Dando continuidade ao artigo Viabilização Econômica no Forjamento com o Auxílio de Simulação, apresentamos aqui a terceira e última parte. As duas anteriores podem ser encontradas na Banca Digital do Portal Aquecimento Industrial, no endereço www.aquecimentoindustrial. com.br/banca-digital/revista-forge.
Nova Rota de Processo do “Garfo”
A partir de um modelo de simulação computacional validado e, portanto, confiável, desenvolveu-se um novo projeto de processo de fabricação da peça “Garfo”. A metodologia utilizada no desenvolvimento do processo foi baseada no fluxograma apresentado na Fig. 10. Após uma série de iterações de simulações para várias pré-formas idealizadas, conseguiu-se desenvolver uma rota de fabricação conforme os resultados mostrados na Fig. 13 a Fig. 16. Resumidamente, o tarugo inicial foi substituído por outro com menor diâmetro e maior comprimento. Posteriormente, o tarugo a quente foi conformado na direção radial em 3 estágios sequenciais (Fig. 13 a Fig. 15), sendo submetido a um quarto estágio de dobramento (Fig. 16).
Finalmente, a pré-forma proposta foi satisfatoriamente forjada por martelamento (simulação), conforme mostrado na Fig. 17. Não foram observados defeitos de forjamento durante a simulação, como “dobras”, e principalmente, houve uma redução significativa no número de golpes de forjamento passando de 13 golpes para 2 golpes. Além disso, a ausência de uma região central no produto forjado (Fig. 9a) eliminou a etapa de usinagem da mesma, a qual levava em média 30 minutos para ser realizada. Soma-se tudo isso à significativa redução no tamanho do tarugo inicial, passando de aproximadamente 38,5 para em torno de 30 Kg, reduzindo o custo de matéria-prima, o tempo de usinagem de acabamento e a quantidade de material sucateado.
Frente às novas cargas necessárias para o novo processo e aos recursos da forjaria, observou-se a possibilidade de se substituir o martelamento pela prensagem. Entretanto, para fins de comparação econômica simplificada neste artigo, manteve-se a opção pelo processo de martelamento.
Viabilização Econômica
Baseado em todos os ganhos descritos no Item 3.2, obteve-se uma redução de 33% no custo de fabricação da peça “Garfo”. No cálculo, considerou-se apenas as operações com reduções de custo mais expressivas, sendo essas os casos da “obtenção da matéria-prima”, do “forjamento” e da “usinagem da região central”. A Tabela 6 mostra, comparativamente, os principais custos relativos de fabricação para os processos “anterior” e “novo”.
Como panorama geral de todo desenvolvimento do processo, a Tabela 7 mostra a evolução das peças forjadas a partir das 3 tentativas realizadas, descritas no Item 3.2. Observa-se que a Tentativa 3, dotada de uma abordagem via simulação, propiciou uma viabilização econômica da peça “Garfo”.
Foi possível, portanto, compreender a importância do uso de ferramentas de simulação computacional com foco nos resultados econômicos da indústria do forjamento. Assim, ficou estabelecida uma nova metodologia de formação de preço e conclusão de vendas para peças conformadas por forjamento. Essa nova metodologia considera, principalmente, a etapa de “simulação do processo previsto” para uma determinada peça solicitada pelo cliente. Essa etapa visa validar o processo previsto, com fins na maior assertividade na formação de preço do produto. Exemplificando, a quantidade de golpes de forjamento em um processo por martelamento possui influência direta no custo do processo como um todo. A Fig. 18 mostra um fluxograma idealizado para a formação de preços de peças forjadas.
Considerações Finais
Por meio de um procedimento metódico foi possível viabilizar, tecnicamente, a fabricação de um componente pelo processo de forjamento. Compreendeu-se, ainda, que a validação do modelo computacional é de fundamental importância para o sucesso na previsão da viabilidade técnica em se obter a forma forjada. Portanto, somente a partir de um modelo confiável, utilizado na análise de propostas de fabricação consistentes, é possível determinar e/ou proporcionar a viabilidade econômica de um determinado produto.
Abordou-se um estudo de caso, a peça “Garfo”, para demonstração real de uma solução econômica via tratativas técnicas com o uso de tecnologias computacionais relativamente recentes. Assim, um cenário com resultado negativo pôde ser revertido para uma obtenção de lucro. Com isso, um eventual aumento no número de pedidos para fabricação não mais compromete a saúde financeira da empresa, contribuindo, inclusive, positivamente para o desenvolvimento da relação com o cliente.
Entretanto, no Brasil a indústria do forjamento ainda não percebeu claramente os ganhos com investimentos em tecnologias computacionais. Ao contrário da indústria da estampagem, a maior parte das forjarias negligencia essas metodologias. Isso pode ocorrer em parte por desconhecimento dessas ferramentas, mas também em parte por experiências mal sucedidas com o uso de simulação.
Em razão desse último caso, vale ressaltar que a prática da simulação em empresas de forjamento não pode ser restrita a aquisição de um software comercial somente. É necessário embasamento teórico consistente por parte dos engenheiros operadores do software. Do contrário, o software pode ser subutilizado e a simulação computacional erroneamente classificada com descrédito pela forjaria.
Agradecimentos
A empresa SIXPRO Virtual&Practical Process gostaria de agradecer às empresas parceiras, incluindo a Mettalforma e a SFTC.
Referências
- Duarte, A. S. e Viana, R. A. M. Implementação da Simulação. Outubro: Revista Industrial Heating, pp.38-39, 2013;
- Duarte, A. S. Reindustrializar… Outubro: Revista Industrial Heating, pp.38-39, 2013;
- Duarte, A. S., Aguilar, M. T. P., Campos, H. B., Pertence, A. E. de M. e Cetlin, P. R. Aspectos de Influência na Simulção Computacional da Conformação Mecânica baseada no Método dos Elementos Finitos. 36⁰ Senafor, 17p., 2016;
- Duarte, A. S., Aguilar, M. T. P., Pereira, P. H. R. e Cetlin, P. R. Utilização de Dados sobre Materiais em Simulações Computacionais de Conformação Mecânica. 35⁰ Senafor, 15p., 2015;
- Guo, Z., Truner, R., Duarte, A. S., Sauders, N., Schroeder, F., Cetlin, P. R. e Schillé, J-P. Introduction of Materials Modelling into Processing Simulation. Materials Science Forum, V.762, pp.266-276, 2013;
- Lobenwein, R. R. Derrubando Barreiras no TT. Outubro: Revista Industrial Heating, pp.35-36, 2016;
- Stemler, P. M. A., Silveira, F. D., Duarte, A. S. e Cetlin, P. R. Investigação da Influência do Material na Precisão Geométrica de Engrenagens Forjadas a Frio. 35⁰ Senafor, 9p., 2015.
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