Revista Ferramental Edição 42 by Revista Ferramental

ANO VIII - Nº 42 - JULHO/AGOSTO 2012 REVISTA FERRAMENTAL - PUBLICAÇÃO DA EDITORA GRAVO - ISSN 1981-240X

A importância da seleção do processo no corte de metais

Utilização da simulação numérica estrutural para identificar falhas em peças plásticas

DESTAQUE

ANO VIII - Nº 42 - JULHO/AGOSTO 2012 REVISTA FERRAMENTAL - PUBLICAÇÃO DA EDITORA GRAVO - ISSN 1981-240X

A importância da seleção do processo no corte de metais

Utilização da simulação numérica estrutural para identificar falhas em peças plásticas

DESTAQUE

Christian Dihlmann Editor

O sucesso é uma equação matemática! Chegamos à metade do ano de 2012. Diversas incertezas no mercado de ferramentarias, mas também muitas esperanças. Para a equipe da Ferramental, inicia o oitavo ano de vida. Nos diversos entendimentos do significado do número 8, percebe-se que ele simboliza equilíbrio, justiça ou a representação de "assim como é abaixo, é acima". Equilíbrio porque se divide em dois números pares (4 + 4) que por sua vez se dividem em quatro pares também (2 x 2; 2 x 2). Por esta igualdade de divisão, o oito representa a justiça. Recebeu o nome de plenitude por causa do contexto da solidez corpórea. Também é considerado o número da aliança com Deus. O número 8 preserva, equilibra, estabelece, conforta e consolida, tornando tudo mais vibrante, luminoso, seguro e com o instinto de preservação. A verdadeira representação do infinito. É considerado o número da sorte chinês. Tanto que a festa de abertura dos jogos olímpicos naquele país teve seu início em 8/8/2008, as 8h08min. E é assim que queremos continuar. Consolidando o trabalho de equilíbrio e justiça, quiçá para toda a eternidade. Mas, acima de tudo, contribuindo para levar vibração, luz, segurança e perpetuação para o setor ferramenteiro do nosso País. Para começar, destaco o V Encontro Nacional de Ferramentarias, realizado em 18 de maio na cidade de Caxias do Sul, RS. Os objetivos do evento foram superados em termos de conteúdo e sugestões de trabalho. Entretanto, infelizmente tivemos baixa participação do empresariado. Ressaltamos que diversas ações aprovadas no evento já estão em andamento, destacando-se a aproximação com o governo federal para estruturar as condições de sustentabilidade do setor ferramenteiro nacional. Mas é fundamental que o empresário participe nos próximos encontros. Só assim obteremos representatividade do setor. Também está a pleno vapor a estruturação da Rede SENAI de Ferramentarias, capitaneada pela Diretoria Nacional. Já foram realizados encontros de adensamento de

propostas nos Estados do RS, SC, PR, SP e BA. Os próximos ocorrerão em MG e no AM. Membros da Associação Brasileira da Indústria de Ferramentais – ABINFER tem realizado peregrinação à Brasília a fim de participar de diversas reuniões de estruturação do setor, das quais se pode destacar o encontro com o Ministro do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior – MDIC e contribuições para a política automotiva do País, com destaque ao novo regime automotivo. O Senado Federal aprovou o Projeto de Lei da Câmara Nº 176/2008 (PL Nº 717/2003) que dispõe sobre a importação e o fornecimento de produtos sujeitos a Regulamentação Técnica Federal, tornando possível que as mesmas exigências técnicas imputadas aos moldes produzidos no Brasil sejam transferidas aos ferramentais importados. O Brasil será, pela primeira vez, anfitrião da reunião anual da International Special Tooling and Machining Association – ISTMA (Associação Internacional de Ferramentais Especiais e Usinagem), divisão Américas. O evento ocorrerá em Joinville, SC, e coincidirá com a adesão da ABINFER àquela instituição, sendo um marco histórico da entrada de nosso país no mercado internacional de fabricantes de ferramentais. A primeira Euromold Brasil, que ocorre de 20 a 24 de agosto, paralelamente a Interplast, também em Joinville, abre um novo fórum de agregação do setor ferramenteiro nacional, trazendo a competência de uma organização alemã que realiza o evento em diversos continentes (América, Europa, Ásia e África) e que constituiu parceria com empresa genuinamente brasileira. Por fim, o ano de 2012 nos abre ainda a possibilidade de escolha de novos gestores públicos, por conta das eleições municipais que se aproximam. Neste momento podemos dar o voto de reconhecimento àqueles que realmente contribuem e agem de forma a promover a melhoria e o crescimento do ambiente coletivo e substituir os que buscam apenas o benefício próprio e não agem de forma politicamente correta. Assim, acredito que temos consideravelmente mais esperanças do que incertezas. Para que essa crença torne-se realidade é fundamental que todos pensem da mesma forma. Afinal, o sucesso é uma simples equação matemática: mais resultados positivos do que negativos.

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Artigos Revista Brasileira da Indústria de Ferramentais www.revistaferramental.com.br ISSN 1981-240X

Seleção do processo: a chave para ganho de produtividade no corte de metais O corte de metais vem ganhando destaque na indústria metalúrgica e requerendo maior atenção para a composição dos custos finais do produto. Considerar as premissas de qualidade e produtividade atreladas ao custo operacional é essencial para a escolha do processo ideal. Os processos de oxicorte, plasma e laser tem aplicações determinadas por estes fatores.

Metodologia para elaboração da estimativa de custo para fabricação de moldes de injeção de termoplásticos Quanto mais complexa a forma do produto plástico maior é o desafio em se obter um orçamento da construção de um molde próximo a sua realidade. Este artigo apresenta a teoria e os métodos utilizados para elaboração da estimativa dos custos para fabricação de moldes de injeção de termoplásticos.

Simulação numérica estrutural de peças plásticas utilizadas como elementos de montagem por interferência A simulação numérica tem sido amplamente aplicada na engenharia para identificar potencias falhas de projeto, construção e operação de peças plásticas. Este trabalho investiga o problema de quebra em campo de uma peça plástica de equipamento de condicionamento de ar e propõe a solução através de estudo de comportamento baseado em simulação estrutural computacional do processo.

DIRETORIA Christian Dihlmann – Jacira Carrer REDAÇÃO Editor: Christian Dihlmann - (47) 9964-7117 christian@revistaferramental.com.br Jornalista responsável: Antônio Roberto Szabunia - RP: SC-01996 Colaboradores Dr. Adriano Fagali de Souza, André P. Penteado Silveira Dr. Cristiano V. Ferreira, Dr. Jefferson de Oliveira Gomes, Dr. Moacir Eckhardt, Dr. Rolando Vargas Vallejos PUBLICIDADE Coordenação nacional de vendas Christian Dihlmann (47) 3025-2817 / 9964-7117 christian@revistaferramental.com.br Vendas São Paulo Gilmar Frassetto (11) 8827-1817 cocaper@hotmail.com Keith Souza da Silva (11) 6102-9270 keithmathias@hotmail.com.br ADMINISTRAÇÃO Jacira Carrer - (47) 3025-2817 / 8877-6857 adm@revistaferramental.com.br Circulação e assinaturas circulacao@revistaferramental.com.br Produção gráfica Martin G. Henschel Impressão Impressul Indústria Gráfica Ltda. www.impressul.com.br

A revista Ferramental é distribuída gratuitamente em todo o Brasil, bimestralmente. É destinada à divulgação da tecnologia de ferramentais, seus processos, produtos e serviços, para os profissionais das indústrias de ferramentais e seus fornecedores: ferramentarias, modelações, empresas de design, projetos, prototipagem, modelagem, softwares industriais e administrativos, matériasprimas, acessórios e periféricos, máquinas ferramenta, ferramentas de corte, óleos e lubrificantes, prestadores de serviços e indústrias compradoras e usuárias de ferramentais, dispositivos e protótipos: transformadoras do setor do plástico e da fundição, automobilísticas, autopeças, usinagem, máquinas, implementos agrícolas, transporte, elétricas, eletroeletrônicas, comunicações, alimentícias, bebidas, hospitalares, farmacêuticas, químicas, cosméticos, limpeza, brinquedos, calçados, vestuário, construção civil, moveleiras, eletrodomésticos e informática, entre outras usuárias de ferramentais dos mais diversos segmentos e processos industriais. As opiniões dos artigos assinados não são necessariamente as mesmas desta revista. A Ferramental tem como pressuposto fundamental que todas as informações nela contidas provêm de fontes fidedignas, portanto, recebidas em boa fé. Logo, não pode ser responsabilizada pela veracidade e legitimidade de tais informações. Quando da aceitação para publicação, o autor concorda em conceder, transferir e ceder à editora todos os direitos exclusivos para publicar a obra durante a vigência dos direitos autorais. Em especial, a editora terá plena autoridade e poderes para reproduzir a obra para fins comerciais em cópias de qualquer formato e/ou armazenar a obra em bancos de dados eletrônicos de acesso público. A reprodução de matérias é permitida, desde que citada a fonte. EDITORA GRAVO LTDA. Rua Jacob Eisenhut, 467 - Fone (47) 3025-2817 CEP 89203-070 - Joinville - SC

Foto da capa:

Molde para injeção de alumínio sob pressão. Foto cedida por Tool Machine Indústria de Moldes Ltda., de Joinville, SC.

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Cartas Radar Entidade Expressas Conexão www Ficha técnica JuríDICAS Índice cumulativo Dicas do Contador Euromold Gente & Gestão Enfoque Eventos Livros Índice de anunciantes Opinião O envio da revista é gratuito às empresas e profissionais qualificados das indústrias de ferramentais, seus fornecedores, compradores e usuários finais. Qualifique sua empresa no www.revistaferramental.com.br

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Paulo, uma colega de trabalho me encaminhou a sua matéria sobre Network - Você é um amigo ou um perigo para o seu meio (Ferramental, edição 40, Março/Abril 2012, página 42). Primeiramente quero parabenizar pelo texto e agradecer também, pois o utilizei para fazer um trabalho na faculdade. Estudo no SENAC Santo André, meu professor adorou e a sua matéria contribuiu muito para o sucesso do meu trabalho. Eu fui mais além! Utilizei o questionário como forma de dinâmica e ficou perfeito. Mais uma vez parabéns e muito obrigada. Vânia Pereira - Polimold - Diadema, SP

Gostaria de verificar a possibilidade de assinar a revista Ferramental, pois meu marido trabalha na área de ferramentaria e acha importante estar sempre atualizado. Caroline Lima Paula Aguiar - Dânica - Joinville, SC

Sou profissional da área de ferramentaria, técnico eletromecânico com especialidade em plásticos e professor e orientador de formação de operador, trocador e preparador de máquinas injetoras e sopro. Estou interessado em receber a Ferramental. Antônio Carlos Totta - BS Toys Brinquedos - Sorocaba, SP

Minha atividade profissional é diretamente ligada a usinagem e fabricação de moldes. Tenho uma pequena empresa, onde sou sócio e gerente. Também trabalho na coordenadoria de pesquisa de uma Universidade Federal. O editorial Reposicionamento: uma solução! (Ferramental, edição 41, Maio/Junho 2012, página 3) e, também, outras informações publicadas, revelam a dinâmica atuação da equipe da Ferramental como veículo desta classe produ-

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tora tão importante que é a dos ferramenteiros. O projeto espelha um trabalho feito com paixão e, sobretudo, seriedade. Parabéns! Roberto Bezerra Cavalcanti - Fibra Indústria e Comércio - Rio de Janeiro, RJ

Gostei muito da matéria Network - Você é um amigo ou um perigo para o seu meio (Ferramental, edição 40). Observo muito estas atitudes e tento sempre incluir em minha vida profissional! Poliana Baldim Lopes - Polimold - Diadema, SP

Olá Poliana. Agradeço imensamente o agradável e construtivo diálogo telefônico. Fazer amizades é essencial à vida e traz sentido quando fazemos algo bem feito! Paulo César Silveira - IDHPS - Joinville, SC

Agradecemos os contatos de: Francisco Castro Cadin Assessoria e Representações - Caxias do Sul, RS Luciano D. Chiquette Grupo Alltech - Valinhos, SP Getúlio Fonseca Perfilline - Caxias do Sul, RS Denise Bispo HD Press - São Paulo, SP Gilvan Menegotto Automatus - Caxias do Sul, RS Áquila Mattos Lima Iso Comércio e Representações - Porto Alegre, RS Todos os artigos publicados na revista Ferramental são liberados para uso mediante citação da fonte (autor e veículo). A Editora se reserva o direito de sintetizar as cartas e e-mails enviados à redação.

Contratar errado custa muito caro!

Por Pedro Luiz Pereira plp@terra.com.br

Nenhuma empresa pode ser melhor do que as pessoas que nela trabalham

1 Turnover: volume de negócios, rotatividade [Collins Gem, Dicionário InglêsPortuguês, Editora New Edition, 1998]. No escopo do texto, a quantidade de contratações e demissões em uma empresa.

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Pedro Luiz Pereira

• Luiz Pereira é Hunter, especialista em Gestão de Empresas e Desenvolvimento Organizacional, Consultor, Professor de MBA e Pós Graduação em Gestão Estratégica de Pessoas e Gestão Contemporânea, Pós Graduado em Gestão da Produtividade e MBA em Gestão de Recursos Humanos. Atual presidente da Associação Brasileira de Recursos Humanos - ABRH seccional Joinville e diretor executivo da Associação Brasileira da Indústria de Ferramentais ABINFER.

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ABS DESCRIÇÃO Razão social: Associação Brasileira de Soldagem Endereço: Rua Dr. Guilherme Bannitz, 126 - Conjunto 42

Bairro: Itaim Bibi

CEP: 04532-060

Estado: SP

Cidade: São Paulo

Fone: (11) 3045-5040

Fax: (11) 3045-8578

e-mail: abs@abs-soldagem.org.br

Site: www.abs-soldagem.org.br

DIREÇÃO Presidente: Erasmo Gomes Lima

Mandato: 2010 a 2012

Contato primário: Selma

e-mail: abs@abs-soldagem.org.br

CARACTERIZAÇÃO Objetivos: Congregar os profissionais da área de soldagem, promover o desenvolvimento da tecnologia de soldagem e atividades correlatas, fomentar a disseminação dos conhecimentos técnicos. Setor de atuação: Tecnologia da soldagem e processos similares Perfil do associado: Profissionais de soldagem e empresas produtoras de insumos e equipamentos para soldagem

SERVIÇOS OFERECIDOS

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Palestras

EVENTOS PROMOVIDOS

Congressos

Seminários de aperfeiçoamento Promoção de feiras/exposições Normas (Comitê Brasileiro – ABNT) Cursos para treinamento de profissionais de soldagem

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Cursos de pós graduação

Certificação de inspetores

Qualificação de procedimento e certificação de soldadores

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A VI Conferência Brasileira sobre Temas de Tratamento Térmico trouxe novidades do setor com a apresentação de cerca de 80 trabalhos científicos. Com um público participante de cerca de 230 pessoas vindas de vários estados brasileiros e também do exterior como da Colômbia, EUA e Alemanha, a VI Conferência Brasileira sobre Temas de Tratamento Térmico, realizada de 17 a 20 de junho de 2012, no Centro de Convenções do Hotel Tauá, em Atibaia - SP trouxe novidades e acontecimentos do setor, através de apresentações de trabalhos técnicos e científicos. Promovida pela Metallum, empresa especializada em Eventos Técnicos e Científicos, o evento teve mais de 80 apresentações de trabalhos técnicos, sendo 11 palestras de renomados especialistas, promovendo um debate entre os mais diversos profissionais envolvidos na atividade de tratamento térmico, bem como institutos de pesquisas e instituições acadêmicas. Foram concedidos prêmios aos melhores trabalhos apresentados. Segundo o diretor da Metallum, Lúcio Salgado, a conferência superou as expectativas principalmente em termos de contribuições técnicas, consideradas de alto nível, e trouxe também a discussão do atual cenário do setor. “O evento, devido a seu cunho tecnológico e científico, cumpriu o seu papel na difusão de conhecimento e troca de informações nos mais diversos níveis e identificou uma crise no mercado, especialmente nos setores de autopeças e fundição, assunto que foi bastante discutido”, afirma. Entre os temas que foram abordados, destacaram-se os trabalhos referentes a tratamentos térmicos e termoquímicos de ferrosos e não ferrosos; metalurgia física e transformação de fases; técnicas de caracterização microestrutural; efeito de elementos de liga sobre a microestrutura e propriedades; análises de defeitos e falhas; banhos de sal, atmosferas e meios de resfriamento; equipamentos para controle de processo e para controle de qualidade; sistemas de aquecimento por indução; fornos, periféricos e insumos; limpeza, preparação e acabamento; manutenção; automação e instrumentação; simulação; qualidade e produtividade; tendên10

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cias, desenvolvimentos e novas tecnologias; novos mercados e perspectivas; segurança e meio ambiente; e gestão. Realizado a cada dois anos, a próxima conferência acontecerá em 2014, como tradicionalmente ocorre em uma cidade próxima à capital paulista. Metallum 11 3731 8549 www.metallum.com.br

O Ministro do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior - MDIC, Alessandro Teixeira, recebeu comitiva composta de membros da diretoria da Associação Brasileira da Indústria de Ferramentais - ABINFER em 31 de maio (dia do Ferramenteiro), em Brasília. O grupo composto por Christian Dihlmann - Presidente da ABINFER e Diretor da Brtooling, de Joinville/SC, Paulo Sérgio Furlan Braga - Vice presidente da entidade e Diretor de Controladoria da Taurus Ferramentaria de Diadema/SP, Gelson Oliveira Vice presidente Técnico da ABINFER e Presidente da Metalúrgica JR Oliveira, de Caxias do Sul/RS, Guiovane Maria da Silva - Vereador representando a cidade de Caxias do Sul/RS, Belini Meurer - Vereador e ex-Senador da República representando a cidade de Joinville/SC, Luiz Eduardo Leão - Coorde-

nador da Rede SENAI de Ferramentarias, Edilson Urbano - Coordenador Técnico do MDIC para o setor de Ferramentarias, José Marcos Castilho - Assessor de Relações Institucionais representando o Presidente da Câmara de Deputados Marco Maia foi recebido pelo Ministro Interino além dos membros do MDIC Heloísa Regina Guimarães de Menezes - Secretária do Desenvolvimento da Produção e Clayton Campanhola - Diretor da Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial. A comitiva levou o agradecimento ao Ministério pela construção e aprovação do novo regime automotivo e apresentou as demandas emergenciais para a sustentabilidade do setor ferramenteiro nacional. Os principais temas abordados na reunião foram relativos a obtenção de um assento para a ABINFER no Conselho Automotivo Nacional, de pronto atendido pelo Ministro; a revogação da Portaria MDIC 84/10, tão nociva a cadeia de fabricantes de ferramentais, cujo pleito sensibilizou a equipe do MDIC e resultou em compromisso de apresentação de uma solução em tempo reduzido; o apoio ao desenvolvimento do programa Pró-Ferramentaria, estruturado no BNDES e a ser protocolado naquele órgão. Para este pleito, ficou o compromisso de análise pela equipe do MDIC com possibilidade de inserção de sugestões e posterior auxílio à aprovação e implementação do programa; apoio à aprovação do projeto de lei 176/08 e a sua regulamentação junto aos órgãos afins, objetivando definir a responsabilidade técnica sobre ferramentais importados; suporte a estruturação da Rede SENAI de Ferramentarias, cujo principal objetivo é a capacitação de profissionais para o setor bem como a pesquisa e desenvolvimento de inovações tecnológicas aplicadas aos ferramentais. O Ministro, além de elogiar o projeto, sugeriu algumas parcerias com órgãos correlatos a este propósito; e a abertura de um canal oficial de comunicação entre o MDIC e a ABINFER. Imediatamente foi designado Edilson Urbano como Coordenador Técnico do MDIC para o setor de Ferramentarias. Por fim, o Ministro enalteceu a importância do planejamento estratégico apresentado pelo grupo e disse que esse é o ca-

minho para a organização e consolidação do setor, colocando-se a equipe do Ministério a disposição para auxiliar na estruturação e fortalecimento deste importante setor para a indústria nacional. ABINFER 47 9971-1751 executivo.abinfer@terra.com.br

Instituto SENAI de Inovação - Soluções integradas em metal-mecânica. A Confederação Nacional da Indústria - CNI atua fortemente em estratégias que permitam a indústria nacional tornar-se mais competitiva em níveis mundiais. Para isto foca seus esforços na inovação da tecnologia e serviços de alto valor agregado. Neste contexto, o SENAI desenvolveu o Programa SENAI de apoio à competitividade industrial baseado na duplicação da quantidade de vagas em educação profissional, expansão da rede de serviços por intermédio da criação de Institutos SENAI de Tecnologia (IST) e na criação de uma rede de Institutos SENAI de Inovação (ISI) Para isto, a CNI/SENAI aportou junto ao DNDES, investimentos na ordem de R$ 1.900.000.000,00 para qualificar laboratórios de alta tecnologia (IST), especializados em setores industriais relevantes e com a estrutura física orientada à prestação de serviços técnicos e tecnológicos, bem como implantar Institutos de Inovação (ISI) epecializados em áreas de conhecimentos transversais, com estrutura física orientada a serviços avançados e na pesquisa aplicada dos setores précompetitivos. Esta ação permite que a Indústria Nacional possa aumentar a sua capacidade estratégica de inovar e de competir, cada vez mais, em mercados globalizados e, com este novo olhar, o Brasil passa de uma economia voltada para a eficiência, a uma economia voltada a capacidade de inovar, característica final das grandes economias mundiais. Em especial, o Estado do Rio Grande do Sul estará recebendo investimentos para a implantação do Instituto SENAI de Inovação - Soluções Integradas em Metalmecânica para algumas áreas estratégicas, a saber: desenvolvimento de Julho/Agosto 2012

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fabricação de componentes de alta precisão e de superfícies complexas; desenvolvimento de máquinas de precisão; desenvolvimento de tecnologia de controle; projeto de máquinas de baixo peso e; moldes e matrizes de alta performance. Este investimento marcará um novo rumo para a economia do RS, promovendo a eficiência e a capacidade de produção de todos os níveis das indústrias do setor do plástico e em toda a cadeia produtiva. No dia 14/08/2012, o SENAI/CETEMP promoverá um workshop para viabilizar a determinação das áreas estratégicas de atuação dos ISIs. Serão investidos, pelo SENAI/DN, aproximadamente cinquenta milhões de reais para a montagem da infraestrutura necessária ao Instituto de Excelência Tecnológica. O evento começará a partir das 09:00h nas dependências do SENAI/CETEMP, situado na BR116, número 3239, bairro Vicentina, São Leopoldo/RS. SENAI/CETEMP 61 3317-9687 bork@dn.senai.br cezar.hepp@senairs.org.br

A Siemens PLM Software acaba de lançar o produto Active Workspace, um ambiente intuitivo, altamente visual e personalizado para acessar instantaneamente informações 3D inteligentes, aumentando assim o valor dos sistemas de PLM. O sistema é mais um passo importante para a realização da visão de alta definição do PLM (HD PLM) que foi criada para ajudar os tomadores de decisões a fazê-las de forma eficiente, mais bem informada e com um nível maior de confiança. Hoje, muitas empresas têm enormes quantidades de informações geradas ao longo de seus processos de ciclo de vida do produto, que atualmente estão inativas, muitas vezes espalhadas por muitos locais e diversas bases de dados desconexas. Estes dados podem ser usados para melhorar a tomada de decisões. No entanto, encontrar, entender e agir sobre toda essa informação pode ser um processo difícil, demorado e dispendioso. O Active Workspace, trabalhando em conjunto com outras tecnologias da Siemens PLM Software, fornece uma solução eficiente que reúne todas essas informações em representações visuais dis-

poníveis instantaneamente, permitindo o entendimento e a qualidade da tomada de decisão para impulsionar a inovação. "Todas as empresas e pessoas enfrentam o desafio de lidar com a sobrecarga de informações devido ao aumento da velocidade e do volume de dados provenientes de múltiplas fontes", diz Chuck Grindstaff, CEO da Siemens PLM Software. "O Active Workspace ajuda as empresas no gerenciamento desse desafio, aumentando significativamente a tomada de decisões, reduzindo a complexidade e apresentando de forma inteligente informações PLM que são acessíveis a todos os usuários. Com base na nossa visão HD-PLM, o sistema cria uma interface intuitiva e personalizada da interface gráfica 3D que melhora significativamente a capacidade do nosso conjunto de ofertas de PLM para entregar imediatamente conhecimento às pessoas certas, no lugar certo e no contexto certo para apoiar a tomada de decisões rápidas e inteligentes". Siemens PLM 11 4224 7155 www.siemens.com/plm

CONEXÃO WWW A SRF - Secretaria da Receita Federal do Brasil é um órgão subordinado ao Ministério da Fazenda, exercendo funções essenciais para que o Estado possa cumprir seus objetivos. É responsável pela administração dos tributos de competência da União, inclusive os previdenciários, e aqueles incidentes sobre o comércio exterior, abrangendo parte significativa das contribuições sociais do País. Auxilia, também, o Poder Executivo Federal na formulação da política tributária brasileira, além de trabalhar para prevenir e combater a sonegação fiscal, o contrabando, o descaminho, a pirataria, a fraude comercial, o tráfico de drogas e de animais em extinção e outros atos ilícitos relacionados ao comércio internacional. Na página eletrônica, o órgão disponibiliza, entre outras diversas informações importantes no âmbito fiscal e tributário, estudos, informações e análises, de natureza tributária, elaborados por equipe técnica da Receita Federal. Atualmente a SRF participa do Programa Nacional de Educação Fiscal que visa contribuir para a formação do cidadão participativo e tem por fundamento conscientizar o cidadão de seus direitos e deveres. www.receita.fazenda.gov.br A Associação de Fabricantes Automotores da Argentina (ADEFA) agrupa 11 montadoras que produzem automóveis, veículos utilitários leves e pesados além de ônibus. Fundada em 29 de setembro de 1961, tem por objetivos promover investimentos no setor automotivo argentino, aumentar a produção local de veículos e fomentar a competência e competitividade da indústria. Entre as ações realizadas pela entidade, se destacam as relacionadas com a promoção da especialização do setor automotivo na MERCOSUL, onde cumpre um rol ativo de ações para atingimento deste objetivo. A ADEFA auxilia também na conquista de novos mercados para os veículos produzidos na Argentina e no MERCOSUL. O site informa sobre dados estatísticos e novidades do setor automotivo. www.adefa.com.ar 12

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ERASMO GOMES LIMA - erasmo.lima@hypertherm.com

Seleção do processo: a chave para ganho de produtividade no corte de metais

corte de metais vem ganhando destaque na indústria metalúrgica e requerendo maior atenção para a composição dos custos finais do produto. Considerar as premissas de qualidade e produtividade atreladas ao custo operacional é essencial para a escolha do processo ideal. Os processos de oxicorte, plasma e laser tem aplicações determinadas por estes fatores.

A seleção de um processo, máquina ou ferramenta na indústria, seja ela de corte ou não, segue os critérios básicos para responder a questão do problema: Qual processo, máquina ou ferramenta irá entregar o produto com a qualidade requerida, no menor tempo e com o menor custo possível? Essa decisão é baseada no tripé operacional, con-forme demonstrado na figura 1. Para responder a esta questão, devemos analisar primeiramente o que é requerido como qualidade, qual a expectativa dos clientes internos e externos quanto à qualidade. Na indústria do corte, bem como em outras atividades, qualidade tem sido conceituada como o produto isento de falhas. Mesmo sendo um conceito correto, não se está seguro que as falhas são funcionais, que elas tenham alguma razão para serem controladas. Portanto a qualidade é um termo que varia a cada caso, a cada necessidade e para cada tipo de cliente. Partindo do pressuposto do empirismo1 da qualida-

Figura 1 - Tripé operacional

de, a produtividade acaba sendo o principal diferenciador para a seleção de um processo de corte. Desta forma, é necessário entender o conceito de produtividade, quais são os seus fatores de entrada, e quais os recursos escassos mais importantes a serem estudados bem como qual o comportamento dos diferentes processos de corte de metais quanto à produtividade em relação a estes recursos. Neste trabalho iremos limitar a discussão no corte do aço carbono e em espessuras onde os três processos oxicorte2, plasma3 e laser4 - podem ser aplicados. Os 1 Empírico: Em um modo filosófico, é uma doutrina que se baseia na experiência, exclusivamente, como única ou principal fonte de conhecimentos. Na ciência, é normalmente utilizado quando se menciona o método científico tradicional (que é originário do empirismo filosófico), o qual defende que as teorias científicas devem ser baseadas na observação do mundo, em vez da intuição ou fé. É o conhecimento que se adquire por meio de tentativa e erro. 2 Oxicorte: É o processo de secionamento de metais pela combustão localizada e contínua devido a ação de um jato de oxigênio, de elevada pureza, agindo sobre um ponto previamente aquecido por uma chama oxicombustível. 3 Plasma: É o quarto estado físico da matéria, em que os átomos estão ionizados. Ele está sendo muito estudado hoje em dia com a intenção de se obter energia nuclear pelo método de fusão, pelo qual se poderia obter muito mais energia que pelos processos convencionais e também porque não utiliza materiais radioativos no seu reator, pois trabalha com átomos de núcleos leves como o hidrogênio e hélio. Uma manifestação da natureza, na qual o plasma aparece, é quando ocorrem os relâmpagos. Após a matéria se tornar um gás, aplicando-se mais energia, este ioniza-se gerando o plasma.O plasma conduz eletricidade a uma temperatura altíssima. No caso do relâmpago, ocorre a ionização do ar conduzindo eletricidade das nuvens até à terra, devido a uma diferença de potencial (ddp) entre ambos. Quando esta ddp atinge um nível que leva ao rompimento do dielétrico do ar, ocorre a ionização do ar, e, em consequência o relâmpago. Esta característica do plasma, temperatura altíssima, leva a aplicações nas indústrias. A aplicação amplamente utilizada é de corte de chapas metálicas. A título de esclarecimento, utiliza-se também no mercado o corte por oxicorte e o laser. O plasma é um processo que situase entre ambos os processos citados [www.wikipedia.org]. 4 Laser: do inglês, significa Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, ou seja, Amplificação da Luz por Emissão Estimulada de Radiação.

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conceitos e informações apresentadas se baseiam em pesquisas bibliográficas, dados e experiências obtidas com os usuários dos processos e na experiência adquirida em mais 15 anos na indústria do corte e solda. CONCEITOS Antes de iniciar o trabalho, cabe uma definição dos conceitos de qualidade e produtividade para servir como base das conclusões referentes a cada um dos processos de corte. Durante muito tempo, vimos estes dois conceitos serem discutidos de várias formas e, muitas vezes equivocados. Qualidade Dentre as definições de qualidade, a que mais torna o conceito claro e simples é a do engenheiro Joseph M. Juran, que publicou em 1951 o Quality Control Handbook (Manual do Controle de Qualidade). Juran adota duas definições para qualidade: a) Qualidade são aquelas características dos produtos que atendem às necessidades dos clientes e, portanto, promovem a satisfação com o produto; e b) Qualidade consiste na ausência de deficiências. Tendo como base os conceitos de Juran, as peças cortadas devem atender às necessidades dos clientes, sejam eles internos ou externos. Os clientes internos, na indústria do corte de metais, são normalmente os setores de caldeiraria, montagem ou soldagem. Esses interessados no resultado final da empresa exigem peças com qualidade funcional, ou seja, a peça não necessita estar perfeita ou bonita, mas sim que permita a sequência de execução dos trabalhos para a obtenção do produto final, que pode ser um trator, um implemento agrícola ou um equipamento qualquer. Já os clientes externos, que na indústria do corte são os compradores de peças cortadas, analisam a qualidade mais profundamente, considerando além dos aspectos funcionais, a aparência do corte, ângulo da superfície cortada, rugosidade, escória, etc. Apesar de estas características serem importantes para a avaliação da qualidade da peça, em muitos casos elas não são funcionais tornando desnecessária esta consideração. Os processos de corte de metais vêm sendo aprimorados para, com o uso da tecnologia, aprimorar cada vez mais a qualidade das chapas cortadas. A grande preocupação é entregar uma qualidade consistente sem, necessariamente, onerar o custo de produção. Produtividade Em essência, produtividade é uma medida da efici14

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ência com que recursos de entrada (insumos) de um sistema de agregação de valor são transformados em saídas (produtos). Matematicamente podemos afirmar que produtividade pode ser obtida pelo total de saídas dividido pelo total de entradas. O estudo de produtividade é frequentemente expresso como sendo a fração entre as saídas do sistema considerando o recurso mais escasso (ou mais crítico) de entrada, ignorando, para efeitos práticos, os outros recursos menos escassos ou críticos. Neste momento de crescimento da atividade industrial no Brasil, mesmo que modesto, os fatores de entrada mais escassos são, em ordem de importância, o tempo e os recursos financeiros ou investimentos. Desta forma, iremos trabalhar com estes dois fatores de entrada como principais para definição e avaliação da produtividade dos processos de corte de metais. A importância relativa destes fatores de entrada varia conforme as características de cada fábrica ou de cada negócio. Muitas vezes possui mesmo grau de importância. Porém o estudo em separado permite avaliar a influência de cada um para a produtividade total. O tempo, cuja escassez não é privilégio da indústria do corte, é mais frequentemente referenciado como fator de entrada para o estudo de produtividade. Por isso é muito difundido o conceito de produtividade em corte de metais como metros cortados por uma unidade de tempo. Já o investimento ou recurso financeiro é mais comumente tratado como retorno. Mas o fato é que o investimento ou recurso financeiro pode ser considerado como entrada para o estudo de produtividade, ou seja, metros cortados por unidade monetária aplicada. O investimento em uma máquina deve ser amortizado em 10 anos, ou 120 meses. Assim, o custo mensal, neste caso a entrada, deve ser considerada em relação à saída, ou produto, que no caso da indústria do corte seria a quantidade de metros cortados para uma dada espessura. O valor da produtividade em relação ao investimento será a quantidade de metros cortados por unidade monetária referente ao custo de depreciação5 do bem (máquina de corte). Como saídas ou produtos, será considerada a quantidade de metros cortados de chapas com a qualidade 5 Depreciação: é o custo ou a despesa decorrente do desgaste ou da obsolescência dos ativos imobilizados (máquinas, veículos, móveis, imóveis e instalações) da empresa. Ao longo do tempo, com a obsolescência natural ou desgaste com uso na produção, os ativos vão perdendo valor. Essa perda de valor é apropriada pela contabilidade periodicamente até que esse ativo tenha valor reduzido a zero. A depreciação do ativo imobilizado diretamente empregado na produção será alocada como custo, por sua vez, os ativos que não forem usados diretamente na produção terão suas depreciações contabilizadas como despesa [www.wikipedia.com.br].

requerida (mas não necessariamente desejada) pelos clientes, sejam eles internos ou externos. DEFINIÇÃO DO OBJETO DE ESTUDO Os metais em geral podem ser cortados por diferentes métodos e na indústria do corte vários são os tipos de metais como, por exemplo, aço ao carbono, aço inoxidável, alumínio, cobre e suas ligas, entre outros. Apesar da importância dos outros métodos e dos outros metais, consideramos de maior relevância o corte do aço ao carbono pelos processos de oxicorte, laser e plasma como o de maior interesse da comunidade do corte devido à necessidade de um maior esclarecimento e discussão sobre o comportamento destes processos no corte do aço ao carbono e como isto afeta o desempenho total da indústria do corte. Sendo assim, a seguir apresentaremos os processos, características e aplicação principalmente no corte do aço ao carbono. PROCESSOS DE CORTE TÉRMICO/QUÍMICO Considera-se corte termo/químico o processo que se utiliza, de alguma forma, da energia térmica para seccionar os metais. Alguns dos processos são mais químicos, como o oxicorte, e outros mais térmicos como o plasma e o laser. Contudo, nos três casos observa-se o aquecimento do metal cortado. A seguir, faremos um breve resumo acerca de cada processo. Oxicorte O ferro no seu estado metálico é instável, tendendo a se reduzir para o estado de óxido. Quando o ferro é exposto ao oxigênio, se dá a reação de oxidação do ferro. Esta reação é exotérmica, ou seja, libera calor. Como a temperatura do ferro e o grau de pureza do oxigênio têm relação direta com a velocidade da reação, no processo oxicorte o ferro é aquecido para aumentar a afinidade pelo oxigênio e um jato de oxigênio puro é liberado. O calor gerado por esta reação serve para manter o ferro aquecido e, com a adição contínua de oxigênio, o processo é mantido. O óxido de ferro, produto da reação, tem temperatura de fusão inferior a do aço. Assim o processo se dá pela reação estimulada de oxidação do ferro, fusão do óxido de ferro e expulsão deste óxido por intermédio de um jato de oxigênio puro que, além de expulsar o material fundido, é fonte para manutenção do processo de oxidação do ferro, e assim manter a conti-nuidade do processo. Por ser um processo primariamente químico, o tem-

po para a reação é o fator limitante para a velocidade de deslocamento do corte. Porém a reação química em cadeia permite cortes de elevada espessura. A figura 2 mostra uma chapa metálica Figura 2 - Corte de chapa pelo processo sendo cortada pelo oxicorte processo oxicorte. Característica: Elevada espessura e baixa velocidade. Plasma O plasma é um gás que submetido a uma diferença de potencial elétrico é capaz de conduzir energia elétrica. A temperatura deste gás é extremamente elevada (27.000ºC) e como é muito maior que a temperatura de fusão do aço ao carbono, permite um deslocamento rápido do corte. A diferença de potencial, ou tensão elétrica, é obtida de uma fonte de energia que transforma a energia elétrica da rede em energia com característica de tensão e corrente necessárias para o processo. O gás de plasma utilizado para o corte de aço carbono é o oxigênio (o ar comprimido pode ser utilizado como uma segunda opção, com consequente redução de qualidade e velocidade de corte). O oxigênio, além de servir como insumo para a formação do plasma, serve como agente para a reação de oxidação do ferro. O processo plasma a oxigênio é considerado como uma combinação de fontes de calor - a gerada pelo plasma e a da reação Figura 3 - Corte de chapa pelo processo exotérmica de oxidaa plasma ção do ferro. Na figura 3 é demonstrada uma chapa metálica sendo cortada pelo processo a plasma. Característica: Elevada velocidade de corte em médias espessuras. Laser O laser é um sistema que produz calor devido à incidência de um feixe de luz altamente concentrado e de elevada potência, podendo ser utilizado para o corte de materiais metálicos e não metálicos. Julho/Agosto 2012

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Por meio ativo entende-se o material utilizado como conversor de energia elétrica em energia radiante. Este material caracterizará o laser. O tipo de laser mais comumente utilizado para o corte de aço ao carbono é o laser de CO2 (dióxido de carbono). O oxigênio é utilizado como gás de assistência e serve como insumo para a reação exotérmica de oxidação do ferro e para expulsar o metal fundido. A principal característica do corte por laser é a relativa pequena área de sangria (material removido), menos que 10% da sangria dos processos oxicorte e plasma, o que confere ao laser uma elevada precisão e alta velocidade de corte, principalmente Figura 4 - Corte de chapa pelo processo em espessuras finas. a laser A figura 4 mostra uma chapa metálica sendo cortada pelo processo a laser. Característica: Alta precisão e alta velocidade em baixas espessuras. Resumo comparativo dos processos A tabela 1 apresenta um resumo das principais características de cada processo. CARACTERÍSTICAS DO PRODUTO E PROCESSO PRODUTIVO Agora conhecidos os conceitos de qualidade e produtividade e as características dos processos de corte, temos a primeira parte do trabalho de seleção do processo concluída. A segunda, e tão importante quanto, é a identificação das características requeridas pelo produto, disponibilidade financeira e tempo para execução do corte. Características do produto Os produtos podem ser classificados em função da sua espessura e do grau de complexidade de seus contornos. As espessuras são classificadas em finas até 6,4 mm; médias entre 6,4 e 32 mm e grossas acima de 32 mm. O grau de complexidade é função do raio dos contornos simples: contornos com raio superior a 15 mm; média complexidade: contornos com raios entre 5 e 15 mm; e 16

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Característica

Oxicorte

Plasma

Laser

Qualidade

Boa angularidade. Grande zona afetada pelo calor. Níveis de escória exigem retrabalho. Não funciona bem em aço inoxidável ou alumínio.

Excelente angularidade. Pequena zona afetada pelo calor. Praticamente não forma escória. Corte com detalhamento fino de bom a excelente.

Excelente angularidade. Pequena zona afetada pelo calor. Praticamente não forma escória. Corte com detalhamento fino com sangria mais estreito de bom a excelente.

Produtividade

Velocidades de corte lentas. Tempo de préaquecimento aumenta tempos de perfuração.

Velocidades de corte muito rápidas para todas as espessuras. Tempos de perfuração bastante rápidos. Tochas de desconexão rápida maximizam a produtividade.

Muito rápido em material fino (menos de 6 mm - ¼ pol.); e mais lento em material de maior espessura. Tempos de perfuração longos em material espesso.

Custo Operacional

A baixa produtividade e a necessidade de retrabalho geram um custo por peça superior ao corte a plasma.

Longa durabilidade de consumíveis, boa produtividade e excelente qualidade de corte tornam o custo por peça inferior ao de outras tecnologias.

Altos custos por peça devido a requisitos de potência, consumo de gás, alto custo de manutenção e velocidades de corte relativamente baixas em material espesso.

Manutenção

Frequentemente, as necessidades de manutenção simples podem ser executadas por equipes de manutenção internas

Requisitos de manutenção moderados: diversos componentes permitem que a manutenção seja realizada por equipes de manutenção internas.

Tarefas complexas de manutenção exigem técnicos especializados

Tabela 1 - Características dos processos de corte de chapas metálicas

Espessura/ Raio do Contorno

Simples (>15 mm)

Média Complexidade (5 a 15 mm)

Alta Complexidade (<5 mm)

Fina (< 6,4mm)

Média (6,4 a 32 mm)

Grossa (> de 32 mm)

Tabela 2 - Classificação de complexidade do corte

alta complexidade: contornos com raio inferior a 5 mm. A tabela 2 sugere uma forma de classificação das chapas cortadas. Disponibilidade financeira A disponibilidade financeira é um tema mais complexo de análise ou classificação principalmente porque está diretamente relacionada com questões de mercado, como nível de concorrência entre fornecedores de má-

quinas, formas de financiamento, incentivos para compra agregada com outros produtos, nível de concorrência entre os processos, etc. Estes e outros fatores influenciam diretamente o custo de aquisição de máquinas. Recentemente as máquinas de corte laser sofreram redução significativa no preço de mercado em função do aumento da concorrência entre os diferentes fornecedores e principalmente pelo avanço tecnológico do corte plasma. O plasma também sofreu redução de custos operacionais devido ao avanço tecnológico e principalmente pelo aumento da concorrência entre fornecedores de produtos para este processo. Somente o oxicorte, com forte tendência de perda de participação de utilização na indústria do corte, não sofre tanta mudança nem no custo de aquisição nem no de operação. Se restringirmos os valores relativos de aquisição das máquinas e custos de operação dos processos, teremos os custos mensais relativos apresentados na figura 5. Tempo de corte O tempo para execução do trabalho é função da ne-

Figura 5 - Custos mensais por processo

cessidade do cliente interno ou externo em obter o produto ou a peça cortada. Neste caso, a velocidade de corte será fator importante que irá influenciar direta-

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mente na seleção do processo. Os processos têm comportamentos bem distintos quanto à velocidade de corte em relação à espessura. Para o oxicorte a mudança de velocidade é relativamente pequena com a variação de espessura. A velocidade varia de 0,7 m/min para uma espessura de 6,4 mm e 0,3 m/min para 32 mm. Já o plasma e o laser apresentam grande variação de velocidade inversamente proporcional em função da espessura, dependendo do tipo e da potência dos equipamentos. Para espessuras finas, o laser tem a maior velocidade, e em espessuras médias o plasma é mais veloz. O oxicorte é relativamente lento quando comparado com os outros demais processos nas espessuras onde um dos outros dois processos podem ser aplicados. SELEÇÃO DO PROCESSO Com base nos conceitos e considerações apresentadas, podemos concluir e selecionar o melhor processo para cada necessidade e característica do produto e da célula ou fábrica de corte de aço carbono. Para efeito de estudo e para conclusão deste tra-balho, iremos considerar todas as outras variáveis aqui não mencionadas como iguais para os diferentes processos. Com base na qualidade Para não tornar os critérios muito amplos, iremos considerar a qualidade como: o controle dimensional das peças cortadas; e o ângulo e o acabamento da superfície de corte. Nestes casos a seleção é bastante direta e simples. O laser deverá sempre ser preferido na proporção em que se reduz a espessura e se aumenta a exigência de precisão dimensional (em décimos de milímetros) e o grau de complexidade dos contornos da peça. Já na proporção em que a espessura incrementa, a superfície do corte se torna com má aparência com sulcos ou estrias visíveis e transversais à chapa (figura 6).

Figura 6 - Aparência do corte a laser e a plasma

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Apesar de o plasma entregar superfícies de corte lisas e de excelente aparência (figura 6), o ângulo de corte e o controle dimensional (que no caso do plasma está na ordem de milímetros inteiros) são críticos. À medida que a espessura aumenta, o ângulo da superfície de corte melhora sensivelmente tendendo a um ângulo reto. O oxicorte, apesar de entregar um ótimo desempenho quanto ao ângulo da superfície de corte, apresenta a mesma característica de precisão dimensional do plasma. À medida que a espessura reduz, o aparecimento de escória de difícil remoção se torna crítico e requer técnicas especiais para controle. Com base na produtividade O oxicorte deverá sempre ser preferido para aplicações em chapas grossas - acima de 32 mm - principalmente devido ao baixo custo de aquisição e custo operacional. Como a velocidade dos demais processos nesta espessura é relativamente baixa, estimam-se resultados superiores de produtividade em relação aos dois outros processos. O plasma poderá ser considerado nos casos de exigência de maior produtividade em relação ao recurso tempo e quando houver a possibilidade de desconsiderar a produtividade em relação ao investimento. O plasma deverá sempre ser preferido para aplicações em chapas médias - entre 6,4 e 32 mm - principalmente devido à alta velocidade de corte em relação aos demais processos. O resultado de produtividade em relação ao investimento pode ser objeto de discussão quando comparada com o processo oxicorte. Contudo, devido ao elevado ganho de velocidade, o resultado de produtividade em relação ao recurso tempo é consideravelmente maior que o oxicorte. O laser poderá ser considerado nos casos de exigências de maior qualidade em peças de contornos de média ou alta complexidade nestas espessuras e quando houver a possibilidade de desconsiderar a produtividade em relação ao investimento e tempo. O laser deverá sempre ser preferido para aplicações em chapas finas - abaixo de 6,4 mm - principalmente devido à alta velocidade de corte em relação aos demais processos. A produtividade em relação ao investimento pode ser objeto de discussão quando comparada com o processo plasma. Contudo, devido ao elevado ganho de velocidade, o resultado de produtividade em relação ao recurso tempo é consideravelmente maior que o plasma. O plasma poderá ser considerado quando houver a possibilidade de desconsiderar a produtividade em relação ao tempo e aos requisitos de qualidade em peças de contornos de média ou alta complexidade.

Figura 8 - Produtividade dos processos em relação a espessura da chapa e o volume de produção

Figura 7 - Produtividade relativa dos três processos para chapa de 12,7 mm de espessura

Para melhor compreender o conceito de produtividade na indústria do corte e o comportamento dos diferentes processos, recorremos ao uso da representação gráfica na figura 7 que mostra a produtividade relativa entre os três processos em relação aos recursos financeiros e tempo no corte de chapas de aço carbono de 12,7 mm de espessura. A mudança do comportamento do gráfico de produtividade somente é representativa quando a espessura extrapola para maior que 50 mm com melhoria nos resultados de produtividade do oxicorte. Contudo, nesta espessura o laser não é aplicado. A produtividade do laser para espessuras até o limite inferior de 6,4 mm permanece menor que a do plasma. À medida que a espessura diminui, a produtividade do laser aumenta em relação ao plasma. CONCLUSÃO Para a seleção do processo de corte, definitivamente deve-se observar a capacidade do processo produzir cortes conforme as exigências de qualidade requerida para a peça cortada. Com os avanços tecnológicos das máquinas, equipamentos e acessórios, a qualidade entre os processos oxicorte, plasma e laser estão bastante similares em espessuras médias e peças de contornos simples ou de

média complexidade. Em espessuras finas e, principalmente, em peças de contornos de alta complexidade, o laser torna-se a única opção para a satisfação do cliente interno ou externo. A figura 8 representa esquematicamente o melhor posicionamento de produtividade para cada tipo de processo em relação à espessura da chapa e ao volume de produção. A produtividade torna-se assim o fator determinante para a seleção do processo de corte. Em uma ampla faixa de espessura entre 6,4 e 32 mm o plasma representa maior produtividade que os processos oxicorte e laser em relação aos dois recursos escassos mais importantes na indústria, o recurso financeiro e o tempo. O plasma também pode ser considerado como opção alternativa dependendo da possibilidade de desconsideração dos requisitos de qualidade - para espessuras finas - ou de produtividade em relação ao recurso financeiro para espessuras grossas. Uma consulta e análise para cada necessidade e aplicação deve ser realizada, com auxílio de consultores especializados para a seleção do processo de melhor resultado de produtividade. FONTES DE CONSULTA [1] Corrêa, Henrique L; Administração de produção e operações: manufatura e serviços: uma abordagem estratégica. Henrique L. Corrêa, Carlos A. Corrêa. 2ª edição. São Paulo: Atlas, 2006 [2] Hypertherm. Manual de operação do sistema HPR260. [3] Notas de entrevista com um gerente de um centro de serviço de corte.

Erasmo Gomes Lima - Tecnólogo de Soldagem pela Faculdade de Tecnologia de São Paulo e MBA Executivo em Marketing pela Escola Superior de Propaganda e Marketing. Iniciou sua carreira como inspetor de soldagem de gasodutos urbanos da Congas. Depois de uma curta passagem no desenvolvimento de eletrodos especiais para soldagem na All States, se transferiu para a Lincoln Electric, onde ocupou várias funções nas áreas técnica, comercial e marketing por 13 anos. Atualmente é Gerente de Mercado da Hypertherm Brasil, responsável pelas áreas de marketing, vendas e serviço técnico.

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GILBERTO PAULO ZLUHAN - zluhan@sociesc.org.br ERNESTO BERKENBROCK - ernesto.b@sociesc.org.br JOSÉ CARLOS JÚNIOR - jcjunior@sociesc.com.br MARCELO BITTENCOURT - marcelo.bittencourt@sociesc.com.br

Metodologia para elaboração da estimativa de custo para fabricação de moldes de injeção de termoplásticos

uanto mais complexa a forma do produto plástico maior é o desafio em se obter um orçamento da construção de um molde próximo a sua realidade. Assim este artigo apresenta a teoria e os métodos utilizados para elaboração da estimativa dos custos para fabricação de moldes de injeção de termoplásticos. A parte prática é desenvolvida em um ambiente de produção sob encomenda para produções não seriadas voltadas a fabricação de moldes de injeção de termoplásticos.

A globalização, bem como a abertura do mercado brasileiro transformou o país em um potencial pólo de distribuição de bens de consumo no âmbito mundial. Devido a abertura dos mercados surgiram concorrentes em todos os diversos segmentos da economia brasileira [1, 2]. Esta concorrência obriga as empresas brasileiras a adaptarem-se de forma mais rápida às flutuações do mercado. Retrato desse ambiente também é apresentado no Estudo do Potencial dos Clusters do ABC e de Joinville, realizado em 2002 pelo Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior [3]. Esse estudo apresenta a evolução dessas comunidades de empresários que por meio da criação de associações e cooperativas acabaram por construir novos modelos organizacionais, mais competitivos e capazes de enfrentar a concorrência internacional. As exigências do mercado por produtos mais sofisticados e menor custo teve seu auge na década de 80, principalmente na indústria automobilística, o que provocou uma revolução nas áreas de desenvolvimento de produto. Nessa área da engenharia passou a existir uma busca constante pela redução do período de lançamento de novos produtos, encurtando os prazos entre o desenvolvimento do projeto do produto e a sua efetiva disponibilização ao consumidor. Essas ações são, na atualidade, os principais fatores de diferencial competitivo das organizações modernas. Para atender às exigências impostas pelo mercado dentro da área de injeção de peças plásticas, é necessário fornecer moldes que venham reproduzir adequadamente as formas desejadas do produto. Isto é de fundamental importância já que os produtos plásticos ampliam suas fronteiras nos diversos segmentos da econo-

mia. Como principais segmentos da indústria que determinam a “saúde” do setor plástico brasileiro podem ser citados o automobilístico, químico, alimentício, embalagens, farmacêutico, eletrodoméstico e de brinquedos. Assim, o fornecimento de moldes de injeção também passa a caracterizar-se como um mercado competitivo, desafiando os seus atores por constantes inovações, sejam tecnológicas, de novas especificações, prazo de entrega e custos de suas ferramentas. A realidade dos construtores de moldes de injeção é dura, principalmente quando se trata de estabelecimento de prazo. Normalmente o prazo de entrega é definido pelo próprio cliente, não havendo na maioria das vezes a possibilidade de negociação. O cliente, comprador do molde, também é pressionado pelas vendas elevadas ou pela necessidade de lançar um novo produto antes da concorrência. Nesse último aspecto existe justificativa mais do que suficiente para que o ferramental seja entregue nos prazos previstos. O fator custo implica diretamente na decisão do cliente quanto ao fechamento do pedido, ou seja, não adianta ter a qualidade desejada e cumprir os prazos se o sistema de custos de fabricação e a estimativa do orçamento não estiverem perfeitamente definidos e de acordo com os parâmetros de mercado [2]. Convêm salientar que é necessário elaborar um orçamento do molde sem ter disponível o desenho do projeto, mas somente um desenho do produto desejado ou um protótipo de amostra. Isto faz com que a tarefa de estimativa de custos se torne mais difícil em vista dos inúmeros componentes que fazem parte de um molde e das diversas operações envolvidas na elaboração do orçamento de fabricação de Julho/Agosto 2012

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um molde. É necessário prever todos os custos, no menor tempo possível. Estatisticamente é comprovado que de cada 10 moldes orçados, apenas um é aprovado para fabricação [4, 5, 6]. Portanto é necessário estimar os custos do molde de forma rápida e precisa, através de uma metodologia adequada, normalmente operacionalizada por uma pessoa com bastante experiência e conhecimento nas áreas de projeto, materiais, usinagem, acabamento, montagem, entre outros [5]. Orçamentos mal elaborados podem levar a ferramentaria à falência visto que se o preço orçado estiver abaixo do real acarretará prejuízo, bem como o preço excessivo fará com que o cliente não venha a fechar o pedido, perdendo assim a possibilidade de realizar o negócio [5]. A análise do ciclo de desenvolvimento de produto foi realizada de maneira ampla em um trabalho cujos autores desenvolveram a relação entre os fatores de custo da construção de um molde de injeção e as atividades de desenvolvimento de produto, bem como a relação desses custos com a geometria do produto [7]. Assim, o trabalho gera uma das primeiras propostas que integram as áreas de desenvolvimento de produto e construção de moldes por meio de uma ferramenta computacional e foi motivado justamente pela criticidade desta tarefa na indústria de brinquedos. Esta indústria, somente em 1999, teve um aumento de demanda por moldes de 27,7%. No entanto, um importante fator observado pelos clientes na avaliação dos orçamentos é a coerência e a constância na política de preços dos orçamentos apresentados. Quando os orçamentos são feitos sem uma metodologia bem definida, surgem variações significativas nos valores propostos para produtos semelhantes, que podem ser claramente observadas no histórico dos orçamentos realizados [6]. No contexto descrito acima os autores identificam a necessidade do processamento de informações de forma rápida e precisa, que sejam compatíveis com as tecnologias disponíveis, para obter a sobrevivência da empresa e até crescimento no meio de concorrência tão globalizada. Faz-se necessário conquistar diferenças competitivas, caso contrário, o melhor é não competir [1]. Este trabalho é desenvolvido a partir da apresentação de seis métodos de estimativa de custos enfatizando as particularidades de cada um. Em sua terceira parte é apresentada a discussão destes métodos, a qual servirá de base para a compreensão da metodologia desenvolvida pelos autores. Esta metodologia é descrita na seção quatro, onde é apresentada uma ferramenta computacional que busca consolidar as melhores práticas de cada uma das seis metodologias descritas. METODOLOGIAS PARA ESTIMATIVA DE CUSTO PARA FABRICAÇÃO DE MOLDES DE INJEÇÃO DE TERMOPLÁSTICOS (ECFMIT1) 22

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Os métodos de estimativas de custos para moldes de injeção mais empregados são apresentados na sequência [5]. Obviamente, alguns métodos são mais adequados para indústrias de fabricação de moldes do que outros. Também convém salientar que muitos sistemas para estimativa de custo utilizam uma combinação de alguns desses métodos básicos. Método por estimativa Neste método, o orçamentista realiza uma estimativa baseado em sua própria experiência, de uma forma subjetiva, do esforço e dificuldades para construir um molde. Este rápido método exige uma grande experiência e está sujeito a erros consideráveis [5]. Portanto é uma estimativa pressuposta feita por um "método direto" por um orçamentista que está familiarizado com a tarefa de orçar. O orçamentista observa e estuda as tarefas a serem executadas para obter um determinado produto, então estima em termos de horas trabalhadas, valores monetários e matéria prima necessária para produzir o molde [9]. Para que o orçamentista tenha uma clareza no momento de atribuir os valores, faz-se uma planilha onde se subdivide as operações de fabricação nos diversos postos operativos (PO = local onde o molde passará para ser fabricado) e estima-se o número de horas. O número de horas multiplicado pelo custo hora de cada posto operativo oferece a estimativa para a fabricação. Algumas empresas utilizam um valor médio para hora trabalhada. Também se subdivide os componentes do molde para determinar o valor da matéria prima. Justamente esta capacidade de determinar o custo através da experiência faz com que o orçamentista necessite de um grande conhecimento empírico pessoal [1]. Método estatístico/Paramétrico O formato comumente usado para estimativas estatísticas e paramétricas é a relação de orçamento. Ela relaciona alguma característica física da produção como, por exemplo, o número de cavidades, o número de peças móveis, as dimensões do produto, as dimensões do molde, o tipo de injeção, o sistema de extração, o sistema de refrigeração e o acabamento superficial do produto com o trabalho ou custo/hora exigido [5]. Estas relações que envolvem custo são conhecidas como relações de estimativa de custo. A relação de estimativa mais amplamente usada é a relação linear. Isto é, a equação matemática que representa a relação de custo é uma equação linear que pode ser descrita por uma linha reta quando orientada em um gráfico com coordenadas lineares convencionais para ambos os eixos x (horizontal) e y (vertical). Podem ser derivadas outras formas de 1

ECFMIT: Estimativa de Custo para Fabricação de Moldes de Injeção para Termoplásticos.

calcular relações de custos baseando-se nas técnicas de curva de ajuste apresentadas em qualquer livro de ensino padrão em estatística [7]. Esta metodologia tem a vantagem de prover uma estimativa rápida, embora muito pouco seja conhecido sobre a produção de trabalho além de suas características físicas. Eles correlacionam a estimativa presente com a história passada de utilização de recursos em artigos semelhantes simplificando o processo de estimativa. Requerem o uso de habilidades estatísticas ou matemáticas em lugar de habilidades detalhadas de orçamento. Trata-se de estabelecer uma relação entre o custo do produto e um ou vários parâmetros do mesmo [9]. Estes parâmetros fazem geralmente referência as dimensões do produto e outras características dele próprio. Para compreender este procedimento são sugeridos os seguintes passos [9]: 1. Selecionar os parâmetros: p1, p2, p3, ... 2. Selecionar o tipo de função: linear, logarítmica, exponencial, ... Custo = p1C1+ p2C2 + p3C3 + p4C4 + C5. 3. Utilizar métodos estatísticos (regressão múltipla) para achar os coeficientes. Logo, a equação paramétrica resultante se denomina função de estimativa de custos. Portanto, para que se possa manter válida a função de estimativa de custo, é

necessário que se leve em conta os detalhes a seguir: 1. Trocas de precisão; 2. Trocas de produtividade e tecnologias; 3. Curva de aprendizagem. A exatidão depende de diversos fatores como: 1. Quantidade e qualidade dos dados; 2. Espectro ampliado de pontos; 3. Grade de ajuste da curva. O sistema [7] caracteriza como uma das grandes vantagens da metodologia estatística/paramétrica a possibilidade de ajustar os coeficientes e fatores internos que regem as equações paramétricas, permitindo personalizar o programa para cada empresa e possibilitando definir suas próprias curvas de preços que traduzem os valores considerados justos e coerentes. Conhecimento fundamentado (Sistemas especialistas) “O conhecimento humano é formalizado no computador” [5]. Um sistema inteligente é um software2 de aplicação que utiliza inteligência artificial e realiza ati2

Software: ou programa de computador, é uma sequência de instruções a serem seguidas e/ou executadas, na manipulação, redirecionamento ou modificação de um dado/informação.

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vidades típicas do homem em certos domínios [6]. Estes sistemas solucionam problemas para o usuário, fazem deduções baseados em seus conhecimentos arquivados em um banco de dados e fornecem explicações sobre as deduções que fizeram. A aplicação da inteligência artificial, especialmente com sistemas inteligentes, auxilia a utilizar-se informações formais. Para isto o sistema deve estar baseado em: Ÿ Conhecimento base: representa a experiência do orçamentista; Ÿ Caso base: representa os dados históricos; Ÿ Dados base: armazenamento de dados operacionais. A originalidade dessas soluções é evidente, levandose em conta as principais características desses tipos de sistemas: Ÿ Permitem um processamento razoável; Ÿ Fornecem explicações de como tal processamento é seguido pelo sistema; Ÿ Podem rapidamente ser modificados e atualizados; Ÿ Permitem a criação de domínios nos quais o processamento pode ser evitado. O desenvolvimento de um sistema inteligente muitas vezes requer a integração e coordenação de pessoas experientes nas diferentes áreas profissionais. A vantagem imediata é a disponibilidade de uma ferramenta com a qual se pode separar os fragmentos de um conhecimento específico, permitindo uma abordagem mais global do problema [6]. Estes sistemas inteligentes oferecem muitas vantagens para o processo de tomada de decisões: Ÿ Garantem uma aplicação uniforme das estratégias da empresa, estimulando a comparação com critérios pré-estabelecidos; Ÿ Reduzem o tempo, e por esta razão também o custo das análises e soluções de um problema; Ÿ Reduzem os riscos associados ao processo de decisões, provendo alta continuidade na qualidade do processo; Ÿ São ferramentas tecnologicamente avançadas para o treinamento do pessoal. Como pode ser observado, para desenvolver um sistema especialista de estimativa de custos é necessário a utilização de informações relativas ao processo de fabricação, às estruturas de desdobramento, aos métodos de estimativa e aos sistemas de gerenciamento de custos. Estas informações devem ser organizadas de forma sistemática, sob a forma de dados e regras, constituindo a base de conhecimento do sistema especialista [6]. Muitas das regras no sistema especialista são heurísticas3 - regras práticas ou simplificações que efetivamente limitam a busca de soluções. Os sistemas especialistas usam heurísticas porque muitas das tarefas destes sistemas são tipicamente difíceis e pouco entendi24

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das. Essas tarefas resistem à análise matemática rigorosa ou solução algorítmica. Um método algorítmico produz uma solução correta ou ótima para um problema, enquanto um método heurístico produz uma solução aceitável. Justamente neste ponto reside o grande desafio em equacionar um sistema confiável dentro de tantas variáveis. Método analógico Um molde similar é procurado em grupo tecnológico do banco de dados de moldes já cadastrado dentro do sistema (já realizado). Este custo do molde similar, após eventual realização, é copiado para o novo orçamento [5]. Este método é semelhante ao método por estimativa porque um julgamento considerável é requerido, mas uma característica adicional é a comparação com algumas tarefas existentes ou passadas de descrições semelhantes. O orçamentista coleta informação de recurso sobre uma tarefa semelhante ou análoga e compara esta tarefa a ser calculada com a semelhante ou análoga. Onde o orçamentista diz que: "esta tarefa deveria levar aproximadamente duas vezes o número de horas trabalhadas, ou valor monetário, materiais, etc. da tarefa tal (a tarefa que a pessoa usou como uma referência)". Este fator de julgamento (um fator de 2) seria multiplicado então pelos recursos usados na tarefa de referência para desenvolver a estimativa da nova tarefa [7]. Existe um risco neste método de orçamento, que é a incapacidade potencial do orçamentista para identificar diferenças sutis nas duas atividades de trabalho e, consequentemente, estar calculando o custo de sistema baseado em um que não é verdadeiramente semelhante ou análogo [5]. Para uma boa aplicação da metodologia analógica faz-se necessário os seguintes requisitos [9]: Ÿ Dispor de um código de identificação para classificação dos produtos (moldes); Ÿ Os códigos parecidos devem corresponder a produtos parecidos; Ÿ Os códigos devem estabelecer uma boa relação das características das peças afim de possibilitar uma boa semelhança, para poder exercer um julgamento de semelhança com mais propriedade e segurança; Ÿ Ter um grande banco de dados para pesquisa. Esta metodologia é fácil e rápida de utilizar, e não necessita de um expert4 em estimativa de moldes para utilizá-la. Porém sua implementação pode levar um longo tempo, até que se disponha de um número de dados suficiente para as consultas [9]. 3 Heurística: identifica a arte ou a ciência do descobrimento, uma disciplina suscetível de ser investigada formalmente. 4 Expert: do inglês, significa perito, experiente.

Método analítico O processo completo de produção é transformado em um gráfico de operações elementares que transformam matéria prima no produto final. Para cada operação o tempo consumido é calculado através de operações que regem o gráfico. O tempo total de produção é a soma dos tempos das operações individuais [5]. Este método necessita de avaliação individual, peça a peça. Em cada peça analisada, é necessário prever todas as operações para fabricá-la bem como todas as máquinas para produzi-la. Em cada operação é estimado e calculado seu tempo de processamento, a partir de um somatório destas operações e tempos, afim de obter-se a estimativa de custo para a fabricação de cada componente do molde. Torna-se bastante trabalhoso prever todas as operações para cada peça, já que não se dispõe de um projeto detalhado do molde, bem como demorado para obterse o resultado final do orçamento desejado, mas em contrapartida tem-se grande precisão [9]. A metodologia também utiliza um sistema de comparação para encontrar um molde similar. Portanto este método emprega um sistema de características similares dos componentes do molde que permite fazer alterações e adaptações nos pontos de processo já definidos Método baseado nas atividades Neste método a estimativa de custo incorpora, além de custos diretos, também os custos indiretos separadamente [5]. Para as atividades diretas, usam-se as efetuações analíticas simplificadas, ou seja, são aquelas atividades que se realizam sobre cada peça efetivamente, por exemplo: torneamento, fresamento, furação, retificação, entre outras. Os tempos destas atividades diretas são registrados para calcular os custos do produto uma vez fabricados [9]. As atividades indiretas são aquelas que não são realizadas diretamente sobre cada peça efetivamente, por exemplo: desenhos, planejamento de produção, orçamentos, departamentos de compras, almoxarifado, supervisão, administração, e outras. Normalmente não se registra os tempos empenhados nestas atividades por cada peça [9]. Logo, uma vez fabricado, o custo do produto se acha multiplicando os tempos empenhados na fabricação em cada atividade direta pelo custo hora correspondente à estas atividades. Os custos indiretos se inserem nos custos hora diretos mediante uma porcentagem previamente definida (sistema de rateio) [5]. COMPARAÇÃO ENTRE OS MÉTODOS A tabela 1 fornece uma avaliação do desempenho dos diferentes métodos apresentados considerando precisão, gastos e esforços empreendidos [5].

PRECISÃO

GASTOS

ESFORÇOS EMPREENDIDOS

Pobre

Baixo

Alto

Moderada

Baixo

Alto

Moderada

Alto

Moderada

Baixo

Alto

Analítico

Alta

Baixo

Atividade

Alta

Moderado

MÉTODO Estimativa Estatístico paramétrico Conhecimento Fundamentado Analógico

Tabela 1 - Comparação dos métodos quanto a precisão, gastos e esforços empreendidos Fonte: Autores

Na prática, a maioria dos sistemas de estimativa de custo para moldes de injeção de plásticos são realmente uma combinação dos métodos acima citados [9]. Dependendo do componente e da sua forma é necessário a escolha de métodos mais apropriados para cada situação. Em função do grande número de variáveis já citadas anteriormente torna-se muito difícil estimar o valor do molde, principalmente a cavidade e o macho, que são as peças mais complexas, de uma forma rápida e precisa. Estes métodos estimam o custo baseados no produto e em algumas características do molde [5]. Para conseguir analisar melhor estas metodologias, faz-se necessário observar as características desejadas para um sistema hipoteticamente ideal. Em função disto, teoricamente, as principiais propriedades esperadas de um sistema são: 1. Preparar um projeto preliminar (anteprojeto), sem a necessidade de possuir um desenho detalhado, definindo as medidas principais; 2. Calcular o montante de material e seus respectivos custos (associação a uma lista de fornecedores); 3. Precisão, ou seja, o valor estimado deve ser o mais próximo possível do valor real do molde; 4. Rapidez, ou seja, o sistema deve proporcionar uma estimativa o mais rápido possível; 5. Facilidade de manuseio, ou seja, um sistema que não necessite de um expert para operá-lo; 6. Confiabilidade, permitindo que os resultados obtidos pelo sistema apresentem boa repetibilidade dos valores durante todo o processo, para os mais diversos tipos de peças; 7. Objetividade, como por exemplo: não necessita de julgamentos para informar o número de horas ou valor monetário necessário para executar tal tarefa. 8. Estimar os tempos referidos para trabalhos humanos e mecânicos (equipamento), em cada passo da fabricação e seus respectivos custos (hora); 9. Interfaces: - Para repassar os valores estimados ao planejamento de chão de fábrica, reaproveitando-os nos planos de fabricação; Julho/Agosto 2012

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- Aceitar entrada de dados do chão de fábrica para carregar os valores reais de fabricação, a fim de comparar o valor estimado relativamente ao valor real; - Separar os valores de horas extras e retrabalhos das horas normais de fabricação. 10. Associatividade, possibilitando estar conectado com um banco de dados para buscar e comparar com orçamentos similares já realizados (históricos); 11. Adaptabilidade, permitindo ajustes no sistema para determinar novas estimativas em função das melhorias de produtividade nos processos de fabricação; 12. Adicionar custos de contratos externos, como tratamento térmico, gravações, transporte, try-out5, entre outros; 13. Adicionar margem de lucro (despesas gerais e custos de capital, se as taxas de horas cobrem somente custos diretos). 14. Relatórios, permitindo elaborar propostas automaticamente a partir dos dados cadastrados. Mediante uma comparação entre os métodos expostos observa-se que para obter um sistema realmente eficiente precisa-se adaptar uma metodologia híbrida, ou seja, dependendo do componente ou da parte do molde que está sendo estimada deve-se empregar um determinado método. SISTEMA DESENVOLVIDO PARA ORÇAMENTO DE MOLDE DE INJEÇÃO O sistema desenvolvido utiliza várias metodologias para orçamento de molde. Inicialmente o sistema está baseado na metodologia por estimativa, de uma forma mais detalhada, buscando separar e isolar em mais partes o molde, como por exemplo: estrutura, cavidade, macho, mecanismos, matéria-prima, acessórios, outros. Os estudos têm comprovado que quanto mais detalhado for o orçamento melhor será a sua precisão. Dentro desta divisão foi desenvolvido outro sistema para determinar o valor da matéria-prima, baseado na metodologia analítica. Este sistema também permite aplicar o método estatístico e analógico, onde é realizada uma pesquisa em seu banco de dados e indicados os orçamentos similares, apresentando os valores reais para a fabricação do molde e permitindo inferir adaptações conforme a necessidade. Pode-se dizer que uma das grandes vantagens deste sistema é a integração com o chão-de-fábrica, onde o mesmo colhe as informações de apontamento do processo de fabricação e vai armazenando em um banco de dados, permitindo realizar o acompanhamento do processo de fabricação e efetuar comparações entre os valores orçados e realizados, emitindo relatórios de andamento da fabricação bem como manter o seu banco de dados com os valores atualizados e confiáveis. O sistema 26

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de ferramentaria desenvolvido para orçamento de molde de injeção é composto de 4 processos básicos: 1. Emissão de orçamentos; 2. Emissão de propostas; 3. Emissão de ordens de serviço (OS) para o faturamento; 4. Controles sobre os apontamentos das OS. Fluxo de trabalho Para a utilização do sistema, são os seguintes os passos necessários e possíveis: 1. Cadastrar o orçamento e os detalhes do orçamento; 2. Cadastrar a proposta; 3. Emitir o orçamento ou a proposta; 4. Emitir a Ordem de Serviço para o faturamento; 5. Realizar o apontamento das horas nas OSs; 6. Importar todos apontamentos do sistema em Access (chão de fábrica) para o sistema em Progress (administrativo); 7. Realizar consultas sobre os apontamentos na tela; 8. Imprimir relatórios de acompanhamentos das horas previstas e realizadas Estimativa de custo realizada pelo sistema desenvolvido O sistema também busca os dados do chão de fábrica com a finalidade de comparar os dados reais de fabricação, conforme demonstrado na figura 1, que apresenta um relatório da situação de fabricação até um dado momento. Outro relatório que pode ser fornecido pelo sistema apresenta um quadro resumo, referente ao número de horas, matéria-prima, acessórios e serviços terceirizados como tratamento térmico, try-out, metrologia, entre outros. Estes relatórios têm ajudado em muito o acompa-

Figura 1 - Tela de relatório entre os valores orçados e realizados por PO Fonte: Imagens do sistema desenvolvido pelos autores

5 Try-out: do inglês, significa experimentar. No segmento de ferramentarias qualifica o(s) teste(s) realizado(s) com o ferramental até sua aprovação para entrega ao cliente.

nhamento e o fechamento das atividades realizadas, proporcionando um grande ganho de tempo para o encerramento da ordem de serviço, bem como maior segurança na fidelidade das informações. Os relatórios estão em um banco de dados onde o sistema realiza pesquisa para encontrar os orçamentos similares, com a finalidade de proporcionar comparações para futuros orçamentos. São utilizados os valores reais de fabricação, aumentando ainda mais a confiabilidade dos orçamentos.

sibilidade de implementar e incorporar novas metodologias para aumentar ainda mais sua eficiência, conseguindo criar assim mais um diferencial competitivo para manter a empresa no mercado, frente a globalização irreversível, transformando um problema em uma grande oportunidade de sucesso.

CONCLUSÕES A dificuldade de realizar uma ECFMIT é observada por todas as ferramentarias envolvidas na fabricação de moldes. Para simplificá-la faz-se necessário o conhecimento das diversas metodologias bem como as suas implicações de implantação. Percebe-se que somente uma metodologia seria insuficiente para cobrir a vasta gama de variáveis envolvendo o processo. Logo é possível concluir, pela tabela de comparação entre as metodologias, que se devem utilizar as que se adaptam melhor a determinadas partes do molde. Com a aplicação do sistema desenvolvido, percebeuse o grande benefício de ter as informações cadastradas em um sistema sendo atualizadas on-line6. Isto permite uma comparação real entre o orçado e o realizado fazendo com que o orçamentista tenha retorno final dos valores estimados proporcionando maior sensibilidade para orçamentos futuros, bem como a possibilidade de acesso destas informações em orçamentos futuros. Esta possibilidade torna-se cada vez mais interessante a partir do momento em que o seu banco de dados vai aumentando e a possibilidade de pesquisar torna-se mais ampla e confiável. Percebeu-se também maior constância nas variações dos orçamentos. Outro fator importante é que o sistema abre a pos-

REFERÊNCIAS Dihlmann, Christian; A indústria nacional de moldes frente à concorrência do mercado globalizado. Workshop International, Florianópolis, 1998.

6 On-line: do inglês, na linha. Significa "estar disponível ao vivo". No contexto da internet significa estar disponível para acesso imediato.

Gregolin, J. A. R.; Antunes, A. M. S.; Estudo prospectivo sobre tecnologias de fabricação de moldes para injeção de plásticos. Relatório. Projeto de pesquisa fomentado pela FINEP. 2002. Resende, Marco Flávio da Cunha; Estudo do potencial dos clusters do ABC e de Joinville. MDIC - Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior. setembro de 2002. Matta, Pedro da; Engenharia na fabricação de moldes. Palestra. Joinville - SOCIESC. 1998. Moor, Dirk de; Computer assisted cost estimation of plastic injection moulds. Proceedings of 8th International Conference Tool Die and Mould Industry. Barcelona. Espanha. 1995. Minati, Patric; Computer assisted cost estimation: an artificial intelligence prospective. Proceedings of 8th International Conference Tool Die and Mould Industry. Barcelona. Espanha. 1995. Chen, M. Y.; Liu, J. J.; Cost-effective design for injection molding. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, vol.15, pág 1-21, Elsevier Science Ltda, 1999. Chana, S. F.; Lawb, C. K.; Chanc, K. K.; Computerized price quoting system for injection mould manufacture. Journal of Materials Processing Technology. Vol. 139, 212-218. Publicado por Elsevier Science B.V. 2003. Bengoa, Alejandro; Introducción a la estimación de costos y generación de ofertas. Palestra Tekniker. Espanha. 1997.

Gilberto Paulo Zluhan - Graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade do Estado de Santa Catarina - UDESC (1990), mestrado em Engenharia de Produção pela Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC (1998) e MBA em Gestão de Empresa pela Fundação Getúlio Vargas - FGV (2010). Atualmente é Diretor da Unidade de Serviços de Engenharia e Inovação Tecnológica da Sociedade Educacional de Santa Catarina SOCIESC. É ainda Coordenador e Professor de Pós-graduação e Coordenador de Projetos de Pesquisa (FINEP e SEBRAE). Tem experiência nas áreas de CAE/CAD/CAM, PCP, processos de fabricação de moldes de injeção, prototipagem rápida, desenvolvimento de produtos e custos industriais. Membro do Núcleo de Usinagem e Ferramentaria da Associação Empresarial de Joinville - ACIJ e da Associação Brasileira da Indústria de Ferramentais - ABINFER. Atuou como Diretor da Escola Técnica Tupy, Diretor da SOCIESC Unidade de Curitiba e Diretor da Kronos Engenharia. Ernesto Berkenbrock - Mestrando em Engenharia Mecânica pela SOCIESC, com linha de pesquisa em usinagem de metais. Especialista em Engenharia de Produção pela SOCIESC, Licenciatura em Matemática, Processo de Fabricação e Informática pela UDESC, Metodologia do Ensino Superior pela SOCIESC, com graduação em Tecnólogo Mecânico - Manufatura pela SOCIESC. Atualmente é Professor da SOCIESC. Tem experiência na área de Engenharia de Produção e/ou Engenharia Mecânica, com ênfase em Planejamento, Projeto e Controle de Sistemas de Produção, Custos Industriais e melhorias de processos industriais, PCP, Processos de Usinagem. Membro do Núcleo de Usinagem e Ferramentaria da ACIJ. José Carlos Júnior - Graduação em Engenharia de Produção Mecânica pelo Instituto Superior Tupy - IST e pós-graduação em Gerenciamento de Projetos pela Fundação Getúlio Vargas - FGV. Experiências na área de manufatura de moldes de injeção com auxílio de softwares CAM, engenharia reversa e integração de sistemas CAD/CAM/CAI/CAPP. Atualmente trabalha na área de pesquisa, desenvolvimento e inovação na área de ferramentaria da SOCIESC. Marcelo Bittencourt - Graduado em Tecnologia Mecânica - Fabricação pela SOCIESC e Pós-Graduado em Gerenciamento de Projetos pela FGV/MBA/SOCIESC. Atuou como Professor de graduação lecionando as disciplinas de Desenho Técnico I, Metrologia I, Processo de Fabricação I e II. Atualmente atua como Supervisor Comercial e projetos de moldes na SOCIESC Serviços de Engenharia - SSE, no desenvolvimento de clientes, inovações e novas tecnologias na ferramentaria - SOCIESC. Tem experiência em ferramentaria em moldes desde 1993.

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Planilha de orรงamento de ferramental Notas explicativas

Ferramental

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Nº do Orçamento

PLANILHA DE ORÇAMENTO DE FERRAMENTAL

Revista Brasileira da Indústria de Ferramentais

Data

CLIENTE Empresa:

Fone:

Contato:

e-mail:

Fax:

DESCRIÇÃO Do Ferramental: Nome da Peça:

Nº do Desenho: Peso (kg):

Dimensões (mm x mm x mm):

Data do Desenho:

Nº de Cavidades:

Prazo de Entrega:

Material a Processar:

1 - SERVIÇOS DE ENGENHARIA *A *B

Serviço

Nº Horas (1) (h)

Custo Hora (R$/h)

*A *B

Total (R$) (1)

* A) Serviços Internos

Nº Horas (2) (h)

Serviço

Digitalização

Custo Hora (R$/h)

B) Serviços Externos Total (R$) (2)

Programação CAM Outros 1

Dimensional

Outros 2

Modelamento

Outros 3

Projeto 101

Total Horas

102

Total Serviços de Engenharia

(Soma do número de horas das colunas Nº Horas 1 + Nº Horas 2)

(Soma dos valores das colunas Total 1 + Total 2)

2 - MATÉRIA PRIMA Material

Peso (kg) (1)

Custo (R$/kg)

Aço 420 IM

Aço 420 Normal

Aço DIN 2316

Alumínio

Aço SAE 1045

Cobre/Grafite

Peso (kg) (2)

Custo (R$/kg)

Total (R$) (2)

Outros 1

Aço DIN 2711

Outros 2

Aço H13 IM

Outros 3

Aço P20

Parte integrante da revista Ferramental - Nº 42 - Julho/Agosto 2012

Material

Total (R$) (1)

201

Total Quilos

202

Total Matéria Prima

(Soma do número de quilos das colunas Peso 1 + Peso 2)

(Soma dos valores das colunas Total 1 + Total 2)

3 - ACESSÓRIOS Descrição

Quantidade

Custo Unitário (R$)

Descrição

Total (R$) (1)

Câmara/Bico Quente

Quantidade

Custo Unitário (R$)

Motor Hidráulico Outros 1

Cilindro Hidr./Pneumático

Outros 2

Extratores

Outros 3

Micro Chaves

301

Total Acessórios (Soma dos valores das colunas Total 1 + Total 2)

4 - OUTROS SERVIÇOS *A *B

Total (R$) (2)

Serviço

Quantidade

Custo Unitário (R$)

Total (R$) (1)

*A *B

* A) Serviços Internos Serviço

Análise Reológica

Trat. Térmico

Frete/Seguro

Trat. Superficial

Soldagem

Teste (Try-Out)

Texturização

Quantidade

Custo Unitário (R$)

B) Serviços Externos Total (R$) (2)

Outros 401

Total Outros Serviços (Soma dos valores das colunas Total 1 + Total 2)

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5 - PROCESSO DE FABRICAÇÃO *A *B

Serviço

Nº Horas (h) (1)

Custo Hora (R$/h)

Total (R$) (1)

*A *B

* A) Serviços Internos

Serviço

Ajustagem

Mandrilhadora e Fur. Rad.

Bancada e Equip. Manual

Polimento

Eletrodos Gravação

Retífica Plana

Eletroerosão a Fio

Retífica Cilíndrica

Eletroerosão Penetração

Retífica Afiadora

Fresadora 1

Torno CNC

Fresadora 2

Nº Horas (h) (2)

Custo Hora (R$/h)

B) Serviços Externos Total (R$) (2)

Torno Convencional Outros 1

Fresadora 3

Outros 2

Fresadora Eletrodos

Outros 3

Furadeira (Banc. e Col.) 501

Total Horas

Total Processo de Fabricação

(Soma do número de horas das colunas Nº Horas 1 + Nº Horas 2)

(Soma dos valores das colunas Total 1 + Total 2)

502

6 - CÁLCULO DO PREÇO FINAL Transferir para coluna VALOR

Resultado do Campo

Unid.

601 - SERVIÇOS DE ENGENHARIA

–

102

602 - MATÉRIA PRIMA

–

202

602 ÷ 609 x 100 =

603 - ACESSÓRIOS

–

301

603 ÷ 609 x 100 =

604 - OUTROS SERVIÇOS

–

401

604 ÷ 609 x 100 =

605 - PROCESSO DE FABRICAÇÃO

–

502

605 ÷ 609 x 100 =

606 - SUB-TOTAL

–

102+202+301+ 401+502

606 ÷ 609 x 100 =

607 - TAXA CUSTOS INDIRETOS

–

Adotado

606 ÷ {[100 - (607 + 608)] ÷ 100}

–

609 x 607 ÷100

–

609 x (608 ÷ 100)

–

608 - TAXA IMPOSTOS 609 - PREÇO FINAL DO FERRAMENTAL 610 - CUSTOS INDIRETOS 611 - CUSTO IMPOSTOS

Valor

% do Preço Final

Cálculo do Campo

Itens

601 ÷ 609 x 100 =

100

Parte integrante da revista Ferramental - Nº 42 - Julho/Agosto 2012

Esquema da ferramenta e dimensões principais

Observações:

Orçamento calculado por:

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PAULA MALLMANN SCHMITT - p_mallmann@hotmail.com ISAAC NEWTON LIMA DA SILVA - isaac@pucrs.br

Simulação numérica estrutural de peças plásticas utilizadas como elementos de montagem por interferência

simulação numérica tem sido amplamente aplicada na engenharia para identificar potencias falhas de projeto, construção e operação de peças plásticas, permitindo diminuir o tempo de desenvolvimento do produto, reduzir o custo de fabricação de ferramental e de produção, e elevar a competitividade. Este trabalho investiga o problema de quebra em campo de uma peça plástica de equipamento de condicionamento de ar e propõe a solução através de estudo de comportamento baseado em simulação estrutural computacional do processo.

Uma definição de satisfação é: "[...] o sentimento de prazer ou de desapontamento resultante da comparação do desempenho esperado pelo produto (ou resultado) em relação às expectativas da pessoa" [1]. O não funcionamento correto do aparelho de ar condicionado como um todo, incluindo a estética, leva o cliente a desvalorizar a marca. Pode-se afirmar que a satisfação do consumidor é imprescindível para o desenvolvimento do mercado. Seguindo procedimentos internos de uma empresa do ramo de condicionadores de ar, teve-se a medição do volume de atendimentos em garantia de uma determinada peça que equipava modelos de ar-condicionado split1. Assim, foi sinalizada pela área de qualidade, a necessidade de se verificar os possíveis motivos que levam a quebra dessa peça e, juntamente com estes, uma solução. Nesta empresa, as peças que exigem reparo e que se encontram dentro do período de garantia são solicitadas via sistema de integração entre o Call Center2 e a própria fábrica. No momento em que a empresa autorizada (empresas parceiras na manutenção dos produtos) sinaliza a necessidade de envio de determinado item, esta preenche uma notificação em que os problemas são divididos em famílias. Com estes dados de entrada, a equipe de qualidade consegue medir o número de falhas e determinar as ações de melhoria a serem tomadas pela empresa. Foi desta forma que ocorreu a identificação do pro-

blema de quebra (figuras 1 e 2) do suporte do vane3 (figura 3), representado por 6,94% do scrap (falhas de campo) da empresa gerado durante o período de garantia e atendidas pela rede de assistência técnica no período de 12 meses (figura 1). O suporte do vane é uma peça plástica, de acabamento, que tem a finalidade de fixar o vane horizontal. O maior esforço exigido é na montagem ou na ma-

Figura 1- Identificação do problema de suporte do vane quebrado, resultando falta de apoio no centro

Split: do inglês, significa fenda, abertura. É sinônimo de rasgar, separar, dividir. 2 Call Center: do inglês, significa central de atendimento. É composta por estruturas físicas e de pessoal, que têm por objetivo centralizar o recebimento de ligações telefônicas, distribuindo-as automaticamente aos atendentes e possibilitando o atendimento aos usuários finais, realização de pesquisas de mercado por telefone, vendas, retenção e outros serviços por telefone, web, Chat ou e-mail. 3 Vane: componente que tem a função de direcionar o ar efluente da evaporadora. Julho/Agosto 2012

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Figura 2 - Utilização do suporte do vane com amostra da falha

nutenção do aparelho, quando a extremidade da peça é sujeita a um deslocamento suficiente para o encaixe ou desencaixe do eixo do vane. É importante ressaltar a necessidade de haver interferência ao se encaixar o vane no suporte para que este não se desprenda. O processo de injeção, método utilizado Figura 3 - Modelo do suporte do vane para fabricação da peça, é basicamente uma mudança no estado físico do material polimérico e o deslocamento deste em um molde, geralmente resfriado, para adquirir a forma final. A não utilização dos corretos parâmetros do processo de fabricação pode interferir nas características do material e justificar uma possível falha. O método de análise através de elementos finitos (MEF4) é de extrema importância para o setor de engenharia. Trata-se de uma ferramenta que permite determinar o comportamento da estrutura com a aplicação de forças, pressões ou deslocamentos, sem que haja necessidade da construção de protótipos, tornando o trabalho mais objetivo e reduzindo recursos necessários. A partir dos resultados obtidos no MEF, pode-se prever como se comportará a estrutura quanto às suas tensões internas e concluir se haverá fratura ou outro tipo de falha na peça. Dessa forma, este trabalho teve por objetivo desenvolver a solução para evitar a quebra da peça plástica, diminuir custos com relação a não conformidades e com atendimentos de garantia e, consequentemente, aumentar a satisfação do cliente com o produto. REFERENCIAL TEÓRICO Plásticos devem ser utilizados quando há a necessidade de obter um baixo coeficiente de atrito, por exem32

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plo, em guias de cilindros, anéis, buchas etc. Da mesma forma, o polímero é recomendado para situações em que ruídos e vibrações devam ser controlados [2]. Estudos indicam que 12% do uso de acrilonitrila butadieno estireno (ABS) é na área de refrigeração e podem ser aplicáveis tanto na área industrial como para consumidores finais. “Os plásticos ABS oferecem um bom equilíbrio entre a resistência à tração, ao impacto e à abrasão, dureza superficial, rigidez, resistência ao calor[...]”. “Normalmente, a peça pode ser curvada além do seu limite de elasticidade sem que venha a se romper, apesar de enfraquecer por fadiga. Embora não sejam, em geral, consideradas como flexíveis, as peças em ABS apresentam suficiente efeito mola para absorver ou atender às exigências de montagens efetuadas por pressionamento” [2]. Cerca de 60% de todas as máquinas de processamento de plásticos são injetoras. “O processo de injeção é adequado para produção em massa, uma vez que a matéria-prima pode geralmente ser transformada em peça pronta em uma única etapa.” O processo tem a característica de passagem direta do material fundido para peça pronta. Trata-se de um processo que pode ser totalmente automatizável com elevada reprodutibilidade da peça e qualidade [3]. O critério de Von Mises5 para escoamento considera todas as tensões que agem sobre um corpo em deformação. “O início da fluência (escoamento) deve depender de uma combinação de tensão normal e de cisalhamento, o qual não muda seu valor quando transformado de um sistema de coordenadas para o outro” [4]. A tensão máxima de Von Mises é baseada na teoria Mises-Hencky, conhecida como Teoria de Energia de Cisalhamento ou Teoria de Distorção Máxima. Segundo esta afirmação para as tensões principais s1, s2, e s3, a Tensão de Von Mises seria expressa por [5]: 4 MEF: significa Método de Elementos Finitos ou, em inglês, FEM - Finite Element Method. É uma forma de resolução numérica de um sistema de equações diferenciais parciais. É uma análise matemática que consiste na discretização de um meio contínuo em pequenos elementos, mantendo as mesmas propriedades do meio original. Esses elementos são descritos por equações diferenciais e resolvidos por modelos matemáticos, para que sejam obtidos os resultados desejados. A origem do desenvolvimento deste recurso ocorreu no final do século XVIII, quando Johann Carl Friedrich Gauss propôs a utilização de funções de aproximação para a solução de problemas matemáticos. Entretanto, a sua viabilização tornou-se possível somente com o advento dos computadores, facilitando a resolução das enormes equações algébricas. O MEF pode ser utilizado em diversas áreas das ciências exatas e biológicas. 5 Von Mises: Richard Edler Von Mises (Lviv, 19/04/1883 - Boston, 14/07/1953) foi matemático e engenheiro mecânico austríaco nascido em Lemberg, na época pertencente à Áustria. Após fazer um curso técnico em mecânica, estudou matemática e física na Universidade Técnica de Viena. Obteve o seu doutorado em Viena em 1907, depois foi professor de matemática aplicada em Estrasburgo (1909-1918), e tornou-se projetista e piloto de avião (1913), atuando durante a 1ª Guerra Mundial junto do exército áustro-húngaro.

(1) Esta teoria diz que um material maleável começa a ceder em um local onde as tensões de Von Mises se tornam iguais ao limite de tensão de escoamento do material. “Na maioria dos casos, o limite de resistência é usado como limite de tensão. No entanto, o software6 permite usar a tração máxima ou definir o seu próprio limite de tensão” [5]. “O MEF é um Método Aproximado de Cálculo de Sistemas Contínuos”. Assim a estrutura (corpo contínuo) é subdividida em um número finito de partes (elementos), ligados entre si por pontos discretos (nós), sendo um método de interpolação que utiliza polinômios para a aproximação da solução de um determinado problema [6]. O MEF é utilizado em diversas áreas de engenharia, bem como são vários os softwares criados para realizar análises numéricas, mas ainda são poucos os trabalhos em que o comportamento de polímeros é estudado. Um estudo utilizou o método de elementos finitos para analisar as tensões e deformações (figura 4) em estruturas termoplásticas, ressaltando que o comportamento da tensão e da deformação nos políE = s/e meros com aplicação 2 1 Tensão de uma carga tem (s) grande influência no controle da qualidade. “Os polímeros possuem comportaFigura 4 - Comportamento de polímeros no diagrama tensão-deformação específica mento similar na tração e no cisalhamento, porém a magnitude e a extensão para cada curva são diferentes” [7]. São duas as principais características do polímero utilizadas ao definirmos o material da peça a ser analisada em situações de cargas estáticas [7]: a) Sobre o Módulo de Elasticidade “[...] leva-se em conta a tensão suportada pelo material dividida pela deformação sofrida pelo mesmo em um determinado ponto da deformação elástica” e; b) Em relação ao Coeficiente de Poisson, “[...] para os materiais poliméricos é determinado pela redução da seção horizontal sendo a razão entre a deformação transversal (contração) sofrida pelo corpo de prova e a deformação longitudinal (elongação). O Coeficiente de Poisson para a maioria dos polímeros frágeis é de aproximadamente 0,3; para polímeros

mais flexíveis é de aproximadamente 0,45. O Coeficiente varia não só com a natureza do material, mas também com a magnitude da deformação aplicada ao material. Os valores citados neste trabalho são para uma deformação de zero”. Em uma análise de elementos finitos utilizando o software Abaqus7 em uma peça plástica feita em ABS foi identificado que estas análises são incertas e nem sempre precisas. Uma das preocupações é o modelo utilizado para descrever o comportamento de deformação do material plástico, que deverá levar em consideração a não linearidade do sistema e as propriedades dependentes do polímero. As bibliotecas de materiais disponíveis nos sistemas de elementos finitos são normalmente para metais e alguns outros materiais com comportamento linear. A origem do comportamento não linear e os mecanismos de deformação plástica em polímeros são significativamente diferentes dos processos realizados em metais [8]. Uma vez que os plásticos são materiais dúcteis8 em geral, eles sustentam grandes deformações através de deformação plástica antes da falha em uma situação de impacto. As relações entre tensão e deformação então são altamente não lineares, e este tipo de comportamento é descrito por modelos elasto-plásticos em sistemas de elementos finitos. Nestes modelos, o comportamento de pequenos esforços é linearmente elástico e caracterizado por dois parâmetros do material: a) O Módulo de Young ou de Elasticidade e; b) A Razão ou Coeficiente de Poisson. Após este estudo, houve a afirmação que deformações relacionadas a cisalhamento e compressão podem ser modeladas com precisão satisfatória. Para isso, as análises devem incluir a taxa de plasticidade do material polimérico, o que requer dados de ensaios de tração em um intervalo de taxas de deformação. METODOLOGIA DE PESQUISA Em um primeiro momento, foram feitas análises dimensionais com a finalidade de comprovar o processo do fornecedor. Para isto mediu-se as dimensões em dois locais diferentes utilizando uma amostra de 31 peças. 6 Software: ou programa de computador, é uma sequência de instruções a serem seguidas e/ou executadas, na manipulação, redirecionamento ou modificação de um dado/informação. 7 Abaqus: sistema computacional de simulação numérica de propriedade da Dassault Systems (www.3ds.com). 8 Ductilidade/dutilidade: propriedade ou qualidade daquilo que se pode reduzir a fios, estirar, distender sem se romper. Flexível, elástico.

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Posteriormente foi feito o cálculo de índice de capabilidade do processo, CPk. Este estudo leva em conta o desvio-padrão, desconsidera a centralização do processo, não é sensível aos deslocamentos dos dados e quanto maior o índice, menos provável que o processo esteja fora das especificações. Um processo com uma curva estreita (Cp elevado) pode não estar de acordo com as necessidades do cliente se não for centrado dentro das especificações, o que foi verificado na análise feita. Na figura 5 é possível identificar que a interferência utilizada no processo é de 1,14 mm, valor que será utilizado para uma primeira análise. Este valor não obedece ao valor da especificação que é de 1,05 mm de interferência máxima. Com o gráfico do resultado da análise dimensional foi identificada a possibilidade de diminuição destas tolerâncias e de melhoria do processo do fornecedor, centralizando a curva no gráfico e mantendo-a estreita. Os dados referentes a este processo foram especificados pelo setor de qualidade da empresa. Para as análises de MEF realizadas ao longo do trabalho foi utilizado o software Pro-Engineer Wildfire versão 4.0, da Parametric Technology Corporation (2010). As propriedades do ABS foram passadas pelo fornePROCESSO ATUAL

Mínimo suporte

5,1037 1,14222708

Diferença

MECHANICAL Typical Properties

Typical Value

Unit

Tensile Stress

Mpa

Tensile Modulus

2340

Mpa

Flexural Stress

Mpa

Flexural Modulus

2480

Mpa

Hardness Rockwell

110

Figura 6 - Propriedades do polímero ABS

Depois de comprovada a necessidade de modificação no projeto inicial da peça, foi iniciado o trabalho de aplicação do MEF para buscar a melhoria de projeto no suporte do vane. Identificada, na primeira análise realizada, a parte crítica da peça (figura 7), esta foi extraída a fim de diminuir o tempo de processamento da análise e simplificar o modelo e a malha utilizada (figura 8).

ESPECIFICAÇÃO

6,24592708

Máximo Vane

cedor da matéria-prima, conforme figura 6.

Máximo Vane

6,2

Mínimo suporte

5,15

Diferença

1,05

0,09223 mm

RESPONSABILIDADE DO FORNECEDOR QUEBRA DE ESPECIFICAÇÃO

Figura 7 - Primeira análise: limite máximo da tensão de 44MPa indicando a quebra

Neste trabalho, apesar das várias alterações realizadas no design9 e material da peça, serão apresentados apenas os resultados referentes ao modelo original e ao modelo 4 para detalhamento e ilustraFigura 8 - Local de engastamento no ção. O modelo 4, em modelo simplificado ABS (figura 9), foi criado a partir da adaptação do modelo inicial, acrescido de 1,25 mm na espessura da abertura sujeita a interferência, com aplicação do deslocamento de 0,7 mm. Primeiramente foi realizada a análise do modelo ori10

Design: processo técnico e criativo relacionado à configuração, concepção, elaboração e especificação de um artefato. Engastamento: ato ou ação de embutir, encravar (pedras) em engaste. Engastar o diamante. Encaixar a extremidade de uma peça em outra. 10

Figura 5 - Resultado do Índice de Capacidade do Processo

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difícil de ser determinado. Uma alternativa apresentada pelo software é a colocação de um deslocamento prescrito, equivalente à interferência máxima entre eixo e abertura, conforme a tabela 1 e figura 10. As premissas para análise de elementos finitos dos modelos 1 e 4 estão apresentadas na figura 11.

Figura 9 - Definição dos materiais conforme especificações dos fornecedores Figura 11 - Número de elementos sólidos para os modelos 1 e 4

ginal da peça levando em consideração as dimensões, a interferência existente entre o eixo e o suporte do vane e as tolerâncias aplicadas já citadas anteriormente juntamente com a análise dimensional. As unidades utilizadas serão: Comprimento - mm; Força - N e Tempo - segundos. O deslocamento aplicado ao primeiro modelo trata de cenário existente já citado anteriormente. Para solucionar o problema encontrado, nas demais análises levou-se em consideração a diminuição das tolerâncias e melhoria do processo do fornecedor, conforme tabela 1.

RESULTADOS Foram realizadas diversas análises para assegurar que o modelo selecionado será a melhor opção. A figura 12 ilustra a sequência de algumas das simulações feitas.

TOLERÂNCIAS INICIAL

FINAL

ABERTURA

5,3 ± 0,15

5,4 ± 0,10

EIXO DA VANE

6,0 ± 0,20

5,9 ± 0,10

Resultados (menor abertura e maior eixo)

5,15 - 6,20

5,30 - 6,00

Interferência máxima

1,05mm

0,70mm

Situação atual

1,14mm

Figura 12 - Histórico de análises realizadas: modelo 4 em destaque vermelho Tabela 1 - Tolerâncias Atuais x Tolerâncias Futuras

Em simulações estruturais há a necessidade de colocação de carregamentos, além das restrições de movimento. Porém, no caso de estudo de forças ocasionadas pela montagem por interferência, esse carregamento é

Figura 10 - Definição do deslocamento aplicado

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Para fins de ilustração, serão mostrados os resultados referentes às análises do modelo original com aplicação dos deslocamentos prescritos de 1,14 mm e 0,7 mm. Posteriormente do modelo número 4, descrito anteriormente, com 0,7 mm de interferência, já considerando a alteração das tolerâncias para as recomendadas em projeto (figura 13). Através das análises realizadas, com o modelo original em ABS, verificou-se que a adequação das tolerâncias da peça para a situação proposta de 0,7mm, no modelo 4, atende às necessidades funcionais da peça. Neste caso, as tensões de Von Mises não ultrapassam o limite de escoamento do material de 44 MPa, evitando o rompimento da peça e tornando-a mais resistente.

Figura 13 - Resultados da análise do modelo 1, com aplicação de 1.14 mm de deslocamento, e do modelo 4, com aplicação de 0.7mm de deslocamento, em ambos utilizando o polímero ABS

CONSIDERAÇÕES FINAIS A busca constante pela melhoria e qualidade de produto impulsionou o trabalho desenvolvido. Porém, os ganhos vão além do objetivo inicial, implicando também na redução de custo no envio de peças em garantia (incluindo frete e embalagem para as mesmas) e até mesmo impedindo uma possível rejeição na linha de montagem do modelo de ar condicionado em questão. É importante ressaltar que o projeto desenvolvido tratou de um problema real, referente a uma empresa multinacional, na qual investimentos na área de qualidade não são apenas necessários, mas também um dos

principais focos de trabalho da companhia. Apesar de extremamente importantes, os projetos devem sempre levar em consideração os investimentos envolvidos. Desta forma, a decisão tomada pela empresa foi alterar o dimensionamento, a estrutura e as tolerâncias da peça conforme proposto no modelo 4, desenvolvido durante o projeto. Com a finalidade de viabilizar o projeto foi solicitado ao fornecedor que procedesse as modificações necessárias no molde atual, o que representou as seguintes alterações pretendidas (figura 14): - Aumento da parede externa do suporte do vane -> reflexo no aumento de massa externa de 1,25 mm na região circular; - Aumento da abertura na região de entrada do vane de Criar postiço na região, pois para ajuste externo seria apenas retirar aço, porém para aumentar a cota de 5,3 teríamos que colocar solda, mas a região é de difícil acesso por este motivo estamos considerando postiço.

Figura 14 - Modificações no macho e cavidade com observações ao fabricante

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0,1 mm -> a abertura passou dos atuais 5,3 mm para 5,4 mm (especificação passou a ser 5,4 ± 0,10 mm) e; - Alteração nas quatro cavidades de uma única vez. Em relação à possibilidade de troca de material de ABS para Poliamida 6, segundo as informações passadas pelo fabricante da peça, foi possível identificar que o valor agregado a cada unidade do suporte do vane passaria de R$ 0,41 (faturado com impostos para peça injetada em ABS) para R$ 0,73 (faturado com impostos para peça injetada em Technyl C216 - uma Poliamida 6 de média viscosidade com aditivos para desmoldagem). Conclui-se que o material é 78% mais dispendioso. Ao mesmo tempo, segundo informações do fabricante de moldes, para alteração do material da peça seria necessária a construção de um novo molde de injeção com modificação nos canais de resfriamento para manutenção de temperatura ideal e dos canais de alimentação, o que implica em investimentos maiores. Assim, a empresa decidiu não seguir com esta modificação (de material), pois o ferramental encontra-se em 25% de sua vida útil enquanto o aparelho de ar condicionado em questão esta sendo produzido há aproximadamente 6 anos, basicamente sem modificações nas peças plásticas. Acredita-se que não haveria necessidade de aquisição de um molde totalmente novo dentro da vida útil do modelo de condicionador de ar (contemplando inclusive os anos posteriores a parada de produção, aonde existem atendimentos em garantia ou até mesmo fora do período de garantia), tornando o custo para esta alteração desnecessário. No estudo realizado, a solução encontrada para obtenção da melhor relação custo x benefício Figura 15 - Imagem da peça atual para a empresa resultou utilizada pela empresa levando em consideração o estudo realizado na alteração do molde

existente mantendo o polímero ABS. A figura 15 mostra a peça na condição otimizada. Porém, para um novo projeto ou adaptação do projeto já existente, onde é exigida a fabricação de um novo molde de injeção, é sugerida a realização de um estudo mais profundo referente à modificação do material para Poliamida 6. Esta alteração pode aumentar o coeficiente de segurança por tratar-se de um material mais dúctil. REFERÊNCIAS [1] Kotler, Philip; Marketing estratégico para instituições educacionais. 1ª edição. Editora Atlas. São Paulo, SP, Brasil, 448 p. 1998. [2] Albuquerque, Jorge Artur Cavalcanti; Planeta Plástico. 1ª edição. Editora Sagra Luzzato. Porto Alegre, RS, Brasil, 285 p, 2001. [3] Kaufmann, Michaeli; Vossebürger, Greif; Tecnologia dos Plásticos. 1ª edição. Editora Edgard Blücher Ltda. São Paulo, SP, Brasil, 204 p, 1995. [4] Altan, Taylan; Oh, Soo-ik; Gegel; Harold L.; Conformação de Metais, fundamentos e aplicações. 1ª edição. Editora EESC. São Paulo, SP, Brasil, 350 p, 1999. [5] Ciuccio, Ricardo Luiz; Comparação de resultados obtidos por testes práticos de torção com método de elementos finitos em micro parafusos ortodônticos. Faculdade de Engenharia e Tecnologia da Universidade de Guarulhos (UNG), Gua-rulhos, SP, Brasil, 350 p, 2007. [6] Alves Filho, Avelino; Elementos Finitos, a base da tecnologia CAE. 7ª edição. Editora Érica Ltda. São Paulo, SP, Brasil, 292 p, 2002. [7] Carvalho, Marcelo Parmentier; Análise de Tensões e Deformações em Estruturas Termoplásticas usando o Método de Elementos Finitos. Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Pós Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais, Porto Alegre, RS, Brasil, 138 p, 2007. [8] Dean, G.; Wright, L.; An evaluation of the use of finite element analysis for predicting the deformation of plastics under impact loading. NPL Materials Centre, National Physical Laboratory. Centre for Mathematics and Scientific Computing, National Physical Laboratory - Queens Road, Teddington, Middlesex, 7 p, 2002. [9] Parametric Technology Corporation. <www.ptc.com> Acesso em 16 de Setembro de 2010.

Paula Mallmann Schmitt - Graduada em Engenharia Mecânica pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS). Supervisora de Obras na AJL Climatização. Isaac Newton Lima da Silva - Doutor em Engenharia pela University of Manchester Institute of Science and Technology (UMIST/UK). Professor dos cursos de Engenharia Mecânica, Engenharia de Controle e Automação e do Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia dos Materiais da PUCRS.

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prática de constituição de holdings é comum nos dias atuais. Entretanto, devem ser observados vários aspectos para que o objetivo de regramento das relações familiares e comerciais seja atingido.

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Índice Cumulativo Anual

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Arrola os tópicos abordados nos fascículos 36 a 41 (julho/agosto de 2011 a maio/junho de 2012), classificados em cinco grupos: gestão, memórias, tecnologia, fichas técnicas e homenagem. Os artigos estão disponíveis em formato PDF e podem ser solicitados pelo e-mail ferramental@revistaferramental.com.br

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Ser LEAL uma questĂŁo de ATITUDE por Paulo CĂŠsar Silveira (falecom@paulosilveira.com.br)

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Se você tiver algum comentário, sugestão ou dúvida entre em contato pelo e-mail falecom@paulosilveira.com.br e no campo“Assunto” coloque Revista Ferramental.

Paulo César Silveira - Conferencista com mais de 1.750 palestras em sua carreira em 15 anos de profissão. Consultor, empreendedor e articulista com mais de 500 artigos editados. Mentor e líder do Projeto Liderança Made in Brazil. Autor de 18 livros, destacando-se os best-sellers: A Lógica da Venda e Atitude - Virtude dos Prósperos. Sendo ainda um dos autores da Coleção Guia Prático da Revista PEGN e também dos livros Ser+ em Vendas, Ser+ com T&D e Ser+ com Palestrantes Campeões em parceria com a Revista Ser Mais. Seu trabalho corporativo se baseia no treinamento mundial de vendas mais agressivo do mundo: Buyer Focused Selling e nos principais métodos de compras mundiais, principalmente as metodologias BATNA, PAC e no método de liderança TGE. Professor convidado da FGV/SP, FIA FEA/USP e UFRGS. Palestrante indicado pela FACISC, ADVB e FIESP nas áreas de vendas consultivas, vendas técnicas e comunicação com base em liderança. Site www.paulosilveira.com.br

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Julho/Agosto 2012

CONTABILIDADE DE CUSTOS PARA NÃO CONTADORES Luís Martins de Oliveira e José Hernandez Perez Junior

A contabilidade de custos é responsável pelo controle e gerenciamento das atividades produtivas dos bens e serviços, bem como pela geração de informações para subsidiar as tomadas de decisões gerenciais e estratégicas. Para administrar com eficiência e eficácia uma empresa, uma divisão de negócios ou um departamento, conhecer contabilidade é tão importante quanto o domínio de outras áreas, como tecnologia de informações, finanças, marketing, produção, recursos humanos. Foi elaborado levando em consideração as necessidades específicas dos usuários da contabilidade não contadores. Nesse sentido, evita termos e conceitos excessivamente técnicos e procura simplificar algumas idéias e metodologias para apuração, controle, análise e gestão de custos. O texto abrange temas como: custos nas empresas prestadoras de serviços, custeio baseado em atividades (ABC Costing), análise de custos, custo-padrão (standard), teoria das restrições (theory of constraints - TOC), utilização dos custos para a determinação de preços de vendas, impostos recuperáveis nas aquisições de materiais produtivos, custo com salários e encargos sobre a mão-de-obra e departamentalização. 320 páginas. 2007 (3ª edição). ISBN 978-85-22447-92-3 www.editoraatlas.com.br

COMO CONTRATAR O FUNCIONÁRIO CERTO Linda A. Hill

Como você costuma lidar com o processo de contratação de um novo funcionário? Este guia apresenta o processo inteiro para os gerentes, desde a definição do cargo até a formalização da oferta de emprego. Nele, você aprenderá a: reconhecer as características da função, desde conjuntos de habilidades até traços de personalidade; preparar-se para conduzir uma entrevista de contratação bem-sucedida; fazer uma oferta apropriada. 152 páginas. 2009. ISBN 978-85-3523429-9 www.campus.com.br

INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE LINGOTAMENTO DOS AÇOS Ernandes Marcos da Silveira Rizzo

O livro apresenta os processos de lingotamento contínuo e convencional dos aços produzidos na aciaria, seus principais parâmetros de monitoramento e controle, os principais equipamentos empregados, as principais características de qualidade dos produtos gerados (lingotes, placas, blocos, tarugos e pré-formas) e as novas tecnologias que estão sendo implantadas para possibilitar o aumento da produtividade e eficácia destes processos. Os aspectos básicos da solidificação e resfriamento do aço e da lubrificação na interface metal/molde de lingotamento também são abordados no livro. O livro é atualizado, fartamente ilustrado em cores e direcionado aos profissionais da área da siderurgia, estudantes ou para treinamento de novos funcionários de uma indústria. 158 páginas. 2006. ISBN 978-85-86778-95-8 www.abmbrasil.com.br

INTRODUÇÃO AO MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS Antônio da Silva Castro Sobrinho

Este livro apresenta o método dos elementos finitos com aplicações nas principais áreas da engenharia mecânica e de campos específicos das engenharias civil e naval. Escrito para ser um livro-texto nos cursos de pós-graduação, pode servir também de referência em matérias avançadas do currículo de graduação. Inicialmente, apresenta o conceito básico dos elementos finitos por meio do desenvolvimento do modelo para uma partícula em queda livre, visando introduzir o método por meio de um problema simples e de conhecimento geral. Os capítulos seguintes contêm aplicações do método em áreas específicas: transmissão de calor, elasticidade, mecânica dos fluídos, - comportamento dinâmico de estruturas, modelagem de estruturas com elementos finitos diversos, geração automática de malhas. Em cada capítulo, o desenvolvimento do método é complementado por exemplos e exercícios com resposta para os de número ímpar. A obra inclui ainda inúmeras referências de livros e trabalhos publicados. 416 páginas. 1ª edição. 2006. ISBN 978-85-73935-22-7 www.lcm.com.br

Abinfer.............................................35

Incoe ...............................................11

Seminário Internacional ......................8

ABM ................................................17

Interplast .........................................20

Schmolz+Bickenbach ................4º capa

Açoespecial ........................................5

JN Ferramentaria .......................2ª capa

Sodick..............................................55

Btomec ..............................................6

Metalurgia .......................................48

Tecnoserv.........................................37

Casa do Ferramenteiro......................10

Moldtool..........................................23

Top Line ...........................................41

CIMM ................................................6

Parkfer .............................................55

Grob.........................................3ª capa

Plastech ...........................................39

Julho/Agosto 2012

Ferramental

Divulgação

Paulo Sérgio Furlan Braga Diretor da Taurus Ferramentaria Ltda. e da ABINFER - Associação Brasileira da Indústria de Ferramentais p.braga@tfl.ind.br

Ferramental

Julho/Agosto 2012

Como ser mais ferramentaria Na história da indústria automobilística no Brasil, a ferramentaria nasceu há 60 anos, mas de 2008 para cá vinha sendo um capítulo controverso com importações desenfreadas dos países Asiáticos. A partir de 2010, o Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior - MDIC entendeu a importância das ferramentarias no modelo automotivo brasileiro e começou aos poucos ajudando positivamente este segmento frente aos preços praticados nos mercados internacionais. Conseguimos de forma convencional alternar os efeitos negativos que o sistema econômico e tributário causa à atividade industrial e ao crescimento da economia em nosso setor. O MDIC fez a sua parte, criou grupos de trabalhos e o Conselho Automotivo para tratar de assuntos inerentes a Cadeia Produtiva de Autopeças e Ferramentaria. Além de outros problemas que comprometem a competitividade, o Ministério entendeu a importância real de termos uma política industrial pautada no desenvolvimento do Brasil, na criação de empregos e principalmente na geração de renda para nosso País. Entretanto, a questão é que a indústria nacional já esperou demais pelas reformas e a mão pesada do governo brasileiro precisa agir com soluções para destravar a economia, principalmente a questão tributária e suas certidões que impedem as MPEs (micro e pequena empresa) de terem acesso aos créditos do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social - BNDES e dificultam a vida em instituições privadas, levando boa parte destas empresas a obter créditos subterrâneos. A sustentação da indústria só será duradoura com uma política voltada à redução de custos, onde podemos destacar a energia elétrica, a desoneração tributária na cadeia produtiva e os custos trabalhistas. Nem tudo está por fazer. Tivemos a grata oportunidade de estar participando no grupo de trabalho do MDIC pelo Arranjo Produtivo Local (APL) de Ferramentaria do Grande ABC e agora no Conselho Automotivo pela ABINFER. O Ministro do MDIC e sua equipe estão fazendo o mapeamento das necessidades deste setor e com muita assertividade criaram o Programa INOVAR AUTO, que contribuiu para o fortalecimento das cadeias produtivas de autopeças e ferramentaria. Dizer que somos vítimas do governo é uma afronta a inteligência de quem está vendo este governo restaurar a competitividade que perdemos frente a políticas equivocadas na Matriz Automotiva internacional. Temos vários cenários positivos. Entre eles podemos destacar a importância do SENAI e sua pró-atividade em pensar em ferramentaria como segmento estratégico, do MDIC em priorizar uma política ímpar neste momento delicado que vivemos e do BNDES que, mesmo impossibilitado pelas regras e políticas internas, tenta nos auxiliar na criação do programa Pró-Ferramentaria. O Sindicato dos Metalúrgicos do ABC e o Departamento Intersindical de Estatística e Estudos Socioeconômicos (DIEESE) têm sido um berço de aprendizado e seu apoio incondicional na manutenção e sobrevivência de nossas empresas tem nos auxiliado permanentemente. Destaque para as Prefeituras de São Bernardo do Campo e Diadema pelo sempre pronto apoio às empresas metalúrgicas. Para que as ferramentarias estejam aptas a competir no mercado globalizado é preciso alavancar novas lideranças e este tem sido o trabalho do APL do grande ABC e da ABINFER, que acreditaram que no Brasil é possível se mudar cenários. O setor de ferramentaria foi um marco de desenvolvimento para nosso país e vamos continuar trabalhando para torná-lo atrativo e competitivo no cenário internacional com as políticas diferenciadas que nosso governo está pautado e com vontade de fazer.