Optar pela estratégia digital, optar pela broca correta

Segundo um relatório recente, até à data, menos de 30% dos fabricantes integrou as tecnologias da 'indústria 4.0' nos seus processos. Mas, esta relutância em relação à digitalização por parte dos fabricantes deverá mudar, se querem sobreviver a este futuro incerto. Neste artigo explicamos como a combinação de software avançado com as máquinas-ferramenta corretas pode ajudar os fabricantes a digitalizar a rentabilidade, ao seu próprio ritmo.

O Relatório sobre a Indústria 4.0 e a adoção do fabrico inteligente, da IoT Analytics, sugere que a integração das tecnologias da Indústria 4.0 continua a ser baixa entre os fabricantes. Dado que as vantagens da Indústria 4.0 são já do conhecimento popular, como é que não há mais fabricantes a digitalizar os seus processos?

Uma das crenças é que aplicar a Indústria 4.0 a regulações de produção existentes é caro, quando, realmente, não é. Outro motivo da lenta adoção é que os fabricantes não vêm motivo pelo qual atualizar os seus processos e regulações de ferramentas existentes. Se não se verificam problemas, porquê mudar? É possível que os fabricantes deste grupo não vejam claramente como introduzir a Indústria 4.0 nos seus métodos de trabalho estabelecidos.

A verdade é que as tecnologias automatizadas da Indústria 4.0 podem ter um grande impacto nos resultados finais de qualquer fabricante. Por exemplo, a Sandvik Coromant descobriu que um aumento de 20% na utilização da máquina pode oferecer uma margem bruta de lucros superior a 10% e os sistemas automatizados podem aumentar drasticamente o tempo produtivo da máquina.

O equipamento automatizado também pode contribuir para a crescente tendência de maquinar com supervisão pessoal limitada ou inexistente, em especial, no meio de uma pandemia. Tal como refletido num relatório recente da PricewaterhouseCoopers (PwC), “COVID-19: What it means for industrial manufacturers” (“COVID-19: o que representa para o fabrico industrial”), “para as empresas vulneráveis ao surto viral nas suas fileiras, este é um momento crítico para explorar a implementação proativa de tecnologias de automatização”.

As atuais tecnologias da Indústria 4.0, como os sensores e a aprendizagem automática, também podem ajudar a minimizar o número de interrupções da produção. Uma vez mais, aumentando assim os lucros. Isto inclui as paragens necessárias para substituir as ferramentas, como por exemplo, brocas gastas.

Anteriormente, os operários tinham de se basear na supervisão manual para detetar o desgaste das máquinas-ferramenta. O relatório da PwC aponta para a Internet industrial das coisas (IIoT, na sigla em inglês) como alternativa. Um exemplo disso é a recente plataforma CoroPlus Machining Insights da Sandvik Coromant, uma extensão do software de conetividade CoroPlus da empresa.

Ao usar o Machining Insights, as máquinas de CNC podem ligar-se através da Ethernet e transmitir informação num volume superior ao habitual. Isto inclui dados de fabrico para melhorar a eficiência da oficina e a eficiência geral dos equipamentos (OEE, na sigla em inglês). E isto não se limita à nova maquinaria.

A maioria das máquinas pode ligar-se à rede e, para as que não podem, já existem adaptadores que permitem torná-las compatíveis com estas tecnologias. Por outras palavras, a Indústria 4.0 pode ser facilmente integrada, inclusivamente no hardware mais tradicional.

O software Machining Insights foi concebido para disponibilizar aos fabricantes maior visibilidade nos processos de maquinagem e proporcionar informação complementar para identificar e eliminar os tempos mortos e ineficazes. Isto também inclui os períodos de produção total ou parcialmente automatizados.

Temos de admitir que uma das principais ameaças para a produção é a vida útil imprevisível. Para que uma ferramenta seja totalmente compatível com a produção automatizada, limitar o desgaste contínuo controlável e eliminar o desgaste descontínuo incontrolável é a chave do sucesso.

O objetivo dos especialistas da Sandvik Coromant era precisamente este quando desenvolveram a broca CoroDrill 860 com a geometria -GM otimizada, uma broca de metal duro integral com um novo design para uma ampla gama de materiais e aplicações possíveis em todos os setores industriais.

Para os especialistas da Sandvik Coromant, a chave de uma ferramenta mais duradoura não reside unicamente no tempo de utilização da ferramenta, mas também no design da própria broca.

A broca CoroDrill 860-GM apresenta um design de canal polido e inovador. Este design pioneiro melhora a evacuação da apara e proporciona orifícios de maior qualidade, além de ajudar a reduzir o calor acumulado e as forças de corte durante a perfuração. Outros fatores cruciais do design da broca incluem chanfros nos vértices e o núcleo reforçado, a preparação do fio para eliminar microdefeitos de maquinagem e uma margem dupla para aumentar a estabilidade da perfuração. A ponta da broca também foi concebida com ângulos de incidência polidos e uma qualidade superficial otimizada.

A broca CoroDrill 860-GM é adequada para todas as aplicações nas quais a qualidade do orifício é crítica. Isto inclui a indústria aeroespacial, de engenharia em geral, de petróleo e gás, nuclear e de energias renováveis. A sua fiabilidade melhorada também foi testada na produção de peças automóveis, que inclui a perfuração de blocos de motor, carcaças, flanges e coletores.

À medida que a automatização do fabrico aumenta, o mesmo acontece com o problema da imprevisibilidade da duração da ferramenta. Na Coreia, um fabricante de automóveis sentiu este mesmo problema e colaborou com a Sandvik Coromant para melhorar a vida útil da sua ferramenta.

A aplicação implicava a utilização da broca CoroDrill 860-GM para realizar orifícios de passagem em conetores de transmissões de automóveis. De forma geral, realizava oito orifícios de passagem de 8,2 mm de diâmetro em cada componente, com cerca de 10 mm. A solução anterior produzia 200 componentes, 1600 orifícios no total, com uma velocidade de corte (Vc) de 80 m/min (3102 rpm) e velocidade de avanço (Vf) de 381 mm/min. Em comparação, a broca CoroDrill 860-GM produziu 2300 componentes (18 400 orifícios) com uma Vc de 100 m/min (3878 rpm) e uma Vf de 814 mm/min.

O resultado foi uma vida útil melhorada em 1150 %, e um aumento da produtividade que reduziu o custo geral por peça.

Além da sua vida útil aumentar, estas ferramentas permitem aplicar maiores dados de corte e, portanto, aumentam a taxa de maquinagem. De facto, uma empresa de engenharia, do Ohio, nos E.U.A., conseguiu uma taxa de corte 57% superior ao utilizar a CoroDrill 860-GM, comparativamente à broca da concorrência. A empresa utilizou a ferramenta para perfurar componentes de alojamentos de sensores de aço inoxidável 304: 11 orifícios em cada um, com 6,6 mm de diâmetro.

Se querem aumentar a duração das suas ferramentas, os fabricantes devem investir em tecnologias da Indústria 4.0 como o Machining Insights para controlar o seu desgaste. Dito isto, para começar, devem lembrar-se de investir em boas ferramentas. O CoroPlus Tool Guide, da Sandvik Coromant, simplifica a seleção da ferramenta. Ao aceder à aplicação online através do web browser, e ao introduzir o material da peça e indicar qual a aplicação, os utilizadores podem encontrar a melhor ferramenta rotativa inteiriça e os dados de corte para os seus requisitos.

Para além do Machining Insights, a oferta de maquinagem digital da Sandvik Coromant inclui o CoroPlus Process Control, uma solução de supervisão de processos que inclui quer hardware quer software. A solução monitoriza as máquinas em tempo real e reage automaticamente em conformidade com as regras programadas em vez de simplesmente gerar um alarme. Estas ações incluem desde a paragem da máquina em caso de colisão até à substituição das ferramentas gastas.

Existem inúmeras vantagens em termos de produtividade, rentabilidade e capacidade de manutenção para as oficinas dispostas a ultrapassar a sua relutância em adotar a Indústria 4.0. Graças à utilização adequada destas tecnologias, os fabricantes podem entrar no mundo digital ao seu próprio ritmo, e assim, fazer parte dos 30% de fabricantes, mencionados no relatório da IoT Analytics, preparados para superar qualquer desafio.