle o mais ínfimo detalhe de fabrico para poder tomar decisões corretas e em tempo real. Por outro lado, aos utilizadores, deverão ser disponibilizadas ferramentas que lhes permitam interagir de forma fácil e ágil com o sistema. Todos os dados passíveis de entrar automaticamente na base de dados (BD) sem intervenção humana, devem sê-lo efetivamente. Por outro lado, nunca duas introduções do mesmo dado podem ocorrer. Os dados devem ter um único local onde constam na BD devidamente relacionados. Outra chave importante para a fiabilidade é a virtualização do sistema, tema sobre o qual não me irei debruçar neste artigo.

Para os conhecedores do fabrico de moldes, dou como exemplo da inteligência que deve nortear uma aplicação deste tipo, as duas situações seguintes (muito comuns no dia-a-dia dos profissionais deste sector).

Na primeira situação, imaginemos uma peça numa fresadora e um programa CAM que foi enviado para execução. O programa executou corretamente mas, quando a máquina foi verificar a ferramenta, esta apresentava um desgaste superior ao admitido. Neste caso, há que tomar uma decisão diferente da que se tomaria caso a ferramenta se continuasse a apresentar como “boa para trabalho”. Tipicamente, busca-se uma ferramenta com as mesmas caraterísticas da anterior (Gémea) e repete-se o programa. Mas há quem prefira retirar a peça da máquina para análise e tomar uma decisão posterior. Neste caso, o robot de célula tem de remover a peça e continuar a alimentar a fresadora com peças cujos programas não dependam da referida ferramenta invalidada.

Outro exemplo é o elétrodo que, após ser fresado, entra no controlo dimensional. Poderá ser validado ou não, em função das cotas reais obtidas nos pontos controlados ou de desvios eventualmente medidos nas faces de referência (também conhecidas na gíria moldista como mestras). Se o elétrodo não for validado, o número de respostas que o sistema pode dar é variado. A aplicação pode simplesmente suspender o elétrodo, esperando definição posterior de um operador. Pode também dar entrada imediata em produção de um novo elétrodo com a mesma forma. Pode ainda repetir os programas no mesmo material numa cota Dz mm abaixo e compensar, de imediato, os pontos de erosão associados. Caso o elétrodo seja dado como válido mas com desvios lineares ou angulares, esses desvios devem ser automaticamente introduzidos pelo sistema nos pontos de erosão.

Enfim, estas são apenas algumas das competências que um software integrado de Gestão e Automação deve possuir.

A entrada dos robots na Indústria de Moldes demorou pela complexidade, imponderáveis de processo e não repetibilidade de operações. A Indústria 4.0 está aí a bater-nos à porta. Agora chegados, os robots não mais sairão e são, presentemente, apostas ganhas em várias empresas, em Portugal e no mundo. Dado o interesse cada vez maior dos gestores, estou certo de que este será um tema em foco na edição da EMAF, deste ano de 2016.

•

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FRESAGEM DINÂMICA A MUDANÇA DE PARADIGMA Gilberto Mendes* * Grandesoft

• Como aumentar a produtividade das fresadoras CNC? • Será possível diminuir o tempo de maquinação e prolongar a vida útil das ferramentas?

• Está a utilizar todas as vantagens da tecnologia atualmente disponíveis?

• O que é o “Radial Chip Thinning Theory” e o “Dynamic Motion Technology”?

“Radial Chip Thinning Theory” O que é o “Radial Chip Thinning Theory”?

O “Radial Chip Thinning Theory” é uma teoria que pretende obter resultados mais eficazes nas ferramentas de corte.

Ocorre quando o passo lateral é inferior a 50% do diâmetro da ferramenta e utiliza a altura total da navalha.

Por ter um menor incremento lateral, permite aumentar o avanço de corte (F) para manter o volume de corte recomendado.

Como o esforço de corte é constante, melhora a eficiência da maquinação e aumenta a vida útil da ferramenta.

Ferramentas de corte Funcionamento das ferramentas de corte As ferramentas de corte são desenvolvidas em função do tipo de material a cortar. As formas são otimizadas para melhorar o corte e a evacuação da limalha. A vida útil e o desempenho da ferramenta, dependem da velocidade de corte, da rotação e das estratégias de corte.

Se a estratégia ou os parâmetros de corte não forem adequados provocam a destruição prematura da ferramenta.

O calor gerado durante o corte também é mais facilmente transmitido para a limalha.

Quando o passo lateral é inferior a 50% do diâmetro da ferramenta o avanço real por dente (Fz) é inferior ao avanço recomendado.

De forma a atingir o avanço por dente recomendado (Fz), o avanço de corte (F) é aumentado. (Fig.3) Problemas do “Radial Chip Thinning” com as estratégias corte tradicionais Esta teoria foi desenvolvida para cortes em linha reta e não pode ser aplicada às estratégias de corte tradicionais baseadas em contornos paralelos, porque estas não garantem um volume de corte constante. .060mm recommended FPT

.060mm recommended FPT

Quando é que uma ferramenta tem um corte eficiente?

A ferramenta está a trabalhar de forma eficiente quando está a cortar com os parâmetros recomendados pelo fabricante e produz uma limalha de dimensão e cor constante. O som do corte deve ser uniforme e sem ruídos acentuados. O calor gerado pelo processo de corte deve ser transmitido para as limalhas, permitindo que a ferramenta e a peça mantenham uma temperatura moderada.

Estratégias de corte tradicionais As estratégias de corte tradicionais, baseadas em contornos paralelos à geometria da peça, têm muitas desvantagens. O esforço, o volume de corte e a dimensão da limalha têm grandes variações, particularmente nos cantos, o que obriga a trabalhar abaixo dos parâmetros de corte recomendados pelo fabricante da ferramenta. É uma estratégia que utiliza um passo lateral elevado, mas com um reduzido incremento em Z.

.045 chip size

antes de ajustar avanço/dente

.060 chip size

avanço/dente ajustado

Solução: “Radial Chip Thinning” + “Dynamic Motion Technology” O que é o "Dynamic Motion Technology"?

A tecnologia “Dynamic Motion” é uma nova e revolucionária forma de criação de estratégias de maquinação.

Esta tecnologia permite obter uma estratégia de corte mais suave, eficiente e garante um volume de corte constante.

O algoritmo de cálculo da trajetória tem em consideração a geometria da peça, os parâmetros de corte recomendados para a ferramenta, a máquina e o material a cortar.

Este avançado algoritmo consegue antever as sobrecargas nas "zonas difíceis" de maquinar, alterando a trajetória para que o esforço de corte e a limalha sejam sempre constantes.

O tempo de maquinação diminui porque corta com a altura total da

TECNOLOGIA TECHNOLOGY

navalha, sempre dentro dos parâmetros recomendados pelo fabricante da ferramenta.

A máquina consegue trabalhar com o avanço recomendado porque a estratégia de corte é sempre suave e garante um esforço de corte constante em todos os pontos do percurso.

Aplica-se a todos os materiais, inclusive os tradicionalmente difíceis de maquinar.

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A tecnologia “Dynamic Motion” é um enorme avanço tecnológico e resulta de um grande esforço de desenvolvimento de software em conjunto com os fabricantes das máquinas e ferramentas.

Todos os pontos do percurso são, previamente, analisados para garantir um esforço e volume de corte constantes, de acordo com os parâmetros recomendados para a ferramenta.

Saving and Performance Sweet Spot

Obtém-se assim um resultado em que a peça, a ferramenta e a máquina estão perto dos valores máximos de desempenho, mas sem nunca prejudicar nenhum destes elementos.

•

70

NEGÓCIOS BUSINESS Economia, mercados, estatísticas Economy, market information, statistics

Hungria: um Mercado no Centro da Europa

Negócio Arriscado

Trabalho Temporário

NEGÓCIOS BUSINESS

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HUNGRIA: UM MERCADO NO CENTRO DA EUROPA Joaquim F. L. Pimpão* *AICEP Hungria

HUNGRIA: BREVE ENQUADRAMENTO ECONÓMICO É indiscutivel que – devido, sobretudo, ao excelente comportamento do sector exportador e aos elevados montantes conseguidos com as transferéncias líquidas dos Fundos Europeus – a economia húngara tém tido, nos últimos anos, uma performance bastante positiva, tal como as estatísticas oficiais o indicam, por exemplo com o crescimento médio anual de 1,7% do PIB para o período 2011-2015. Para além do papel da economia e dos mercados externos, de destacar que, desde o último trimestre de 2014, também o consumo interno (público e privado) tem vindo a aumentar a sua importância para o crecimento da economia húngara.

As exportaçoes são o grande motor da economia, com performances muito positivas, superando sucessivamente os resultados dos anos anteriores. Em 2015, as exportaçoes (com base em euros) cresceram 7,4% e chegaram aos 91,7 mil milhões de euros, tendo por seu lado, as importaçoes aumentado 5,6% e atingido os 82,6 mil milhoes euros, registando um superavit recorde de 8,1 mil milhões euros, fator essencial para o significativo superavit da balança de transações correntes e da balança externa da Hungria. De sublinhar que o sector exportador é dominado quase em absoluto pelas empresas internacionais instaladas na Hungria, (casos da Audi ou Mercedes), que, no seu conjunto, representaram em 2015, mais de 85% das vendas húngaras ao exterior.

A economia húngara é aliás um das economias europeias mais integradas e abertas ao mercado internacional. Com efeito, o principal critério que mede o grau de abertura de uma economia (exportaçoes + importaçoes/PIB) não deixa a mínima dúvida, registando no caso húngaro, o valor de 160% em 2015.

HUNGRIA: MERCADO DE MOLDES Considerando o que acima foi referido sobre a estrutura produtiva, importadora e exportadora da Hungria, é natural que sejam sobretudo as empresas com capital estrangeiro as que usam na cadeia de produção e importam moldes para injeção de plástico, com destaque, como se verá adiante, para a Alemanha, para os fornecedores asiáticos, além de outros países europeus. Tal como acontece com as empresas exportadoras em geral, também no sector de Moldes, as empresas internacionais representam a grande maioria das exportações húngaras do sector.

Na Hungria, o nível de produção (qualidade e quantidade) de moldes para injeção de plástico é inferior ao apresentado por Portugal. No entanto, não se deve minimizar o mesmo, pois há um número significativo de fabricantes (como veremos a seguir) concorrentes, não só para o mercado doméstico, mas também para os mercados internacionais, sendo que o principal mercado é a Alemanha, o qual representa quase 50% das suas exportações.

Segundo a SZMSZ - Associação Húngara do sector, existem na Hungria cerca de 350 fabricantes de moldes, (50 a 60 são membros da

associação) e 15 a 20 podem ser consideradas “grandes” empresas com capacidade para exportar. As restantes ocupam-se apenas com o mercado doméstico, sendo, normalmente, “especializadas” e, muitas vezes, produzindo moldes de menor complexidade, fornecendo apenas para uma ou duas empresas, onde por vezes se incluem as empresas internacionais instaladas no mercado. No mercado doméstico, os fabricantes húngaros são competitivos, mais pelo preço do que pela qualidade, mas ”a jogar em casa” tornam-se sérios concorrentes, sendo muito importante a sua rede de contactos.

Segundo os dados do ITC - International Trade Centre, em 2014, a Hungria foi o 33º maior importador mundial de bens, representando 0,5% do total das importações mundiais. No que diz respeito à Indústria de Moldes, esta ocupava a 25ª posição do ranking, cerca de 0,9% das importações mundiais destes produtos.

No período entre 2010-2014, a balança comercial de bens da Hungria sempre apresentou um superavit, mas, no sector de Moldes registou défices sucessivos. A tendência de crescimento das exportações de moldes foi menos acentuada do que a das importações, 7,4% contra 10,1%. Em 2014, a balança comercial deste sector foi deficitária em 30 milhões de euros (85M€ exportados e 115M€ importados).

Em 2014, os 10 principais fornecedores externos de moldes representaram 87,5% do mercado húngaro, conforme s ode observar: • A Coreia do Sul (desde 2007, no topo dos fornecedores), com uma quota de mercado de 21%, em 2014. No período 2010-2014, a taxa média de variação anual das importações de moldes foi de 4,0% e a quota de mercado máxima foi atingida em 2011 (33,1%).

• A Alemanha ocupava em 2014, a 2ª posição com uma quota de 19%, resultante de vendas de 21,6M€. Este foi o valor mais elevado entre 2010 e 2014, período em que as compras (média anual) de moldes à Alemanha aumentaram mais de 19%.

• A China foi o terceiro maior fornecedor de moldes, com uma quota de mercado de 11,5% (13,3M€), em 2014. No período 2010-2014, as importações destes produtos por parte da Hungria, registaram um aumento – igualmente - de 19 %.

• O Japão foi o quarto fornecedor de moldes, com um peso no mercado de 10,6% (12,2M€), em 2014. Entre 2010 e 2014, as importações húngaras de moldes a este país aumentaram a um ritmo médio anual de 13%.

• Em 2014, a Itália foi o quinto fornecedor de moldes, com uma quota de 9,3% (10,8M€). Entre 2010 e 2014, as compras, em média anual, cresceram 96%.

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O MOLDE N111 10.2016

• Seguem-se a França com uma quota de 5% (5,7M€), a Áustria, com uma quota de 3,7% (4,3M€), a Suiça (3,2%), Singapura (2,4%) e a Polónia (1,9%).

Como se pode ver, no top 10 dos fornecedores de moldes à Hungria, quatro eram asiáticos, que detinham mais de metade do mercado em 2014 (58,1%) e seis eram europeus (41,9%).

Na Hungria, o mercado de moldes para plásticos é composto por vários clientes de diversos sectores, com destaque, pela sua importância, para a indústria automóvel (sobretudo peças e componentes), material elétrico e eletrónico (de sublinhar a importância dos eletrodomésticos) e o sector de embalagem. Pode dizer-se que o mercado de moldes mais simples tem como principais players, os fabricantes locais, alicerçados em preços competitivos, assim como a importação proveniente da Coreia do Sul, da China e de Singapura. Os moldes mais complexos são sobretudo, provenientes dos paises europeus e do Japão.

Segue-se uma breve apresentação dos três sectores industriais mais importantes:

Indústria automóvel, peças e componentes Para a economia húngara, o sector automóvel apresenta uma importância decisiva, representando cerca de 5% do PIB, 23% da produção industrial, 14% das exportações e dando emprego a mais de 130 mil pessoas.

Neste sector, destaca-se a empresa Audi (Grupo VW), fortemente instalada na Hungria desde 1993. Os números são esclarecedores: a Audi, com a fábrica de motores (produção de 8,1 mil/dia, cerca de 2 milhões/ano) e a unidade de montagem dos modelos A3 e TT (160 mil/ano) representa 2% do PIB e 9% do total das exportações. Nos últimos dois anos, a Audi investiu 2 mil milhões de euros na modernização e expansão das suas unidades fabris, sendo o volume de negócios anual superior a 7 mil milhões de euros e empregando mais de 11 mil pessoas.

Nesta indústria de amplo espectro, para além da Audi, de referir ainda por ordem de volume de negócios, a Mercedes-Benz Hungary, Magyar Suzuki, Continental Automotive Hungary, Lear Corporation Hungary, Michelin Hungária, Robert Bosch Systems, Hankook Tire Magyaország, LuK Savária, Denzo Magyarország,

NEGÓCIOS BUSINESS

BorgWarner, Hammerstein, BPW-Hungária, Halla Visteon e ZF Hungária.

No total, são cerca de setecentas empresas, mas deve sublinhar-se que as maiores vinte e cinco representam 95% da produção automóvel.

De destacar ainda que dos vinte principais fornecedores mundiais da indústria automóvel (Tier 1), quinze estão instalados na Hungria.

Indústria elétrica e eletrónica (eletrodomésticos) Este sector, o segundo em importância para a economia húngara na sua vertente exportadora, é também constituído por uma forte presença de empresas internacionais instaladas no mercado. Estão em atividade cerca de trezentas empresas, mas a tendência mantém-se, tal como no ponto anterior - as principais vinte cinco empresas representam mais de 90 % da produção. A indústria garante trabalho a cerca de 50 mil pessoas, destacando-se a montagem de equipamentos e a produção de componentes eletrónicos, assumindo especial importância o fabrico de eletrodomésticos.

Entre as principais empresas que compõem o sector, e com a exceção da Videoton (empresa com 100% de capital húngaro), destacam-se as multinacionais instaladas na Hungria: GE Hungary, Samsung Electronics Magyar, Flextronics Internacional, PCE Paragon Solution (Foxcon), Jabil Circuit Magyarország, Robert Bosch Elektronika, Nokia Komárom, Electrolux Lehel, Delphi Hungary, IBM Data Storage, NI Hungary, Videoton Holding, Philips Magyaország e EPCOS Elektonikai.

Indústria de embalagem A área de transformação de plástico assistiu, nos últimos anos, a um ritmo de crescimento bem acima da média da indústria em geral, tendo-se destacado o subsector de embalagem. Os dados mais recentes indicam que 40% do plástico transformado foi destinado a esta área industrial.

Para este aumento de importância, muito contribuiu o investimento estrangeiro realizado no passado recente na Hungria. Atualmente, no mercado, estão em atividade cerca de quatrocentas empresas, com um total de 65 mil trabalhadores.

No subsector de embalagens de plástico, as principais empresas são a Taghleef Industries, Sealed Air Magyarország, Mondi, Coveris Rigid Hungary, CSI Hungary, Resilux Közép-Európa, Vitafoam Magyarország e ALPLA Műanyag

MOLDES DE INJEÇÃO DE PLÁSTICO: A RELAÇÃO HUNGRIA-PORTUGAL De acordo com o INE, em 2014, para a Indústria de Moldes, a Hungria foi o 20º principal cliente de Portugal. O mercado húngaro representou 3,9M€ de vendas para Portugal, apenas 0,7% das exportações portuguesas do sector. No mercado português, a Hungria, enquanto fornecedor de moldes, ocupava a 14ª posição, com uma quota de 0,9% (1,5M€).

Entre 2010 e 2014, as vendas portuguesas destes produtos no mercado húngaro aumentaram a um ritmo médio anual de 119%, resultante duma tendência de crescimento registada desde 2010 até

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2013 (165%), seguida de uma quebra em 2014 (-17%). Neste período, o crescimento mais acentuado (443%) teve lugar em 2011, ano em que estas exportações registaram o valor de 3,1M€. No entanto, o valor máximo foi atingido em 2013, com 4,8M€.

No relacionamento comercial com a Hungria, os moldes representaram 1,8% das exportações e 0,6% das importações portuguesas.

OUTRAS INFORMAÇÕES PRÁTICAS SOBRE O MERCADO HÚNGARO Principais empresas húngaras produtoras de moldes (ordem alfabética): Anton Kft.. Bausch Tooling Kft.. Bekomold Kft.. Büttner Kft..

Camilleon Kft.. Cívis-Mould Kft.. Deutschplast Kft., Duna Precíziós Kft.. Elsner Kft.. Euroform Kft.. Gia Form Kft.. Gravitás 2000 Kft..

GNSZ Kft.. H.T.M. Zrt.. Inter-V Kft.. Kresz & Fiedler Kft. Mould Kft..

Naton Kft.. P-Form Kft.. SKS Szerszámkészítő Kft.. Slezák Kft. Technoplast Kft. Trend-Form Kft.. Unitool-Plastik Kft.. Videoton Precíziós Kft.,Z-Form Kft..

Principais empresas de injeção de plástico (ordem alfabética): AE-Plasztik Kft.. Albuplast Kft.. Besser Hungaria Kft.. BOS Plastics Systems Hungary Bt. Curver Magyarország Kft. Galvanplastic Kft. Győri Plast Kft. Jász-Plasztik Kft. Kaloplasztik Kft. Kiss Műanyagtechnika 2003 Kft. Kunplast-Karsai Zrt. Lego Manufacturing Kft. Max-Magyar Kft. Metamorf ’90 Kft. Metálplaszt Kft. Mikropakk Kft. Nolato Magyarország Kft. Novocoop Kft. Payer Industries Hungary Kft. Plastelektro Kft. Plasticast Hungary Kft. Qaudrant CMS Hungary Kft. PEMÜ Zrt. Plastimat Magyarország Kft. Simon István E.V. Siroma-Plast Kft. Star-Plus Kft. T-Plasztik Kft. Trend Kft. V&V Crane Kft. VT Plastic Kft. Weiss Hungaria Kft.

Principais feiras e eventos: − Industry Days - 9-12 de maio de 2017 − Automotive Hungary - outubro 2017

Principais entidades relacionadas com a Indústria de Moldes: − SZMSZ – Hungarian Tool Maker’s Association − Hungarian Plastics Association − Association of the Hungarian Automotive Industry − National Electronics Society of Hungary − CECED Hungary Society − Hungarian Association of Packaging and Materials Handling − Association of the Hungarian Rubber Industry − Hungarian Tire Association − Hungarian Chamber of Commerce and Industry

A CEFAMOL e as empresas portuguesas da Indústria de Moldes podem contar com a total disponibilidade da AICEP e do seu escritório em Budapeste, para o apoio à sua intervenção no mercado.

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NEGÓCIO ARRISCADO Vítor Hugo ferreira * * D. Dinis Business School

Grandes prémios acarretam grandes riscos. Para muitas empresas apostas em mercados emergentes podem significar um retorno elevado, porque os níveis de concorrência são baixos, ou seja, usando a velha metodologia de Porter, são mercados com Atratividade elevada, pois a Concorrência atual e, muitas vezes, o Poder negocial dos clientes, são baixos. Mas quando o risco é elevado, isto obriga as empresas a manterem um olhar atento sobre os desenvolvimentos alarmantes em lugares distantes. Na verdade, usando mecanismos mais modernos, há quem crescentemente procure seguros de risco político, que podem proteger as empresas contra os choques, sejam eles golpes de Estado na Turquia, sanções contra a Rússia ou um default da dívida pela Venezuela. Esta atenção é muito relevante para as exportadoras nacionais, sobretudo, como verificámos nos últimos tempos, com as situações vividas em Angola ou no Brasil. Outros focos de tensão no mundo em desenvolvimento parecem surgir nas Filipinas (apesar da corrupção, era um país estável), na África do Sul e até mesmo em Moçambique. Seria desejável que as empresas nacionais aplicassem modelos de gestão do risco para avaliar as suas presenças nestes mercados, uma lição que muitas aprenderam com um custo talvez demasiado elevado.

Mas se poucas empresas nacionais criaram modelos de scoring para analisar riscos políticos ou implementar medidas preventivas para fazer face a potenciais perdas em mercados menos conhecidos, quantas o terão feito no mundo desenvolvido? No setor dos moldes, o Reino Unido e os EUA estão entre os 6 principais mercados de exportação. Estes são países aparentemente estáveis, mas um olhar mais atento irá fazernos recordar que os EUA atravessam um processo eleitoral sinuoso, que poderá levar a um maior protecionismo e o Reino Unido decidiu sair da UE, com consequências futuras ainda incertas em termos de exportação. Em Espanha, o nosso maior mercado de Exportação de moldes, não existe Governo há um ano – o que em si parece ter ajudado o país, porque manteve uma certa constância de políticas (à semelhança do que já havia acontecido na Bélgica), mas rapidamente se pode inverter com políticas mais ou menos radicais. Em Itália, 8/9º mercado cliente, o primeiro-ministro Matteo Renzi prometeu demitir-se se perder um referendo constitucional previsto para o final do ano (país onde o sistema

bancário é particularmente instável). Na Alemanha, nosso segundo mercado, Ângela Merkel pode estar a caminho da saída (abrindo portas a políticas mais à direita que poderão trazer mais protecionismo) e na França, 3º mercado nacional de moldes, a Frente Nacional ameaça com um “Frexit”. A estes casos podemos juntar a Grécia e o seu default, a Hungria que é uma quase-ditadura ou mercados como o Finlandês e o Polaco que vivem perigosas ondas de nacionalismo.

As empresas nacionais precisam de reconhecer que muitos países desenvolvidos podem ser mercados instáveis que podem não compensar os riscos (o mesmo podia ser dito de Portugal). Estas empresas precisam de importar práticas de gestão de risco que já se aplicam aos mercados emergentes: ter cuidado para não concentrar seus investimentos em poucos países; desenvolver "planos de emergência" em caso de crise súbita; e planear como diminuir as perdas em caso de uma crise mais severa. As multinacionais estão cientes destes riscos, o que explica um pouco porque os biliões de lucros empresariais a nível global não têm sido reinvestidos (a Apple, que fez figura de “virgem ofendida” face à intenção da Comissão Europeia impor uma multa de 15 mil milhões de euros por impostos não pagos – impostos que qualquer PME não tem forma de evitar – tem cerca de 200 mil milhões de euros em reservas espalhadas pelo mundo). Mas ao adiarem estes investimentos, estas grandes empresas estão a incentivar mais instabilidade. Um ciclo vicioso, de baixos gastos das empresas que incentiva a estagnação que, por sua vez, produz descontentamento popular e mais turbulência política, pode crescer demasiado rápido, agravando a posição de todas as empresas nacionais. As empresas precisam completar a prudência com algo mais pró-ativo, que não seja apenas um mero apelo à liderança-responsável, como vimos no fórum económico mundial.

No fundo, se algumas PMEs deste sector não aplicavam ainda modelos de avaliação e gestão de risco em mercados emergentes, este é o momento de começar a fazê-lo, mas agora tendo em conta todos os mercados onde estão ou pretendem vir a estar. Não nos podemos esquecer que a base de qualquer estratégia passa por isto, saber onde chegar mas também saber como todos os fatores políticos, económicos e sociais poderão influenciar esse caminho.

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TRABALHO TEMPORÁRIO José Orosa * * Assessor Jurídico da CEFAMOL

O trabalho temporário é procurado pelas empresas, nomeadamente quando, em períodos curtos, têm que fazer face a um acréscimo temporário e imprevisível de trabalho na empresa, quando têm que fazer face á ausência dos seus trabalhadores pelos mais diversos motivos, onde se incluem aqui o gozo de férias, para além de outros casos.

Para melhor esclarecimento do mecanismo legal deste tipo de trabalho, apresentam-se, seguidamente, as suas linhas essenciais.

O contrato de trabalho temporário, é o contrato de trabalho a termo, celebrado entre uma empresa de trabalho temporário e um trabalhador, pelo qual este se obriga a prestar a sua atividade a utilizadores (as empresas que requisitam o trabalhador), mantendo-se vinculado à empresa de trabalho temporário.

O contrato de utilização de trabalho temporário, é o contrato de prestação de serviços a termo, celebrado entre um utilizador e uma empresa de trabalho temporário, pelo qual esta se obriga, mediante retribuição, a ceder àquele, um ou mais trabalhadores temporários.

São considerados nulos, os contratos de trabalho temporário por uma empresa de trabalho temporário que não possua a respetiva licença.

Considera-se, neste caso, que o trabalho é prestado à empresa de trabalho temporário.

No caso de o trabalhador ser cedido a utilizador por uma empresa de trabalho temporário licenciada, mas sem que tenha celebrado com esta qualquer contrato, considera-se que o trabalho é prestado a esta empresa em regime de contrato de trabalho sem termo.

Nas situações suprarreferidas, o trabalhador pode optar por uma indemnização, a determinar entre 15 e 45 dias de retribuição base e diuturnidades, não podendo ser inferior a três meses, desde que o faça nos 30 dias iniciais da prestação de trabalho.

CONTRATO DE UTILIZAÇÃO DE TRABALHO TEMPORÁRIO Situações em que pode ser celebrado um contrato de utilização de trabalho temporário: • Substituição, direta ou indireta, de trabalhador por motivo de: . Impedimento temporário de prestar trabalho; . Ter pendente em juízo uma ação de apreciação de ilicitude de despedimento; . Licença sem retribuição; . Passar a prestar trabalho a tempo parcial por período determinado; • Atividade sazonal; • Acréscimo excecional de atividade da empresa; • Execução de tarefa ocasional ou serviço determinado precisamente definido e não duradouro; • Vacatura de posto de trabalho quando decorra processo de recrutamento para o seu preenchimento; • Necessidade intermitente de mão de obra, determinado por flutuação da atividade durante dias ou partes de dia; • Necessidade intermitente de prestação de apoio familiar direto, de

natureza social durante o dia ou partes do dia; • Realização de projeto temporário, designadamente instalação ou reestruturação da empresa, montagem ou reparação industrial.

Fora das situações referidas, é nulo o contrato de utilização de trabalho temporário. Neste caso, considera-se que o trabalho é prestado ao utilizador em regime de contrato de trabalho sem termo.

O contrato de utilização de trabalho temporário está sujeito a forma escrita - dois exemplares - devendo conter o seguinte: • Identificação, assinaturas, domicílio ou sede das partes, n.º de contribuinte e de segurança social e, relativamente à ETT, o respetivo número e data do alvará da licença; • Motivo justificativo; • Caracterização do posto de trabalho (designadamente, dos respetivos riscos); • Local e período normal de trabalho; • Retribuição dos trabalhadores do utilizador que exerçam as mesmas funções; • Pagamento devido pelo utilizador à ETT ; • Inicio e duração certa ou incerta do contrato; • Data da celebração do contrato.

Deve ser anexada uma cópia da apólice de seguro de acidentes de trabalho que englobe o trabalhador temporário. Será nulo se não observar a forma escrita, ou não contiver o motivo justificativo expresso, considerando-se o trabalho prestado ao utilizador em regime de contrato sem termo.

O contrato de utilização de trabalho temporário pode ser celebrado a termo certo ou incerto, não podendo exceder a duração da causa justificativa nem o limite de dois anos. Se o motivo justificativo for o da vacatura de posto de trabalho ou o acréscimo excecional de atividade da empresa, a duração máxima será, respetivamente, de 6 ou 12 meses.

Considera-se como único contrato o que seja objeto de renovações. Caso o trabalhador continue ao serviço do utilizador, passados 10 dias a contar da cessação do contrato, considera-se que o trabalho passa a ser prestado ao utilizador em regime de contrato de trabalho sem termo.

Proibição de contratos sucessivos, i.e. a sucessão no mesmo posto de trabalho de trabalhador temporário ou de trabalhador contratado a termo, antes de decorrido um período de tempo igual a um terço da duração do contrato, sempre que este tenha completado a duração máxima de utilização, exceto quando se verifique: • Nova ausência do trabalhador substituído • Acréscimo de necessidade de mão de obra em atividade sazonal.

CONTRATO DE TRABALHO TEMPORÁRIO O contrato de trabalho temporário só pode ser celebrado a termo certo ou incerto, nas situações previstas para a celebração do contrato de utilização. É nulo o termo estipulado em violação á lei, considerandose o trabalho como contrato sem termo prestado a empresa de trabalho

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temporário. Caso esta nulidade, concorra com a nulidade do contrato de utilização, considera-se que o trabalho é prestado ao utilizador, em regime de contrato sem termo.

Está sujeito à forma escrita, o contrato de trabalho temporário e deve conter: • Identificação, assinaturas, domicílio ou sede das partes; • Número e data do alvará da licença da ETT; • Motivos justificativos da celebração do contrato com menção concreta dos factos; • Atividade contratada; • Local e período normal de trabalho; • Retribuição; • Data de início do trabalho; • Termo do contrato; • Data da celebração.

Na falta de documento escrito ou da falta ou insuficiência da indicação do motivo justificativo da celebração do contrato, considera-se que o trabalho é prestado à empresa de trabalho temporário em regime de contrato a termo.

Sempre que o contrato de trabalho temporário não estipule o seu termo, considera-se celebrado pelo prazo de um mês, não sendo permitida qualquer renovação.

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REGIME DE PRESTAÇÃO DE TRABALHO DE TRABALHADOR TEMPORÁRIO O trabalhador temporário pode ser cedido a mais que um utilizador, ainda que não tenha um contrato por tempo indeterminado para cedência temporária, desde que o contrário não conste do respetivo contrato.

Durante a cedência, está sujeito ao regime aplicável ao utilizador, no que respeita ao modo de prestação, lugar, duração, suspensão do contrato de trabalho, segurança, saúde e acesso a equipamentos sociais.

Cabe ao utilizador elaborar o horário de trabalho e marcar o período de férias. Durante a cedência, o exercício do poder disciplinar cabe à empresa de trabalho temporário.

O trabalhador tem direito à retribuição mínima de IRCT aplicável à empresa de trabalho temporário ou ao utilizador, que corresponde às suas funções, ou à praticada por este para trabalho igual ou de valor igual, consoante o que for mais favorável. Tem direito a férias, subsídio de férias e de Natal, bem como a outras prestações regulares e periódicas a que os trabalhadores do utilizador tenham direito, na proporção à duração do respetivo contrato. A retribuição das férias e dos subsídios de férias e de Natal de trabalhador contratado por tempo indeterminado para cedências temporárias, é calculada com base na média das retribuições auferidas dos últimos 12 meses, excluindo as compensações nos períodos de inatividade.

Segurança e saúde

Duração do contrato de trabalho temporário A duração do contrato de trabalho temporário não pode exceder a duração do contrato de utilização. O contrato de trabalho temporário a termo certo, pode ser celebrado por período inferior a seis meses e pode ser renovado enquanto se mantiver o motivo justificativo.

A duração do contrato de trabalho temporário a termo certo, incluindo renovações, não pode exceder: • 6 meses – em caso de vacatura de posto de trabalho, quando decorra processo de recrutamento para o seu preenchimento; • 12 meses – em caso de acréscimo excecional de atividade da empresa.

• 24 meses – nas demais situações.

O contrato de trabalho temporário a termo incerto dura pelo tempo necessário à satisfação das necessidades temporárias do utilizador, não podendo porém ultrapassar os 6,12 ou 24 meses acima referidos.

Para o cômputo do tempo de duração é incluído o tempo de duração de contrato de trabalho a termo, de contrato de trabalho temporário ou de prestação de serviços, para o mesmo objeto, entre o trabalhador e o mesmo empregador.

O trabalhador temporário beneficia da mesma proteção em matéria de segurança e saúde no trabalho, dos demais trabalhadores do utilizador.

Os exames de saúde de admissão, periódicas e ocasionais são da responsabilidade da empresa de trabalho temporário. O utilizador deve assegurar ao trabalhador temporário formação suficiente e adequada ao posto de trabalho, tendo em conta a sua qualificação profissional e experiência. O trabalhador exposto a riscos elevados relativo a posto de trabalho particularmente perigoso deve ter vigilância médica especial, a cargo do utilizador.

A empresa de trabalho temporário deve assegurar formação profissional ao trabalhador temporário contratado a termo, mínima de oito horas, sempre que a duração do contrato (incluindo renovações ou a soma de contratos de trabalho temporário sucessivos num ano civil) seja superior a três meses.

Por último, a caução legalmente constituída pela empresa de trabalho temporário para o seu licenciamento, garante o pagamento de: • Crédito do trabalhador temporário relativo a retribuição, indemnização ou compensação pela cessação do contrato de trabalho e outras prestações pecuniárias, em mora por período superior a 15 dias; • Contribuições para a segurança social, em mora por período superior a 30 dias.

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REFLEXÕES

João Faustino Presidente da CEFAMOL

Acreditar até ao fim

equipa, foram critérios subjacentes e que nos permitiram fazer História no futebol.

No passado mês de julho, quando nada o fazia prever, Portugal foi notícia, um pouco por todo o mundo, fruto da conquista alcançada nos Campeonatos Europeus de futebol e hóquei em patins.

“Eu acredito, eu luto até ao fim: não há como perder, não há como não vencer” Oleg Taktarov

Sendo o futebol o desporto mundial mais popular, milhões de pessoas constataram que, no início do Campeonato da Europa as nossas exibições ficaram aquém do expectável. No entanto, jogo após jogo, fomos, passo a passo, caminhando para a vitória.

Aproveitando estas exibições pouco assertivas, algumas das equipas adversárias que sonhavam com o título criticaram arduamente a nossa Seleção. Começando pela França (e acabando na França!), muitos jogadores, treinadores, comentadores, jornalistas, entre outros, tinham um dado adquirido: Portugal jamais seria campeão. Azar dos azares: o feitiço virou-se contra o feiticeiro!

Esta vitória só foi possível porque acreditar, trabalhar, mudar de atitudes e “mexer” na

Ajustar Ajustes e desajustes são práticas correntes que se aplicam a tudo e a todos, sejam governos, instituições públicas, empresas ou particulares. “Ajustar” é cada vez mais um ato diário, que traduzido à letra, não é nem mais nem menos do que acertar, contratar, acordar, adequar e consertar um sem número de atividades, ações ou processos.

A final do Campeonato Europeu de hóquei em patins foi mais um jogo impróprio para cardíacos. Portugal (aspirante a campeão da Europa) foi para o intervalo a perder por 0-2, com a Itália (campeã vigente e com vontade de revalidar o título). A solução? Aplicar a teoria do pensador russo Oleg Taktarov. Manter a calma e serenidade, estudar os erros, conjugar todas as variáveis e criar ambiente para que a equipa pudesse ultrapassar e vencer as adversidades que surgissem nos restantes 20 minutos, tempo limite para o apito final. A conclusão? Após uma segunda parte de luxo, Portugal deu a volta ao resultado e ganhou por 6-2. Com uma atitude positiva e assertiva, conseguimos virar o resultado e conquistar o título de campeões da Europa de hóquei em patins.

Estes dois acontecimentos, assim como o facto

Nem sempre é fácil e, muitas vezes, as circunstâncias não facilitam em nada o êxito desejado. Por isso mesmo, neste mundo cada vez mais louco, é necessário que a frase de Dale Canargie se torne uma mais-valia nos ajustes a fazer: ”Não procure ser um homem com êxito, mas sim um homem com valores”.

Ajustar pensamentos em função dos estados de espírito de cada um, é uma rotina que procura determinar caminhos, horizontes e sonhos, mais ou menos vulneráveis, em função da dedicação colocada no ajustamento pretendido.

Na Indústria de Moldes ou no cluster “Engineering & Tooling”, todos sabem que, para além de termos diariamente de nos ajustar às circunstâncias, somos obrigados, por imperativos pessoais e profissionais, a ajustar-nos também às mil e uma situações adversas da profissão e do sector. A responsabilidade de ajustar e bem (inclusive, o molde) é o garante de toda a atividade do negócio.

Segundo Confúcio, o célebre pensador chinês: “Você não pode mudar o vento, mas pode ajustar as velas do barco para chegar onde quer”.

As empresas têm conseguido ajustar-se a novas tecnologias, aos novos procedimentos, às novas formas de produzir ou aos novos

de termos conseguido várias medalhas nos europeus de atletismo e no Campeonato do Mundo em vela de 420, são exemplos que devemos acreditar em tudo aquilo que nos propomos fazer, seja no desporto, na atividade profissional ou na vida pessoal.

Também a Indústria de Moldes teve, desde o seu início, pessoas que acreditaram no seu trabalho, nos objetivos traçados e no esforço que empenharam. Motivação, sorte e acreditar, são reflexões inofensivas se não existir uma predisposição para “fazer acontecer”. Confiar quando as coisas não correm bem, pensar positivo, não se deixar derrotar e acreditar, são fatores preponderantes para o sucesso. A Indústria de Moldes, ao longo da sua história teve (e tem!) pessoas que vivenciam estas atitudes.

Por tudo isto, ter uma atitude positiva, ser humilde, ter força de vontade, motivação e confiança em si próprio e no valor da equipa, são valores que nos fazem acreditar até ao fim e conseguir o lugar desejado por todos: ser campeão!

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conceitos de interação, fazendo com que aço, componentes e mecanismos, se transformem em máquinas que fabricam qualidade.

Toda esta panóplia de componentes, tecnologias e conceitos permitirão produzir peças e produtos com exigências e velocidades de execução equivalentes às da Formula 1, com zero defeitos, sem a presença humana e, por último, com orçamentos e preços que, muitas vezes, provocam verdadeiros desajustamentos da engrenagem.

Sendo certo e sabido que, com os prazos curtos, os preços esmagados, a qualidade exigente que é solicitada, os prazos de pagamento dilatados e esquecidos no tempo, somos forçados a ajustar-nos, cada vez mais, às novas condições do negócio - o tempo do ajustamento é cada vez menor, mas a qualidade dos ajustes é cada vez maior.

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REFLEXÕES

João Faustino Presidente da CEFAMOL

Pressão A palavra “pressão” significa a força exercida sobre alguma coisa.

Nos Estados, as pressões políticas, económicas e sociais, entre outras, condicionam as linhas de orientação e as estratégias para toda a comunidade. Estas pressões, muitas vezes impostas por fatores externos, podem ser a origem do progresso, da estagnação ou do empobrecimento dos países ou das comunidades.

As pressões na escola pelos bons resultados, as pressões sociais pelas relações de amizade e inimizade que se vão criando ao longo dos anos, as pressões desportivas para a conquista de êxitos, as pressões na procura de um bom emprego ou um emprego adequado às suas aspirações e qualificações, são um sem fim de responsabilidades impostas externamente e que condicionam a vida de cada um.

Na Indústria de Moldes, para além de existirem as pressões impostas pelo Estado e pelas responsabilidades contratuais multifacetadas, existem as pressões normais que, em muitos casos, estão a ultrapassar as regras do “bom senso”. As pressões de mercado, os prazos de entrega, os preços, os prazos de recebimento a perder de vista, os prazos de pagamento, a qualidade exigida acima dos parâmetros da razoabilidade e a envolvência nos riscos de sucesso e insucesso dos produtos desenvolvidos são, cada vez mais, fatores que condicionam a atividade das empresas e organizações.

A Indústria de Moldes está ainda habituada a trabalhar com outro tipo de pressões: volumétrica, hidráulica, atmosférica, manométrica, entre muitas outras, relacionadas com a física e a nossa atividade industrial. N/m2, bar, psi, Pa ou outras unidades de pressão, são medições diárias inerentes à nossa atividade em que a sua correta ou incorreta avaliação pode

originar produtos de excelente ou péssima qualidade.

Concluindo, o nosso sector e todos aqueles que o compõem, vivem 24/24 horas, 7/7 dias e 365 dias/ano sujeitos a pressões políticas, económicas, de mercado, familiares, contratuais, psíquicas e ainda outras que poderão até ser mais agressivas do que as descritas.

A Indústria de Moldes, já há muito que está habituada a todo e qualquer tipo de pressões, venham elas de onde vierem. Algumas delas cíclicas que, por vezes, condicionam a atividade normal das empresas, os seus objetivos e, indiretamente, todos os que nelas trabalham e colaboram.

Continuaremos a procurar soluções, sejam elas técnicas e de performance, organizacionais ou estruturais, para que a força das pressões seja mitigada no momento do seu aparecimento.

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REFLEXÕES

O MOLDE N111 10.2016

Luis Abreu e Sousa Revista O MOLDE

RUA “FERNANDO PEDRO” No passado dia 10 de setembro de 2016, em Picassinos (Marinha Grande), foi descerrada a placa toponímica que atribui a Fernando Pedro - antigo Presidente da CEFAMOL, fundador e diretor até ao seu desaparecimento da revista “O Molde” – o novo nome da antiga “Rua da Ponte”.

Esta cerimónia, organizada conjuntamente pela Confraria da Sopa do Vidreiro, Rotary Clube da Marinha Grande e Sociedade Instrução e Recreio 1º de Maio, promotores da iniciativa, contou com o apoio da CEFAMOL e do Município da Marinha Grande.

A alteração toponímica em Picassinos, local da naturalidade de Fernando Pedro, foi dinamizada, desde 2014, por um grupo de trabalho constituído por representantes das entidades promotoras deste projeto, mais concretamente, Gabriel Roldão, Luis Abreu e Sousa e Eduardo Pedro, tendo o processo sido

aprovado, por deliberação da Câmara Municipal da Marinha Grande, em 4 de fevereiro do corrente ano.

Na cerimónia do dia 10 de setembro, registaram-se intervenções de diversas entidades com as quais o homenageado esteve relacionado: Gabriel Roldão, que abriu a sessão explicando o motivo do evento, deixando aos restantes as suas próprias manifestações para com o Homenageado; Luis Abreu e Sousa, representando a Confraria da Sopa do Vidreiro; Cristina Simões, representando o Rotary Clube da Marinha Grande; Aires Rodrigues, representando a SIR 1º Maio; Telmo Ferraz, representando a CEFAMOL, Planimolde e a Assembleia Municipal da Marinha Grande, da qual é o Presidente. Todos teceram palavras demonstrativas da elevada consideração, es-

tima e forte amizade para com Fernando Pedro.

Também Elizabete Pedro – viúva do homenageado – se manifestou, no meio de intensa emoção, com palavras de agradecimento e muita sensibilidade, junto dos presentes.

A placa que assinala a “Rua Fernando Pedro” foi descerrada pela neta, Petra Pedro, e pela sua avó Elizabete, com a ajuda do Presidente da Câmara Municipal da Marinha Grande, Paulo Vicente, momento que mereceu forte e sentida salva de palmas.

Através das palavras dos diferentes oradores, ficamos cientes que a globalidade das experiências e a dedicação de décadas de Fernando Pedro à causa comum justificam este reconhecimento público dado pelos muitos participantes nesta cerimónia.

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