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

  1. Duarte, A. S. e Viana, R. A. M. Implemen­tação da Simulação. Outubro: Revista Industrial Heating, pp.38-39, 2013;
  2. Duarte, A. S. Reindustrializar… Outubro: Revista Industrial Heating, pp.38-39, 2013;
  3. 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;
  4. 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;
  5. 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;
  6. Lobenwein, R. R. Derrubando Barreiras no TT. Outubro: Revista Industrial Heating, pp.35-36, 2016;
  7. 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.