carros:
Plástico fantástico
2/11
uma revista de negócios e tecnologia da sandvik coromant
EUA:
terra de
gigantes
O mistério
de Nazca
Malásia:
Reino Unido:
A decolagem de um
fornecedor aeroespacial
negócios
nas alturas
perfeição
virtual
Dave Rolley,
engenheiro de
projetos, Paul
Fabrications.
editorial
Kenneth v sundh, Presidente da Sandvik Coromant
Faça como os indianos
O deserto de Nazca, no sul do Peru, esconde
um dos maiores mistérios da humanidade.
Construções que parecem canais estreitos
feitos na areia seca tornam-se imagens de
animais gigantes, quando vistas do alto. Ninguém sabe como e por que essas linhas foram
traçadas, e pouco se sabe sobre as pessoas que
as fizeram.
Por que estou utilizando o editorial da nossa
revista corporativa para refletir sobre mistérios
antigos?
Como explica nossa nova gerente de P&D,
Ingrid Reineck, na entrevista que acompanha
o artigo sobre as Linhas de Nazca, à página 23,
tudo se resume a pensar além do modelo
“Tudo se resume
a pensar além do
modelo existente.”
existente. Provavelmente existe algum processo de pensamento não-convencional por trás
das Linhas de Nazca, e é esse modo de pensar
que faz avançar a sua empresa, a nossa e a
indústria como um todo.
Todos os anos, a Sandvik Coromant investe
em pesquisa e desenvolvimento mais do que
o dobro da média do setor. Isso é algo de que
me orgulho, porque posso ver os resultdos diariamente nas soluções que criamos em parceria com alguns dos melhores fabricantes nos
setores mais exigentes do mundo.
Os compósitos são apenas um exemplo.
Já utilizados em grande medida nas indústrias
aeroespacial e de geração de energia, agora
esses materiais leves estão entrando na
2 metalworking world
indústria de carros particulares, criando
exigências ainda maiores quanto à eficiência
da linha de montagem. Leia mais à página 7.
O trabalho de P&D também está no centro
da usinagem virtual, que permite realizar grande parte do trabalho muito antes do início das
operações no chão de fábrica. A Sandvik
Coromant está sempre interessada em desenvolver métodos para melhorar a eficiência
e ajudar a proteger o meio ambiente. Nossa
matéria da página 14 analisa como a britânica
Paul Fabrications lida com essas questões.
Durante este ano, você vai encontrar muitas
das nossas inovações e soluções em feiras ao
redor do mundo. Como sempre, as feiras são
uma maneira perfeita de nos encontrarmos e
discutirmos desafios e o que podemos fazer
juntos para melhorar os negócios. Para dar
um exemplo, já estamos nos planejando para
a EMO Hannover, a maior feira do mundo
no nosso setor, que acontece em setembro.
Espero encontrar vocês por lá!
Enquanto isso, desejo uma agradável
leitura!
Kenneth V Sundh
Presidente da Sandvik Coromant
Metalworking World
é uma revista de negócios e tecnologia
da AB Sandvik Coromant, 811 81
Sandviken, Suécia. Telefone:
+46 (26) 26 60 00.
A Metalworking World é publicada três
vezes por ano em alemão, chinês,
coreano, dinamarquês, espanhol,
finlandês, francês, holandês, húngaro,
inglês americano, inglês britânico,
italiano, japonês, polonês, português do
Brasil, russo, sueco, tailandês e tcheco.
A distribuição é gratuita para clientes da
Sandvik Coromant mundialmente.
Publicada pela Spoon Publishing em
Estocolmo, Suécia. ISSN 1652-5825.
Editora-chefe e responsável legal na
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de conta: Christina Hoffmann. Gerente
editorial: Johan Andersson. Diretora de
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Layout: Eva Bengtson. Editoração:
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Soudah. Favor observar que artigos não
solicitados serão recusados. O conteúdo
desta publicação só poderá ser reproduzido com permissão do gerente editorial
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Impressa na Suécia por Sandvikens
Tryckeri, em papel MultiArt Matt 115 gramas e MultiArt Gloss 200 gramas da
Papyrus AB, com certificação ISO 14001
e registro EMAS. Coromant Capto,
CoroMill, CoroCut, CoroPlex, CoroTurn,
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acidental, consequencial ou indireto,
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disponíveis na Metalworking World.
índice
metalworking world N.º2 2011
7
Os compósitos
aliviam o peso dos
carros do futuro.
30
5
Negócios de peso para
o fabricante Bucyrus
CoroMill 170 coloca
a precisão em foco
Notícias de usinagem.......4
Responsabilidade social... 6
Leveza ao volante............. 7
Malásia voa alto...............24
Usinagem virtual
no mundo real..................14
Tamanho é documento... 30
O que está por trás das
Linhas de Nazca?.............20
Panorama.........................36
20
O que significam as Linhas de Nazca?
Solução total................... 38
Tecnologia
Cobertura CVD
cai bem
Mão
firme
A demanda por melhor desempenho
e resistência ao desgaste levou ao
desenvolvimento de coberturas
CVD de alta qualidade.
Como as novas ferramentas
de corte vão melhorar a
precisão e a confiabilidade
do processo de furação com
máquinas manuais.
12
19
Biblioteca de
ferramentas
estabelece padrão
Mercado aquecido
para as cerâmicas
Um modelo comum para descrever
as informações das ferramentas
de corte aumentará a eficácia e a
produtividade.
Como as cerâmicas estão
provando ser uma alternativa
consagrada e eficaz em
comparação com o metal
duro na usinagem de HRSA.
28
35
metalworking world 3
Notícias
O que ganhamos com isso? Cinco perguntas
sobre a nova norma para ferramentas de corte
1
O que significa a ISO13399
para uma empresa de
usinagem? “Ela oferece acesso
rápido e seguro às informações das
ferramentas de corte, diretamente do
fornecedor.”
2
Tenho que mudar a minha
maneira de trabalhar? “Não.
A norma fornece informações
sobre as ferramentas de corte em um
formato neutro, independente de sistemas
específicos ou da nomenclatura de
deter­minada empresa. Se tiver um sistema
compatível com a ISO13399, você não vai
mais precisar interpretar manualmente os
dados dos catálogos em papel e introduzilos no sistema.”
3
Quais são os benefícios
em geral? “Cada vez mais, as
funções avançadas dos sistemas de
manufatura modernos dependem do acesso
a informações relevantes sobre os recursos.
Com a norma, o processo de coleta de
dados será mais eficiente e de melhor
qualidade. Isso contribui para uma melhor
utilização dos recursos de manu­fatura.
Portanto, em última análise, a norma
permite ganhar tempo e proporciona uma
garantia extra de qualidade.”
4
Algum aspecto terá impacto
especial na indústria? “Ter
as informações em um formato
neutro e padronizado abre novas oportunidades de cooperação entre o fornecedor
da ferramenta e o fabricante, na interação
humano-humano, humano-máquina e
máquina-máquina.”
5
O que eu devo fazer agora?
“Percebemos que os nossos
clientes não querem, eles próprios,
criar essa interface de importação
ISO13399. Nossa estratégia é integrar os
Serviços de Biblioteca de Ferramentas
[TLS] [ver página 28] com plataformas
comuns que os nossos clientes já estejam
utilizando; por exemplo, softwares CAM.
Portanto, você não precisa fazer nada por
enquanto. Aguarde o TLS, que a função de
importação de dados de ferramentas
chegará até você!” n
Martin Brunnander é gerente sênior
de marketing técnico da Sandvik
Coromant. Leia mais sobre a nova
norma ISO à página 28.
A arte da usinagem
Métodos modernos em
um ambiente clássico
Sinal verde para
novo evento
Fresamento. Sob
o lema “É possível apreciar
arte de boa qualidade de
muitas maneiras e em
muitos lugares”, a Sandvik
Coromant Denmark uniu
forças com os curadores
da DieselHouse, um museu
de Copenhague construído
em torno de um gigantesco motor a diesel HC
Ørsted. Durante 30 anos,
o motor foi o maior do
gênero no mundo.
O evento para clientes
combinado com um
usinagem. “Green Light
Machining” é um outro evento
com foco nos fabricantes, que visa
melhorar a utilização e a eficiência
das máquinas. O primeiro evento
será realizado em Sandviken, na
Suécia, em meados de agosto. Em
seguida, o conceito será lançado
globalmente nas instalações de
determinadas empresas parceiras
no ramo de máquinas-ferramenta.
Para obter mais informações,
visite www.sandvik.coromant.com
ou entre em contato com um
representante local da Sandvik
Coromant. n
4 metalworking world
seminário atraiu grande
público, e o motor
proporcionou uma
ambientação perfeita.
Este foi apenas um
de tuma série de eventos
que a Sandvik Coromant
apresentou ao redor do
mundo, sob o título “A
moderna arte de fresar”.
Os eventos contaram
com palestras sobre
fresamento e usinagem,
bem como demonstrações
práticas de soluções úteis
para os clientes. n
O motor a diesel HC
Ørsted foi o maior do
mundo na sua categoria
durante 30 anos.
Reino Unido de vento em popa
MEL STOUTSENBERGER
energia. Thanet, o maior parque eólico offshore do
mundo, foi inaugurado oficialmente na costa leste da
Inglaterra. Segundo o fornecedor sueco de eletricidade
Vattenfall, o parque eólico, que possui 100 turbinas e está
situado a cerca de 12 km da costa de Kent, deverá gerar
energia suficiente para abastecer 200 mil casas. As
turbinas têm 115 metros de altura e estão espalhadas por
uma extensão de mais de 35 km². O parque eólico custou
cerca de 914 milhões de euros e levou dois anos para ser
concluído.
Existem mais de 250 parques eólicos e cerca de
3 mil turbinas no Reino Unido. Ainda assim, as fontes
renováveis de energia representam menos de 3% de
toda a eletricidade produzida. A Vattenfall também é
pro­prietária do parque eólico de Kentish Flats, ao largo
da baía de Herne, que conta com 30 turbinas e foi
inaugurado há cinco anos, um dos primeiros projetos
desse tipo no Reino Unido. n
Luz verde para usina solar
energia solar. O Blythe Solar Power
Project, projeto da maior usina de energia
solar do mundo, a ser construída no deserto
de Mojave, recebeu o sinal verde da Comissão
de Energia da Califórnia (EUA). Uma vez em
funcionamento, o projeto terá uma capacidade de 1.000 megawatts, equivalente à
potência gerada por uma usina nuclear ou
por uma usina a carvão grande e moderna.
A aprovação final ocorreu em dezembro e
Você pode aprender sobre diversos assuntos, desde
turbinas eólicas até como planejar sua carreira, no
canal da Sandvik Coromant no Youtube. Visite
www.youtube.com/sandvikcoromant.
“Devemos ter a capacidade de
criar uma rede que penetre
nos mercados e também na
organização da produção.”
Ingrid Reineck, gerente de pesquisa e
desenvolvimento da Sandvik Coromant.
>>> Leia mais à página 23.
os trabalhos iniciais do projeto já começaram.
O empreendimento está sendo feito pela Solar
Millennium LLC, e a previsão é de que as duas
primeiras usinas estejam conectadas à rede
em 2013 e 2014.
Arnold Schwarzenegger, ex-governador da
Califórnia, aplaudiu a decisão da comissão de
aprovar a construção do projeto Blythe,
salientando: “Projetos como esse são o futuro
da economia da Califórnia.” n
Nova fresa para
engrenagens
cortes. A Sandvik
Coromant lançou uma nova
fresa de precisão CoroMill 170.
Em conjunto com as classes de
pastilhas GC1030 e GC4240,
a CoroMill 170 pode reduzir
os tempos de usinagem de
engrenagens e a necessidade
de operações posteriores.
Concebida para uma das
aplicações de usinagem
mais difíceis, a CoroMill 170
é mais eficaz em aplicações
que exijam precisão e
confiabilidade nas
operações de desbaste,
como anéis giratórios
para moinhos, guindastes
e outros equipamentos
pesados, além de engrenagens internas e externas.
Duas geometrias de
pastilhas são oferecidas
para usinagem média e
pesada. n
Selo de aprovação real
visita. Na Inglaterra,
Sua Majestade a rainha e seu
marido, o duque de Edimburgo,
fizeram uma visita a Sheffield
no final do ano passado para
marcar o início da construção
de um novo laboratório de
pesquisas nucleares. Como
patrocinadores do Centro de
Pesquisa em Manufatura
Nuclear Avançada, representantes da Sandvik Coromant foram
convidados para a cerimônia
no dia 18 de novembro. n
metalworking world 5
Chris Jackson
Tore Johannesen
Novo parque eólico
aumentará a
capacidade do
Reino Unido
Youtube
Grande avanço para
a energia solar no
deserto da Califórnia.
jogo rápido
texto: geoff mortimore foto: Justin Guariglia
verduras para
dar e vender
nova pensadora.
Chen Shu-chu segue
energicamente sua própria
responsabilidade social
corporativa, doando para
caridade enormes quantias
obtidas com sua barraca
de verduras no Mercado
Central de Taitung, em
Taiwan.
Responsabilidade social corporativa na feira
Se estivesse procurando as pessoas mais generosas do mundo,
provavelmente você não pensaria em começar pelo condado de
Taitung, em Taiwan. Mas ali encontramos Chen Shu-chu, 60,
uma mulher fora do comum. Quando criança, abandonou a
escola e foi trabalhar em uma barraca de verduras no Mercado
Central de Taitung para ajudar a alimentar a família, composta
de sete pessoas, depois que sua mãe morreu. E até hoje
continua vendendo verduras no mercado.
A responsabilidade social corporativa está assumindo um
papel cada vez mais importante em muitas organizações de
grande porte, mas Shu-chu prova que o tamanho da empresa
6 metalworking world
não importa. Apesar de sua renda e recursos modestos,
conseguiu doar quase 10 milhões de dólares taiwaneses (US$
320 mil) para várias causas, incluindo TWD 32 mil para um
fundo em prol da infância, TWD 144 mil para ajudar a construir
uma biblioteca em uma escola onde estudou e mais TWD
32 mil para o orfanato local, onde também apoia financeiramente três crianças. Assim, ela conquistou um lugar no ranking
dos 100 “Heróis” da revista Time de 2010 e outro na lista dos
48 “Heróis da filantropia” da Forbes Ásia. Agora, pretende criar
um fundo para a educação, alimentação e saúde de pessoas
carentes. n
texto: Tomas lundin
CARROS
NA BALANÇA
Os materiais compósitos à base de fibras de
carbono devem ter um papel essencial na
busca por carros mais leves, apesar dos
enormes desafios para a produção.
7
ICHIRO, LiseGagne
metalworking world Ferdinand Dudenhöffer, Per-Ivar Sellergren,
professor da Universida- engenheiro de
de de Duisburg-Essen
desenvolvimento,
Volvo Cars
carros da Volvo tenham uma carroceria que
funcione como uma bateria eletroquímica.
Mas essa solução ainda está distante?
Per-Ivar Sellergren, engenheiro de
desenvolvimento do Centro de Materiais
da Volvo Cars, é otimista. “Se tudo correr
conforme o planejado, teremos um protótipo
na forma de um porta-malas até o final de
2012”, anuncia. O custo é um problema, mas
segundo Sellergren, embora ainda sejam
consideravelmente mais caros que o aço
e o alumínio, os compósitos prometem ser
o futuro dos carros elétricos e híbridos.
De acordo com os cálculos da Volvo, o
custo de um capô feito com o novo material
de bateria pode ser igual ao de um capô
convencional mais uma bateria de íons
de lítio. “Enquanto fabricantes, podemos
absorver esse custo extra para o capô de fibra
de carbono, porque na realidade estamos
obtendo uma bateria de graça”, observa.
Segundo Ulf Carlund, especialista em
24
milhões de carros
híbridos ou elétricos
serão vendidos por
ano até 2025.
A linha de montagem
constitui um grande
desafio para os
carros do futuro.
35%
dos carros novos
serão movidos apenas
a combustível,
segundo estimativas
para o ano de 2025.
ICHIRO
8 metalworking world
compósitos da Volvo Cars, até agora os
métodos de produção têm sido muito lentos,
e é necessário aproveitar os investimentos
anteriores nas fábricas de automóveis
tradicionais. Em parte, isso também se deve
ao fato de que as montadoras tradicionais, que
trabalham com aço, têm tido dificuldade em
pensar e trabalhar com compósitos. Porém, há
uma grande vontade de mudar, e a presença
de polímeros será cada vez maior tanto no
interior como no exterior dos veículos novos,
acreditam os especialistas da Volvo.
A Audi, com seu carro de alumínio A2,
foi precursora na fabricação de carros leves.
No centro para “estudos sobre peso” da
empresa em Neckarsulm, no sul da Alemanha,
os engenheiros da Audi aproveitam as técnicas de fibras de carbono já utilizadas pela
subsidiária Lamborghini, bem como a tecnologia e a experiência com compósitos desenvolvidas pela empresa matriz, a Volkswagen,
em seu modelo de luxo Bugatti.
No esportivo Audi R8 Spyder, que custa
mais de 120 mil euros e é produzido a um
ritmo de apenas 15 a 20 unidades por dia,
Bill Pugliano
Ulrich Zillmann
As exigências ambientais cada vez mais
nnn rigorosas e o aumento do uso de automóveis
nas cidades em desenvolvimento têm forçado
a indústria automobilística a pensar diferente.
O objetivo é obter novos formatos mais leves
para a carroceria e maior duração para as
baterias, sob a forma de carros híbridos ou
puramente elétricos.
Até 2014, o mais tardar, quase todos os
fabricantes oferecerão carros híbridos. Mas
isso é apenas o começo. Ferdinand Dudenhöffer, professor e diretor do Centro de
Pesquisa Automotiva da Universidade de
Duisburg-Essen, na Alemanha, fala em
mudança tecnológica.
“Até 2025, a porcentagem de carros novos
movidos apenas a combustível terá caído
para 35% em termos globais”, prevê.
Outra previsão estima que, dentro de
10 anos, serão vendidos cerca de 24 milhões
de carros híbridos ou elétricos por ano.
Segundo Dudenhöffer, essa cifra é conservadora. Porém, todos os fabricantes enfrentarão
o mesmo problema – o peso. Quando se
instala uma bateria, o peso de um carro
puramente elétrico aumenta cerca de 250 kg,
enquanto que no caso de um híbrido plug-in,
esse aumento é de cerca de 200 kg.
A Volvo Cars está buscando uma possível
solução. Juntamente com pesquisadores do
Departamento de Aeronáutica do Imperial
College de Londres, engenheiros de Gotemburgo, na Suécia, desenvolveram um material
compósito feito de uma mistura de fibras de
carbono e polímero que é capaz de carregar
e armazenar energia. A ideia é que os futuros
a Audi utiliza polímeros reforçados com
fibras de carbono nas duas laterais e na
parte superior da estrutura da capota. Um prérequisito para que essa tecnologia seja mais
rentável em carros mais baratos produzidos
em massa é a possibilidade de substituir
algumas peças de alumínio por uma única
peça de fibra de carbono. “Em vez de cinco
ou seis ferramentas diferentes, talvez
possamos utilizar uma só”, destaca Karl
Durst, engenheiro de desenvolvimento do
Leichtbauzentrum da Audi.
Ali, entre outros projetos, as fibras são
comprimidas para formar um material
compósito, a fim de aumentar a diferença
de peso em relação ao alumínio de cerca de
17–18% para cerca de 25%. O projeto busca
encontrar um material que tenha a mesma
capacidade para suportar cargas de peso e
Audi mediaservices
fibra de
Carbono
Os compósitos utilizados nas indústrias
aeroespacial e automotiva são formados, na sua maioria, por epóxi ou viniléster reforçados com fibras de carbono.
As vantagens desses compósitos estão
no baixo peso e nas propriedades
mecânicas, como sua grande firmeza.
As fibras de carbono se rompem
facilmente, mas também podem ser
conformadas para absorver grandes
quantidades de energia. Isso é necessário nos carros de corrida, que podem
sofrer colisões frontais em altas
velocidades.
Os plásticos reforçados com fibras,
menos avançados, são utilizados na
indústria automotiva há muito tempo.
Na antiga Alemanha Oriental, mais
de 3 milhões de Trabants foram
fabricados com duroplástico, composto de resinas fenólicas oriundas de
fábricas de produtos químicos e
algodão da União Soviética. n
O carro esportivo Audi R8
Spyder utiliza polímeros
reforçados com fibras de
carbono nas duas laterais e
na parte superior da estrutura
da capota.
pressão que o alumínio. Mesmo assim, ainda
há vários outros problemas, maiores e menores, a serem resolvidos, sobretudo a corrosão
nas junções entre os compósitos e os outros
materiais, ressalta Durst. Além disso, há o
fator ruído. Quanto menor o peso do carro,
maior o nível de ruído. Isso exige isolamento,
o que por sua vez cria mais peso. Outro desafio será fazer com que os mecânicos aprendam
a manusear o material. “Deve ser possível
consertar o carro e sub­sti­tuir as peças de
compósito até mesmo na menor oficina da
Audi em qualquer lugar do mundo”, diz Durst.
precisa ser
melhorado. Lars Herbeck, gerente da Voith
Composites, subsidiária do fabricante alemão
de máquinas Voith, prevê grandes necessidades em várias áreas. Uma delas é otimizar os
o processo de fabricação
processos quanto ao fluxo de materiais; outra
seria conseguir um ritmo de produção de mais
de 100 mil peças por ano, além de um ciclo
muito mais rápido. Comparadas com as peças
em alumínio, que podem ser fabricadas em
segundos, a produção de peças maiores em
compósito pode demorar de 20 minutos a uma
hora. Isso funciona bem na indústria aero­
espacial, mas não na indústria automotiva,
que trabalha com linhas de montagem para
produção em larga escala, injetando mais
de 55 milhões de carros por ano no mundo.
Oliver Geiger, pesquisador do departamento de materiais compósitos do instituto de
pesquisa Fraunhofer-Institut für Chemische
Technologie em Pfinztal, Alemanha, está
buscando formas de fazer com que grandes
empresas trabalhem juntas em vários setores.
Durst, da Audi, menciona a necessidade de
um salto tecnológico, em vez de contar com
uma evolução lenta.
A Daimler, que desde 2004 usa fibras
de carbono em seu carro de corrida SLR
McLaren, também está se concentrando
fortemente no desenvolvimento tecnológico.
Em abril de 2010, iniciou uma cooperação
com a Toray, empresa química japonesa, líder
mundial na fabricação de fibras de carbono.
O objetivo é que, dentro de três anos, a
empresa possa desenvolver peças em fibras
de carbono para modelos com volume de
produção média de 20 mil a 40 mil carros
por ano.
Enquanto isso, a arquirrival BMW está
sendo ainda mais ousada. Em parceria com
a alemã SGL Carbon, a BMW está investindo
100 milhões de dólares em uma fábrica de
compósitos em Moses Lake, Washington, nos
metalworking world 9
Randy Faris
visão técnica
Futuro incerto
Os compósitos já são um mercado em crescimento na indústria aeroe­
spacial. A Sandvik Coromant oferece várias soluções de ferramentas
nessa área, como brocas de metal duro e PCD (diamante policristalino).
Na indústria automotiva, porém, ainda há muita incerteza com relação
ao tipo de utilidade real que pode haver para os compósitos.
A tecnologia de fibras de carbono já está bem estabelecida para
carros de Fórmula 1 e veículos caros de luxo ou esportivos. Mas esses
carros são fabricados quase que manualmente em quantidades muito
pequenas.
“Quando se trata de produção em massa, ainda estamos na fase
de pesquisa e desenvolvimento”, diz Francis Richt, que trabalha com
desenvolvimento de compósitos na Sandvik
Coromant. “Mas estamos contando com que esse
novo material seja utilizado em breve para reduzir
o peso dos carros elétricos e híbridos.” Richt
acrescenta que os equipamentos são mais
complexos na indústria aeroespacial do que
na automotiva, exigindo maior qualidade
e o processamento simultâneo de compósitos
e outros materiais, como o titânio.
Francis Richt,
“Sabemos que os carros têm uma estrutura
Sandvik Coromant
mais homogênea do que os aviões. Isso reduz
a necessidade de produzir milhares de furos e de fresar grandes áreas”,
compara Richt. “Por outro lado, temos que estar preparados para usinar
outros tipos de furos e cavidades. Mesmo assim, enxergamos demandas
diferentes na indústria automotiva, em comparação com a aeroespacial.”
Hoje já existem ferramentas que podem ser usadas na indústria
automotiva. Por exemplo, as brocas CoroDrill da Sandvik Coromant
têm uma superfície de diamante, que melhora a qualidade do furo
e o desempenho das máquinas dos clientes.n
10 metalworking world
Os compósitos já estão sendo utilizados
em carros de Fórmula 1. O desafio é
trazer a técnica utilizada em pequenas
quantidades para a produção em massa
de carros particulares.
FONTE: Volvo Cars
Como transformar a carroceria
de um carro em uma bateria
A Volvo Cars tem uma solução simples
para reduzir o peso dos carros
elétricos: em vez de instalar baterias
pesadas, a empresa pretende
transformar toda a carroceria
do veículo em uma bateria.
Isso pode poupar até 250 kg de
peso, e cada kg é crucial para fazer
com que os carros elétricos funcionem
de verdade. No centro desta nova técnica está a utilização de novos materiais
compósitos. A solução funciona assim:
Os nanomateriais mais recentes, feitos de fibras
de carbono extremamente finas e resistentes,
substituem os painéis de aço da carroceria e
podem ser usados no teto, nas portas, no capô
e no assoalho do carro. Esses painéis também
fazem o papel da bateria do carro.
A autonomia prevista é de
130 km, substituindo-se as
portas, o teto e o capô.
–15%
Plenty of uncertainty130 km
O peso do carro pode ser reduzido em
15%. Há potencial para uma redução
ainda maior.
Elétrons (-)
Fibra de carbono
Íons (+)
O material pode ser recarregado de duas maneiras:
1) Aproveitando a energia gerada durante a frenagem;
2) Conectando-se à rede elétrica.
Estados Unidos. Segundo o diretor financeiro
da BMW, Friedrich Eichinger, a fábrica vai
produzir “grandes volumes a preços competitivos”, pela primeira vez. A meta é reduzir o
preço dos materiais para menos da metade do
preço atual das fibras de carbono, utilizadas
atualmente em carros de corrida a um custo
de US$ 22 a US$ 55 o quilograma.
As fibras de carbono serão produzidas em
duas linhas com capacidade anual de cerca de
1.500 toneladas e serão utilizadas na fabricação do novo carro elétrico da BMW, o
Megacity Vehicle, um hatch de quatro lugares
com uma bateria de lítio de 35 kWh, que terá
autonomia de 100 km com uma carga. Uma
variação esportiva, com um pequeno motor a
diesel adicional e dois motores elétricos, deve
Fibra de vidro
Fibra de carbono
ser capaz de atingir uma velocidade máxima
de mais de 200 km/h.
O Megacity deve começar a sair da linha de
produção em 2013–2014, em Leipzig, onde a
BMW investiu mais de 400 milhões de euros.
Segundo a empresa, será o primeiro carro de
série do mundo com uma célula de passageiros toda feita de um compósito leve de fibras
de carbono sobre um chassi de alumínio.
Os primeiros esboços divulgados pela BMW
mostram um carro que parece saído de um
filme de ficção científica, com uma bateria
semelhante a um colchão por baixo de todo
o cupê, rodas de grandes dimensões e um
visual dinâmico, mais agressivo.
Resta saber qual será o efeito no chão de
fábrica em um setor já sob pressão. “É uma
aposta”, admite um especialista em estudos
Os painéis da
carroceria se
descarregam
conforme o motor
elétrico do carro
é utilizado.
sobre peso de um dos concorrentes da BMW.
O gerente Norbert Reithofer também
está totalmente ciente dos riscos. Em uma
conferência sobre carros em Nurembergue,
em outubro de 2010, ele afirmou: “É possível
que não ganhemos dinheiro durante o primeiro ciclo de produção com esta tecno­logia, mas
então ela será subsidiada pelas técnicas
tradicionais.” n
ttle
John Ra
metalworking world 11
tecnologia
textO: Elaine McClarence
Desafio: Melhorar o desempenho
das ferramentas de corte através do
desenvolvimento de coberturas com
melhor resistência ao desgaste.
Solução: Novas coberturas de
alta qualidade que proporcionam
um desgaste muito menor.
CVD supera
desafios
(CVD)
é a principal tecnologia para criação de
coberturas de alta qualidade que melhoram
o desempenho das ferramentas de corte.
A evolução dos processos e das coberturas
aumentou drasticamente a produtividade
das ferramentas, e o CVD tem sido um
dos principais fatores desse crescimento.
A história da Sandvik Coromant com
o CVD remonta a 1969, quando a empresa
introduziu sua primeira classe de pastilha
com cobertura. A GC125 tinha uma
cobertura única de carboneto de titânio com
alguns mícrons de espessura e proporcionava
um aumento das velocidades de corte e da
vida útil da ferramenta.
O CVD é uma tecnologia extremamente
versátil, usada para criar coberturas finas
ou espessas de diversos materiais, desde
coberturas duras e resistentes ao desgaste,
como carbonitreto de titânio, óxido de
alumínio e diamante, até produtos semicondutores. É uma técnica complementar a outra
tecnologia amplamente utilizada para
cobertura de ferramentas – a deposição física
de vapor (PVD). No caso das pastilhas, o
CVD permite coberturas espessas (5–25 μm)
de óxido de alumínio (Al2O3), carboneto de
titânio (TiC), carbonitreto de titânio (TiCN)
e nitreto de titânio (TiN), que oferecem uma
resistência ao desgaste extremamente alta,
tornando-a adequada para condições em que
o desgaste abrasivo seja substancial. Já as
A deposição química de vapor
12 metalworking world
coberturas mais finas produzidas pelos
processos de PVD apresentam altas tensões
de compressão e, portanto, são muito mais
adequadas para aplicações de corte que
requerem grande tenacidade.
A tecnologia CVD está em constante
evolução e cada vez mais sofisticada. Uma
das razões para essa evolução é que o CVD
permite que os engenheiros otimizem cada
camada da cobertura. Além disso, é o
único processo de cobertura capaz
de depositar camadas de α-AAl2O3
cristalino de alta qualidade.
As mais recentes pastilhas de
metal duro com cobertura têm até
10 camadas individuais, cada uma
com sua própria função. Nas
classes com cobertura em várias
camadas, usa-se uma camada
externa fina de TiN para detecção de desgaste, e abaixo dela
geralmente há uma camada de
Al2O3 para fornecer resistência
química e ao desgaste. Essa camada
é formada em cima de várias camadas
tenazes de carbonitreto e nitreto, que dão
alta resistência ao desgaste nos flancos.
O substrato da pastilha contém uma base de
carbonetos duros e uma fase ligante de cobalto.
Em uma zona próxima à cobertura, o substrato
passa por uma perda de alguns elementos
constituintes do carboneto duro, a fim de
oferecer melhor resistência à fratura das arestas.
As pastilhas podem ter várias
coberturas CVD diferentes,
cada uma com sua própria
função.
CLASSES CVD
DISPONÍVEIS
SO5F Metal duro com cobertura CVD, para
acabamento de alta velocidade em HRSA ou
cortes longos com velocidades mais baixas.
GC3215 Metal duro com cobertura
CVD, para as exigentes condições de corte
interrompido. Adequada para todos os
ferros fundidos.
GC3210 Metal duro com cobertura CVD espessa,
para aplicações de torneamento de ferros
fundidos nodulares com altas velocidades.
Coberta de sucesso
Desgaste resultante de um teste de corte em aço de rolamentos
de esferas. Uma cobertura standard é comparada com uma
cobertura aprimorada recentemente. A área branca muito mais
fina na pastilha de corte à direita indica um desgaste menor.
Desgaste por
crateras
GC4235 Com cobertura MTCVD TiCN de
baixa tensão, para torneamento de aços
e aplicações com aços inoxidáveis.
GC4215 Classe com cobertura MTCVD TiCN,
com uma camada mais espessa de alumínio
baixa tensão, para oferecer máxima
proteção.
GC2025 Metal duro com cobertura CVD,
para operações do semiacabamento
ao desbaste.
GC3205 Metal duro com cobertura CVD
espessa, para aplicações de torneamento
de ferros fundidos cinzentos com altas
velocidades.
COBERTURA STANDARD Desgaste por crateras
de uma cobertura standard de TiCN/AI203.
Uma das primeiras classes da Sandvik
Coromant a utilizar a sofisticada tecnologia
CVD foi a GC3020, indicada para o
fresamento de ferros fundidos. Introduzida
em 1994, ela incorporava uma camada interna
de carbonitreto de titânio (TiCN) por CVD de
temperatura moderada (MTCVD), com um
óxido de alumínio (Al2O3) exclusivo e
patenteado por cima, proporcionando níveis
excelentes de resistência ao desgaste e adesão
da cobertura. Hoje, um exemplo de tecnologia
de última geração é a classe GC2025, usada
para operações de corte de aços inoxidáveis.
CVD refere-se a uma série de
processos que envolvem a deposição de um
material sólido a partir de uma fase gasosa.
A essência de um sistema de CVD, em sua
forma mais simples, consiste em uma
câmara de reação aquecida (onde as pastilhas
que receberão a cobertura são dispostas em
Na prática,
COBERTURA APRIMORADA Desgaste por
crateras de uma cobertura aprimorada de TiCN/
AI203.
bandejas), um sistema de suprimento de gás
e um sistema de bomba de vácuo. A bomba
é utilizada para produzir uma baixa pressão
no reator e remover o excesso e os subprodutos das espécies gasosas.
Gases precursores, como cloreto de
alumínio, monóxido de carbono, dióxido
de carbono, hidrogênio, nitrogênio e
tetracloreto de titânio são introduzidos em
temperaturas pré-aquecidas na câmara de
reação. Conforme passam sobre a super­
fície aquecida das pastilhas, reagem e
formam o revestimento sólido. Os
parâmetros críticos do processo são a vazão
e a pressão do gás e a temperatura do reator.
Para a deposição de Al2O3, são utilizadas
temperaturas de cerca de 1 000ºC, enquanto
que para TiCN o processo funciona melhor
com temperaturas na faixa de 800 a 950°C.
Um processo de CVD pode levar até
24 horas. n
GC4225 Metal duro
com cobertura CVD,
para uma ampla área
de aplicação.
GC2015 Metal duro
com cobertura CVD,
para acabamento e
desbaste de aços
inoxidáveis e
proteção química.
Resumo
A tecnologia CVD promete manter sua
importância no futuro. Seu impacto no
desempenho das ferramentas tem sido tão
forte que o CVD está presente em quase 70%
das classes com cobertura oferecidas
atualmente pela Sandvik Coromant. Hoje,
mais de 80% das classes de pastilhas utilizam
tecnologias de cobertura. n
metalworking world 13
texto: geoff mortimore
foto: samir SOUDAH
A usinagem
virtual
decola
DERBYSHIRE, REINO UNIDO. Estrategicamente localizado perto
de um aeroporto no coração industrial e geográfico da Inglaterra, um
fabricante de peças especiais está descobrindo que o céu é o limite na
área de usinagem virtual.
14 metalworking world
Com a expectativa de
aumento do número de
passageiros, a demanda
da indústria aeroespacial
continuará crescendo.
Natalie Flemming
Peças do sistema
de escapamento de
motores de aviões
são usinadas
primeiro em um
ambiente virtual.
metalworking world 15
O ruído pode ser um
grande problema no
chão de fábrica.
nnn Enquanto os aviões sobrevoam ruidosa­mente a
Paul Fabrications, em Castle Donington, Derbyshire,
Inglaterra, no chão de fábrica o trabalho continua em
ritmo acelerado para acompanhar a crescente demanda
do setor aeroespacial.
Depois de ter resistido ao pior da recessão, esse
fabricante de peças sob medida de alta tecnologia e
precisão, além de montagens de alto valor agregado e
estruturas complexas teve um ano próspero em 2010.
Porém, uma tarefa em particular se mostrava problemática: conformar e moldar uma peça de um motor de
avião da Rolls-Royce. Com as entregas em atraso e
problemas no chão de fábrica, um software colocou
o projeto de novo nos trilhos.
A Paul Fabrications já utilizava tecnologia CAD/
CAM, mas estava tentando encontrar uma solução para
um trabalho na placa de acesso de um motor em titânio.
Enquanto isso, o engenheiro de projetos Dave Rolley
procurou o engenheiro de vendas da área da Sandvik
Coromant, Paul O’Brien, em busca de auxílio.
16 metalworking world
Dave Rolley, engenheiro de
projetos, Paul Fabrications.
“Pedimos para a Sandvik Coromant analisar
o problema conosco, porque era um trabalho de
grande volume”, conta Rolley. “Estávamos ficando
atrasados com as entregas e isso estava causando
problemas no ambiente da fábrica. Queríamos
reduzir o tempo para poder liberar as entregas
para o cliente, mas além disso a operação estava
produzindo muito ruído”, relembra.
Havia vários desafios, sobretudo a extensa
usinagem envolvida no corte e manutenção da parte
inferior do bolsão com uma planicidade de 0,1 mm
(a espessura na base do bolsão é de 2 mm, menos
da metade da espessura do material original, e
abrange 90% da área da peça). Além disso,
estávamos tentando reduzir o tempo de ciclo para
liberar capacidade, melhorando a vida útil da
ferramenta para gerar uma solução mais rentável.
Devido às preocupações da Paul Fabrications
quanto à capacidade da máquina, a Sandvik
Coromant não podia realizar testes no próprio
Graças ao amplo uso da
usinagem virtual, a
empresa obteve uma
economia considerável
de tempo e dinheiro.
A Paul Fabrications produz
montagens de alto valor
agregado para os setores
aeroespacial, nuclear e de
engenharia.
Soluções sob medida
podem reduzir pela
metade o número de
ferramentas necessárias.
Paul Fabrications
local sem afetar ainda mais as entregas para
o cliente. Para superar esse problema, desenhos
e dados foram levados para o Centro de Aplicações
Aeroespaciais da Sandvik Coromant para determinar quais melhorias poderiam ser feitas. Utilizando
o software de simulação Vericut da CG Tech para
entender o processo atual, os problemas da estratégia de usinagem ficaram evidentes de imediato.
O’Brien explica: “Com a experiência e o conhecimento que temos em estratégias de usinagem e
métodos de programação, conseguimos oferecer
uma solução sob medida usando o software de
CAM MasterCam X4. Além disso, utilizando os
nossos conceitos CoroMill 300 e CoroMill 490
com geometria PL na classe GC1030, fomos
capazes de reduzir de quatro para dois o número
de ferramentas necessárias”.
os resultados
foram imediatos. “Os novos planos mostravam
De volta à Paul Fabrications,
Fundada há mais de 70 anos, a Paul Fabrications produz
itens de precisão e alta tecnologia para os setores
aeroespacial, nuclear e de engenharia, como peças sob
medida, estruturas complexas e montagens de alto
valor agregado. Com sede perto do aeroporto de East
Midlands, próximo a Derby, no Reino Unido, a empresa
atua não só no mercado interno, mas também em toda
a Europa, Ásia e Estados Unidos.
que podíamos reduzir o tempo de
ciclo em mais sete minutos. Pode
não parecer muito, mas com mais
de 2.500 peças ao longo de
12 meses, isso vai se acumulanFuncionários: 109
do”, observa Rolley.
Faturamento: 12 milhões de euros
A economia de tempo, aliada
Equipamentos: fresadoras de 5 eixos, fresadoras
a um tipo diferente de ferramende 4 eixos, tornos CNC, máquinas a laser de 6 eixos
tal, que reduziu os custos das
e um sistema de CAD/CAM
pastilhas, gerou uma economia
Clientes: Rolls-Royce, FACC, Meggitt, Pattonair
total de cerca de 30 mil euros
e outros.
anuais. Ao mesmo tempo, foi
liberada uma capacidade adicional
de sete semanas, junto com uma
redução no número de ferramentas
de corte e pastilhas necessárias.
Outro benefício também ficou evidente no chão de
fábrica. Colin Last, primeiro engenheiro a trabalhar
na fábrica com as novas ferramentas, explica:
“O trabalho com aquelas peças mudou radicalmente.
metalworking world 17
Uma das tarefas mais barulhentas da fábrica
se transformou em uma das mais silenciosas”.
Também houve benefícios em termos de
qualidade e confiabilidade. “Quando chega
o momento da usinagem propriamente dita,
temos 99% de certeza de que a peça está
dentro das tolerâncias exigidas”, diz Rolley.
“Se não precisamos desenvolver o trabalho
na própria máquina, não perdemos peças
nem o precioso tempo de fabricação. Fica
caro experimentar diferentes métodos nas
aeroespacial, ele pode ser aplicado a
qualquer setor – automotivo, nuclear,
de engenharia geral e até mesmo para
designers”, aponta.
Para a Sandvik Coromant, quanto mais
os clientes utilizarem este tipo de tecno­
logia, como é o caso da Paul Fabrications,
mais o seu compromisso será reforçado, não
só com P&D e com o lançamento de novos
produtos, mas também com a indústria
aeroespacial. n
máquinas e desperdiçar peças, mas com
a usinagem virtual é possível mudar de
estratégia, mudar de método e ver os
resultados instantaneamente na tela, sem
qualquer desperdício físico”, destaca.
Segundo O’Brien, a flexibilidade
também é um fator fundamental na usinagem virtual. “No curto prazo, podemos
eliminar uma dor de cabeça do cliente.
No longo prazo, apesar de utilizarmos
esse processo principalmente na indústria
ilustrações: Marcelo Cáceres, Barney Boogles, DanLeap
Benefícios virtuais
A máquina virtual é simplesmente uma solução
de software que inclui quase todas as funções de
uma máquina real e a complementa com peças
adicionais. Ao copiar as características do ambiente
de trabalho, ela permite que o usuário (neste caso,
a Paul Fabrications) teste programas completos e
mudanças de programação para maximizar a
produtividade. Assim, é possível evitar problemas
durante um ciclo de usinagem e garantir que as
horas de máquina serão dedicadas à produção,
e não à realização de programas de teste em
máquinas reais. O programa pode ser executado
na máquina ou com um sistema CAM, mas em
ambos os casos ele simula a usinagem exata.
Método não-virtual
A usinagem na forma mais tradicional pode demorar mais, já que
às vezes são necessárias várias tentativas até se atingir o resultado
desejado. Além disso, pode causar desperdícios desnecessários.
Matériasprimas
Várias tentativas
com a usinagem
tradicional
Muitos
materiais caros
desperdiçados
O desperdício
é um problema.
Pode ser
um exercício
demorado
MÉTODO virtual
Economia de
tempo: cinco
dias para
treinar um
operador
O método virtual pode praticamente garantir que o trabalho será
feito corretamente, com um cálculo preciso do tempo necessário
e do custo.
Matériasprimas
As especificações do
trabalho são definidas
em um computador
Há uma
economia de
tempo, materiais
e custos
materiais
Os materiais precisam ser resistentes ao calor, robustos e
leves, já que grande parte do trabalho envolve titânio, Nimonic,
Inconel e outras ligas de alto valor agregado e resistentes ao
calor, materiais difíceis de usinar. Isto torna sua usinagem um
processo muito caro, portanto o desperdício deve ser mínimo.
Confira o vídeo em: www.youtube.com/sandvikcoromant
18 metalworking world
tecnologia
textO: christer richt
Desafio: Melhorar o processo de
furação de materiais compósitos
na indústria aeroespacial utilizando
máquinas manuais.
Solução: Novas ferramentas de corte
que atendam as variações e exigências
das aplicações portáteis.
Mão firme para o
futuro aeroespacial
das operações com
ferramentas manuais as torna propensas à
instabilidade e até mesmo à inconsistência.
O desempenho do equipamento utilizado e
a experiência do operador afetam diretamente
a qualidade dos furos e a produtividade.
Se a produção de furos com ferramentas
manuais for dificultada pelo efeito de agarre
da broca e se for necessária uma grande
força axial para penetrar no furo, então os
níveis de qualidade, eficiência e fadiga do
operador serão afetados negativamente. Os
operadores precisam se concentrar mais em
compensar os efeitos da ferramenta manual
e ficam mais propensos a cometer erros,
causando a perda de peças.
As furadeiras manuais também são
bastante afetadas pela forma de funcionamento da ferramenta de corte. A ação de
corte, a intensidade e a direção das forças
de corte, os possíveis dados de corte e a vida
útil esperada da ferramenta são fatores que
determinam em grande medida a qualidade
e o resultado econômico.
Brocas manuais precisam de mais
tenacidade, devido à instabilidade inerente
à operação. Por isso, uma broca de metal
duro sem cobertura e com alargador é a
melhor solução, já que o equilíbrio entre
tenacidade e resistência ao desgaste tem
que ser baseado na força.
Um chanfro
longo e vivo na
aresta de corte
produz um corte
limpo de todas
as fibras.
A própria natureza
A gama de brocas standard CoroDrill 452
foi projetada para otimizar as aplicações com
O design exclusivo
da ponta ranhurada
proporciona um
furo muito próximo
da circularidade,
bem como
minimiza o efeito
de empuxe.
Broca de metal
duro sem
cobertura para
obter a melhor
tenacidade e
resistência ao
desgaste.
Para os fabricantes do setor aeroespacial que
trabalham com compósitos, há muito espaço
para melhora na furação com ferramentas
manuais.
compósitos e com compósitos de metais em
pacotes que são realizadas com ferramentas
manuais. Na broca para compó­sitos,
combinações tais como a hélice à esquerda
e a ponta da broca à direita promovem uma
ação de corte suave com efeito de agarre
mínimo ou inexistente. Apenas um baixo
nível de força de avanço é necessário, e a
broca realiza uma saída suave e não
destrutiva do material.
Na versão para metais em pacotes, podese escolher entre uma broca com ou sem
piloto incorporado, para reduzir as diferenças
no efeito das forças axiais entre os materiais
e proporcionar uma alta precisão do furo e
acabamento. Assim, a diferença de tamanho
do furo entre os materiais é mínima, e as
rebarbas de saída são eliminadas. A broca
sem piloto tem uma aresta com guia dupla
para dar estabilidade, o que melhora ainda
mais o desempenho e os resultados. n
Maior
tenacidade
devido à
instabilidade
das operações.
corodrill 452
resumo
O desenvolvimento da geometria das
ferramentas de corte tem um papel
fundamental para se alcançar o nível
adequado de qualidade, desempenho
da ferramenta e produtividade. Brocas
de metal duro e alargadores com novos
designs patenteados são a espinha dorsal
de uma nova gama standard de ferramentas de corte para produção de furos em
materiais compósitos com ferramentas
manuais. n
metalworking world 19
inspiração para além do mundo da usinagem
Algumas pessoas
acreditam que a figura
da aranha gigante é um
diagrama anamórfico da
constelação de Órion.
Macaco.
Aranha.
Puro mistério
texto: Stefan Sjödin, David Shamy
Há milhares de anos, o deserto de Nazca, no sul do
Peru, tornou-se uma tela de pintura com desenhos
gigantes. Ninguém sabe exatamente como nem por
quê. A Metalworking World foi investigar.
Nazca, no sul do Peru, é um dos lugares mais
nnn secos do mundo. Aqui o sol brilha implacável sobre
dunas de areia com centenas de metros de altura, onde
repousam antigos esqueletos de baleias de até 13 metros
de comprimento. As baleias permaneceram sob uma fina
camada de areia quando do recuo do Oceano Pacífico.
Nosso jipe ​​tem um chuveiro, que usamos para
aliviar um pouco o calor. Às vezes saímos do jipe ​​para
pegar algum dente de tubarão. Esses predadores
costumavam atacar as baleias à nossa volta, mas agora
só restaram seus dentes afiados.
Quase não tem chovido por aqui nos últimos 10 mil
anos, mas no momento em que chegamos, começa a
chover a cântaros. Os moradores olham ansiosos para
as nuvens negras. Por um lado, estão contentes com um
pouco de chuva, mas o fenômeno El Niño, que produz
umidade ao longo da costa do Peru, também poderia
desencadear uma catástrofe econômica para o povo de
Nazca. As chuvas poderiam apagar as Linhas de Nazca
– artefatos antigos cuja origem é um dos grandes mistérios do mundo. As linhas foram criadas por meio da
remoção dos seixos marrom-avermelhados da superfície, expondo a terra de baixo, de cor mais clara. Os
cientistas especulam que o aumento das chuvas poderia
despejar barro e areia sobre as linhas, além de aumentar as chances de deslizamentos e inundações. Se as
linhas desaparecerem, a principal fonte de renda dos
habitantes locais, o turismo, também desaparecerá.
Decidimos dar uma olhada nas linhas antes que elas
desapareçam para sempre. Vistas a partir de um pequeno avião a algumas centenas de metros acima do solo,
20 metalworking world
as linhas formam figuras abaixo de nós. “Vejam o
colibri”, grita o piloto, inclinando o avião para baixo
quase em uma cambalhota. “Ali vocês podem ver
um lagarto.” Também conseguimos identificar uma
aranha, um condor, uma baleia, uma flor e um macaco.
Alguns dos desenhos são maiores do que dois campos
de futebol. O lagarto, por exemplo, tem mais de
180 metros de comprimento. Mas não é só isso.
Além de três dezenas de animais e plantas, mais
de 1.300 quilômetros de linhas retas e 300 formas
geométricas se estendem por toda a paisagem de
maneira aparentemente caótica.
As linhas foram desenhadas por índios da tribo
Nazca entre 500 a.C. e 500 d.C., mas ninguém sabe
exatamente como nem por quê. Os artistas Nazca
podem ter desenhado as linhas retas com a ajuda de
paus e cordas, mas permanece o mistério de como
mantiveram as linhas perfeitamente retas ao longo de
distâncias tão grandes, sem qualquer visão aérea. Ou
talvez não tenha sido assim. Alguns teóricos especulam
que o povo Nazca voava com a ajuda de balões de ar.
Provas disso seriam os desenhos em forma de balão
encontrados na cerâmica local e as grandes marcas de
queimada de formato arredondado, impregnadas nos
penhascos das proximidades.
O mistério de Nazca atrai pessoas de todos os tipos,
desde cientistas até místicos e lunáticos – muitos dos
quais têm todo o prazer em nos contar suas versões
diante de um copo de cerveja em um dos bares locais.
As teorias vão desde explicações sobrenaturais (campos
de pouso para discos voadores e visões alucinógenas)
Há mais de 300 formas
geométricas e cerca de
1.300 km de linhas retas.
metalworking world 21
inspiração para além do mundo da usinagem
Outros mistérios antigos
As Linhas de Nazca estão longe de ser a única construção
antiga de difícil explicação, levando turistas e arqueólogos a teorizar sobre suas origens. Do Reino Unido ao
Pacífico Sul, eis alguns exemplos:
Ilha de Páscoa
Localizada no sudeste do Oceano Pacífico,
a Ilha de Páscoa tem mais de 800 estátuas
gigantes, chamadas de mo’ai, esculpidas
entre 500 e 700 anos atrás.
gantija
Dois templos antigos, com mais de 5.500 anos de idade,
podem ser encontrados na ilha mediterrânea de Gozo.
Segundo o folclore, os templos foram construídos por uma
gigante e eram usados como local de adoração. Atualmente,
alguns cientistas acreditam que os templos eram usados ​​para
um culto de fertilidade. Pequenas pedras esféricas descobertas em torno dos templos podem ter sido usadas para
transportar as pedras extremamente pesadas da construção.
O Círculo de Goseck
O Círculo de Goseck, na
Alemanha, composto de terra,
cascalho e cercas de madeira,
é considerado um dos
primeiros exemplos de
observatório solar.
Os menires de Carnac
Mais de 3 mil menires
pré-históricos na Bretanha
francesa.
Monumento Yonaguni
Cerca de cinco metros abaixo da superfície do mar, nas
proximidades de Yonaguni, no litoral do Japão, encontra-se
uma enorme formação rochosa submarina com várias plataformas e paredes. Um mergulhador descobriu a área em 1987,
despertando intensos debates a respeito de sua origem, se
criada pelo homem ou um fenômeno natural.
Stonehenge
Com milhares de anos de
existência, Stonehenge fica
situado no condado de
Wiltshire, na Inglaterra.
De fato, se ficarmos em cima de uma montanha
durante o solstício de verão, veremos claramente que
os raios solares da manhã acompanham exatamente
uma das linhas mais longas. No solstício de inverno,
acontece a mesma coisa com outra linha. Muitas das
linhas terminam em um triângulo fino que aponta na
direção de pinturas murais. Acredita-se que cada
linha e cada triângulo contenha informações que
levam a mais informações. De diferentes maneiras,
esses triângulos podem ter sido usados para calcular
a época do ano em que a água entra nos rios, a época
da colheita e o momento de poupar recursos.
2.000
Número de anos de
existência que se
atribui a algumas das
linhas mais antigas.
60
Número de anos
durante os quais a
matemática Maria
Reiche estudou as
Linhas de Nazca.
Bettmann/CORBIS
até as de ordem prática (obras de arte e desenhos
matemáticos).
Embora os cientistas não estejam de acordo sobre
a finalidade das linhas, a maioria concorda que elas
significam mais do que belas fotos. Maria Reiche,
matemática que estudou as linhas durante quase
60 anos, acreditava que elas seguiam as posições do
sol, da lua, das estrelas e dos planetas. Em seu livro
fundamental sobre o assunto, Mystery on the Desert
(Mistério no deserto), ela se mostra nitidamente
fascinada pelos padrões geométricos. “Observando
as planícies, chapadas e terraços desde o alto,
aparecem figuras triangulares, retangulares e
trapezoidais em diferentes lugares, perfeitamente
delineadas em uma cor mais clara sobre a superfície
ocre”, escreveu.
Maria Reiche
O caos que vimos da janela do avião é uma ilusão de
ótica. Aparentemente, as Linhas de Nazca foram dispostas
de maneira cuidadosa, fluindo como os raios do sol para
dentro de vários centros. Todas as linhas estão localizadas
perto de fontes de água, e parece lógico que representem
mapas desse precioso recurso (uma informação importante quando se vive no deserto). Também é possível que as
linhas funcionassem como um guia astrológico. Mas este
ponto ainda é incerto para os cientistas.
Anthony F. Aveni, professor de astronomia e antropologia, passou anos estudando as linhas e acredita que
elas provavelmente tinham vários usos. “Não podemos
mais encarar as Linhas de Nazca como fruto de um
trabalho sobre-humano realizado como um projeto
grandioso e com um único objetivo”, explica em um
artigo da Archaeology Magazine. Em vez de tentar
encontrar uma grande explicação, Aveni sugere que
as linhas devem ser utilizadas para compreendermos
o cotidiano das pessoas que as construíram. “Há uma
ordem, um padrão e um sistema por trás dos geoglifos
[linhas], que nos dão informações sobre as pessoas que
viveram ali”, escreve Aveni.
No caminho de volta, penso na possibilidade de que
as linhas desapareçam com a proximidade do El Niño.
Durante 2.000 anos, é possível que elas estivessem nos
mostrando o caminho para a sobrevivência em um dos
lugares mais secos do mundo. Mas se Nazca se tornar
um lugar mais úmido, talvez a razão para sua criação
também desapareça. n
Pensamento criativo
Ingrid Reineck, gerente de pesquisa e desenvolvimento da Sandvik Coromant,
conversa com a Metalworking World sobre pensamento criativo e sugere que
construções antigas como as Linhas de Nazca são provas da longa história dos
pensamentos não-convencionais na evolução humana.
1. Existem semelhanças entre a abordagem criativa de quem desenhou as Linhas
de Nazca e os seus métodos de pesquisa e
desenvolvimento? As Linhas de Nazca devem
ter sido criadas por alguém que pensava para
além do contexto cultural da época. Precisamos
fazer a mesma coisa hoje em P&D. É assim que
surgem as invenções completamente novas.
P&D deve se basear em fatos, não em meras
fantasias. Nem sempre é possível explicar os
fatos em detalhes, mas deve haver uma base
fundamental sólida. Caso contrário, talvez não
seja possível repetir o experimento nem colocar
o processo em produção, o que é essencial para
o trabalho de P&D industrial. Mas nunca se sabe;
talvez a cultura Nazca soubesse coisas que não
entendemos hoje.
2. Que qualidades você considera mais
importantes no trabalho de P&D?
Curiosidade e paciência para converter os
resultados das pesquisas em produtos. Também
é tpreciso ter espírito de equipe para compartilhar
conhecimentos e experiências. Isso é válido não
só dentro do grupo de P&D. Devemos ter a
capacidade de criar uma rede que penetre nos
mercados e também na organização da produção.
3. A Sandvik Coromant investe em
pesquisa e desenvolvimento pelo menos
duas vezes mais do que a média do setor.
Por quê? O investimento em novas tecnologias
tem sido importante para a Sandvik desde a
época de Göran Fredrik Göransson, na década
de 1860. É assim que a empresa não apenas
sobrevive no longo prazo, mas também cresce
e prospera como uma das mais bem-sucedidas
na área de negócios de engenharia.
texto: jason thoe
foto: Sash Alexander
Voando
alto na
Malásia
Shah Alam, Malásia. Em 2009, a Upeca Aerotech ganhou um contrato
importante para fornecer várias peças aeroespaciais. Para cumprir seus
compromissos, a empresa precisava de uma parceria estratégica.
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6
24 metalworking world
Tradicionalmente, a Malásia pode não estar
associada à indústria aeroespacial. Mas a UPECA
Aerotech Sdn Bhd (UAT), localizada em Shah Alam,
cerca de 25 km a oeste da capital da Malásia, Kuala
Lumpur, estabeleceu-se como importante fornecedor
para uma série de grandes empresas aeroespaciais
do mundo todo.
O caminho percorrido até aqui, no entanto, teve
muitos desafios e obstáculos para o diretor de operações
da UAT, Kavan Jeet Singh. Encarregado de supervisionar todas as operações da UAT desde a sua criação,
Kavan tem particular orgulho de como a empresa
evoluiu sob sua liderança até chegar onde está hoje.
Em 2009, a UAT ganhou um importante contrato
de 10 anos para fabricar peças da estrutura e da asa
de aeronaves. O contrato foi firmado com a divisão
europeia do maior fornecedor mundial de peças e
montagens para aviões comerciais, a Spirit Aerosystems, desencadeando a expansão e o desenvolvimento
de uma vasta gama de aptidões para processos especiais.
No entanto, aponta Kavan, os riscos são sempre altos
quando se realizam novos programas aeroespaciais.
“Você é bom até falhar uma vez”, adverte. É por isso
que o planejamento detalhado e a mitigação de riscos
são de vital importância.
“Desde o início, percebemos que, como uma
organização que buscava ganhar credibilidade e
progredir dentro dessa indústria, precisávamos nos
afastar do rótulo de meros fabricantes de baixo custo.
Precisávamos construir a organização sobre uma
fundação que valorizasse a inovação”, destaca Kavan.
Segundo ele, a excelente infraestrutura oferecida pelo
país é uma base ideal para permitir que a UAT compita
globalmente na indústria de fabricação aeroespacial.
“O custo de mão de obra ainda é relativamente baixo
e o nível de qualificação da força de trabalho é adequado”, acrescenta. “Porém, devemos reconhecer que não
poderemos contar por muito tempo com uma mão-deobra mais barata para permanecermos competitivos. Os
países industrializados têm feito um trabalho fenomenal
em termos de avanços tecnológicos para compensar os
altos custos trabalhistas, e temos que aprender com isso.
O desafio para nós é encontrar o equilíbrio ideal entre
o investimento em tecnologia e a utilização de mão de
obra”, observa.
melhores resultados não era só uma
questão de possuir uma excelente infraestrutura. Era
também uma questão de encontrar as pessoas certas
para o trabalho.
“Construímos a UAT utilizando as pessoas certas com
os conhecimentos certos para podermos produzir com
eficiência e eficácia. Mesmo depois de termos investido
milhões em máquinas, os colaboradores continuam sendo
nosso maior patrimônio”, destaca Kavan.
Um resultado importante dessa mudança de mentalidade foi a criação do Centro de Desenvolvimento de Produtos (PDC), comandado pelo gerente Yew Seik Wai, com
uma equipe voltada para engenharia inteligente.
Em colaboração com Ronnie Yong, gerente da cadeia
de suprimentos da UAT, Yew foi responsável pelo
desenvolvimento e pela entrega dos primeiros itens.
Porém, produzir
Kavan Jeet singh
idade: 35
família: Esposa, Manveet Kaur Bajaj, e dois
filhos: Nikhil Singh Khash, 4, e Natasha Kaur
Khash, 1.
Residência: Em Bangsar, bairro de Kuala
Lumpur localizado cerca de 4 km a sudoeste
do centro da cidade.
educação: Engenharia Aeronáutica pela
Universidade de Loughborough, no Reino
Unido.
paixões: Filmes inteligentes, bom humor,
comida saborosa e cerveja gelada.
metalworking world 9
Upeca Aerotech
Raymond Tan, engenheiro do Programa de
Incremento da Produtividade da Sandvik
Coromant, com Ronnie Yong (esq.), Yew
Seik Wai e o gerente industrial Allan Tan.
A UPECA Aerotech Sdn Bhd, com sede
em Selangor, na Malásia, é uma importante
empresa do setor de fabricação aeroespacial no país. Uma das poucas empresas
da Malásia aprovadas e certificadas pela
Airbus para a fabricação de peças metálicas, a UPECA Aerotech produz uma gama
de peças para aeronaves que incluem
aeroestruturas, peças de aviônica e
carcaças para motores.
Atualmente, a UAT emprega mais de
230 pessoas altamente qualificadas e
planeja crescer para mais de 300 cola­
boradores ainda em 2011. Tendo obtido
a aprovação AS/EN-9100 em 2007 para
a Fabricação de Peças de Engenharia de
Precisão e Aeronáutica, a UAT fabrica peças
para clientes importantes, como os fabricantes de aviões Spirit, Honeywell, Goodrich
e Meggitt, entre outros.
Istockp
hoto.c
om/ra
clro
26 metalworking world
a engenharia conosco e atuar como parceiro
estratégico nas operações de fresamento e
torneamento”, diz.
“Dentro do esquema de trabalho, a Sandvik
Coromant se tornou uma extensão do Centro
de Desenvolvimento de Produtos da UAT”,
explica. “Juntos, trabalhamos para produzir
os primeiros itens críticos e para conceber e projetar o processo de produção que se seguiria.
Depositamos muita confiança na capacidade
deles de fornecer soluções de ferramentas. Isso
foi importante para permitir que o PDC,
finalmente, gerasse o processo de usinagem
mais eficiente para a nossa produção, dirigida
por Allan Tan.
“O sucesso que temos hoje é resultado de um
esforço conjunto e concentrado”, enfatiza Yew.
“O esforço colaborativo entre o PDC, a Cadeia
wn
Essas funções foram fundamentais para
garantir o desenvolvimento do processo como
um todo, em preparação para a produção.
“Para executar o projeto com sucesso,
tivemos que enfrentar um grande desafio:
identificar e adquirir ferramentas de corte que
fossem confiáveis ​​e eficazes, para permitir a
produção de um número tão grande de peças
exclusivas”, explica Yong.
Yew e Yong conversaram com vários
fornecedores de ferramentas de corte.
“Muitos fornecedores de ferramentas de
corte ficaram interessados ​​em participar quando
a notícia de que tínhamos conseguido o negócio
se espalhou pela indústria”, conta Yew. “Depois
de analisar profundamente as diferentes propostas, finalmente decidimos dar à Sandvik
Coromant a oportunidade de desenvolver
Peças aeroespaciais
exigem o melhor pacote
de ferramentas.
Ken Bro
Ronnie Yong (esq.),
Yew Seik Wai e
Kavan Jeet Singh.
de Suprimentos, a Produção e a Sandvik
Coromant não para depois da fase de desenvolvimento. Nossa parceria vai continuar buscando
disponibilidade de produção, melhorias contínuas e, espero, muito mais economia”, comenta.
Com a Sandvik Coromant a bordo, a primeira
remessa de peças foi entregue de acordo com
as especificações, em um intervalo de apenas
nove meses. “Houve muitos desafios técnicos
ao longo do caminho, devido à escala do
projeto e aos prazos de entrega apertados.
Todos fizeram um tremendo esforço para
entregar um produto de alta qualidade, com
o processo de fabricação mais eficiente
possível”, pontua Yew.
Kavan acrescenta: “Nos dias de hoje, uma
empresa precisa continuar evoluindo para
Uma das células da UAT
para a fabricação de
peças aeroespaciais.
permanecer relevante. Não podemos contar
apenas com a capacidade interna. É por isso
que precisamos de parcerias fortes, capazes
de nos ajudar a melhorar continuamente e
permanecer competitivos”, enfatiza.
Fundada em 2005, o potencial de crescimento da UAT é muito promissor. Atualmente, a empresa tem entre seus clientes importantes fabricantes de peças para aeronaves,
como Spirit, Honeywell, Goodrich e Meggitt,
e prevê um crescimento de pelo menos 30%
ao ano nos próximos cinco anos. Indo mais
além, a UAT está se concentrando em desenvolver sua base de clientes-chave e em
ampliar seus pacotes de trabalho atuais.
Além de conceber e desenvolver o processo
de produção ao lado da UAT, a Sandvik
Coromant enfrentou o desafio de criar um
ferramentas feitas sob medida”,
pacote de ferramentas com custo
diz Pulkit Datta, gerente
otimizado para melhorar a
aeroespacial da Sandvik
produtividade da UAT. O pacote
Coromant na Ásia-Pacífico.
de ferramentas precisava ser
“Tudo isso minimizou os
capaz de usinar peças em vários
gargalos durante os primeiros
materiais, como titânio, aços
itens, bem como na produção
inoxidáveis e alumínios.
regular.”
O desafio era agravado ainda
A Sandvik Coromant atendeu
mais pela necessidade de se
a UAT por meio de uma equipe
repensar as atuais soluções para
Pulkit Datta,
gerente aeroespacial,
composta por um integrante da
peças aeroespaciais críticas.
Sandvik Coromant
equipe técnica central, um espeO desafio foi vencido ao
cialista em investimento em máquinas e um
longo de todo o processo.
engenheiro de incremento da produtividade.
“Todas as diferentes características
“O sucesso do projeto pode ser atribuído
das peças foram discutidas em detalhe,
ao fato de que conseguimos entender os
e chegou-se a um acordo sobre as técnicas de
objetivos da UAT e atuamos desde o início”,
usinagem e os métodos de programação mais
conclui Pulkit. n
adequados, incorporando ainda algumas
metalworking world 27
tecnologia
textO: turkka kulmala
Desafio: As tecnologias CAx e CNC
proporcionam um ambiente de produção
automatizado, mas não têm um meio
eficiente para a transferência de
informações relacionadas com as
ferramentas.
Solução: A norma ISO 13399
estabelece um modelo comum de
informações para descrever as
ferramentas de corte e comunicar
essas informações de maneira eficaz.
Biblioteca de ferramentas
estabelece padrões
Imagine uma fábrica perfeita: As
espe­cificações do produto são recebidas em
uma ponta, todas as informações, ferramentas e materiais fluem sem problemas, e o
produto final sai na outra ponta. Uma utopia
ingênua? Talvez, mas os novos serviços de
biblioteca de ferramentas, baseados em um
padrão internacional, estão aproximando
esse ideal da realidade.
A norma ISO 13399 – na realidade, uma
família de normas – define um modelo
comum de informações para a comunicação
de dados sobre ferramentas de corte entre
diversos sistemas de produção.
O fluxo de informações do ambiente
CAD do projetista para os sistemas CAM
e CNC do chão de fábrica é bastante suave
e padronizado.
No caso das ferramentas de corte, o
quadro é diferente. As informações sobre
as ferramentas, como suas dimensões e
geometrias, combinações de pastilhas e
porta-ferramentas e os modelos de CAD,
há muito tempo já estão disponíveis
digitalmente, mas apenas em formatos
proprietários. Como a maioria dos fabri­
cantes provavelmente usa várias marcas
28 metalworking world
Uma nova norma ISO define um modelo
comum de informações para a comunicação
de dados sobre as ferramentas de corte.
de ferramentas, era necessário usar vários
sistemas de software incompatíveis entre si.
Além disso, como a comunicação direta
entre esses sistemas e os softwares CAM é
ruim, os dados das ferramentas de corte não
podem ser facilmente transferidos para as
máquinas-ferramenta CNC. Devido a esses
problemas, os fabricantes relutam em utilizar
até mesmo as funcionalidades das bibliotecas de ferramentas existentes, disponíveis
nos sistemas CAM.
Tudo isso resulta em um desperdício
significativo de produtividade. De acordo
com os fornecedores de sistemas CAM, a
entrada automática de dados das ferramentas
de corte nos sistemas CNC pode aumentar a
produtividade de um processo de usinagem
em até 50%.
Os fabricantes estão cientes dessas
questões e desejam encontrar soluções
práticas. Durante a IMTS, feira internacional
de tecnologias de fabricação realizada em
Chicago em setembro de 2010, diversos
fabricantes de empresas grandes e pequenas
de diferentes setores demonstraram interesse
pelos serviços de biblioteca de ferramentas
da Sandvik Coromant. Existe uma necessidade cada vez maior de informações digitais
sobre ferramentas de corte no mercado.
É exatamente para isso que a ISO 13399
oferece uma solução (veja quadro).
Todos os dados padronizados das
ferramentas que tenham sido registrados
pelo fornecedor estarão disponíveis para
qualquer sistema CAx, CNC e de gerenciamento de ferramentas do cliente. O pessoal
da sala de ferramentas pode receber
instruções para montagem da ferramenta,
incluindo todos os suportes, adaptadores
e pastilhas necessários.
A partir daí, a ferramenta montada vai
para a máquina-ferramenta, onde o operador
também pode acessar os dados da ferramenta. Depois de terminar o trabalho, o operador
pode fazer as correções ou alterações
neces­sárias nos dados e retransmitir os
arquivos de volta para a sala de ferramentas
e para outros sistemas.
Um requisito fundamental é a qualidade
da informação. Por exemplo, todas as dimensões das ferramentas indicadas pelo
forne­cedor devem permanecer inalteradas
ao longo do processo até a máquina-ferramenta. Outra vantagem da norma ISO 13399
é a capacidade de lidar com dados de offset
das ferramentas.
A ISO 13399 oferece um processo de
transferência relativamente simples para
qualquer tipo de informação relacionada
com as ferramentas de corte. Porém, o verdadeiro desafio, além da possibilidade de se
obter uma maior eficiência, está em
aplicações mais ambiciosas, como simulação
de usinagem e otimização de processos. n
Solução prática
A nova norma divide as ferramentas de corte e
seus componentes em quatro grupos principais:
Itens dA ferramenta.
ISO 13399 A série de normas ISO 13399, “Repre­
sentação e intercâmbio de dados de
ferramentas de corte”, define um
modelo geral de dados para representar
as principais categorias de dados das
ferramentas de corte e as relações
entre eles, e define os princípios para
o intercâmbio desses dados.
Uma interface de programação de
aplicativos foi disponibilizada para
garantir que todos os usuários possam
criar e/ou acessar informações de acordo
com a ISO 13399, sem necessidade de
conhecer a norma em detalhe.
A norma foi desenvolvida por uma
equipe de representantes da Ferroday
Ltd, Kennametal Inc., Sandvik Coromant
(líder do projeto) e do Instituto Real de
Tecnologia da Suécia. n
Os porta-ferramentas ou
corpos das ferramentas
que alojam os itens de
corte.
Itens de corte. As
pastilhas ou arestas de corte
que removem diretamente o
material da peça de trabalho.
Itens de montagem. Peças
necessárias para a montagem
da ferramenta, como calços ou
parafusos.
Itens adaptadores. Por
exemplo, adaptadores de
extensão ou redução, que
fazem a conexão entre um
item de ferramenta e a
máquina-ferramenta.
Resumo
Os serviços de biblioteca de ferramentas,
baseados na norma internacional ISO 13399,
oferecem melhorias de produtividade significativas
ao conectar com eficiência os sistemas CAx e
CNC. A norma permite a transferência de dados
abertos entre sistemas proprietários de gerenciamento de ferramentas, CAx e CNC. n
metalworking world 29
texto: Henrik ek, geoff mortimore
foto: martin adolfsson
tamanho
família
Milwaukee, Wisconsin, EUA. Parece um cruzamento entre um
tanque, um trator e um guindaste. Trata-se de uma enorme escavadeira
elétrica para mineração, cuja demanda mais do que dobrou em dois anos.
Com isso, seu tamanho se tornou um problema para o fabricante Bucyrus.
nnn Assim como acontece com a heroína de Alice
no País das Maravilhas, de Lewis Carroll, que fica
pequenina depois de beber o líquido de uma garrafa,
ficamos com a sensação de termos encolhido quando
nos aproximamos de uma escavadeira elétrica para
mineração na fábrica principal da Bucyrus, situada
ao sul de Milwaukee, Wisconsin, nos EUA.
Para termos uma ideia em perspectiva, a unidade
montada pesa quase 1.400 toneladas – o equivalente
a cinco aviões de dois andares Airbus 380. A caçamba
atinge uma altura de 18 metros quando esticada. Tem
a altura de um prédio de sete andares e uma capacidade
de carga de 120 toneladas, igual à de dois caminhões
com carreta e carga completa.
E neste caso, tamanho é documento. Desde a sua
fundação em 1880, em Ohio, a Bucyrus é uma empresa
de grande escala em todos os sentidos. Quase todas as
peças dos diferentes equipamentos de mineração da
empresa, como eixos, engrenagens, roldanas, polias
e componentes da estrutura, são produzidas na fábrica
principal.
Uma volta pelas instalações do complexo revela um
conjunto de peças gigantes de aço, nem sempre fáceis
de identificar para olhos leigos. Uma das maiores é um
suporte giratório, uma gigantesca roda dentada que
repousa horizontalmente debaixo do corpo da escavadeira e permite girar a unidade. “É a nossa maior peça e
uma das três principais que precisávamos produzir com
mais eficiência”, explica John Matysiak, engenheiro de
produção da Bucyrus.
Quando se trata da escavadeira elétrica para mineração da empresa, as escalas são realmente grandio­sas.
Uma única peça de um equipamento desses pode medir
até 5,5 metros de diâmetro.
30 metalworking world
John Matysiak,
engenheiro de produção
da Bucyrus.
A escavadeira elétrica para mineração é alimentada
por um motor elétrico, uma das poucas peças que não são
fabricadas na própria empresa. Ela funciona tanto em minas
a céu aberto de ouro e cobre no calor australiano como em
operações de areia betuminosa no frio do norte do Canadá.
Mas a escala gigantesca das máquinas pode representar
um desafio em termos de mobilidade.
“Algumas dessas peças pesam cerca de 110 toneladas.
Isso significa que não podemos enviar unidades inteiras
montadas para o cliente. Montamos algumas partes aqui,
mas às vezes as minas estão em locais muito remotos.
Temos que enviar tudo por partes”, salienta Matysiak.
Só para fabricar as três peças maiores, foram necessárias
várias etapas em diferentes locais ao redor do complexo.
“Tivemos que movimentar as peças muitas vezes ao
usiná-las. Fizemos o torneamento em um lugar e depois
usamos um guindaste para colocar a peça em um vagão de
transporte interno para levá-la para outro local para usinar as
engrenagens. Às vezes, uma peça viajava vários quilômetros
antes de [ser] concluída”, conta Matysiak.
Esse problema logístico foi identificado por um estudo
que apontava uma restrição da capacidade futura. Em 2005,
a Bucyrus anunciou a primeira fase de uma expansão
multimilionária da fábrica de South Milwaukee. A empresa
acreditava que a demanda por escavadeiras elétricas para
mineração aumentaria significativamente nos anos
seguintes, devido ao aumento da demanda global por
carvão, cobre, minério de ferro, areias betuminosas e
outras commodities.
“Antes, produzíamos de 8 a 10 unidades por ano. Nos
disseram que, depois de dois anos, esse número subiria
para 24”, relembra Matysiak. A capacidade atual de
escavadeiras elétricas para mineração está um pouco
acima de 30 unidades.
Sobre a Bucyrus
Fundação: 1880, em Bucyrus, Ohio, EUA
Propriedade: Fundiu-se com a Caterpillar
em 2010
Linha de atuação: Fabricante de
equipamentos para mineração subterrânea
e de superfície
Principais produtos: Draglines,
escavadeiras elétricas para mineração,
perfuratrizes de superfície
Número de funcionários: 10 mil
FATURAMENTO (2009): 2,65 bilhões de
dólares
Cada peça pode ter
5,5 metros de diâmetro
e pesar mais de
100 toneladas.
metalworking world 9
visão técnica
Grandes negócios
Com a demanda crescendo rapidamente, a Bucyrus só tinha
uma opção: obter um centro de usinagem novo e eficiente.
Os objetivos eram claros. Um estudo havia
indicado que o ponto mais fraco da Bucyrus estava
na grande fábrica de torneamento. A empresa
precisava de um novo centro de usinagem, mas
queria conseguir também:
• Um processo de usinagem mais rentável;
• Uma máquina que ajudasse a reduzir a
movimentação e o transporte de peças grandes;
• Uma máquina que coubesse na grande fábrica
de torneamento.
“Poucos fabricantes podiam atender aquelas
exigências”, ressalta John Matysiak, engenheiro
de produção da Bucyrus.
A Pietro Carnaghi, fabricante de máquinasferramenta da Itália, era um deles. Ao mesmo
tempo, a Bucyrus precisava escolher a solução de
ferramental mais eficiente, e a Sandvik Coromant
esteve presente desde o início para ajudá-la
nesse processo.
“Não tínhamos trabalhado com a Sandvik
Coromant antes, mas sabíamos que eram
competentes em
torneamento”, comenta
Matysiak.
O pedido feito à Pietro
Carnaghi incluía soluções
turnkey para as três
peças principais: o
suporte giratório, que
permite que o corpo da
escavadeira gire; o
Lyle Schmaus,
tambor
do guindaste, que
engenheiro de vendas
da Sandvik Coromant. iça o cabo para a
escavadeira; e a
engrenagem do
guindaste, que gira o tambor.
A máquina seria equipada com unidades de
fixação Coromant Capto C8 da Sandvik Coromant
para todos os blocos de ferramentas OD e ID.
A Sandvik Coromant Itália preparou os layouts do
processo, cronogramas e listas de ferramentas. A
Bucyrus recebeu essas informações da Pietro
Carnaghi e entrou em contato com a Sandvik
32 metalworking world
Coromant EUA. Para ajudar na escolha de ferramentas e processos, a Sandvik Coromant EUA
atuou como mediador entre a Pietro Carnaghi, a
Sandvik Coromant Itália e a Bucyrus. O grupo de
Pontiac (Michigan) da Sandvik Coromant EUA
também esteve presente.
A lista final de ferramentas necessárias, que
incluía unidades de fixação Coromant Capto C8,
brocas CoroDrill 880, ferramentas para mandrilamento Duobore e CoroBore e uma variedade de
fresas, foi aprovada pelo cliente e pela Pietro
Carnaghi. Quando a máquina foi enviada, a
Sandvik Coromant EUA deu suporte diário para a
Pietro Carnaghi e a Bucyrus, fornecendo todas as
peças necessárias para try-out. Foi preciso fazer
inúmeras alterações em “tempo real” no tipo de
ferramenta, na classe da pastilha, na geometria e
nos processos, para conseguir cumprir o
cronograma de try-out bem exigente.
“O pessoal da Pietro Carnaghi só tinha visto
desenhos bidimensionais das peças. Às vezes
é necessário ver uma peça na vida real para
entender bem como criá-la”, diz Lyle Schmaus,
engenheiro de vendas da Sandvik Coromant.
“O Lyle e a Sandvik Coromant estiveram
conosco desde o início e nos deram suporte
em tempo real nos estágios iniciais. O Lyle
passou umas cinco semanas aqui”, conta
Matysiak.
A máquina da Pietro Carnaghi foi instalada
em 2009 e estava em pleno funcionamento
em meados de 2010.
“Está até trabalhando acima da capacidade.
Ela funciona tão bem que todos os engenheiros
começaram a colocar tudo nela, não só as três
peças iniciais”, explica o programador Neil
Cramer. Os números indicam que a Bucyrus fez
todas as escolhas certas.
Matysiak comenta: “A nossa meta era
reduzir os custos em 25%. Em média, estamos
em 44%, o que é muito animador. Em transporte,
conseguimos 66% e no tempo de processo, 19%.
Isso equivale a muitos, muitos dias.” n
O operador Jason J. Reynolds,
da Bucyrus, prepara um suporte
giratório para a próxima etapa
do processo de usinagem.
metalworking world 33
A máquina da Pietro
Carnaghi, com mesa de
cinco metros, é capaz de
tornear, furar, mandrilar,
rosquear e fresar em um
único set-up.
EM RESUMO
O desafio:
Os rolos do suporte
giratório ajudam a girar
a escavadeira elétrica
Atender a crescente demanda por
escavadeiras elétricas para mineração, eliminando as restrições de
capacidade para três peças
importantes.
“Antes, produzíamos de 8 a 10 unidades por
ano. Nos disseram que, depois de dois anos,
esse número subiria para 24.”
John Matysiak, engenheiro de produção da Bucyrus.
A Bucyrus também fabrica perfuratrizes
de superfície, que servem para fazer furos e
plantar explosivos em tipos mais duros de
rochas. Às vezes, também recebe encomendas
de draglines, que são escavadeiras enormes,
parecidas com um guindaste. Com o aumento
dos pedidos, ficou claro que o processo atual
não era rápido o suficiente para atender
a demanda.
A empresa analisou atentamente as
limitações de capacidade para três peças
importantes – o suporte giratório, o tambor do
guindaste e a engrenagem do tambor do
guindaste – todas elas muito grandes e
fabricadas em um mesmo processo demorado,
que exigia que fossem enviadas para vários
departamentos para serem concluídas.
A Bucyrus encontrou o que estava
34 metalworking world
pro­cu­rando em um VTC de 200 HP do
fabricante italiano Pietro Carnaghi, com mesa
de cinco metros, coluna dupla e ferramentas
acionadas, capaz de tornear, furar, mandrilar,
rosquear e fresar em um único set-up. Isso
reduziu imediatamente o número de set-ups
de todas as peças, economizando muito tempo
e dinheiro.
A Sandvik Coromant foi escolhida para
encontrar a solução de ferramental mais
eficiente para a máquina, envolvendo as
organizações da Sandvik Coromant na Itália
e nos EUA (veja quadro).
Além disso, a Bucyrus também reduziu o
tempo de ciclo, afirma Matysiak. A redução
do tempo de espera e dos custos de transporte
gerou mais economia e uma melhoria da
qualidade das peças.
A solução:
A Sandvik Coromant encontrou a
solução mais eficiente de ferramental
para a máquina, capaz de realizar
torneamento, fresamento, furação,
mandrilamento e rosqueamento
nessas peças. Isso foi feito em um
VTC de 200 HP da Pietro Carnaghi,
com mesa de cinco metros, coluna
dupla e ferramentas acionadas.
O resultado:
A nova máquina reduziu o número
de set-ups para todas as peças,
gerando uma economia considerável
e uma redução de 19% no tempo de
ciclo, o equivalente a vários dias. n
Para a Sandvik Coromant, além de ser a
primeira vez que participa de um projeto de
start-up com a Bucyrus, o projeto foi um êxito
para sua campanha “Certo desde o início” em
âmbito internacional, envolvendo diferentes
profissionais da Sandvik Coromant em dois
países. n
tecnologIA
texto: turkka kulmala
Desafio: O que fazer quando as
pastilhas de metal duro não dão
conta da usinagem de HRSA?
Solução: Utilizar classes de
pastilhas de cerâmica, que oferecem
uma excelente alternativa quando
corretamente aplicadas.
Cerâmicas gostam de calor
Cerâmicas com whisker e Sialon são
alternativas viáveis para torneamento
e fresamento de superligas resistentes ao
calor (HRSA). Um subgrupo são as ligas
de Inconel, normalmente utilizadas em
aplicações de alta temperatura para motores
de aeronaves e geração de energia. Outra
aplicação cada vez mais utilizada são os
materiais duros soldados, na indústria de
gás e petróleo.
Dentre as vantagens das cerâmicas estão
sua resistência térmica e sua baixa reatividade
aos materiais das peças; a desvantagem é sua
menor tenacidade em comparação com os
metais duros. Isto exige um processo rígido,
com o mínimo de vibrações. Os balanços das
ferramentas devem ser curtos, as entradas
e saídas devem ser suaves e, no fresamento,
deve-se evitar os canais em cheio.
As operações de torneamento e fresamento
com cerâmicas apresentam algumas
diferenças importantes. No torneamento,
as velocidades de corte chegam a cerca de
300 m/min no máximo, enquanto as fresas
podem atingir até 1.000 m/min. O torneamento com cerâmica exige um fluxo
abundante e ininterrupto de refrigeração,
enquanto o fresamento não tolera refrigeração, para evitar as tensões térmicas.
Pastilhas redondas são o ideal tanto para
torneamento como fresamento, e recomenda-se utilizar pequenas profundidades de
corte.
A principal diretriz para o fresamento
com cerâmica é utilizar faixas de avanço
relativamente baixas (0,05-0,08 mm/dente)
em comparação com os metais duros, a fim
de conseguir velocidades de corte muito
altas. O calor em torno da zona de corte
melhora a ação de corte e promove uma
eliminação eficiente dos cavacos, que são
pequenos e extremamente quentes. n
pastilhas de cerâmica
resistentes
As classes de Sialon CC6060 e CC6065 e
a cerâmica com whisker CC670 da Sandvik
Coromant complementam um programa de
pastilhas de cerâmica resistentes tanto para
torneamento como fresamento.
Leia mais em www.coromant.sandvik.com
estudo de caso: peça de Inconel
Ferramenta:
Concorrente,
Sandvik Coromant
S-R120R-051C6-12X4 fresa alto avanço
Pastilha:
Sandvik Coromant
RNGN 12 07 00-E
Concorrente,
metal duro
Velocidade de
corte, vc (m/min):
800
38
Avanço por dente
fz (mm):
0,13
0,71
Avanço da mesa,
vf (mm/min):
2000
600
Profundidade de
corte, ap (mm):
1,5
0,7
resumo
Resultados:
Economia de 42 horas anuais no tempo de corte e aumento
de produtividade de 469%.
A alta temperatura
auxilia na eliminação dos
cavacos incandescentes.
Graças à capacidade de operarem com
altíssimas velocidades utilizando métodos
otimizados, as ferramentas de cerâmica
podem oferecer taxas de remoção de metal
substancialmente maiores em aplicações
exigentes em materiais HRSA. n
metalworking world 35
PANORAMA
Quebra de recorde
no Polo Sul
soluções. Uma expedição liderada pela Grã-Bretanha completou a primeira travessia de ida e volta da
Antártida com veículos. Andrew Regan liderou a equipe
de 11 pessoas, que realizou uma viagem de 20 dias a
partir do glaciar União, no final de novembro. Eles
utilizaram diversos equipamentos futuristas, dentre
eles um veículo de gelo com inspiração biológica, para
um só tripulante. Ao chegar ao Polo Sul geográfico,
fizeram meia-volta e retornaram ao glaciar, percorrendo
os mesmos 4.000 quilômetros, até chegar de volta em
17 de dezembro. n
EXPEDIÇÃO TRANSANTÁRTICA MOON REGAN
Deutsche Messe
42.287
megawatts foi a produção total de energia eólica
na China em 2010, o que a coloca na 1.ª posição
no mundo, à frente dos EUA (40.180 MW).
Você
sabia?
Fonte: Global Wind Energy Council
A usinagem de materiais compósitos
é exigente e complexa. Ao mesmo tempo,
é uma área com enorme potencial. Em um
novo blog, www.compositemachining.org,
você pode compartilhar experiências
e soluções.
Strong focus at EMO
appleuzr
Participe das
discussões!
emo. A EMO de Hannover é a maior feira
do setor de usinagem. Este ano, a Sandvik
Coromant vai apresentar as mais recentes
soluções para fresamento de engrenagens e
usinagem de peças duras. n
... que a turbina
eólica de
Laasow, em
Brandenburgo,
Alemanha, é
a mais alta do
mundo, com
160 metros
de altura?
Com o pé na estrada
feiras 2011
exposição. A 12 ª
Feira Internacional de
Máquinas-Ferramenta da
China (CIMT), em Pequim,
foi uma oportunidade ideal
para a Sandvik Coromant
demonstrar suas mais
recentes tecnologias e
serviços. O Smart Hub
deste ano foi o maior
estande da história da
empresa na China. Montado
como uma cidade chinesa,
misturou a arquitetura
tradicional com torres
modernas. Com destaque
Maio
Set
Out
metalloobrabotka
emo
23–27 maio
Moscou, Rússia
19–24 setembro
Hannover, Alemanha
toolex 2011
Jun
sUBCONTRACTING
TRADE FAIR
Canadian Manufacturing
13–15 setembro
Tampere, Finlândia
17–20 outubro
Toronto, Canadá
36 metalworking world
para o fresamento de
engrenagens, o setor
aeroespacial e a geração
de energia nas três torres
principais, o estande incluiu
aplicações como usinagem
de peças duras e setor
automotivo em diferentes
áreas. Além de expor produtos, o estande enfocou
serviços tais como o CTLS
(Serviço de Biblioteca de
Ferramentas Coromant) e
soluções de treinamento da
Sandvik Coromant
Academy. n
itm polska
14–17 junho
Poznan, Polônia
paris air show
20–26 junho
Paris, França
Intl technical fair
26 setembro – 1 outubro
Plovdiv, Bulgária
ilustraÇÕES: Hypergon, danleap
5–7 outubro
Sosnowiec, Polônia
technology show
Foto: James King-Holmes
ilustraÇÕES: Richard Baird , Gypsy Bytes, bubaone
Nobel super-herói
Pouco ortodoxo. Raramente os vencedores do Prêmio
Nobel também são conhecidos por suas ligações com o
Homem-Aranha e a levitação de sapos. Mas Andre Geim,
ganhador do prêmio de física de 2010, às vezes não é nada
convencional em seus interesses de pesquisa.
grafeno
Andre Geim ganhou o Prêmio Nobel
pelo desenvolvimento do grafeno, o
material mais fino do mundo, e um dos
mais duros e resistentes. O material
tem muitas aplicações possíveis e é
considerado uma alternativa mais
vantajosa do que o silício. Pode ser
utilizado em compósitos para carros e
aviões e também como um componente
eletrônico em computadores, painéis
solares e tablets.
sapos
Conhecido por seus interesses de
pesquisa nada ortodoxos, em 2000,
Geim compartilhou um prêmio
alternativo, o Ig Nobel de Física,
pela levitação magnética de um
sapo.
fita gecko
Geim ajudou a desenvolver uma
fita super-resistente, batizada de
“Gecko” (lagartixa). A esperança
é que um dia ela permita que os
seres humanos escalem paredes
como o Homem-Aranha.
A fita Gecko de Geim
poderia criar concorrência
para o Homem-Aranha.
Cortesia Columbia Pictures
metalworking world 37
a solução
texto: GEOFF MORTIMORE ilustração: kjell thorsson
USINAGEM DE
CANAIS — UM DESAFIO
A crescente demanda por uma eletricidade mais limpa e eficiente cria a
necessidade de novas turbinas a gás e vapor com peças fabricadas
com materiais de alta-liga e difíceis de usinar. Produzir uma turbina a vapor
requer centenas de ferramentas diferentes, e uma das operações mais
comuns e desafiadoras é a usinagem de canais. Conheça algumas das
ferramentas utilizadas.
Meses de
trabalho duro
Além dos desafios de tempo e precisão,
o próprio tamanho das peças (carcaça,
discos e eixo) é um fator complicador no
processo de fabricação de turbinas a vapor
gigantes. Só para o eixo, por exemplo,
podem ser necessários vários meses
de trabalho duro para usinar e remover
20 toneladas de material, gerando um
produto final de 70 toneladas, com
10 metros de comprimento e 2 metros
de diâmetro.
A usinagem de canais representa uma
grande parcela do processo de usinagem
na fabricação de turbinas a vapor. Otimizar
essa operação pode poupar várias semanas na operação de usinagem como um
todo. n
38 metalworking world
Classe CC6060
CONTORNANDO O CALOR
As cerâmicas estão cada vez mais presentes como
material das ferramentas para usinagem de peças
feitas em ligas resistentes ao calor; por exemplo,
discos de turbinas a gás. A classe CC6060 é a
primeira opção e pode ser usada com dados de corte
de 5 a 6 vezes maiores que os dados de corte usados
com as ferramentas de metal duro tradicionais.
Quer saber mais? Visite www.sandvik.coromant.com/power
Lâminas antivibratórias
SEM VIBRAÇÕES
Ao realizar a operação de acabamento final no eixo,
na carcaça ou nos discos de uma turbina a vapor,
é fundamental que não ocorram vibrações; caso
contrário, meses de trabalho podem ser perdidos.
Foi por isso que a Sandvik Coromant desenvolveu
um mecanismo antivibratório patenteado para
operações de canais, sensíveis a vibrações.
Discos
Eixo
CoroTurn SL e HP
Carcaça
solução personalizada
CoroCut
CONFIÁVEL
A nova geometria com quebra-cavacos – GM,
disponível para pastilhas tamanho R com larguras
de 15 milímetros, proporciona um controle perfeito
dos cavacos. Ela permite usinar canais largos
e profundos com um único avanço, sem recuos
e paradas demorados, melhorando a produtividade
e a segurança do processo na usinagem de canais no
enorme eixo da turbina (10 metros de comprimento).
Muitos tipos de canais no eixo de uma turbina
costumam exigir ferramentas especiais para canais.
Graças ao sistema de ferramentas modular CoroTurn
SL, é possível montar uma ferramenta composta de
unidades de corte standard. As unidades de corte SL
podem ser solicitadas com tecnologia de refrigeração HP (alta pressão). Monte o seu próprio sistema
personalizado em www.tool-builder.com.
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Print n:o C-5000:550 POR/01
© AB Sandvik Coromant 2011:2
Dentes como estes
precisam de um tipo
diferente de dentista.
Um que entenda a importância do desempenho com
qualidade e precisão constantes.
Um que possa proporcionar produtividade e eficiência de
custo e que trabalhe junto com você para otimizar soluções
de ferramentas.
Um que enfoque não apenas o produto mas também os
serviços de pós-vendas, com verificações freqüentes, apoio
e discussões para o desenvolvimento.
Um que vista uma capa amarela.
Se o seu negócio for fresamento de engrenagens, ligue hoje
mesmo para nós.
www.sandvik.coromant.com