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Indústria Metalmecânica – Tendências e Desafios na América Latina
Rafael Esteves – Gerente de contas
Tendências na América Latina
Agenda Indústria Tendências e desafios Novos materiais Saúde e meio ambiente
Indústria Metalmecânica Tem um papel importante na economia Latino Americana Três principais regiões : Brasil, México e Argentina Rica em diversidade de usuários e produtores
• 4 principais setores de produção
Setor* Vendas estimadas* Indústria Operações Brazil Mexico Argentina
Metais de fabricação
>$20 B >$25 B Metais presentes em produtos finais
Forjaria, conformaçãotrefilação, estampagem e usinagem
Máquinas e equipamentos
>$ 36 B >$10 B Máquinas e peças correlatas
Equipamentos de transporte
>$70 B >$60 B >$13 B Peças e veículos para todos os tipos de transporte
Metais primários > $53 B ~17 MM Tons
~6 MM Tons Metais e ligas Fundição, laminação e conformação
*Brazil: IBGE (Brazilian Institute of Geography & Statistics). Pesquisa Industrial Anual 2007 (Empresa). Table 1.1, page 45. Values in USD based on 2006 average dolar rate of 1USD = 2.15 Real *Mexico: MWF 2010 Global Series: Americas Market Analysis and Opportunities, Kline and Co. *Argentina: www.indembarg.org.ar/cn/gbvat_guide.htm
Fluidos para Metalmecânica
Consumo médio de fluido por setor Transportes: 30 a 35% Metais de fabricação e Metais
primários: 25 to 30% Máquinas e Equipamententos: 35 a
45%
Soluble 28%
Consumo estimado de fluídos de usinagem na América Latina por tipo – 118 kt
Consumo estimado na América Latina por categoria – 237 kt
Têmpera 10%
Conformação 30%
Proteção 10%
Usinagem 50%
Solúveis 20 to 25% Semi sintéticos
40 to 45%
Sintéticos 11 to 12%
Integrais 15 to 20%
Outros - 30%
México - 25%
Brasil - 35%
Argentina - 10%
Consumo estimado na América Latina por país - 237 kt
Existem vários fatores direcionando o usuário final da indústria Metalmecânica na América Latina:
Forte impacto sobre o grau de agilidade com o qual os formuladores podem adaptar as formulações para atender aos requerimentos dos clientes: Redução nos custos de produção
• OEMs, usuários finais e formuladores Gerenciamento da complexidade
• Metais a serem trabalhados, equipamentos, inovação na tecnologia de ferramentas, tipo de água dos sites de produção, diferenças dos óleos básicos, etc.
Proteção à saúde dos trabalhadores e do ambiente • Aditivos e fluidos toxicologicamente não agressivos à saúde
humana e ao meio ambiente.
Tendências da Indústria Metalmecânica na América Latina
Necessidade de inovação
Redução de custos - Usuário final Objetivos Baixa frequência de reposição e paradas
para manutenção + Baixos custos de descarte: • Aumento da vida útil dos fluidos
– Performance – Baixa espuma. Boa inibição de corrosão e ferrugem. Estabilidade em águas de diferentes qualidades. Compatibilidade com materiais das ferramentas. Baixa formação de resíduos
– Bioestabilidade – Boa resistência ao crescimento microbiano
• Reduzir, reutilizar e reciclar. Simplificação da cadeia de suprimentos
• Preferência por fornecedores com portfólio abrangente, capaz de atender a maior parte das necessidades de lubrificação de suas plantas.
Objetivos Aumento da produtividade
• Ampla utilização de modernos equipamentos CNC de alta velocidade – Altos níveis de produção e
ambientes produtivos flexíveis – Produção de peças mais complexas
que requerem maior precisão de usinagem
– Necessidade de produtos de alta performance » Utilização de fluidos multi –
propósito de alta performance para maximizar produtividade (Ex. Semi-sintéticos e alguns sintéticos)
Redução de custos - Usuário final
Fabricantes de Máquinas Ferramenta – Requerimentos
Muitos fabricantes China, Japão, Alemanha, Itália, Coréia
do Sul, Tailândia, Suiça, USA, Áustria, Brasil
Atendem ampla gama de aplicações • Retífica, torneamento, furação, corte, etc.
Desafios Maior número de eixos Maiores velocidades = Menores custos
de produção • Fusos de alta velocidade • Redução do tempo de trajeto para outros
centros de trabalho • Redução da distância de trajeto da
ferramenta – Melhoria no tempo de troca de
ferramenta • Alta pressão dos fluidos (500 a 1000 psi)
Desafios Menor contaminação dos fluidos
• Mudar as operações com guias e barramentos para deslizadores lineares
• Mancais e rolamentos selados Eficiência energética Precisão
• Menor tolerância de variação dimensional nas peças produzidas
Minimização da vibração das máquinas
Máquinas menores – Menores reservatórios de fluidos
Automação para redução de custos • Permite a uma só pessoa o
comando de várias máquinas simultaneamente
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Fabricantes de Máquinas Ferramenta – Requerimentos
Operações de usinagem – Complexidade Velocidade
Retifica Corte Torneamento Mandrilhamento Furação Fresamento Furação profunda Rosqueamento Corte de engranagens Fresamento de engrenagens Brochamento
Operações de fácil usinabilidade =
regimes de mais alta velocidade
Usinabilidade
Difícil
Alta
Baixa
Fácil
Requerimentos dos fluidos
Lubr
ifica
ção
Res
fria
men
to
Forte impacto no custo das operações Vida útil da ferramenta
• Número de peças produzidas x ferramenta (Quanto mais, melhor)
• Longa vida útil reduz custos com reposição e tempos mortos.
Vida útil – Relacionada a aplicação e ao fluido. Resistência ao desgaste e
deformação Quimicamente inertes e estáveis Resistentes a choques térmicos
• Minimizar o risco de fraturas
A Ferramenta
Seleção da ferramenta – Maior Complexidade Aços rápidos Cerâmicos Carbetos cementados Aço carbono Ligas de fundição (Estelite)
Para uso geral Operações de média velocidade Perdem dureza a T ~ 1200 F (650 ºC) Cada incremento de 10 ºC / polegada na superfície da ferramenta reduz sua vida útil em até 5 vezes
Raramente utilizadas Perdem dureza a ~ 400 F (200ºC)
Utilizado em muitas aplicações Carbetos de W, Sn ou Ta Agentes EP contendo Enxofre podem atacar as ligas de cobre presentes no recheio
Utilizadas em torneamentos de alta velocidade Duro porém frágil Impactado por stress térmico e altas cargas
Utilizado em operações de alta velocidade Tempraturas >1200 F (650ºC). Operações contínuas para prevenir aquecimentos e resfriamentos bruscos Duro, frágil e sensível a mudanças bruscas de temperatura
Ref
riger
ação
Requerimentos do fluido
Metalurgia atual: Usinabilidade Ligas de magnésio* Latão* Bronze* Aço carbono doce Ligas de alumínio* Ferro fundido Aços carbono (Baixos e médios) Ligas de Cobre* Bronze de alta tensão* Aços de alto carbono Aços de alta tensão Aço inoxidável Ligas de Titaneo* Ligas de níquel Nimonic (Ligas de Ni/Cr/Co) Inconel (Ligas de Ni/Cr)
*Metais não ferrosos
Difi
culd
ade
Metais mais duros agregam dificuldade às operações
Materiais ao longo do tempo …
Até 1980’s 1980’s 1980’s adiante Atualmente e futuro…
Rodas de aço laminado
Centros de aço prensado
Soldados em conjunto
Fundidas sob pressão
Usinagem bruta para dar forma
Acabamento superficial e tratamento
Rodas moldadas em
fibra de carbono
Centro de aço usinado
Duas peças montadas em
uma
100% Componentes
moldados
Moldes usinados
Grande redução no consumo de
fluidos
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Novos materiais Ind. Automotiva – Aumento de eficiência e redução de emissões Menor uso de aço e ferro fundido Aumento do uso de materiais
poliméricos e cerâmicos Maior uso de materiais leves
• Exóticos: Pt, Zn, Pd, Ga, Cu, Mg, Ti – Maior precisão na usinagem para
alcançar requerimentos cada vez mais rígidos
– Mg - Desafios » Inflamável » Usinado por óleos integrais–
Resfriamento pobre » Solúvel em água– Pode aumentar a
concentração de sais no fluido causando o rompimento da emulsão
Um turbo compressor convencional inclui componentes de aço
temperado, Inconel, latão, Alumínio, Ferro fundido e aço fundido
Aeroespacial – Aumento de eficiência e redução de emissões Maior uso de materiais resistentes ao calor
• Nimonic e Inconel – Ligas para uso em pás de turbinas – Incremento de temperatura do ar de entrada de
1200 ºC para 1500 ºC provendo 6 – 8 % aumento de eficiência
Maior uso de materiais leves e ligas avançadas, para reduzir peso. • Óxidos de Al ou Ti, Nitritos e carbetos
– Difíceis de usinar • Uso de comópositos aumenta o uso de moldes
feitos de materiais com baixa usinabilidade – Polímeros reforçados com fibra de Carbono (CFRP) – Polímeros reforçados com fibra de Quartzo (QFRP) – Polímeros reforçados com fibra de vidro (GFRP)
» Materiais mais leves usados em áreas específicas da aeronave
Novos materiais
Novos materiais – Compósitos Alguns requerem usinagem A maioria é produzida por moldes Fluidos de usinagem - Oportunidades … Maior uso de compósitos = Maior produção de moldes Moldes são feitos com materiais difícies de usinar …
• Requerem usinagem intensa > Necessidade de fluidos especiais e uso de desmoldantes.
O futuro da aviação! Uso de mais de 50% de compósitos!
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Saúde e meio ambiente
Esforços na América Latina ainda são menores que na Europa e USA … Existem algumas exceções
• Regulamentos Federais no Brasil identificam fluidos contendo alto percentual de óleo mineral como cancerígenos – Diminuição de uso de óleos
integrais – Favorecimento para sintéticos e
semi-sintéticos • Alguns estados no Brasil adotam
limites agressivos para descarte de certos compostos químicos – Boro (5 mg/L) Limite máximo para
descarte em efluentes.
Eliminação de materiais cancerígenos Parafinas cloradas de cadeias curtas(~ C11 to C13) e outras sob revisão DEA e amidas de DEA Redução/eliminação de químicos com perfil toxicológico Utilização de fluidos bio resistentes minimizam o uso de biocidas
• Europa – Biocidas devem ser exaustivamente testados Eliminação de fenóis (etoxilados) – Associado a problemas glandulares Química do Boro sob revisão
• Limites de ácido bórico em concentrados – Risco de dano pré – natal.
Questões ambientais Promoção de óleos vegetais como básicos “benignos” ao meio ambiente Químicos com toxicidade ambiental aceitável (Aquática) Limites de presença de ácido bórico em concentrados
• Se presente em águas de irrigação tornam os cítricos amargos
Saúde e meio ambiente: Requerimentos de OEM´s