metodologia de desenvolvimento para produtos … · a todos os mestres que me proporcionaram com...
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FERNANDO LUIZ DE OLIVEIRA
METODOLOGIA DE DESENVOLVIMENTO PARA PRODUTOS ESTAMPADOS
São Paulo (SP)
2010
2
FERNANDO LUIZ DE OLIVEIRA
METODOLOGIA DE DESENVOLVIMENTO PARA PRODUTOS ESTAMPADOS
Trabalho de Conclusão de Curso apresentada à Escola Politécnica da Universidade de São Paulo para obtenção do Título de Mestre Profissional em Engenharia Automotiva. Área de Concentração: Engenharia Automotiva. Orientador: Prof. Dr. Gilmar Ferreira Batalha.
São Paulo (SP) 2010
3
AGRADECIMENTOS
Á Gisele de Paula Oliveira minha esposa e meus pais: Sr. Vicente João de Oliveira e Sra. Leonilde Maciel de Oliveira pelo incentivo, compreensão e apoio durante o curso do Mestrado Profissional em Engenharia Automotiva.
Ao meu orientador: Prof. Dr. Gilmar Ferreira Batalha, pelos ensinamentos e
incentivos durante os trabalhos de pesquisa e desenvolvimento da dissertação. A Metalúrgica Mardel Ltda. que proporcionou que fossem realizados os
trabalhos de pesquisa e divulgação durante o desenvolvimento da dissertação e apoiou o curso do mestrado através do programa de investimento profissional da empresa.
Aos amigos da turma que sempre foram participativos e colaboradores
durante os trabalhos em grupo nas aulas do curso de mestrado. A todos os mestres que me proporcionaram com seus ensinamentos a
possibilidade de realizar o mestrado e contribuíram muito ao meu desenvolvimento profissional e pessoal durante o curso de mestrado.
A secretaria do curso pelo apoio e direcionamento das atividades durante o
curso de mestrado. A Universidade de São Paulo e ao coordenador do curso Prof. Dr. Ronaldo
Salvagni pela oportunidade de realização do curso de mestrado.
4
Se há ou não um outro método de conhecer é um assunto que será discutido mais tarde. Mas o nosso interesse agora é que efetivamente obtemos conhecimento pela demonstração.
(Aristóteles)
5
RESUMO
METODOLOGIA DE DESENVOLVIMENTO PARA PRODUTOS ESTAMP ADOS
No estudo realizado foi elaborada a metodologia de desenvolvimento de
processos de fabricação para produtos estampados em empresa fornecedora para
indústrias automotivas montadoras e sistemistas como objetivo geral. Como objetivo
específico visa-se a redução de custos e prazos envolvidos no desenvolvimento de
processos de produtos estampados. Propõe-se a criação de uma metodologia
determinada das etapas, podendo assim tornar as empresas mais competitivas e
com conhecimento e acesso a tecnologias disponíveis para pronta utilização de
acordo com as suas necessidades.
No desenvolvimento do trabalho foram utilizadas ferramentas atuais de
engenharia aplicadas ao assunto de desenvolvimento de processos de fabricação,
FMEA, DFMA, CAPP, CEP e softwares específicos voltados ao desenvolvimento de
processos de conformação de chapas e projeto de ferramentais. Foi determinado um
procedimento e um fluxograma para a determinação da seqüência das atividades
necessárias para a metodologia.
Na determinação da metodologia foi elaborado um estudo prático de
desenvolvimento de um processo de fabricação em uma empresa de estampagem
de chapas fornecedora a indústrias automotivas e de classe mundial devidamente
atuante em seu mercado. Na empresa foi elaborado um estudo de caso de
desenvolvimento de processo de fabricação de produto estampado desde sua fase
de orçamento ao cliente até o inicio de produção após o desenvolvimento do seu
processo, incluindo-se os ferramentais e dispositivos destinados a sua fabricação e
controle de qualidade.
Palavras - Chave: Desenvolvimento de processos de fabricação. Engenharia
Simultânea. CAE, CAD e CAPP - Engenharia, projeto e planejamento do processo
auxiliado por computador. FMEA – Analise do modo de efeito e falhas. CEP -
Controle estatístico de processo. DFMA - Projeto conforme manufatura e montagem.
6
ABSTRACT
METHODOLOGY OF STAMPING FORMING PRODUCTS DEVELOPMEN T
In the study done was elaborated the methodology of manufacturing process
for stamping products in a company supplier for assembling automotive industries
and big suppliers like main objective. Like specific objective aims the reduction of
costs and the period involved in the stamping products development. The purpose is
the creation of a determined methodology for the stages, becoming the companies
more competitive and with knowledge and access to available technologies for
immediate utilization according to your needs.
In the study development was used current tools of engineering applied to the
manufacturing process development subjective, FMEA, DFMA, CAPP, CEP and
specifics software for the process of sheet metal form and tooling projects. It was
determined a procedure and a flowchart for the sequence determination of the
necessaries activities for the methodology.
In determining the methodology was developed a case study of a
manufacturing process at a supplier of shaped sheet metal parts for automotive and
world-class according to their market. In the company was elaborated a study case of
manufacturing process development of the stamping product since your cost
estimation stage, until the beginning of the production after your process
development, including the tools and process devices for the manufacturing and
quality control.
KEY-WORDS: Manufacturing process development. Simultaneous Engineering.
CAE, CAD and CAPP – Engineering, project and process planning supported by
computer. FMEA – Failure Mode and Effect Analyzes. CEP – Statistic Control of the
process. DFMA – Design for Manufacturing and Assembly.
7
SUMÁRIO
Lista de Figuras 10
Lista de Tabelas 12
1. Introdução 13
1.1 Objetivos 14
1.2 Hipóteses 14
2. Justificativa 15
3. Local de desenvolvimento do Estudo 16
4. Fundamentação Teórica 16
5. Metodologia Científica 18
6. Desenvolvimento do Trabalho 19
6.1 Orçamento e Análise do Produto 19
6.2 Estudo de Consumo de Matéria Prima 23
6.3 Estudo do Processo de Fabricação 28
6.4 Elaboração do Orçamento 32
6.5 Elaboração do Orçamento dos Ferramentais e Dispositivos 32
7. Desenvolvimento do Processo de Fabricação do Produto 33
7.1 Lançamento do Desenvolvimento no Departamento de Engenharia
35
7.2 Início do Processo de Desenvolvimento do Processo de Fabricação do Produto Estampado
37
8. Descrição das Etapas de Desenvolvimento do Processo 39
8.1 Elaboração do Fluxo de Processo de Fabricação 39
8.2 Análise das Características Técnicas da Matéria Prima Especificada
41
8.3 Cálculo do Consumo de Matéria Prima para Fabricação do Produto no Desenvolvimento
44
8.4 Elaboração do Plano de Corte de Matéria Prima 47
8
8.5 Elaboração de Simulação de Estampagem Através de Software 49
8.6 Elaboração do Plano de Método de Fabricação 53
8.7 Definição dos Equipamentos (Prensas) a serem utilizados 60
8.8 Elaboração do FMEA do Processo de Fabricação do Produto 60
8.9 Aprovação das Análises e Estudos 63
8.10 Elaboração dos Projetos dos Ferramentais 64
8.11 Aprovação do Projeto do Ferramental 73
8.12 Elaboração do Projeto dos Dispositivos de Controle de Qualidade do processo
76
8.13 Aprovação do Projeto dos Dispositivos de Controle de Qualidade do Processo
78
8.14 Liberação de construção do Ferramental 80
8.15 Liberação de construção dos Dispositivos de Controle de qualidade do processo.
81
8.16 Construção dos Ferramentais 82
8.17 Construção dos Dispositivos de Controle de Qualidade do Processo
84
8.18 Dimensionamento e Aprovação dos Dispositivos de Controle de qualidade do processo
86
8.19 Testes dos Ferramentais (try-out) e Realização dos Ajustes Finais
88
8.20 Aprovação Dimensional das Amostras Estampadas nos Ferramentais e Checagem funcional nos Dispositivos de Controle de Processo.
89
8.21 Aprovação do Ferramental através de Documento de Checagem específico
91
8.22 Produção de Lote Piloto e Estudo Estatístico para Aprovação Final do Processo de Fabricação
93
8.23 Submissão das Amostras para Aprovação do Cliente 99
8.24 Elaboração de Descritivo do Ferramental a ser entregue ao cliente
101
9
9. Discussões e Análises finais 110
10. Recomendações para trabalhos futuros 114
Referências 115
10
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Fluxograma específico para realização do orçamento de produto estampado
22
Figura 2 – Desenho de produto estampado para análise de consumo de matéria prima.
23
Figura 3 – Resultado proposto de consumo de matéria prima do produto estampado (Tela do Software).
24
Figura 4 – Resultado proposto de consumo de matéria prima do produto estampado (Tela do Software).
25
Figura 5 – Resultado proposto de consumo de matéria prima do produto estampado (Tela do Software) apresentando espelhamento do produto como esquerdo e direito.
26
Figura 6 – Resultado proposto de consumo de matéria prima do produto estampado recortado e dobrado
27
Figura 7 – Resultado proposto de consumo de matéria prima do produto e consumo de matéria prima na tira de chapa do produto recortado.
28
Figura 8 – Exemplo de simulação de repuxo com o uso do software “AUTO FORM” para um produto com processo de conformação por repuxo antes da elaboração do orçamento
31
Figura 9 – Estudo de simulação de estampagem utilizando software “Auto Form” de acordo com as características do material de estampagem escolhido.
43
Figura 10 e 11 – Estudo de consumo de matéria prima com
software “FAST BLANK”. 201/202 45 e 46
Figura 12, 13 e 14 – Estudo de simulação de estampagem utilizando software “Auto Form” de acordo com as características do material de estampagem escolhido.
50, 51 e 52
Figura 15 - Plano de fabricação da ferramenta de repuxar Op. - 10 55
Figura 16 - Plano de fabricação da ferramenta de recortar Op. - 20 56
Figura 17 - Plano de fabricação da ferramenta de flangear e calibrar Op. - 30
57
Figura 18 - Plano de fabricação da ferramenta de furar Op. - 40 58
Figura 19 - Plano de fabricação da ferramenta de flangear, extrudar e furar Op. - 50
59
Figura 20 - Exemplo de estudo de FMEA processo de fabricação 62
Figura 21 - Vista de Planta do projeto da ferramenta de repuxar 65
Figura 22 - Vista de Modelo para usinagem “CNC” da ferramenta de embutir (Superior).
66
Figura 23 - Vista de Modelo para usinagem “CNC” da ferramenta de embutir (Superior).
66
11
Figura 24 - Vista de Planta da ferramenta de recortar. 67
Figura 25 - Vista de Modelo para usinagem “CNC” da ferramenta de recortar (Superior).
67
Figura 26 - Vista de Modelo para usinagem “CNC” da ferramenta de recortar (Inferior).
68
Figura 27 - Vista de Planta da ferramenta de flangear e calibrar. 68
Figura 28 - Vista de Modelo para usinagem “CNC” ferramenta de flangear e calibrar (Superior).
69
Figura 29 - Vista de Modelo para usinagem “CNC” ferramenta de flangear e calibrar (Inferior).
69
Figura 30 - Vista de Planta da Ferramenta de furar. 70
Figura 31 - Vista de Modelo para usinagem “CNC” ferramenta furar (Superior).
70
Figura 32 - Vista de Modelo para usinagem “CNC” ferramenta furar (Inferior).
71
Figura 33 - Vista de Planta da ferramenta de flangear. 71
Figura 34 - Vista de Modelo para usinagem “CNC” da ferramenta de flangear (Superior).
72
Figura 35 - Vista de Modelo para usinagem “CNC” da ferramenta de flangear (Inferior).
72
Figura 36 - Vista de Planta do projeto do dispositivo de controle. 77
Figura 37 - Vista de Planta do Modelo para usinagem “CNC” do dispositivo de controle.
78
Figura 38 - Cronograma de construção do ferramental. 83
Figura 39 - Cronograma de construção do dispositivo de controle. 85
Figura 40 – Relatório dimensional do dispositivo de controle. 87
Figura 41 - Relatório dos dimensionais do produto estampado. 90
Figura 42 – Exemplo de check list de aprovação de ferramental. 92
Figuras 43, 44, 45 e 46 – Exemplo de estudo de capabilidade do processo de fabricação do produto.
95, 96, 97 e 98
Figura 47 – Certificado de submissão de peça de peça de produção
100
Figura 48, 49, 50, 51, 52 e 53 – Relatório de descritivo dos ferramentais a serem entregues ao cliente
102, 103, 104, 105,
106 e 107
Figura 54 e 55 – Relatório de descritivo do dispositivos a serem entregues ao cliente
108 e 109
12
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Formulário para análise de checagem de dados para realização de orçamento de produto estampado
21
Tabela 2 – Formulário de análise de informações de entrada do cliente.
35
Tabela 3 – Formulário de autorização de desenvolvimento 36
Tabela 4 – Formulário de diagrama fluxo do processo de fabricação
40
Tabela 5 – Análise das Características Técnicas da Matéria Prima Especificada em desenho e características do produto especificado pelo cliente em desenhos
42
Tabela 6 – Exemplo de plano de corte de matéria prima 49
Tabela 7 – Formulário de aprovação de análises e estudos 63
Tabela 8 – Documento utilizado: “Check list” de aprovação do Pré-projeto da ferramenta
75
Tabela 9 – Documento: “Check list” de aprovação do Projeto de Dispositivo de controle
79
Tabela 10 – Documento de liberação de construção do ferramental 81
Tabela 11 – Acompanhamento de desenvolvimento de produtos estampados.
110
Tabela 12 – Acompanhamento de desenvolvimento de produtos com a nova metodologia
111
Tabela 13 – Acompanhamento de custos com retrabalho de ferramentais
112
Tabela 14 – Acompanhamento de reclamações formais por atrasos de amostras e reprovações após a submissão ao cliente.
113
13
1 INTRODUÇÃO
Os processos de estampagem são processos onde ocorrem a deformação
controlada de chapas metálicas, após sucessivas operações, por estes processos de
fabricação obtêm-se produtos das mais variadas formas e para diversas aplicações.
Durante o desenvolvimento de processos para fabricação de produtos
estampados e suas respectivas ferramentas (estampos), determinam-se
simultaneamente os equipamentos utilizados na área produtiva da empresa. São
necessárias adequações no momento em que se colocam os ferramentais e
processos em utilização. Estas adequações detectadas são falhas no projeto e
fabricação dos ferramentais e na elaboração dos estudos e desenvolvimento dos
processos de fabricação.
Por estes fatores ocorrem grandes atrasos na entrega de amostras aos
clientes e gastos adicionais de adequação nos processos e ferramentais não
previstos. Ocorrem também falhas de abastecimento e de qualidade nos primeiros
lotes de fabricação, com utilização de retrabalhos em produtos e atrasos de entrega
em alguns casos, devido aos fatores citados anteriormente.
Nos processos atuais de controle e desenvolvimento de produtos verificam-se
sempre os mesmos métodos, sistemas e procedimentos utilizados com sensíveis
diferenças entre as empresas, incluindo-se as empresas automobilísticas
consideradas as mais atualizadas neste tipo de desenvolvimento.
Essa pesquisa pretende contribuir para este tema com desenvolvimento de
novos processos, buscando novas tecnologias para solução destes problemas
atuais e mudança significativa no cenário atual que não está satisfatório. Assim, este
estudo será orientado pela questão central: Qual a metodologia mais adequada
para o processo de desenvolvimento de processos de fabricação para
produtos estampados?
14
1.1 OBJETIVOS
Como objetivo central pretende se criar uma nova metodologia para
desenvolvimento de processo de fabricação de produtos estampados.
Quanto aos objetivos específicos pretende-se:
- Aplicar soluções no processo de desenvolvimento dos processos de
fabricação, com determinação de seqüência e atividades racionalizadas.
- Usar técnicas para gerenciamento das atividades no desenvolvimento,
criando controles de seus processos e minimizando as falhas, retrabalhos e custos
adicionais na fabricação dos produtos com aplicação de FMEA.
- Montar fluxograma de processo de atividades de desenvolvimento para
poder adequar as etapas de forma lógica com o objetivo organizar um padrão para
sua aplicação com uso de CAPP e DFMA.
- Estabelecer e formatar o novo procedimento de realização das atividades
para padronização final do processo de desenvolvimento de produtos estampados.
1.2 HIPÓTESES
- O atraso na entrega das amostras pode ser decorrente de erros no
planejamento das etapas do processo de desenvolvimento de processos de
fabricação de produtos estampados.
- Se o processo para desenvolvimento de processos de fabricação de
produtos estampados não prever suas etapas de maneira correta, o mesmo poderá
não proporcionará resultados de custos e prazos adequados.
- No estudo com a nova metodologia a ser proposta pretende-se determinar
as etapas e a sua seqüência podendo assim, proporcionar os resultados de custos e
prazos esperados e comprovar desta forma estas hipóteses.
- Se a etapa de aprovação de projeto do ferramental a ser construído para
fabricação do produto estampado for feita com a participação de profissionais das
áreas de produção e qualidade da empresa, o número de retrabalhos nas
ferramentas e nos processos poderá ser menor.
15
- A falha ou não uso da simulação de estampagem no desenvolvimento do
processo de fabricação do produto estampado através de software específico pode
causar erros de dimensionamento no processo de produção e qualidade da
empresa, por estes fatores os custos podem ser maiores do que os previstos
inicialmente.
Com a nova metodologia proposta pretende-se também elaborar quando e
como se utilizar a simulação de estampagem no desenvolvimento do processo de
fabricação do produto estampado através de software específico evitando os erros
de dimensionamento no processo de produção e qualidade da empresa e comprovar
assim esta hipótese.
2 JUSTIFICATIVA
Com a solução proposta pretende-se obter melhores processos e menos
falhas no projeto e desenvolvimento de processos de fabricação de produtos
estampados, com considerável redução de custos no contexto global. Acredita-se
ainda se reduzir significativamente as falhas em processos já no início do lote de
produção com o novo ferramental.
Pretende-se proporcionar com o novo procedimento maior competitividade
com menor consumo de matéria-prima e redução da mão de obra aplicada para
fabricação de produtos estampados.
No estudo de custos de fabricação para produtos estampados verificou que a
participação da parcela do custo da matéria-prima é significativa no preço de venda
do produto, e se for possível conseguir sua redução, a empresa poderá ser mais
agressiva e competitiva em relação ao mercado perante aos seus concorrentes.
Esta nova metodologia proposta pretende implementar uma nova seqüência
de acompanhamento e um novo procedimento de controle das atividades com o
objetivo de se reduzir o tempo de acompanhamento, os custos envolvidos e alcançar
assim resultados com mais eficiência em todas as atividades de desenvolvimento no
processo de fabricação de produtos estampados.
A metodologia será aplicada também no desenvolvimento de processos de
fabricação de produtos que não são destinados respectivamente as indústrias
16
automobilísticas como demonstrado no estudo, mas em produtos onde se tem
necessidade de processos de conformação através de conformação de chapas.
3 LOCAL DE DESENVOLVIMENTO DO ESTUDO
O desenvolvimento do estudo foi realizado no departamento de engenharia
industrial da Metalúrgica Mardel Ltda. Este departamento tem como uma das
atividades o gerenciamento do processo de desenvolvimento de processo de
fabricação de produtos estampados.
Com o estudo pretende-se arquitetar um novo procedimento para
desenvolvimento de processos de fabricação de produtos estampados pelo
departamento de engenharia em conjunto com o departamento de ferramentaria,
criando uma nova metodologia de trabalho.
Pretende-se criar novo fluxograma do processo de desenvolvimento de
processos de fabricação de produtos estampados e determinar em seus passos
como, onde e quando devem ser utilizados os recursos para otimização das
atividades. Novos recursos devem ser disponibilizados para sua utilização o que
pode vir a ser um diferencial de sucesso para este estudo.
Controle de entrada e saída de informações técnicas se pretende definir e
coordenar neste novo fluxograma de atividades.
4 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
De acordo com Krumenauer (2007), “O fato do custo do produto
manufaturado ser diretamente influenciado na fase de desenvolvimento do seu
projeto e que, portanto, a sua manufaturabilidade deve ser considerada deste este
momento, já é um consenso entre os acadêmicos e envolvidos nos meios
industriais”.
A utilização de engenharia simultânea no processo de desenvolvimento de
processos de produtos estampados contribui para a realização do estudo do
processo conforme a montagem e projeto do produto a ser fabricado.
17
Segundo Chiusoli e Toledo (2000), “Existem várias definições para Engenharia Simultânea”: “De um modo geral, a proposta principal da Engenharia Simultânea é o desenvolvimento do produto no menor prazo possível através da execução temporal das diversas fases das atividades de engenharia em paralelo, atendendo todos os requisitos exigidos por todos os elementos do ciclo de vida de um produto”.
Também a metodologia contempla em suas etapas estudos de simulação de
estampagem durante o processo de desenvolvimento do ferramental para a
fabricação do produto.
Conforme Damoulis (2003), “o uso conseqüente da simulação de processos de estampagem possibilita”:
“Melhoria da qualidade da peça estampada por meio da otimização do processo de estampagem, parâmetros do processo, escolha do material, blanks e etapas de conformação”; “Economia de tempos de desenvolvimento, assegurando o curso de desenvolvimento e redução de custos”.
Também de acordo com Cheng L. de et al. (1995) “O padrão gerencial do
desenvolvimento do produto é certamente um documento vital para garantir a
qualidade ao cliente” Estas experiências devem ser tratadas como ferramentas para
passo a passo elaborar a montagem da nova metodologia para o desenvolvimento
de produtos estampados.
A utilização de ferramentas de trabalho como o DFM – Projeto orientado
para manufaturabilidade serão utilizadas na metodologia desenvolvida.
Conforme Krumenauer (2007), “O DFM é um conjunto de métodos e ferramentas que suportam a engenharia simultânea e que podem ser interpretados como uma estrutura de processos de engenharia simultânea e ferramentas analíticas que proporcionam aos grupos multidisciplinares de desenvolvimento de produto e processo, condições de projetar um produto que seja manufaturado adequadamente”.
Pretende se colocar como ajuda para solução do problema de pesquisa a
coleta de informações como Grace (2000) “A empresa investe tempo e capital no
desenvolvimento dos ferramentais e com isto me proporciona liberdade para testar
diferentes métodos”.
Com esta visão do autor, pretende se demonstrar o quanto é importante o
investimento da empresa na metodologia adequada e em novas tecnologias durante
o desenvolvimento de novos processos para produtos estampados.
18
O processo de conformação de materiais é indispensável para a produção
de variados bens de consumo desde o inicio da revolução industrial, a necessidade
de inovação e desenvolvimento de novos produtos para determinação da conquista
do mercado consumidor faz com que cada vez mais se desenvolva os produtos com
maior precisão, velocidade e qualidade.
Uma explicação sobre o tema de produtos estampados feita por Rossi (1979) apóia a pesquisa que se pretende elaborar: “A estampagem de chapas ocupa um importante papel no desenvolvimento industrial, visto que permite obter-se por este processo produtos leves resistentes e econômicos e os objetivos deste ramo interessam muito aos dirigentes das grandes indústrias mecânicas”
5 METODOLOGIA CIENTÍFICA
No problema de pesquisa para identificar qual a metodologia mais adequada
para o desenvolvimento de processos de fabricação de produtos estampados.
De acordo com Yin (1989) “o estudo de caso é uma pesquisa empírica que investiga um fenômeno contemporâneo dentro de um contexto da vida real, quando a fronteira entre o fenômeno e o contexto não é claramente evidente e onde múltiplas fontes de evidência são utilizadas”.
Com esta definição é possível, segundo o autor, compreender e distinguir o
método de estudo de caso.
O método de estudo de caso é indicado para responder as perguntas como e
por que e serão as premissas de levantamento de dados para nova proposta.
As técnicas de pesquisa que se pretende utilizar para o estudo deste caso
são análise documental, entrevistas, bibliográfica, observação, e artefatos físicos.
Na análise documental pretendem-se analisar registros de serviços, dados
oriundos de levantamentos, documentos administrativos, registros pessoais,
registros organizacionais, agendas avisos, minutas de reuniões e relatórios escritos.
Com estas análises pretende-se analisar os dados atuais de procedimentos de
trabalho e técnicas de execução para se - propor novos procedimentos de acordo
com a nova metodologia.
Com visitas a serem realizadas em organizações tais como clientes,
fornecedores, instituições de ensino e de desenvolvimento tecnológico, pretende-se
identificar através das experiências, tipos diferentes de procedimentos e
19
conhecimentos para serem aplicados na nova metodologia. Pretende-se também
utilizar os modos de observação direta e observação participante.
Nos ambientes de estudo através da observação pretende-se verificar as
dificuldades e facilidades para cada caso observado, e propor novos processos
adequados para possíveis melhorias a serem implementadas.
Com a pesquisa bibliográfica pretende-se consultar os autores especialistas
no assunto de desenvolvimento de produtos estampados para verificar novas
técnicas e aplicá-las na nova metodologia.
Acredita-se que as coletas e observações de artefatos físicos e culturais
podem formar uma série de evidências e podem fornecer informações sobre o caso
de estudo.
Pretende se ao elaborar o plano de pesquisa para a maximização dos
resultados destas seis fontes de evidências, o estabelecimento de procedimentos,
conforme descreveu Yin (1989) Que recomenda a aplicação de três princípios:
“Principio do uso de múltiplas fontes de evidência; Princípio da criação de um banco
de dados do estudo de caso e Princípio da manutenção de uma cadeia de
evidências”.
6 DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO
6.1 ORÇAMENTO E ANÁLISE DO PRODUTO
Quando através do departamento comercial da empresa recebe-se uma
solicitação de orçamento do processo de fabricação do produto estampado pelo
cliente tem-se que fazer a verificação de que se possuem todas as informações
necessárias para a elaboração do mesmo: desenhos, normas de produto, normas de
materiais e componentes, modelos criados em sistemas “CAD” em seus níveis
corretos de revisão e características gerais do produto ou desenho. Para esta etapa
acontecer sem apresentar falhas podendo comprometer o resultado do trabalho,
recomenda-se que seja utilizado um formulário para checagem de todas estas
informações passando por todos os departamentos envolvidos no assunto e com
visto de liberação de um responsável final pela análise. Demonstra-se na tabela 5
20
um exemplo de formulário para ser utilizado neste tipo de análise, esta atividade
será determinada como inicial no fluxograma da metodologia de desenvolvimento
proposta.
Após o preenchimento e verificação de todas as características contidas no
formulário efetua-se a realização do orçamento do produto, ferramental e
dispositivos de controle e soldagem de acordo com as especificações, para a
realização do orçamento tem-se a recomendação de determinação de um
fluxograma específico para esta atividade o qual está demonstrado na tabela 6. Com
esta exemplifica-se a determinação lógica dos passos a serem executados para
obter-se um orçamento de produto adequado com as necessidades da empresa e
dos clientes.
No formulário de checagem deve-se analisar o recebimento de todas as
informações referentes ao orçamento e também se deve ter um responsável pela
aprovação da análise liberando assim a execução do orçamento. Se faltarem
informações o processo deve ser paralisado e a documentação com as informações
faltantes devem ser novamente solicitadas ao departamento comercial da empresa e
o mesmo deve solicitar ao cliente.
Estes dados demonstrados na tabela 5 corretamente checados garantem que
no estudo de orçamento se realizem todas as análises da melhor maneira possível
para que não ocorram falhas em previsões de processos de fabricação, materiais
utilizados e conseqüentemente valores envolvidos.
Após o preenchimento e checagem de todas as informações necessárias,
com o uso do formulário, inicia-se o processo de elaboração do orçamento do
produto pelo departamento de engenharia. Na atividade de orçamento são
elaborados estudos de consumo de matéria prima em softwares específicos,
determinação e escolha de uso de equipamentos através de softwares de simulação
de estampagem. Recomendam-se os estudos em softwares tanto para produtos com
estampagem simples como para produtos com estampagem complexa devido a
velocidade de obtenção dos valores e confiabilidade dos resultados obtidos.
A tabela 1 exemplifica o formulário de checagem de dados para a realização
do orçamento de produtos estampados.
21
Formulário para análise de checagem de dados Mardel para realização de orçamento de produto
estampado.
Itens S N Documentos Anexos S N Observações
01. Normas de materiais x Normas x De acordo
02. Desenhos e tolerâncias x Desenhos x De acordo
03. Desenhos em CAD 3D x Mídia em Disco x De acordo
04. Volume de Produção x Carta x De acordo
05. Característ icas de Embalagem x Carta x De acordo
06. Normas de Produto x Normas x De acordo
07. Característ icas de Aparência x Normas x De acordo
08. Desenhos de Componentes n/a N/a n/a
09. Normas de Componentes n/a N/a n/a
10. N iveis de Revisão de Desenhos x Desenhos Atuais x De acordo
11. Normas de tolerâncias x Plano de Medição x De acordo
12. Normas de Dimensionamento x Plano de Medição x De acordo
13. Normas de Aplicação x N/a x De acordo
Pág ina: 01/01
Data: 08/11/09
Modelo: Fabricante/ Cliente e Obsevações:X 467
Produto/processo: Características:Estampado KTW Automóveis s/a
Descrição e chcagem das cracterísticas para orçamento.
004-567-899
Aprovação:(Nome) (Visto) Data: ____/____/______
Tabela 1 – Formulário para análise de checagem de dados para realização de orçamento de produto estampado. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
Conforme formulário exemplificado na tabela 1 além das características de
definição dos processos de fabricação para serem usadas como base para os
orçamentos, tem se também todas as outras características de fornecimento, tais
como: tipos de embalagem, especificação de componentes e suas normas e
características dimensionais e de tolerâncias dos produtos. Todos estes fatores
compõem a formulação para a correta execução das propostas de fornecimento aos
clientes e quanto melhores forem às informações melhor será a competitividade do
orçamento.
Recomenda-se a elaboração dos estudos de orçamentos conforme
fluxograma demonstrado na figura 1.
Como exemplo tem-se um produto a ser elaborado seu orçamento de
processo e ferramental com simulação de embutimento e outro com corte e dobra ou
forma mais simples, mas para os dois casos tem-se o estudo de consumo de
matéria prima através de software específico e utilização da seqüência conforme
demonstrada no fluxograma.
22
A figura 1 exemplifica e demonstra as etapas do fluxograma mais
adequado para a realização do orçamento de produto estampado.
Figura 1 – Fluxograma específico para realização do orçamento de produto estampado. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
Com todos os dados necessários relativos ao processo de fabricação, os
dados técnicos devem ser enviados ao departamento comercial para ser montada a
proposta de fornecimento ao cliente. Dados referentes aos outros custos envolvidos
tais como mão de obra, despesas gerais de fabricação e índices de lucratividade
devem ser determinados pela estratégia comercial de cada organização para
formação final dos valores de fornecimento de produtos a serem propostos.
Também se faz necessário o orçamento dos ferramentais e dispositivos de
controle de processos envolvidos para serem propostos aos clientes, estes
orçamentos de ferramentais e dispositivos devem ser realizados após a definição
dos processos de fabricação, definição dos equipamentos a serem utilizados nestes
processos no departamento de engenharia realizados no orçamento de fornecimento
do produto estampado.
Com o término desta atividade na seqüência do estudo será apresentado o
orçamento de fornecimento do ferramental para fabricação do produto estampado
para ter-se a composição final da proposta de fornecimento ao cliente.
Receber Análise de Documentos
com anexos. Devidamente preenchida e
aprovada.
Elaborar Cálculo de Consumo de Matéria Prima
com a utilização de Software específico
Definir Processo de Fabricação do Produto de acordo com os resultados das simulações e
cálculos
Definir Equipamentos do
Processo de Produção com os
resultados de simulações
Calcular quantidade de Produção em
peças por hora de acordo com os equipamentos
23
6.2 ESTUDO DE CONSUMO DE MATÉRIA PRIMA
Como dados de entrada neste tipo de software se tem o desenho do produto
em sistema “CAD” em três dimensões, características de matéria prima do produto,
e processo de conformação a ser utilizado. Com estes dados o software faz uma
planificação do produto para uma dimensão e desenvolve as linhas de limite do
produto com uma projeção teórica de limites de utilização de matéria prima para a
fabricação de acordo com o projeto.
Na figura 02 tem-se a imagem de um desenho em três dimensões para ser
efetuada uma análise de consumo de matéria prima.
Figura 2 – Desenho de produto estampado para análise de consumo de matéria prima. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
Com todas as informações do produto disponíveis deve se iniciar o estudo de
consumo de matéria prima, com softwares específicos para terem-se resultados
mais precisos e rápidos. No exemplo demonstrado utilizou-se o software chamado
“FAST BLANK”, disponível no mercado brasileiro para sua aquisição pelas empresas
do ramo de estamparia de metais e treinamento necessário dos usuários.
24
Conforme manual do software “FAST BLANK” (2008): “As análises são muito rápidas (a maioria das análises duram menos de cinco minutos) e podem ser usadas antes de desenvolver a geometria de ferramentas durante o cálculo de consumo de matéria prima”. “O software é capaz de identificar potenciais problemas de recorte durante a fabricação e também desenvolve formas precisas que podem ser usadas para análise dos custos”.
A figura 3 mostra um exemplo de simulação de consumo de matéria prima
com o uso do software “FAST BLANK” do produto tomado como exemplo com
processo de conformação por repuxo.
Forming Suite - Nesting Results Report
Project: FJX71058_003_NEXT LIQ
Material
Type: CR-EG-EDDQ Net Cost: 0.000 US$/kg
Thickness: 0.800 mm Scrap Value Cost: 0.000 US$/kg
Blank : Product : Scocca\7 - Ossatura Fianco - Feito\FJX71058\IGS\FJX71058_003_GEO_FIN001)
Addendum: 0.000 mm Perimeter: 2598.345 mm
Area: 217841.376 mm2 Weight: 1.368 kg
Rectangle
Distance Between Blanks:
0.000 mm Die Area: 0.000 mm2
Blank to Coil Edge Distance:
0.000 mm Shear / Perimeter Cavity:
0.000 mm
Engineering Fall Off: 39.35 % Minimum Blank Force: 0.000 N
Layout Utilization %
Pitch mm
Width mm
Angle deg
Gross Weight
kg
Net Weight
kg
Cost /
Blank US$
Die Cost / Blank US$
Total Cost / Blank US$
Rectangle 60.65 555.148 647.045 50.657 2.255 1.368 0.000 0.000 0.000
Figura 3 – Resultado proposto de consumo de matéria prima do produto estampado (Tela do Software). Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
25
A figura 3 mostra os resultados das dimensões da matéria prima a ser
utilizada na fabricação do produto estampado simulado em seu estudo, dados
preliminares de espessura, tipo de material e composição química devem ser
informados anteriormente. O software possui em sua base de dados uma lista de
materiais, mas se necessário for pode-se inserir um novo material de acordo com a
necessidade.
Outro dado de entrada para estudo no software é o desenho do produto
estampado em sistema eletrônico com três dimensões, chamado no mercado de
modelo matemático, com a combinação de todos estes dados tem se os resultados
conforme demonstrado na figura 3.
Como o software foi desenvolvido por uma empresa americana toda a sua
linguagem e operação é feita no idioma inglês como apresentado na figura 03, mas
como demonstrado proporciona todas as informações referentes ao consumo de
matéria prima para a fabricação do produto. Inserindo-se os valores de aquisição
podem se conseqüentemente calcular os custos envolvidos na compra desta mesma
matéria prima para elaboração do orçamento.
Na figura 04 tem-se a ilustração do desenho do produto desenvolvido como
imagem gerada pelo software e apresentada na tela do equipamento para ser
melhor analisada antes da definição final do cálculo de consumo de matéria prima.
Figura 4 – Resultado proposto de consumo de matéria prima do produto estampado (Tela do Software). Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
26
Na figura 05 tem-se a ilustração do desenho do produto desenvolvido em
outra condição proposta pelo software, nesta situação demonstrada pode se verificar
que a sugestão indicou o posicionamento de dois produtos simultaneamente
dispostos em condição de simetria para obter-se uma economia mais eficiente de
matéria prima na fabricação do produto.
Vale salientar que para obter-se um resultado adequado deve-se ter sempre
o estudo realizado por profissionais com conhecimento e experiência no assunto.
A figura 5 demonstra um estudo de tira de aço na posição correta para
produção simultânea de um produto esquerdo e outro direito como a melhor
disposição de economia de matéria prima.
Figura 5 – Resultado proposto de consumo de matéria prima do produto estampado (Tela do Software) apresentando espelhamento do produto como esquerdo e direito. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
Após terem-se os resultados da análise recomenda-se a realização de uma
rápida reunião entre os profissionais de orçamento e desenvolvimento no
departamento de engenharia para definição final das dimensões e um responsável
pela aprovação do estudo com nome e data como demonstrado na figura 05. Com a
definição e análise concluídas inicia-se a próxima etapa do orçamento do processo
de fabricação do produto estampado.
27
A figura 6 demonstra o resultado proposto de consumo de matéria prima de
um produto de conformação simples sendo recortado e dobrado em ferramental na
operação de fabricação posterior. Com esta exemplificação comprova-se que
mesmo com o uso do software em produtos com características mais simples de
fabricação obtêm-se resultados valiosos de economia de matéria prima no processo
de estampagem e conformação de chapas metálicas.
Figura 6 – Resultado proposto de consumo de matéria prima do produto estampado recortado e dobrado:
Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
A figura 7 demonstra o posicionamento do mesmo produto em uma tira
recortada de metal com a melhor condição de uso racional de matéria prima e é uma
atividade posterior ao estudo demonstrado na figura 5. Esta demonstração permite
que sejam utilizados os dados dos posicionamentos dos produtos da melhor maneira
para obter-se maior eficiência no consumo de matéria prima no ferramental que
possivelmente será construído se o produto for desenvolvido pela empresa.
Na simulação de recorte do produto sugerida pelo software à mesma
apresenta alguns posicionamentos diferentes, a decisão final por um tipo de
posicionamento depende das características de sentido de laminação da chapa
28
especificada no desenho do produto e da possibilidade de ser projetado e
construído o ferramental de acordo com a condição sugerida pelo mesmo. Vale se
ressaltar que estas decisões devem ser analisadas por profissionais experientes nos
processos de fabricação produtos estampados chegando assim na melhor solução a
ser escolhida para cada caso analisado.
Na figura 7 exemplifica-se com uma imagem da tela do software a simulação
de posicionamento do produto estampado na posição de recorte no ferramental.
Figura 7 – Resultado proposto de consumo de matéria prima do produto: consumo de matéria prima na tira de chapa do produto recortado. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
6.3 ESTUDO DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO
Conforme Gonçalves (2000) “Não existe um produto ou um serviço oferecido
por uma empresa sem um processo empresarial. Da mesma forma, não faz sentido
existir um processo empresarial que não ofereça um produto ou um serviço”.
Após a determinação do consumo de matéria prima sugerido para a
fabricação do produto determina-se um processo teórico de fabricação. Se o produto
for de conformação de forma, corte e dobra simples não se faz necessária uma
29
simulação de estampagem em software específico, somente se desenvolvem as
operações de conformação determinando se os esforços de corte e dobra ou forma
para cada etapa do processo.
Com estas informações especificam-se os equipamentos necessários pelos
esforços para cada processo de conformação do produto e tipo de ferramental a ser
construído.
Se o produto for de conformação por embutimento simples ou complexo
deve se elaborar uma simulação de estampagem em software específico
determinando assim os passos necessários para conformação do produto nos
equipamentos, tipo de ferramental a ser construído e tipo de equipamento a ser
utilizado, no exemplo de simulação de estampagem foi utilizado software específico
chamado “AUTOFORM”.
Do manual do software seguem as informações: “O AUTOFORM tem inúmeras possibilidades de aplicação ao longo do ciclo de desenvolvimento de produtos, que vão desde a engenharia conformabilidade do produto por meio da otimização de custos de material de apoio no início de definição do layout de processo. A diversidade de aplicações por profissionais engenheiros de produto, processo e designers na otimização dos custos de materiais e custos estimados de processos é possível graças à facilidade de uso do software”. “Pela relativa simplicidade dos dados necessários para executar simulações são enumerados os benefícios que derivam de engenharia das aplicações típicas de AUTOFORM. Estes benefícios destacam tanto a versatilidade e extensibilidade da sua aplicação através da integração entre os módulos cuidadosamente projetados”.
No mercado existem outros softwares que podem realizar este tipo de
simulação. Para ter-se uma simulação em que se obtenham resultados com
proximidade a realidade em processos desenvolvidos, recomenda-se que participem
destas atividades profissionais que possuam conhecimentos práticos de
estampagem de chapas em seu desenvolvimento profissional, pois as variáveis de
entrada dos parâmetros destes softwares dependem deste tipo de experiência
prática e podem mudar os resultados significativamente.
Analisando-se os resultados teóricos da simulação elaborada determina-se o
processo teórico de fabricação para o produto e os tipos de equipamentos
necessários para a sua industrialização, estes dados serão utilizados para a
montagem do orçamento do produto pela empresa fornecedora na próxima etapa de
elaboração do orçamento.
30
Para demonstração desta atividade do processo se tem como exemplo a
simulação de estampagem com o uso do software “AUTOFORM” para o produto
com processo de conformação por embutimento analisado e apresentado. Este é o
mesmo produto com estampagem complexa em que se analisou anteriormente o
consumo de matéria prima na etapa anterior do processo de orçamento para produto
estampado.
Nesta análise utiliza-se novamente o desenho do produto elaborado em
sistema CAD e todas as características de especificações de matéria prima e
dimensões fornecidas pelo cliente.
Conforme Kerry (1997) “Os sistemas CAD (Computer Aided Design) se propõem a auxiliar a manipulação e criação destas informações, sistematizando os dados de projeto envolvidos, possibilitando uma rápida reutilização de informações quando necessário”
A figura 8 demonstra um exemplo de simulação de estampagem com o uso
do software “AUTO FORM” para um produto com processo de conformação por
embutimento, este tipo de simulação permite análises preliminares de conformação
dos produtos nos processos de fabricação.
Estes estudos proporcionam a realização de orçamentos de processos de
fabricação de produtos mais racionais e eficientes, contribuindo efetivamente na
formação dos preços a serem ofertados aos clientes.
Quando se for executar o desenvolvimento do processo definitivo de
fabricação do produto após o fechamento da venda ao cliente esta atividade será
realizada novamente durante o desenvolvimento do projeto dos ferramentais.
Na etapa de orçamento a simulação determina se será possível ou não a
fabricação do produto conforme os desenhos e especificações do cliente durante a
análise e execução do orçamento do produto estampado.
Caso não seja possível a sua fabricação de acordo com as características
do cliente deve-se informar o mesmo imediatamente para que sejam feitas as
devidas alterações e se refaçam os estudos para uma nova simulação e avaliação.
A figura 8 demonstra um exemplo de simulação de estampagem com o uso
do software “AUTO FORM” na fase de elaboração do orçamento do produto
estampado.
31
Figura 8 – Exemplo de simulação de repuxo com o uso do software “AUTO FORM” para um produto com processo de conformação por repuxo antes da elaboração do orçamento: Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
Tem se com a demonstração na figura 8 uma barra de cores apresentando as
dificuldades de conformação do produto: Os pontos vermelhos são onde se
mostraram rupturas no material, a cor laranja apresenta pontos de estiramento
excessivo, a cor amarela onde existem riscos de trincas no material, a cor verde
demonstra que a conformação está em boas condições.
O contorno em vermelho na figura representa a linha do sujeitador (Prensa
chapa) onde se tem a força contrária ao sentido de estampagem para evitar rugas
no material e fazer o correto embutimento da chapa no punção e matriz do
ferramental. Após esta etapa tem-se na seqüência da cor verde a cor cinza em que
se demonstra a análise do sujeitador verificando se as forças aplicadas estão
corretas pelo esforço do embutimento. A cor cinza demonstra se a força é
insuficiente a cor azul demonstra se força é adequada e a cor roxa demonstra a
probabilidade de existência de rugas durante o processo de estampagem do
produto.
32
6.4 ELABORAÇÃO DO ORÇAMENTO
Com esta análise determinam-se os parâmetros do processo de
estampagem e se haverá algum tipo de dificuldade durante o processo. Com o
término da atividade de orçamento submete-se ao departamento comercial o
descritivo técnico de fabricação do produto e ferramental para assim o mesmo poder
montar a proposta comercial completa com as margens de vendas e impostos
devidos para oferecer ao cliente.
Após a submissão da proposta comercial a empresa pode ser chamada para
a negociação e fechamento da proposta de fornecimento, quanto maior for à
qualidade dos dados para estas elaborações maiores podem ser as chances de
formar-se um preço adequado e competitivo, aumentando assim a capacidade da
empresa conquistar novos negócios com seus clientes. Quando este fechamento é
concretizado tem-se o inicio do desenvolvimento do produto de acordo com as
características de fornecimento orçadas anteriormente e esta etapa será a segunda
da metodologia de desenvolvimento proposta.
6.5 ELABORAÇÃO DO ORÇAMENTO DE FERRAMENTAIS E DISPO SITIVOS
Como base de dados para realizar-se o orçamento dos ferramentais no
departamento de engenharia da empresa tem-se como base o processo de
produção definido no orçamento e os equipamentos necessários para conformação
do produto durante o processo. Com estes dados têm-se as dimensões teóricas dos
ferramentais e o número de ferramentas necessárias para constituição do processo
de fabricação.
Outro fator importante é o tipo de matéria prima especificada para a
fabricação do produto que foi analisada anteriormente e esta pode determinar
materiais especiais necessários na construção dos ferramentais e
conseqüentemente aumentar os seus custos. Com todas estas informações
analisadas inicia-se o processo de orçamento para construção dos ferramentais.
Para os dispositivos de controle orça-se baseadamente em cima dos dados de
33
dimensionamento dos produtos especificados em desenhos recebidos e
dimensões dos produtos a serem checados nestes dispositivos.
Como fator importante para base de dados para orçamentos de ferramentais
e dispositivos pode-se ter valores gastos com outros produtos similares
desenvolvidos anteriormente e esta comparação será fundamental para terem-se
orçamentos competitivos e racionais. Estes dados podem ser obtidos pelos
apontamentos de departamento de ferramentaria interna da empresa ou de
fornecedores externos.
Com todos estes fatores constitui-se o orçamento dos ferramentais e
dispositivos considerando-se o consumo de materiais envolvidos e tempos
necessários de fabricação dos mesmos. Após o levantamento destes dados os
mesmos devem ser enviados ao departamento comercial da empresa para executar-
se a valorização de acordo com as informações técnicas e assim poder ser efetuada
a proposta de fornecimento dos ferramentais aos clientes. Geralmente, pode-se
apresentar o orçamento em número de horas necessárias para sua fabricação
incluindo-se testes dos ferramentais e dimensionamento das amostras dos produtos
produzidos.
Desta forma, o entendimento dos clientes pode ficar melhor e proporcionar
um diferencial competitivo á empresa no momento de submissão dos valores aos
seus clientes podendo facilitar o fechamento de novos negócios e
conseqüentemente o fornecimento de novos ferramentais, dispositivos e produtos.
7 DESENVOLVIMEMENTO DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO PR ODUTO
Nesta etapa do processo define-se realmente como será desenvolvido o
processo de fabricação do produto. Com o fechamento do pedido do cliente para a
empresa fornecedora novamente deve ser feita uma nova checagem das
informações necessárias para início do desenvolvimento do processo. Para ter-se
sucesso nesta atividade recomenda-se o uso de um formulário específico para
checagem destas informações. Este formulário pode ser chamado de “Formulário de
análise de informações de entrada do cliente” e na tabela 7 tem-se demonstrado
este tipo de formulário para sua aplicação.
34
Após todas as análises necessárias, tais como desenhos recebidos e seus
níveis de revisão, normas de materiais e componentes e estudos de prazos
envolvidos deve-se fazer uma checagem entre as informações do orçamento
realizado anteriormente e os dados atuais para início do desenvolvimento.
Recomenda-se que estejam também contempladas no formulário apresentado
anteriormente (Formulário de análise de informações de entrada do cliente) estas
comparações.
Se todas as informações estiverem de acordo com o orçamento o
desenvolvimento deve ser liberado ao departamento de engenharia da empresa e se
por algum motivo houver alguma diferença em relação aos dados utilizados durante
a elaboração do primeiro orçamento deve se paralisar o desenvolvimento, comunicar
o cliente e elaborar um novo orçamento de acordo com as novas informações
recebidas. Este procedimento garante o desenvolvimento nos níveis corretos de
revisão dos desenhos, normas e materiais, proporcionando assim condições
corretas de fornecimento da empresa aos seus clientes.
Com a metodologia proposta as atividades de desenvolvimento serão
divididas em várias etapas devido à complexidade de sua realização e com a divisão
pretende-se apresentar a descrição de cada uma delas para o melhor entendimento
da metodologia e a sua aplicação em um exemplo real de desenvolvimento de um
produto estampado e conseqüentemente o seu processo de fabricação.
Devido à velocidade de desenvolvimento de produtos na indústria em geral e
principalmente na indústria automobilística ser muito alta, e este fator ser
determinante na sua competitividade de mercado, sempre ocorrem variações de
desenhos e especificações no momento de desenvolvimento em relação aos dados
que foram orçados. Por estes fatores determina-se o uso do formulário para esta
etapa da metodologia de desenvolvimento.
Na tabela 2 exemplifica-se como elaborar o formulário para checagem de
dados para que todas sejam realizadas de maneiras adequadas e com os pontos
chaves necessários para obter-se resultados positivos, produtivos e com segurança
na avaliação dos dados para a atividade de checagem.
35
Formulário para análise de checagem de dados Mardel para desenvolvimento de produto
estampado.
Itens S N Documentos Anexos S N Observações
01. Normas de materiais x Normas x De acordo
02. Desenhos e tolerâncias x Desenhos x De acordo
03. Desenhos em CAD 3D x Mídia em Disco x De acordo
04. Volume de Produção x Carta x De acordo
05. Características de Embalagem x Carta x De acordo
06. Normas de Produto x Normas x De acordo
07. Características de Aparência x Normas x De acordo
08. Desenhos de Componentes n/a N/a n/a
09. Normas de Componentes n/a N/a n/a
10. Niveis de Revisão de Desenhos x Desenhos Atuais x De acordo
11. Normas de tolerâncias x Plano de Medição x De acordo
12. Normas de Dimensionamento x Plano de Medição x De acordo
13. Normas de Aplicação x N/a x De acordo
Aprovação:(Nome) (Visto) Data: ____/____/______
X 467Produto/processo: Características:
Estampado KTW Automóveis s/a
Descrição e chcagem das cracterísticas para orçamento.
004-567-899
Página: 01/01
Data: 12/11/09
Modelo: Fabricante/ Cliente e Obsevações:
Tabela 2 – Formulário de análise de informações de entrada do cliente.
Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
Novamente demonstra-se a necessidade de um profissional responsável
pela análise e outro responsável pela sua aprovação garantindo que a mesma foi
efetuada corretamente para que o desenvolvimento possa ser corretamente iniciado.
7.1 LANÇAMENTO DO DESENVOLVIMENTO NO DEPARTAMENTO D E ENGENHARIA
Com o término da etapa de análise de informações de entrada do cliente o
departamento de engenharia deve receber a autorização para o lançamento de
desenvolvimento do processo de fabricação do produto. Recomenda-se que esta
autorização seja emitida formalmente pelo departamento comercial de vendas da
empresa para o departamento de engenharia de desenvolvimento, para esta etapa
apresenta-se o uso do formulário denominado de “Autorização de desenvolvimento”
demonstrado na tabela 3, neste formulário determinam se todas as características
para o desenvolvimento do processo de fabricação na empresa.
36
No momento de seu recebimento no departamento de engenharia é que
se inicia a análise de dados do cliente conforme demonstrado na Tabela 2:
(Formulário de análise de informações de entrada do cliente) e se estiverem todos
os dados atualizados têm-se a liberação final para o inicio do desenvolvimento.
Neste momento deve-se realizar uma reunião para lançamento do
desenvolvimento no momento do recebimento da autorização de desenvolvimento
no departamento de engenharia. Esta reunião deve ser feita com profissionais
envolvidos no processo de desenvolvimento e construção dos ferramentais e
dispositivos para alinhamento dos prazos e especificações do projeto, do processo
do produto a ser desenvolvido. Com esta reunião pretende-se eliminar todas as
dúvidas no inicio deste processo.
Na tabela 3 exemplifica-se o formulário de autorização de desenvolvimento
de produtos estampados ferramentais e dispositivos.
Formulário de Autorização de desenvolvimento Mardel de Produtos Estampados, Ferramentais e
Dispositivos.
01. Normas de materiais s 07. Tipo de ferramental s
02. Desenhos e tolerâncias s 08. Tipo equipamento s
03. Desenhos em CAD 3D s 09. Simulações iniciais s
04. Orçamento realizado s 10. Tipo de Embalagem s
05. Prazo de Amostras s 11. Planta de Produção s
06. Observações Gerais s 12. Ferramentaria Interna s
Página: 01/01Número do Orçamento: SO 1970/2009Data: 08/11/09
Modelo: Fabricante/ Cliente e Obsevações:X 467
Produto/processo: Características:Estampado KTW Automóveis s/a
Checagem de Documentos e Informações Necessárias
004-567-899
Autorização de desenvolvimento de Vendas para Engenharia
Emissão:(Nome) (Visto) Data: ____/____/______
Recebimento:(Nome) (Visto) Data: ____/____/______
Tabela 3 – Formulário de Autorização de desenvolvimento Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
Deve-se elaborar ata com nome e vistos dos participantes responsáveis por
cada atividade e anexar ao processo para ser analisada durante as próximas
reuniões de acompanhamento do desenvolvimento.
No momento de recebimento deste formulário pelo departamento de
engenharia e desenvolvimento da empresa o mesmo deve ser devidamente
conferido e assinado pelo responsável no departamento e esta atividade deve
37
proporcionar um alinhamento entre as informações recebidas pelo departamento
comercial de vendas e o de engenharia e desenvolvimento da empresa. Com esta
atividade devidamente concluída deve-se iniciar o desenvolvimento do processo de
fabricação de ferramentais e dispositivos.
7.2 INÍCIO DO PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO PRODUTO ESTAMPADO
Com todos os dados necessários para o inicio do desenvolvimento no
departamento de engenharia deve-se iniciar as análises para se poder conceber o
processo mais adequado para a produção do produto de acordo com as informações
da negociação realizada entre os departamentos comerciais de vendas da empresa
e compras do cliente. Para nesta atividade obter-ser melhor desempenho e sucesso
recomenda se o uso de seqüência de etapas e procedimentos conforme descritos
abaixo:
1. Elaboração do Fluxo de Processo de Fabricação.
2. Análise das Características Técnicas da Matéria Prima Especificada.
3. Cálculo do Consumo de Matéria Prima para Fabricação do Produto no
Desenvolvimento.
4. Elaboração do Plano de Corte de Matéria Prima.
5. Elaboração de Simulação de Estampagem Através de Software “AUTO
FORM”
6. Elaboração do Plano de Método do Processo de Fabricação.
7. Definição dos Equipamentos (Prensas) a serem utilizados.
8. Aplicação e Abordagem do FMEA do Processo de Fabricação do Produto.
9. Aprovação das análises e estudos.
10. Elaboração do Projeto dos Ferramentais.
11. Aprovação do Projeto do Ferramental.
12. Elaboração do Projeto dos Dispositivos de Controle de Qualidade do
Processo.
13. Aprovação do Projeto dos Dispositivos de Controle de Qualidade do
Processo.
38
14. Liberação de construção do Ferramental.
15. Liberação de construção dos Dispositivos de Controle de Qualidade do
Processo.
16. Construção dos Ferramentais.
17. Construção dos Dispositivos de Controle de Qualidade do Processo.
18. Dimensionamento e Aprovação dos Dispositivos de Controle de
Qualidade.
19. Testes dos Ferramentais (try-out) e Realização dos Ajustes Finais.
20. Aprovação Dimensional das Amostras Estampadas nos Ferramentais e
Checagem nos Dispositivos de Controle.
21. Aprovação do Ferramental através de Documento de Checagem
Específico.
22. Produção de Lote Piloto e Análise Estatística para Aprovação final do
Processo de Fabricação.
23. Submissão das Amostras para Aprovação do Cliente.
24. Elaboração de Descritivo do Ferramental a ser entregue ao Cliente.
Para cada etapa citada anteriormente pretende-se exemplificar como se
deve proceder com um exemplo de desenvolvimento de um processo de um produto
estampado, demonstrando-se com todas as informações geradas e utilizadas e
formulários recomendados.
Imagens de situações que acontecem durante as atividades, formulários
necessários, projetos de ferramentais, dispositivos, análises de tolerâncias
dimensionais de desenhos de produtos, softwares a serem utilizados e todos os
dados e procedimentos para melhor acompanhamento e busca do sucesso no
desenvolvimento serão apresentados no exemplo de desenvolvimento do processo
de fabricação de um produto estampado.
Citações de profissionais das áreas envolvidas pesquisadas em artigos e
livros serão informações adicionais apresentadas adequadamente para contribuição
ao estudo.
As etapas devem ser realizadas conforme a ordem apresentada, uma etapa
depende da realização da outra para a obtenção dos resultados esperados de
acordo com as simulações e estudos realizados.
39
8 DESCRIÇÃO DAS ETAPAS DE DESENVOLVIMENTO DO PROCES SO
Como exemplo na metodologia de desenvolvimento tem-se um
desenvolvimento completo de um item a ser fornecido estampado em chapa
metálica para um cliente da empresa Metalúrgica Mardel Ltda.
Serão descritas e exemplificadas cada uma delas para o total entendimento
da metodologia proposta em sua aplicação.
8.1 ELABORAÇÃO DO FLUXO DE PROCESSO DE FABRICAÇÃO
Recomenda-se a elaboração do fluxo de fabricação como a primeira etapa
do desenvolvimento. De acordo com os dados anteriores de orçamento elabora-se
um documento denominado diagrama de fluxo do processo de fabricação conforme
demonstrado na tabela 9. Este documento demonstra por um fluxo cada etapa de
fabricação a ser realizada para a fabricação do produto estampado, em uma primeira
abordagem e de acordo com os dados anteriores recebidos.
Após a sua montagem iniciam-se novamente as simulações de estampagem
conforme os seus dados, se em alguma simulação for demonstrada a
impossibilidade de fabricação do produto conforme o primeiro fluxograma proposto o
mesmo deverá ser alterado de acordo com as novas situações e necessidades
analisadas.
Além das informações sobre a conformação do produto em seu processo de
fabricação, neste documento têm-se as informações de todas as atividades
necessárias dentro do departamento produtivo da empresa, tais como:
disponibilização da matéria prima, transporte interno, processamento nos
equipamentos produtivos, inspeção de qualidade e embalagem do produto. Fazendo
um direcionamento completo para o processo produtivo no departamento industrial.
Este diagrama é um documento que sempre sofrerá revisões e alterações
durante o ciclo de produção de um produto, qualquer mudança de processo
provocará conseqüentemente sua atualização de acordo com as melhorias de
processo que foram implementadas.
40
O fluxo do processo elaborado para a fabricação do produto estampado
está demonstrado na tabela 4.
Tabela 4 – Formulário de diagrama fluxo do processo de fabricação. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
41
Ressalta-se que o documento deve ser um direcionamento para as
demais análises necessárias envolvidas no processo, porém, sua base de dados é o
orçamento realizado anteriormente. No final do trabalho o fluxograma poderá será
modificado de acordo com os resultados obtidos e analisados criando-se então o
diagrama de fluxo do processo final de fabricação do produto após o
desenvolvimento total do processo.
8.2 ANÁLISE DAS CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DA MATÉRIA PRIMA ESPECIFICADA
Na seqüência do fluxo de fabricação devem-se analisar as características da
matéria prima a ser utilizada na fabricação do produto. Esta análise apresentou-se
anteriormente na atividade de orçamento, porém tem-se nesta etapa que realizar um
estudo mais profundo das características. Para cada tipo de matéria prima a ser
processada pede-se um projeto diferenciado dos ferramentais (Estampos).
A análise dos elementos químicos, limites de ruptura, escoamento e tração
dos materiais, feitas com critério e em alguns casos associadas aos softwares de
simulação de estampagem podem determinar um processo mais eficiente e robusto
para a estampagem dos produtos.
Apresenta-se na tabela 05 um estudo da matéria prima do produto em
processo de desenvolvimento exemplificado com estudo de simulação de
estampagem utilizando software “AUTOFORM”. Neste caso além da análise das
normas e especificações do fabricante do material como base de dados para o
estudo mostra-se uma simulação de estampagem no software “AUTOFORM” para
verificação nas propriedades do material e seu comportamento durante o processo
de conformação.
Nos softwares existem bancos de dados com as características dos
materiais e estas devem ser escolhidas corretamente durante a aplicação na
simulação para obter-se resultados satisfatórios. Para a correta escolha deve se
obter do cliente proprietário do projeto do produto, todas as informações da matéria
prima, que devem estar descritas no desenho enviado para fabricação do produto
pelo fornecedor, com todos estes dados deve se inserir no software a sua norma de
42
especificação e verificar sua existência no banco de dados, desta forma pode ser
iniciada a simulação.
Na tabela 5 tem-se a exemplificação de um estudo completo das
características de material e de dados em um desenho de produto estampado para
inicio do desenvolvimento do processo de fabricação e dos ferramentais.
MATÉRIA-PRIMA MATERIAL SOLICITADO PELO CLIENTE:
FEE 340 Conf. Norma Fiat 52812.
Espessura 1,0 ± 0,12mm (conforme norma 54406) Composição química:
• Carbono: 0,12 Máximo. • Manganês: 1,50 Máximo. • Fósforo: 0,03 Máximo. • Enxofre: 0,03 Máximo. • Alumínio: 0, 015 Mínimo. • Silício: 0,03 Máximo.
Propriedades mecânicas:
• Limite de Resistência (LR): 410 N/mm2 Max • Limite de Escoamento (LE): 340 - 420 N/mm2 • Alongamento (Lo – 80 mm): 23% min.
MATERIAL SIMILAR ADOTADO:
FEE 340 conf. Norma Fiat 52812.
Espessura 1,0 ± 0,12mm (conforme norma 54406) Composição química:
• Carbono: 0,12 máximo. • Manganês: 1,50 máximo. • Fósforo: 0,03 máximo. • Enxofre: 0,03 máximo. • Alumínio: 0,015 mínimo. • Silício: 0,03 máximo.
Propriedades mecânicas:
• Limite de Resistência (LR): 410 N/mm2 Max • Limite de Escoamento (LE): 340 - 420 N/mm2 • Alongamento (Lo – 80 mm): 23% min.
Tabela 5 – Análise das Características Técnicas da Matéria Prima Especificada em desenho e características do produto especificado pelo cliente em desenhos:
Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
43
Com os resultados da simulação e dados das características da matéria
prima determina-se a escolha final da mesma certificando-se que as chances de
ocorrerem problemas no processo serão mínimas.
Aproveita-se para esta fase a execução de todas as análises das
características do desenho do produto do cliente e iniciar o levantamento de todas
as necessidades para aplicação do desenvolvimento do ferramental e do processo
de fabricação do produto. Após a análise e decisão final deve-se ter um responsável
pela aprovação desta etapa.
A figura 9 apresenta um estudo de simulação de estampagem de acordo
com os dados analisados anteriormente na tabela 5 na tela do software
“AUTOFORM”.
Figura 9 – Estudo de simulação de estampagem utilizando software “AUTOFORM” de acordo com as características do material de estampagem escolhido. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
A figura 9 demonstra um estudo de simulação de estampagem onde se
utilizou o modelo matemático do produto. Com este desenho em três dimensões
sugeriu-se um balanceamento de sentido para conformação do produto, definido o
44
posicionamento, simulou-se a conformação do embutimento, o software através
dos parâmetros estabelecidos demonstrou pelo código de identificação por cores,
regiões críticas, e ou onde requerem ajustes em raios de conformação ou posição de
conformação. Pode se determinar se um produto pode ser fabricado ou deve ser
modificado o seu projeto para ser possível a sua fabricação.
Verificando-se as análises pode-se determinar que o material em questão
seja de médio grau de dificuldade de estampagem, no ferramental tem-se que
determinar em seu projeto materiais adequados e revestimentos em punções e
matrizes para garantia da sua durabilidade durante a produção. Recomenda-se uma
análise conjunta com o desenho e especificações dimensionais do produto.
De acordo com as propriedades ou estado, pode-se ter um esforço adicional
para o atendimento ao dimensional do produto modificando-se também a concepção
e o projeto dos ferramentais de acordo com a necessidade de cada caso específico
de matéria prima e tolerâncias envolvidas no produto a ser estampado.
8.3 CÁLCULO DO CONSUMO DE MATÉRIA PRIMA PARA FABRIC AÇÃO DO PRODUTO NO DESENVOLVIMENTO
Após a análise da matéria prima deve-se calcular seu consumo para a
fabricação do produto. Este cálculo já se apresentou anteriormente na atividade de
orçamento, porém tem-se que nesta etapa realizar um cálculo mais criterioso e para
terem-se resultados muito aproximados do consumo real deve-se utilizar um
software específico para esta atividade.
Apresenta-se como exemplo a utilização do software “FAST BLANK” usando
o desenho em três dimensões do produto criado em computador com software
“CAD” específico, os dados de materiais e processo tem se uma solução proposta
para obter-se o menor consumo de matéria prima possível para a fabricação do
produto.
Na figura 10 tem-se um exemplo de simulação de consumo de matéria prima
através do uso deste software.
45
Figura 10 – Estudo definitivo: consumo de matéria prima com software “FAST BLANK”. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
Conforme apresentado na figura 10, após serem inseridos os dados do
desenho do produto, características de materiais e conformação, o software
demonstrou em sua tela uma imagem onde pode se verificar o material necessário
para a conformação do produto. A linha externa na cor cinza é onde está localizada
a dimensão do material antes da conformação, a linha interna na cor azul é o limite
da dimensão do produto após a sua conformação.
A figura 11 exemplifica o resultado final do estudo em outra tela do software,
esta outra apresentação é uma tabela onde se apresenta todos os resultados
dimensionais e de pesos da matéria prima necessária para a fabricação do produto
de acordo com as simulações realizadas.
O software demonstra como deverá ser a posição mais econômica para o
projeto e construção do ferramental e também como deverá ser no início do primeiro
recorte da bobina de material proveniente dos fornecedores.
Estes recursos do software são sempre muito bem utilizados se os
profissionais envolvidos tiverem experiência em processos de fabricação de
produtos estampados.
Se neste momento houver informações do preço de compra do material
envolvido na análise e dos custos de recorte em fornecedores externos e também do
valor do frete de transporte do fornecedor até a empresa. Este custo final pode ser
46
inserido no software e na análise se chegará diretamente ao custo final da matéria
prima necessária para a fabricação do produto através do software.
Conforme o manual do software “BLANKNEST”: “Sua utilização é recomendada para melhor utilização de material para um teste com o modelo em “CAD”. Proporciona rapidez e precisão nas estimativas de necessidades de material e avalia vários cenários de consumo e otimização de posicionamento dos recortes rapidamente. Determina com precisão o custo total por produto e também determinará a utilização de material para vários tipos de matrizes de corte nos ferramentais”.
A figura 11 exemplifica um estudo definitivo de consumo de matéria prima
com o uso do software “FAST BLANK” e “BLANKNEST” para a realização do
desenvolvimento do processo de fabricação do produto estampado do estudo.
Figura 11 – Estudo definitivo: consumo de matéria prima com software “FAST BLANK”. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
47
8.4 ELABORAÇÃO DO PLANO DE CORTE DE MATÉRIA PRIMA
Determinado o consumo de matéria prima para a fabricação do produto tem-
se que elaborar o plano de corte de matéria prima, este deve ser utilizado no
cadastro de engenharia e do departamento de compras da empresa, também o
documento deve ser utilizado durante o processo de fabricação em conjunto com os
outros documentos e instruções de processos citados anteriormente.
Esta informação será determinante para que sempre que for produzido o
produto manter-se o menor consumo de matéria prima e garantir que seja utilizada a
mesma na especificação correta determinada anteriormente.
Neste plano de corte de matéria prima contemplam-se todas as informações
referentes à matéria prima utilizada na fabricação do produto estampado,
especificações dimensões de corte, dados para inspeção e liberação para o seu uso
no processo de produção.
Este plano de corte deve ser apresentado como um documento de
engenharia com nível de revisão e responsáveis pela emissão e aprovação em seus
campos de dados e informações, evitando-se assim modificações incorretas e uso
sem devidas atualizações e revisões.
Será determinado por este plano também todas as condições de transporte
e acondicionamento da matéria prima em seus recipientes durante a movimentação
interna no processo de fabricação no departamento de estamparia de produção na
empresa e também desde o recebimento das bobinas de aço das usinas até os
fornecedores de serviço de corte de materiais.
Neste documento devem existir campos para a colocação das datas de
criação, emissão revisão e assinatura dos responsáveis, este procedimento irá
garantir que sejam sempre utilizados nos índices de revisão corretos evitando o uso
indevido de materiais e conseqüentes rejeições e desperdícios de materiais. Este
plano é o que determina o caminho e as especificações que a matéria prima deve
seguir para a garantia de qualidade do produto.
Na tabela 6 apresenta-se um plano de corte de matéria prima elaborado
como exemplo na fabricação de um produto estampado.
48
Tabela 6 – Exemplo de plano de corte de matéria prima. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
49
8.5 ELABORAÇÃO DE SIMULAÇÃO DE ESTAMPAGEM ATRAVÉS D E
SOFTWARE “AUTO FORM”
Nesta etapa determina-se efetivamente o tipo de ferramental e capacidade
dos equipamentos necessários para a serem utilizados na conformação do produto,
nas etapas anteriores realiza-se a simulação com critérios menos rigorosos do que
nesta para a realização dos orçamentos, agora o que era apenas considerado
estudo passa a ser concretizado para a realização do projeto do ferramental.
Na figura 12 demonstra-se a simulação de estampagem do produto para
determinação do projeto do ferramental, inseriu-se o tipo da matéria prima de acordo
com a análise realizada anteriormente e simulou-se a conformação do produto
verificando a viabilidade de se construir o ferramental de acordo com os parâmetros
estudados e resultados obtidos da simulação realizada.
Novamente utilizam-se o modelo em sistema computadorizado de desenhos
do produto a ser simulada a sua estampagem, características da matéria prima e do
processo.
Um cuidado a ser tomado durante a simulação em software é a verificação
das características do equipamento necessário para a realização do processo,
dados de velocidade e pressão do prensa chapa devem ser analisados para obter-
se os resultados o mais próximo da realidade da produção e estampagem real.
Existe uma diferença nesta etapa, o modelo de desenho final do produto
antes de ser inserido no software de simulação é remodelado (modificado) de acordo
com a seqüência de operações do ferramental de conformação e ângulos de
balanceamento dos esforços necessários para que o produto seja possível de ser
conformado adequadamente nas prensas mecânicas ou hidráulicas dependendo das
características dos mesmos.
Estes posicionamentos estão diretamente relacionados com as
características dos produtos e equipamentos envolvidos no processo, características
de ângulos de saída de produtos, retalhos de chapa conformação e recorte.
Na figura 12 tem se esta demonstração realizada de acordo com as
necessidades de processo explicadas anteriormente.
50
Figura 12– Estudo de simulação de estampagem utilizando software “AUTO FORM” de acordo com as características do material de estampagem escolhido. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
Na figura 13 demonstra-se a seqüência da simulação de estampagem do
produto para determinação do projeto do ferramental, nesta etapa tem-se o resultado
das forças necessárias para a conformação do produto e assim pode-se determinar a
capacidade do equipamento necessário para conformação do produto nesta
condição. Deve-se observar que além da determinação das forças necessárias para a
conformação, simultaneamente é demonstrado novamente o quadro de cores para
que sejam analisadas as condições e comportamento da chapa metálica no processo.
Com este diagrama de forças apresentado o projeto do ferramental terá um
direcional, mas, além dos resultados do software devem ser analisadas e somadas
todas as forças resultantes do peso dos ferramentais e dos coeficientes de segurança
dos equipamentos para a sua especificação final na elaboração dos projetos.
Conforme Damoulis (2003) “Um critério muito importante para esta avaliação é o diagrama de limite de conformação (Curva FLD), onde cada elemento finito é representado com sua respectiva deformação principal. Todos os pontos acima do limite de conformação representam pontos de fratura por rasgamento durante o processo de estampagem”.
51
Na figura 13 demonstra-se a seqüência da simulação de estampagem
utilizando software “AUTOFORM” determinando as forças de estampagem.
Figura 13 – Estudo de simulação de estampagem utilizando software “AUTOFORM” determinado às forças de estampagem. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
Na figura 14 demonstra-se a seqüência da simulação de estampagem do
produto para determinação do projeto do ferramental. Nesta etapa verifica-se a
condição do estiramento da chapa metálica em cada parte da superfície de
conformação do produto estampado.
Com a análise destes parâmetros podem-se prever possíveis falhas no
produto durante a sua conformação, se em algum ponto existir um estiramento maior
do que o permissível pelo desenho do cliente deve ser feitas alterações no
balanceamento da conformação e ajustes de raios de conformação e deve ser
realizada uma nova simulação. Assim sendo acompanhada e analisada, esta situação
de simulação deve se repetir sucessivamente até serem atendidas todas às
necessidades do projeto do produto antes do projeto e construção do ferramental,
garantindo a sua qualidade e resistência durante a sua produção na empresa e a sua
aplicação no cliente final.
52
Na figura 14 demonstra-se a seqüência da simulação de estampagem do
produto estampado utilizando software “AUTOFORM” determinando as linhas de
estiramento do material na conformação do produto.
Figura 14 – Estudo de simulação de estampagem utilizando software “AUTOFORM” determinado às linhas de estiramento do material na conformação do produto. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
Após serem feitas as análises de resultados das simulações elaboradas no
software conforme demonstrado nas figuras 12,13 e 14 determinam-se a seqüência
do processo de fabricação do produto estampado com a análise dos dados obtidos.
Verificam-se todos os limites de conformação do produto de acordo com o seu
desenho e características do material e processo de fabricação para certificação da
viabilidade de fabricação do produto estampado e dos ferramentais necessários.
Com a finalização desta etapa a próxima da metodologia proposta é a
elaboração do plano de método de fabricação. Este plano de método de fabricação é
o projeto do processo de fabricação em cada etapa dos ferramentais com suas
características específicas necessárias para o correto funcionamento dos processos,
e será descrito no próximo capítulo.
53
8.6 ELABORAÇÃO DO PLANO DE MÉTODO DE FABRICAÇÃO
Com os resultados das simulações tem se os parâmetros para a escolha dos
equipamentos necessários para a conformação do produto e desenvolvimento dos
ferramentais e processos finais de fabricação.
As dimensões dos ferramentais e como deve ser o projeto de fabricação
dos mesmos devem ser definidas nesta fase. O posicionamento das linhas de
trabalho dos ferramentais deve ser representado de acordo com as simulações
realizadas e cálculos de determinação de processo realizados pela engenharia.
Na seqüência de figuras de 15 à 19 demonstra-se a elaboração do plano de
métodos de fabricação do produto sendo a base para o projeto do ferramental.
O plano de métodos determina como será projetado cada ferramental,
balanceamento de conformação, recorte e dobras do produto estampado, este plano
terá que ser obrigatoriamente seguido durante a execução dos projetos, e sua
aprovação deverá ser realizada pelo grupo responsável na empresa, é muito
importante sua execução conforme todas as simulações realizadas anteriormente,
qualquer mudança ou inviabilidade de sua execução sempre deverá ser analisada e
se necessário for retornar as etapas de simulação para recertificação das mesmas.
Os planos de métodos são desenhos onde se apresentam as chapas
durante o seu processo de conformação nos ferramentais, simulando-se os
parâmetros de fabricação para os projetos dos mesmos serem realizados
corretamente.
Todas as situações necessárias de operações de processos necessárias de
fabricação do produto são previstas neste plano de métodos, características como
entrada da chapa no ferramental, pilotagem da peça para seu devido
posicionamento, saídas dos retalhos de chapa são exemplos de características que
devem ser planejadas e analisadas para certificação do funcionamento adequado do
ferramental e do processo de fabricação.
De acordo com Schaeffer (2004) “Um projeto de ferramenta somente pode
ser otimizado com o conhecimento da influência dos diferentes parâmentros no
processo bem como das características principais do materiais”.
54
Este é um aspecto importante a ser verificado também nesta fase, a
matéria prima do produto a ser fabricado irá determinar muitas características de
processo e de construção dos ferramentais, as partes ativas denominadas punções
e matrizes serão avaliadas e projetadas de diferentes maneiras de acordo com as
necessidades da matéria prima.
Conforme Lima e Echternacht (2009) “Inicia-se no projeto dos estampos ou moldes para estampagem de peças metálicas a segurança. Esses moldes, produzidos na ferramentaria, são acoplados nas prensas que, dispostas em linhas de estampagem, irão moldar, furar e cortar chapas que se transformarão em peças componentes da carcaça metálica de um veículo”.
Conforme mencionado no artigo outra avaliação importante na execução do
plano de métodos do processo de fabricação é a questão da segurança para os
operadores de produção, a mesma deve ser analisada nesta etapa, pequenos
detalhes podem diminuir consideravelmente o risco de acidentes na operação de
produção com o ferramental.
Esta elaboração dos planos de maneira correta é o diferencial da empresa
em sua tecnologia na elaboração do seu processo de fabricação, este diferencial
determina a fabricação de ferramentais adequados e processos de fabricação com
resultados de produtividade e qualidade na produção dos produtos.
Com esta devida eficiência planejada a empresa pode tornar-se mais
competitiva em relação aos seus concorrentes e ser conceituada nos requisitos de
qualidade, custos e produtividade como fornecedora de produtos estampados as
indústrias em geral e empresas montadoras de veículos.
Estes critérios de processo deverão ser sempre pensados e discutidos com
a reunião de um grupo multifuncional para o seu planejamento e aprovação, sua
elaboração geralmente é feita por profissionais projetistas de ferramentas, facilitando
a sua execução e a sistemática para o correto uso durante o projeto do ferramental.
Na seqüência de figuras de 15 a 19 demonstram-se exemplos de planos de
métodos para a fabricação do produto estampado sendo utilizado como estudo para
implementação da metodologia.
Para cada etapa do processo de fabricação e ferramental deve ser
executado o estudo com a execução do plano de método, se o ferramental for
progressivo somente se faz um único plano determinando o estudo da tira de chapa
do ferramental durante a sua estampagem.
55
Figura 15 - Plano de métodos de fabricação da ferramenta de embutir Op. – 10 Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
56
Figura 16 - Plano de métodos de fabricação da ferramenta de recortar. Op. – 20 Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
57
Figura 17 - Plano de métodos de fabricação da ferramenta de flangear e calibrar Op. – 30 Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
58
Figura 18 – Plano de métodos de fabricação da ferramenta de furar Op. – 40 Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
59
Figura 19 - Plano de métodos de fabricação da ferramenta de flangear, extrudar e furar. Op. - 50 Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
60
8.7 DEFINIÇÃO DOS EQUIPAMENTOS (PRENSAS) A SEREM UT ILIZADOS
Com o término da elaboração dos planos de métodos de fabricação do
produto e determinação dos conceitos dos ferramentais através dos estudos e
simulações necessárias realizadas, determinam-se os equipamentos onde serão
produzidos os produtos. A determinação dos equipamentos é formada pelos
resultados de esforços apresentados nas simulações e estudos anteriores.
Em cada ferramental e operação de estampagem determina-se uma força
para a sua correta execução, em alguns casos podem-se colocar mais do que uma
operação de estampagem em bases conjugadas, determinando duas ou mais
operações de estampagem em um único equipamento simultaneamente. Para estas
situações devem-se somar os esforços necessários para cada ferramental como se
fosse um único para determinação da capacidade do equipamento de produção.
Após a somatória dos esforços no momento da determinação da capacidade
dos equipamentos deve-se adicionar um coeficiente adicional de segurança. Este
coeficiente depende das características dos projetos de cada fabricante dos
equipamentos, desta forma este coeficiente pode ser de 25 a 30% a ser adicionado.
Assim se a somatória dos esforços para uma operação em um ferramental for de
380 toneladas de força, o equipamento deve ter no mínimo 475 toneladas de
capacidade de estampagem, se o fabricante recomendar o coeficiente de 25%,
evitando assim qualquer danificação no ferramental e também no equipamento por
falta de capacidade de força de estampagem.
Com estas determinações pode se planejar os equipamentos e determinar
onde serão utilizados os ferramentais para a estampagem dos produtos.
8.8 APLICAÇÃO E ABORDAGEM DO FMEA DO PROCESSO DE FA BRICAÇÃO DO PRODUTO
Após a completa determinação do processo de fabricação do produto
estampado e equipamentos necessários para a sua industrialização, deve-se
elaborar um estudo de análises potenciais de falha para este processo antes da sua
implementação e do seu desenvolvimento.
61
Segundo Fernandes (2005) “O método FMEA busca, além de identificar falhas potenciais de forma sistemática, identificar seus efeitos e definir ações que visem reduzir ou eliminar o risco associado a estas falhas, reduzindo assim o risco do produto ou processo”.
Este estudo denominado “FMEA” Originado e criado na língua inglesa:
“Failure Mode and Effect Analysis” e na língua portuguesa: Análise do Tipo e Efeito
de Falha. Esta é uma ferramenta que busca, em princípio, evitar, por meio da análise
das falhas potenciais e propostas de ações de melhoria, que ocorram falhas no
projeto do produto ou do processo de fabricação, que é este caso, posteriormente
também será utilizada para a análise de falhas durante a elaboração dos projetos
dos ferramentais na metodologia proposta.
Segundo o manual da quarta edição do FMEA da norma de qualidade ISO TS 16949 (2008) “A eficácia do FMEA depende da atuação de diferentes departamentos da empresa. A atuação de equipe multidisciplinar se faz necessária. Como o FMEA é uma técnica preventiva, ela gira em torno de conhecimento e experiência. Diante disso, o manual enfatiza que diferentes áreas na empresa podem contribuir com suas experiências, gerando mais qualidade para o processo”.
O objetivo básico desta técnica é de detectar falhas antes que se produza
uma peça ou produto. Pode-se dizer que, com sua utilização, se está diminuindo as
chances do produto ou processo falhar, ou seja, estamos buscando aumentar sua
confiabilidade de acordo com as determinações propostas pela ferramenta.
Segundo o manual da quarta edição do FMEA da norma de qualidade ISO TS 16949 (2008) “Apesar de ter sido desenvolvida com um enfoque no projeto de novos produtos e processos, a metodologia FMEA, pela sua grande utilidade, pode ser aplicada de diversas maneiras. Ela atualmente é utilizada também para diminuir as falhas de produtos e processos existentes. Também tem sido empregada em aplicações específicas tais como análises de fontes de risco em engenharia de segurança e na indústria em geral”.
Este documento deve ser tratado como um documento que fica aberto no
processo, sendo sempre revisado e analisado buscando melhorias e inovações nos
projetos e processos de fabricação, também em seu formulário deve possuir campos
de aprovação e revisão, esta análise deve ser sempre realizada em grupos
multifuncionais para obterem-se os melhores resultados possíveis em cada estudo.
Todas as etapas do processo devem estar contidas no estudo para serem
analisadas uma a uma no intuito de identificar um possível potencial de falha e
eliminá-lo ou reduzi-lo antes do desenvolvimento do processo.
62
Na figura 20 tem-se como exemplo o estudo de “FMEA” de processo
elaborado para o produto utilizado no desenvolvimento da metodologia.
Número da Peça (Cliente) Ver./ Data do Desenho Nome da Peça Número da FMEA
Preparado por Responsável pelo ProcessoAdalto Praxedes
Organização Modelo(s) Ano/ Veículo(s)/ Aplicação Número/ Ver. Pe ça (Organização)Metalúrgica Mardel Ltda Projeto 331 80112-00 - 00Equipe Aprovado por
Adalto Soares PraxedesObservações Data Início Data Rev.Análise completa 15/9/2009 15/9/2009
05 - Recebimento da matéria prima
Espessura da chapa acima do especificado
Trava na ferramenta 4 Variação no processo do fornecedor
3 Inspeção de recebimento conforme procedimento
Análise comprobatória conforme skip lot/ mocrometro
5 60 Nenhuma
2 2 4 16
Identificação incorreta
Estampar produto com material incorreteo
6 Falta de treinamento dos inspetores
3 Treinamento dos inspetores
Inspeção de recebimento
4 72 Nenhuma
1 1 2 2
Liberação de material com espessura abaixo do especificado
Impacta diretamente na forma do produto
6 Inspeção incorreta 3 Inspeção incorreta Inspeção de recebimento
4 72 Nenhuma
2 3 1 6
Liberação de material com espessura acima do especificado
Danifica o ferramental
6 Inspeção incorreta 3 Inspeção incorreta Inspeção de recebimento
4 72 Nenhuma
2 4 2 16
Impacta diretamente na forma do produto
6 Inspeção incorreta 3 Inspeção incorreta Inspeção de recebimento
4 72 Nenhuma
1 4 5 20
10 - Repuxar D/ E Trincas Prejudica o funcional do conjunto no cliente
6 Falta de polimento nos punções de repuxar
4 Manutenção preventiva
Liberação de máquina/ visual
3 72 Nenhuma
2 2 2 8
Forma da peça Impactta nas operações posteriores e montagem do conjunto final
6 Pressão inadequada 4 Orientação aos preparadores
3 72 Nenhuma
3 2 1 6
20 - Recortar contorno e puncionar D/ E
Rebarbas Dificulta operação posterior
3 Desgaste dos componentes de corte da ferramenta
3 Manutenção preventiva
Liberação de máquina / visual
5 60 Nenhuma
3 3 2 18
Furo de Ø de 20,0 + 0,11 + 0,44mm abaixo do especificado
Causa interferência na montagem do cliente final
6 Pressão de máquina inadequada
3 Regular máquina até limitador de altura da ferramenta
Liberação de máquina / visual
5 60 Nenhuma
4 2 1 8
Desgaste do punção de furação 2
Manutenção preventiva
Liberação de máquina/ paquímetro
5
40
Nenhuma
4 4 1 16
NPR
Data chave15/09/2009
Data12/11/2009
Ocorr
Causas e Mecanismos Potenciais de
Falha
ClienteFiat Automóveis S/ A
Responsável e prazo
Resultado das Ações
Ações tomadas
SEV
OCO
DET
51.861.201
Adalto Praxedes
- 23/1/2009
Efeitos Potenciais da
Falha
Modo de Falha
Potencial
Função / Requisitos de
Processo
Adalto-Eng./ Jair-Proc./ Everton-Qua/ Edson-CQD/ Evandro-Prod./ Ginaldo-Exp.
FMEA DE PROCESSO
Scatolamento Mont. P. DX 1271
Deteccção
Ações recomenda-
das
Class
Sever
Página1
Prevenção
NPR
Controles Atuais do ProcessoDetec
Figura 20 – Exemplo de estudo de FMEA do processo de fabricação do produto. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
63
8.9 APROVAÇÃO DAS ANÁLISES E ESTUDOS.
Com o término das análises de processo, definição de equipamentos,
determinação de como serão construídos os ferramentais, e elaboração do “FMEA”
do processo de fabricação, deve-se utilizar um documento específico onde se tem os
responsáveis pela liberação destas atividades e data da sua efetivação. Para esta
etapa recomenda-se o uso do documento de aprovação demonstrado na tabela 7.
Formulário de Aprovação de análises e estudos
Mardel para autorização de construção Ferramentais e Dispositivos.
01. Normas de materiais s 07. Tipo de ferramental s
02. Desenhos e tolerâncias s 08. Tipo equipamento s
03. Desenhos em CAD 3D s 09. Simulações Finais s
04. Orçamento realizado s 10. Plano de métodos s
05. Prazo de Amostras s 11. FMEA do Processo s
06. Observações Gerais s 12. Cálculo da capacidade de Equipamentos s
Responsáveis Pelas Infomações e Checagem dos docume ntos: Nome: Visto:
Aprovação:(Nome) (Visto) Data: ____/____/______
Recebimento:(Nome) (Visto) Data: ____/____/______
F 201/202Produto/processo: Características:
Estampado Fiat Automóveis s/a
de Construção de Ferramentais e Dispositivos
201/202
Formulário de Aprovação de Análises e Estudos para Autorização
Página: 01/01Número do Produto: 201/202Data: 03/05/09
Modelo: Fabricante/ Cliente e Obsevações:
Tabela 7 – Formulário de aprovação de análises e estudos Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
Com este formulário verifica-se se todas as etapas anteriores foram
realizadas de maneira adequada e o responsável deve checar todos os documentos
e estudos antes da sua aprovação e liberação final.
Com a etapa de autorização e checagem da documentação terminada e
aprovada pode se iniciar as atividades de construção dos ferramentais e
dispositivos, todos os documentos devem estar em níveis corretos de revisão e
anexos ao processo de desenvolvimento no departamento de engenharia. Deve-se
enviar a documentação ao departamento de projetos de ferramentas e dispositivos e
faz se uma reunião para esclarecimento dos detalhes, alinhamento dos prazos, com
revisão de cronogramas e liberação de inicio dos projetos dos ferramentais.
64
Nesta situação reforça-se que todas as análises anteriores são
fundamentais para dados de entrada do projeto, o projeto terá que ter fidelidade aos
dados das analises anteriores, se todas estas características forem respeitadas
pode-se ter um ótimo desenvolvimento dos projetos e conseqüentemente uma maior
velocidade em sua execução e aprovação final para inicio da etapa de construção.
8.10 ELABORAÇÃO DO PROJETO DOS FERRAMENTAIS
Para a elaboração dos projetos dos ferramentais recomenda se sua execução
por profissionais projetistas como experiência no assunto, os mesmos devem
analisar as informações anteriores de equipamentos e processos com critério e
aplicá-las no projeto, determinando os materiais adequados e dimensões para
suportar os esforços envolvidos nas operações de conformação.
De acordo com Schaeffer (2009) “Um projeto de ferramenta somente pode ser
otimizado com o conhecimento da influência dos diferentes parâmetros no processo
bem como das características principais dos materiais”.
Outras características importantes a serem analisadas são as tolerâncias
dimensionais dos desenhos dos produtos para serem usadas como direcionamento
tanto nos projetos dos ferramentais como dos dispositivos de controle de qualidade
utilizados no processo produtivo, estas tolerâncias influenciam diretamente nas
características de projeto e fabricação dos ferramentais.
Na seqüencia de figuras de 21 até 35 tem se exemplos do projeto dos
ferramentais em desenhos realizados em softwares específicos para todas as
ferramentas desenvolvidas no exemplo de desenvolvimento do produto estampado
utilizado na metodologia desenvolvida. Estes desenhos e modelamentos serão a
base para a construção dos ferramentais.
No momento de fabricação dos ferramentais faz se necessário a elaboração
de atividades determinadas como modelamentos dos desenhos em três dimensões,
estes modelamentos são a visão cúbica do ferramental projetado peça por peça.
Esta atividade terá seu uso durante o processo de usinagem nos programas
de usinagem em softwares específicos e em copiadoras comando numérico
computadorizado “CNC”.
65
Durante a construção dos ferramentais no departamento de ferramentaria
estes modelamentos serão utilizados na determinação da seqüencia de montagem
dos ferramentais.
De acordo com Mendes (2006) “ A metodologia de modelagem de sólidos é fundamental para diversas aplicações em engenharia, requerendo, por exemplo, de conceitos como distinção entre dentro e fora de uma representação 3D de um determinado objeto, para que se possa obter o seu volume e as suas propriedades de massa”.
Apresenta-se como a base do projeto o direcionamento pelo plano de
métodos realizado e os estudos de “FMEA” do processo de fabricação, nota-se que
tem-se grande semelhança no posicionamento do produto no ferramental projetado
em relação ao primeiro plano estudado e desenhado anteriormente.
Na seqüência de figuras de 21 até 35 tem se exemplos do projeto dos
ferramentais e de seus modelamentos em sistemas computadorizados para o
produto em desenvolvimento do seu processo de fabricação.
Figura 21 - Vista de Planta do projeto da ferramenta de embutir. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
66
Figura 22 - Vista de Modelo para usinagem “CNC” da ferramenta de embutir (Superior). Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
Figura 23 - Vista de Modelo para usinagem “CNC” da ferramenta de embutir (Inferior) Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
67
Figura 24 - Vista de Planta da ferramenta de recortar. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
Figura 25 - Vista de Modelo para usinagem “CNC” da ferramenta de recortar (Superior). Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
68
Figura 26 - Vista de Modelo para usinagem “CNC” da ferramenta de recortar (Inferior). Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
Figura 27 - Vista de Planta da ferramenta de flangear e calibrar. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
69
Figura 28 - Vista de Modelo para usinagem “CNC” ferramenta de flangear e calibrar (Superior). Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
Figura 29 - Vista de Modelo para usinagem “CNC” ferramenta de flangear e calibrar (Inferior). Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
70
Figura 30 - Vista de Planta da Ferramenta de furar. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
Figura 31 - Vista de Modelo para usinagem “CNC” ferramenta furar (Superior). Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
71
Figura 32 - Vista de Modelo para usinagem “CNC” ferramenta furar (Inferior). Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
Figura 33 - Vista de Planta da ferramenta de flangear. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
72
Figura 34 - Vista de Modelo para usinagem “CNC” da ferramenta de flangear (Superior). Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
Figura 35 - Vista de Modelo para usinagem “CNC” da ferramenta de flangear (Inferior). Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
73
Com esta etapa têm-se todas as informações e atividades realizadas para
a seqüência de construção dos ferramentais no departamento de ferramentaria após
a realização do projeto e modelamento dos mesmos, porém esta atividade somente
será iniciada após a aprovação dos dados apresentados por um documento
específico e por um grupo e responsável pela análise e liberação final.
Após esta aprovação inicia-se a compra dos materiais e componentes
necessários para a sua fabricação e assim conseqüentemente a sua construção
efetiva, que pode ser no departamento de ferramentaria da empresa ou em um
fornecedor externo de acordo com a necessidade de custo e prazo de entrega dos
mesmos para a empresa.
8.11 APROVAÇÃO DO PROJETO DO FERRAMENTAL
Para a etapa de aprovação do ferramental conforme demonstrado nos
estudos anteriores deve se utilizar um documento para a checagem de todos os
dados relevantes conforme documento demonstrado na tabela 8, este documento foi
chamado de “Check List” (lista de checagem) para a aprovação de pré projeto de
ferramental. As características são verificadas e se houverem observações existem
espaços pré-determinados para serem incluídas de acordo com a característica
verificada a cada momento.
Na tabela 8 tem-se um exemplo de formulário para a aprovação do pré-
projeto ou projeto de ferramental, é chamado de aprovação de pré-projeto, pois se
entende que pode ser alterado de acordo com as necessidades e pontos checados
que por ventura não estiverem coerentes com as especificações simuladas
anteriormente.
Este formulário deve conter todos os dados do produto, código e nome do
cliente, número de desenho e data de revisão. Uma parte essencial do formulário é o
espaço para a colocação dos nomes dos profissionais participantes do grupo
multifuncional e também a possibilidade de assinatura de cada um concordando com
a discussão e a análise do projeto.
Finalmente deve se ter a aprovação do estudo por um responsável que após
esta fase irá liberar a construção do ferramental ou solicitará ao departamento de
74
projetos uma nova alteração para posteriormente reunir novamente o grupo para a
aprovação definitiva se houver necessidade.
Existe a necessidade de verificar-se também nesta fase se todas as
características dos equipamentos a serem utilizados no processo de fabricação
forram respeitadas no momento de se projetar os ferramentais, até se foi
determinado mais de um modelo específico de equipamento é recomendável. Se na
empresa existir somente um equipamento do tipo em que foi especificado o
ferramental, pode se ter uma parada futura na produção pela quebra do mesmo sem
poder mudar a produção para um equipamento reserva com as mesmas
características aceitando o ferramental projetado.
Características de retirada de retalhos de chapa, altura total da ferramenta,
calhas de saída de produtos e utilização de sensores eletrônicos para evitar
possíveis quebras por uso indevido também são características que devem ser
checadas nesta fase da metodologia. Este é o momento em que todas as falhas
devem ser eliminadas, caso contrário irá ter-se um projeto ineficiente e
conseqüentemente ferramentais e processos de produção inadequados e os custos
envolvidos para o retrabalho serão muito elevados e muitas vezes o retrabalho será
impossível de se realizar, necessitando o desenvolvimento de outro ferramental.
De acordo com Speck (2006) “A realidade virtual ainda se encontra num patamar inicial de desenvolvimento. No entanto, suas possibilidades são enormes. Como ferramenta de manufatura (CAE/CAD/CAM), ela possibilita, entre outras aplicações simular a fabricação de uma peça mecânica em 3D”.
Durante a aprovação de projeto deve-se aproveitar deste recurso de
realidade virtual existente, recomenda-se a projeção dos projetos em sistemas
computadorizados e através da visualização das suas imagens podem-se decidir
algumas alterações necessárias ou aprovação com o entendimento mais
aproximado da realidade de acordo com o recurso e tecnologia disponível.
Durante o projeto as alterações podem ser mais rápidas e com custos
menores para a sua execução comparadas as alterações necessárias após a
construção dos ferramentais.
Na tabela 8 tem-se um exemplo de formulário para a aprovação do pré-
projeto ou projeto de ferramental.
75
Tabela 8 - Documento utilizado: “Check list” de aprovação do Pré-projeto da ferramenta. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
76
8.12 ELABORAÇÃO DO PROJETO DOS DISPOSITIVOS DE CONT ROLE DE QUALIDADE DE PROCESSO
Para esta etapa da metodologia devem-se iniciar os estudos com os
desenhos e especificações de tolerâncias e dimensões de controle do produto
conforme especificado pelo cliente. Outra abordagem em que deve ser observada é
o projeto dos dispositivos de controle conforme a montagem final do produto
estampado na aplicação do produto do cliente, este é um procedimento que reduz
significativamente problemas dimensionais durante a produção na empresa
fornecedora.
Os fabricantes automotrizes medem os componentes da carroceria no
espaço absoluto, tridimensional, usando X, Y e Z como coordenadas da carroceria e
dos seus componentes. Para estruturas rígidas, usam tipicamente um esquema 3-2-
1, para localizar e fixar a peça em um dispositivo de controle do produto. Este
esquema utiliza os seis graus de liberdade necessários para localizar uma peça no
espaço absoluto, antes de começar a efetuar a medição.
Os dados de montagem e características de controle devem ser discutidos
juntamente com o cliente no momento da verificação do projeto dos dispositivos de
controle de processo antes da sua liberação para construção.
Os dispositivos devem conter todos os instrumentos de controle para simular
o mais próximo possível a montagem final do produto estampado, estes
instrumentos assim como o dispositivo completo devem ter uma característica
importante que é a sua calibração dimensional. Este processo consiste em certificar
que o dispositivo esteja com todas as dimensões dentro das especificações no
momento da sua liberação inicial e também após o seu período de uso no processo
de controle, pois esta atividade constante faz com que com o uso as características
dimensionais se deteriorem.
Conforme Righetto (2005) “Durante o desenvolvimento do processo de
manufatura, o fabricante desenvolve o processo de armação da carroceria e
de estampagem para as peças metálicas que compõem a carroceria, com a
intenção de produzir peças individuais com seu dimensional no valor
nominal”.
77
No momento desta calibração se não se obtiverem resultados aceitáveis
pelo padrão do dispositivo o mesmo deverá ser corrigido para que as características
originais de controle retornem aos padrões de liberação e de projeto.
Com todos os dados de processo e de desenhos do produto fornecido pelo
cliente e todas as análises necessárias realizadas, a documentação é enviada ao
departamento de projetos da empresa ou a uma empresa externa de projetos para
que seja liberado o projeto do dispositivo de controle.
Como nos projetos dos ferramentais para os dispositivos de controle
também se faz necessário o uso do desenho elaborado em sistema eletrônico pelo
cliente para ser executado de maneira correta e de acordo com as características do
produto para o cliente.
Pode-se então iniciar-se e realizar-se o projeto e o modelamento em três
dimensões do dispositivo de controle do produto.
Nas figuras 36 e 37 tem-se um exemplo de projeto do dispositivo de controle
e um exemplo de modelamento em três dimensões para a usinagem em
equipamento “CNC” e montagem do dispositivo de controle.
Figura 36 - Vista de Planta do projeto do dispositivo de controle. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
78
Figura 37 - Vista de Planta do Modelo para usinagem “CNC” do dispositivo de controle. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
8.13 APROVAÇÃO DO PROJETO DOS DISPOSITIVOS DE CONTR OLE DE QUALIDADE DO PROCESSO
Com o término do projeto do dispositivo de controle recomenda-se o uso do
formulário “Check List” de dispositivo de controle para sua aprovação conforme
demonstrado na tabela 9. Com este formulário pretende-se analisar todas as
características técnicas relevantes necessárias para o desenvolvimento correto do
projeto do dispositivo de controle do produto estampado.
Sistemas de transporte para o dispositivo, sistemas de travamento do
produto no dispositivo, possibilidade de falhas e problemas com referências e
dimensionais devem ser analisados.
Deve-se reunir um grupo multifuncional para esta avaliação, profissionais do
departamento produtivo, do departamento de qualidade, de ferramentaria e de
engenharia devem fazer parte deste grupo para a conquista de resultados
adequados na análise.
A tabela 9 demonstra o documento “Check List” de dispositivo de controle
para sua aprovação de projeto.
79
Tabela 9 - Documento: “Check list” de aprovação do Projeto de Dispositivo de controle. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
Para a aprovação dos projetos dos dispositivos de controle deverão
novamente ser analisadas as tolerâncias dimensionais dos desenhos dos produtos
para serem usadas como direcionamento no funcional e dimensional dos
dispositivos de controle de qualidade utilizados no processo produtivo.
80
Com o grupo multifuncional formado para obterem-se os devidos
resultados a análise deve ser similar a de liberação de projeto do ferramental.
Sempre para os documentos de liberação das etapas recomenda-se que todos os
participantes assinem a ata de reunião, e que também se tenha um responsável pela
aprovação.
8.14 LIBERAÇÃO DE CONSTRUÇÃO DO FERRAMENTAL
Com as etapas de aprovação de projeto e projeto final concluídos deve se
elaborar um documento de liberação de construção dos ferramentais e dispositivos
no departamento de ferramentaria da empresa ou autorizar a empresa a contratar
uma empresa de ferramentaria externa para esta atividade.
Este documento libera a autorização de compra dos materiais e
componentes para o ferramental e autoriza formalmente a construção dos mesmos
de acordo com todas as características analisadas anteriormente nas outras etapas
anteriores, também tendo um responsável por esta liberação com nome data e
assinatura.
Na tabela 10 demonstra-se um exemplo de formulário utilizado para a
liberação da construção do ferramental no departamento de ferramentaria ou em
fornecedor externo. Novamente devem-se analisar possíveis pontos que parecem
simples, mas que se não forem verificados novamente poderão causar falhas na
determinação dos processos e na construção dos ferramentais.
Dados como níveis de revisão de desenhos e projetos podem ter
divergências durante a sua elaboração e recebimento. Mesmo parecendo que se faz
varias atividades de checagem em duplicidade este é o momento mais adequado
para se prevenir erros e assim causar a possibilidade de correção após a construção
dos ferramentais, o que pode causar grandes atrasos e um custo adicional para a
correção dos problemas.
Na tabela 10 demonstra-se um exemplo de formulário utilizado para a
liberação da construção do ferramental.
81
Formulário de Aprovação para construção de Mardel Ferramentais e Dispositivos.
01. Projetos Aprovados s 07. Tipo de ferramental definido s
02. Desenhos e tolerâncias s 08. Tipo equipamento definido s
03. Desenhos em CAD 3D s 09. Simulações Finais aprovadas s
04. Orçamento aprovado s 10. Plano de métodos aprovado s
05. Prazo de Amostras s 11. FMEA do Processo concluído s
06. Observações Gerais s 12. Cálculo da capacidade de Equipamentos s
Responsáveis Pelas Infomações e Checagem dos docume ntos: Nome: Visto:
Página: 01/01Número do Produto: 201/202Data: 03/05/09
Modelo: Fabricante/ Cliente e Obsevações:F 201/202
Produto/processo: Características:Estampado Fiat Automóveis s/a
Ferramentais e Dispositivos.
201/202
Formulário de Aprovação para construção de
Aprovação:(Nome) (Visto) Data: ____/____/______
Recebimento:(Nome) (Visto) Data: ____/____/______
Tabela 10 – Documento de liberação de construção do ferramental. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
8.15 LIBERAÇÃO DE CONSTRUÇÃO DOS DISPOSITIVOS DE CO NTROLE DE QUALIDADE DO PROCESSO
Para a liberação de construção dos dispositivos de controle de qualidade do
processo utiliza-se o mesmo documento apresentado na tabela 10 e os mesmos
procedimentos para a liberação de construção dos ferramentais apresentados
anteriormente no capítulo 8.14.
Devem-se tomar os mesmos cuidados referentes à verificação de dados e
revisões de desenhos, também na construção dos dispositivos de controle podem
ocorrer erros provenientes de estas informações estarem divergentes dos desenhos
dos produtos fornecidos pelo cliente.
Após o devido preenchimento do documento e análises realizadas a liberação
de construção pode ser feita no departamento de ferramentaria da empresa ou em
fornecedor externo para esta atividade, iniciando as atividades de projeto e
construção dos mesmos.
82
8.16 CONSTRUÇÃO DOS FERRAMENTAIS
Para a coordenação dos prazos e atividades desta etapa deve-se criar um
cronograma de construção dos ferramentais. Com a elaboração deste cronograma
deve se determinar um profissional responsável para o acompanhamento das
atividades administrativas e de fabricação do ferramental no departamento de
ferramentaria da empresa ou em um fornecedor externo.
Quanto melhor elaborado e atualizado com visitas a área de fabricação o
documento for melhores serão os resultados de qualidade e prazos envolvidos na
atividade de construção dos ferramentais.
Recomenda-se também a realização de reuniões semanais denominadas de
“Reuniões de Desenvolvimento” onde devem ser analisados todos os eventos
referentes aos cronogramas dos produtos em desenvolvimento. Se por algum motivo
ocorrerem atrasos em relação ao planejado deve ser elaborado um plano de ações
em conjunto com os departamentos de engenharia de desenvolvimento e
ferramentaria para a correção dos desvios em tempo hábil para evitarem-se atrasos
nos prazos de entrega dos ferramentais e conseqüentemente amostras dos produtos
aos clientes.
Este cronograma deve contemplar todas as atividades principais referentes à
construção dos ferramentais, para cada uma delas deve ser analisado o tempo
técnico para a sua execução e a ordem cronológica para a continuidade de
realização de cada uma delas. Para a devida previsão de prazos e tempos técnicos
recomenda-se prever uma atividade de planejamento nos departamentos de
engenharia e ferramentaria composta de profissionais com experiência em
processos de fabricação de ferramentas e de desenvolvimento de processos de
produtos estampados.
Estas experiências podem prever prazos de atividades muito próximos da
realidade e prever a disponibilização adequada de recursos para obterem-se
resultados de prazos e custos de acordo com os orçamentos da empresa e
propostas fechadas com os clientes.
A figura 38 demonstra um exemplo de cronograma de construção dos
ferramentais.
83
84
Figura 38 - Cronograma de construção do ferramental. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
O controle de cumprimento dos prazos de acordo com as atividades
planejadas deve ser realizado pelo departamento de planejamento da empresa que
em conjunto com a área de ferramentaria fará visitas semanais ao piso industrial
para acompanhar em loco se as atividades estão sendo cumpridas de acordo com o
planejamento inicial.
Estas visitas serão o indicador utilizado para as reuniões de
desenvolvimento indicando a realidade na fábrica. Quando houver qualquer
divergência o plano de ação para correção deverá ser elaborado em conjunto.
8.17 CONSTRUÇÃO DOS DISPOSITIVOS DE CONTROLE DE QUA LIDADE DO
PROCESSO
Para a coordenação dos prazos e atividades desta etapa deve-se criar um
cronograma de construção dos dispositivos. Para a atividade de desenvolvimento
da construção dos dispositivos de controle de qualidade de processos serão os
mesmos procedimentos citados no capítulo anterior, os cuidados e detalhes de
acompanhamento deverão ser seguidos conforme descritos no capítulo 8.17 para
sua correta execução.
O dispositivo de controle de qualidade de processo de estampagem deve
estar concluído, corretamente dimensionado, calibrado, aprovado e disponível ao
departamento de ferramentaria antes do início dos testes de estampagem com os
ferramentais construídos. Este dispositivo será um elemento facilitador nesta
atividade, pois, com a estampagem do produto o profissional de ferramentaria pode
checar a qualidade da amostra rapidamente, não requerendo nesta situação o
dimensionamento da amostra na sala de medidas da empresa. Com a
disponibilização do dispositivo no teste do ferramental pode-se diminuir os prazos e
possibilitar que sejam feitas as correções iniciais no ferramental conforme seu
resultado de montagem do produto estampado no dispositivo.
A figura 39 demonstra um exemplo de cronograma de construção dos
dispositivos de controle.
85
86
Figura 39 - Cronograma de construção do dispositivo de controle. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
Quando a amostra do produto estampado for enviada a sala de medidas para
o seu controle dimensional final, a mesma já estará neste momento em ótimas
condições dimensionais através do uso correto do dispositivo de controle, facilitando
a sua aprovação, liberação do ferramental e submissão definitiva ao cliente.
8.18 DIMENSIONAMENTO E APROVAÇÃO DOS DISPOSITIVOS D E CONTROLE DE QUALIDADE
Verificando-se a importância do uso e da qualidade que se tem exigido para o
dispositivo de controle de qualidade do processo de produto estampado,
recomenda-se um empenho especial no momento da sua aprovação e liberação
para o uso.
Todas as características citadas anteriormente, projetadas e construídas têm
que ser avaliadas e aprovadas nesta etapa especifica, pois a aprovação incorreta do
estudo dimensional do dispositivo pode não garantir a qualidade do produto
estampado na linha de produção.
O controle e verificação devem ser realizados por profissional metrologista
especializado em sala de controle de medidas com equipamento de medição
tridimensional.
Para uma maior confiabilidade de resultados de dimensionamento o
laboratório de metrologia deve ser certificado pro órgãos externos competentes para
esta atividade, garantindo-se que todos os resultados serão confiáveis através do
atendimento das exigências de calibração, repetibilidade e aprovação dos
equipamentos de medição e procedimentos utilizados.
Para demonstrar esta etapa tem-se o resultado dimensional de controle do
dispositivo de controle de processo do produto exemplificado realizado em
equipamento tridimensional e laboratório de metrologia certificado apresentado na
figura 40.
87
Figura 40 – Relatório dimensional do dispositivo de controle. Fonte: Departamento de qualidade da empresa Metalúrgica Mardel (2009). O dimensionamento e alinhamento do dispositivo no equipamento
tridimensional devem seguir rigorosamente as informações contidas nos desenhos
do cliente e informações de montagem do produto no seu ponto final de aplicação,
isto é uma metodologia de controle denominada de projeto conforme a montagem
conhecida com seu termo na língua inglesa: “Design For Assembly”, esta aplicação
88
proporciona ótimos resultados nos modernos processos de projetos e manufatura
nas empresas montadoras de veículos na atualidade.
Segundo Salustri e Chan (2005), “O objetivo do projeto para a montagem
(DFA) é simplificar o produto para que o custo de montagem seja reduzido”.
A ferramenta de DFA identifica a necessidade de analisar todas as partes do
projeto e do processo de fabricação desde o inicio da criação do produto e de seus
componentes, isso irá contribuir para facilitar o controle durante a utilização dos
dispositivos de controle de qualidade no processo.
8.19 TESTES DOS FERRAMENTAIS (TRY-OUT) E REALIZAÇÃO DOS AJUSTES FINAIS
Posteriormente ao processo de construção dos ferramentais tem-se a
atividade de testes dos mesmos em equipamentos para estampagem, esta atividade
é popularmente conhecida nas empresas de estamparia e ferramentaria pelo termo
na língua inglesa: “Try Out” que significa na língua portuguesa: Experimentar, ou
provar. Como o próprio nome sugere esta atividade é a prova do ferramental
verificando se o mesmo atende os requisitos de qualidade e produtividade conforme
projetado e construído de acordo com a metodologia proposta.
Nesta fase o ferramental é colocado no equipamento de produção e são
produzidas amostras de produtos para a checagem nos dispositivos de controle.
Durante esta pequena produção na maioria das vezes o ferramental tem que ser
ajustado e corrigido para que os produtos atendam aos requisitos de conformação,
recortes e dimensionais. Para que se tenha o mínimo de ajustes e correções deve-
se orientar pelos estudos e simulações realizados no início do desenvolvimento, pois
as características simuladas devem ser bem próximas da realidade durante estes
testes de estampagem.
Para esta atividade recomenda-se a formação de um grupo de análise no
momento em que o ferramental estiver na prensa em testes. Este grupo formado
pelos profissionais de ferramentaria deverá identificar possíveis ajustes e ou
modificações, elaborar um relatório e enviar o ferramental para a ferramentaria para
a execução das atividades de correção, prevendo seu retorno o mais breve possível.
89
Se o teste for eficiente e obtiver-se o sucesso esperado, o ferramental
estiver de acordo com as características funcionais e de qualidade o mesmo pode
ser concluído e liberado para o departamento de produção após a sua liberação feita
também por um documento específico denominado “Check List” (lista de verificação)
de aprovação de ferramental que será demonstrado no capítulo 8.22.
8.20 APROVAÇÃO DIMENSIONAL DAS AMOSTRAS ESTAMPADAS NOS FERRAMENTAIS COM CHECAGEM NOS DISPOSITIVOS DE CONTR OLE
Nesta fase da metodologia verifica-se se as características dimensionais do
produto estampado atendem as especificações dos desenhos do cliente, existe um
critério para o alinhamento do produto em relação ao desenho em três dimensões
fornecido pelo cliente. Para cada projeto de cada fabricante de veículos existem
diferenças nestes conceitos. Eles determinam-se os graus de liberdade do
dimensional do produto no espaço tridimensional e no equipamento de medição.
O equipamento tridimensional deve possuir um software específico para este
dimensionamento. Este software compara as diferenças entre o desenho em três
dimensões elaborado pelo cliente e o produto que foi estampado no ferramental, ele
proporciona o alinhamento do produto no equipamento e realiza o controle dos
desvios dimensionais nos produto por toques de um apalpador digital apresentando
os resultados na tela do software conforme demonstrado na figura 41.
Se no momento do dimensionamento o produto não atender os requisitos
dimensionais, deve ser elaborado um relatório contendo os desvios, e o ferramental
deverá retornar ao departamento de ferramentaria para a execução das correções
necessárias.
Com os resultados das análises dimensionais aprovados dentro das
tolerâncias especificadas em desenhos o ferramental pode ser finalizado e os
produtos de amostra podem ser preparados para submissão ao cliente, a finalização
do ferramental é a sua pintura, lubrificação, revisão e ajustes finais de operação.
Esta primeira análise deve ser feita com as primeiras peças produzidas no
ferramental, após esta primeira aprovação faz-se necessário a produção de um lote
de peças maior para verificar-se a repetibilidade dimensional dos produtos, para esta
análise recomenda-se a utilização de estudos estatísticos de processo de produção
90
para a completa validação dos resultados. Para esta análise a metodologia terá o
capítulo 8.23 para a exemplificação dos estudos.
Demonstra-se na figura 41 o relatório dimensional do produto estampado no
ferramental para a aprovação e submissão das amostras ao cliente
Figura 41 - Relatório dos dimensionais do produto estampado. Fonte: Departamento de qualidade da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
91
8.21 APROVAÇÃO DO FERRAMENTAL ATRAVÉS DE DOCUMENTO DE CHECAGEM ESPECÍFICO
Nesta fase da metodologia deve-se aprovar o ferramental definitivamente
para assim ficarem todas as características construídas de acordo com o que foi
planejado no inicio do desenvolvimento do processo e projeto do mesmo. Todas as
informações relevantes devem ser analisadas, verificadas em loco e aprovadas.
Recomenda-se que seja feita esta análise novamente com o grupo
multifuncional reunido no piso industrial de produção e durante a produção do lote
piloto de produção com o ferramental.
Se por algum motivo não ocorrer a aprovação do ferramental o documento
de verificação devidamente preenchido deve retornar juntamente com o ferramental
ao departamento de ferramentaria para serem realizadas as devidas correções.
Se a aprovação ocorrer normalmente de acordo com os requisitos, o
ferramental estará liberado ao departamento de produção da empresa para ser
devidamente armazenado e entrar nos procedimentos e atividades de produção
normal.
Outro aspecto a se ressaltar é que neste momento o mesmo deve ganhar
um código para o seu cadastro em sistema gerencial eletrônico da empresa, onde
desta forma o mesmo poderá ser rastreado e entrar nos procedimentos de
manutenção corretiva e preventiva, garantido o seu desempenho produtivo no
processo de produção.
Sugere-se um critério de pontuação por característica a ser verificada e no
final da análise existe um cálculo para a finalização da aprovação ou reprovação,
esta sugestão indicada foi para que exista uma ponderação entre todos os aspectos
avaliados devido ao grande número de características a serem verificadas. O
objetivo de atendimento da pontuação é de 100%, se por ventura a mesma ficar
acima de 90% o ferramental terá uma aprovação condicional com um prazo maior
para a sua correção e a sua total finalização.
A figura 42 exemplifica o documento de aprovação de ferramental para a sua
aprovação perante aos requisitos técnicos de engenharia.
92
Figura 42 – Exemplo de check list de aprovação de ferramental. Fonte: Departamento de qualidade da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
93
8.22 PRODUÇÃO DE LOTE PILOTO E ANÁLISE ESTATÍSTICA PARA APROVAÇÃO FINAL DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO
De acordo com Pagano (2000) “No contexto da qualidade total, “Controle” ou “Manter o Controle” é entendido como a capacidade de se localizar um problema (Um resultado não desejado ou que pode ser melhorado), buscar suas causas fundamentais pela análise do processo (Ou seja, dos meios utilizados na obtenção daquele resultado)”.
Para a realização da produção do lote piloto de produção a primeira análise
dimensional deve estar devidamente aprovada. Durante a produção do lote piloto
são determinadas características críticas do produto para a realização dos estudos
estatísticos, como exemplo no produto estampado tem-se a característica de
controle da camada de zinco do material pré-tratado após a estampagem. Esta
estampagem pode diminuir a espessura da camada devido ao atrito da chapa em
relação aos punções e matrizes da ferramenta durante o processo de embutimento.
Akao (1990) Afirma que “Planejar é determinar o que fazer; Projetar é decidir
como fazer. Para planejar é necessário conhecer precisamente que qualidades os
clientes demandam de um produto”. Aqui está o potencial descrito para o uso de
ferramentas de controle avançadas e capazes de prevenir e corrigir os desvios de
processo. No desenvolvimento da metodologia descrevemos como fazer e
descrevemos também os meios de controle aplicáveis para garantia da qualidade e
de confiabilidade do processo de fabricação do produto.
O estudo estatístico foi realizado em um lote de amostragem de 30 peças,
foram definidas as regiões mais críticas de atrito das peças para verificação e foi
utilizado um equipamento denominado “medidor de camadas digital” para o
levantamento dos dados. Com os dados de resultados de espessuras de camadas
em “mícron” e a comparação com a especificação do desenho do produto foi
elaborada a carta de controle e inserida em um software específico para obterem-se
os resultados estatísticos desta característica durante o processo de fabricação.
Os limites de controle foram determinados também de acordo com as
especificações dos desenhos e as análises foram realizadas.
Para esta característica de controle todas as análises foram aprovadas e o
processo foi determinado como estável e dentro dos limites de controle
apresentados pelo estudo estatístico da característica do processo.
94
Com estes resultados satisfatórios o processo poderá ser liberado e
finalizado, o ferramental apresentou um bom funcionamento e não necessitará de
ajustes ou correções para o atendimento desta característica.
Este estudo deverá ser realizado para todas as características consideradas
críticas do produto no momento da realização dos estudos iniciais de planejamento
do processo de fabricação, o fato de que uma das características atende os
requisitos não determinará a aprovação do processo e do ferramental.
O estudo estatístico deve ser continuado posteriormente ao término do
desenvolvimento para o controle das características críticas no processo produtivo
finalizado, esta é uma ferramenta importante para que não ocorram desvios e
rejeições na produção.
Segundo Kume (1993), “As Ferramentas Estatísticas da Qualidade conferem
a objetividade e exatidão á observação”.
As figuras 43, 44, 45 e 46 demonstram todos os estudos estatísticos
realizados para a característica de controle da camada de zinco do material após a
estampagem do produto compostos de gráficos de pareto e de histograma.
Segundo Kume (1993), “Histograma é um gráfico de barras que representa a distribuição de um conjunto de dados. De modo geral permite a compreensão de uma população a partir da análise de uma amostra dos dados da mesma. Um histograma permite a observação e dispersão dos dados, sua amplitude, mas não fornece qualquer informação do seu comportamento ao longo do tempo. É muito utilizado na Avaliação do comportamento de um processo”.
Nos estudos apresentados verifica-se que mesmo em um processo
desenvolvido com critérios e todos os cuidados necessários no mesmo podem-se
apresentar variações durante a produção dos produtos, são estas variações que
devem estar controladas e observadas na garantia da qualidade.
Conforme Brassard (1996), “Diagrama de pareto é uma forma especial de
gráfico de barras verticais, que nos permite determinar quais problemas resolver e
quais prioridades”.
Na seqüência de figuras 43, 44, 45 e 46 demonstram todos os estudos
estatísticos realizados para a característica de controle da camada de zinco do
material após a estampagem do produto.
95
Figura 43 – Exemplo de estudo de capabilidade do processo de fabricação do produto Fonte: Departamento de qualidade da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
96
Figura 44 – Exemplo de estudo de capabilidade do processo de fabricação do produto Fonte: Departamento de qualidade da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
97
Figura 45– Exemplo de estudo de capabilidade do processo de fabricação do produto Fonte: Departamento de qualidade da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
98
Figura 46 – Exemplo de estudo de capabilidade do processo de fabricação do produto Fonte: Departamento de qualidade da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
99
Após o término dos estudos dimensionais e estatísticos do produto
durante o processo de fabricação do lote piloto de produção e obtendo-se os
resultados satisfatórios de acordo com as especificações e checagem no dispositivo
de controle o ferramental poderá ser definitivamente liberado para o departamento
de produção da empresa. Com esta liberação o departamento de engenharia de
processos de fabricação deve elaborar todas as instruções de processo e de
controle para a produção do novo produto com o ferramental desenvolvido.
Estes documentos de processo devem conter todas as informações
relevantes dos controles do processo analisadas anteriormente na metodologia de
desenvolvimento para ter-se um controle efetivo da produção dos novos
ferramentais e produtos.
8.23 SUBMISSÃO DAS AMOSTRAS PARA APROVAÇÃO DO CLIEN TE
Finalizada esta etapa e com todas as informações e documentos aprovados
no departamento de engenharia e de produção da empresa as primeiras amostras
produzidas devem ser submetidas à aprovação do cliente para a realização dos
testes necessários e montagem dentro da sua empresa.
Com a aprovação das amostras concedida pelo cliente o produto
definitivamente passa a ser de responsabilidade do departamento produtivo da
empresa e através de cadastro no sistema de engenharia e produção começará a
ser requisitada a sua produção nas quantidades solicitadas pelo cliente.
Se por algum motivo na submissão da amostra houver uma reprovação pelo
cliente, prontamente o departamento de engenharia e qualidade deve solicitar o
relatório da reprovação e verificar qual foi à causa determinante para a reprovação.
O grupo de desenvolvimento deve ser reunido e um plano de ação para a solução
do problema o mais breve possível deve ser elaborado, responsáveis e prazos
devem ser determinados para obter-se sucesso na nova submissão.
Na figura 47 apresenta-se o formulário modelo para a submissão de peça de
amostras para produção no cliente.
No formulário têm-se os campos para os dados do produto e suas
alterações, identificação do cliente, assinatura do responsável pela submissão no
100
fornecedor e do responsável pela aprovação ou reprovação no cliente, esta
submissão é o documento de liberação para o fornecimento ao cliente.
Figura 47 – Certificado de submissão de peça de peça de produção Fonte: Departamento de qualidade da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
101
8.24 ELABORAÇÃO DE DESCRITIVO DO FERRAMENTAL A SER ENTREGUE AO CLIENTE
Os ferramentais e dispositivos de processo e controle na maioria dos casos
são de propriedade dos clientes, no final da sua construção e aprovação os mesmos
são vendidos aos clientes, mas permanecem na empresa fornecedora para
produção dos produtos, este procedimento é possível através de um contrato
elaborado entre as partes.
Durante o ciclo de vida do produto fornecido é de responsabilidade do
fornecedor armazenar e manter em condições de uso estes ferramentais. Existe por
parte do cliente a necessidade de conhecimento de todas as informações destes
ferramentais, pois na eventual necessidade da troca da fonte de fornecimento os
mesmos possam identificar outro fornecedor que possa produzir de acordo com as
especificações do ferramental construído.
Outra necessidade do cliente é de saber se realmente os ferramentais e
dispositivos foram construídos com materiais de qualidade e resistência adequados
e de acordo com as normas e especificações propostas no orçamento e na
negociação realizada entre as partes.
Devido a estas necessidades recomendam-se para a etapa final da
metodologia a realização de documentos em que se registrem todas as
necessidades de ambas as partes do processo de fornecimento com informações
referentes aos ferramentais e dispositivos.
Estes documentos são elaborados dentro dos padrões criados onde contêm
fotografias, detalhes e relatos para que qualquer interessado possa identificar as
informações e usá-las de maneira adequada.
Dados das simulações, planos de métodos de fabricação, modelamentos de
superfícies e programas de usinagem CNC, devem ser gravados em mídia
adequada e entregue ao cliente no momento da entrega do descritivo.
Tem-se a necessidade de além da entrega dos dados e documentos ao
cliente manter uma cópia controlada na empresa para na necessidade de consulta
ou recuperação de informações terem-se acesso ao banco de dados e encontrar
assim todas as informações necessárias prontamente.
102
Na seqüência de figuras de 48 à 55 demonstram-se os descritivos de
ferramentais e dispositivos elaborados para o produto desenvolvido conforme a
metodologia do estudo.
Scatolamento Mont. Posteriore DX/ SX
Data: 03/11/2009
Cliente:
Produto nº:
Produto nome:
Fiat Automóveis S.A.
51 861 201/ 51 861 202
Figura 48 – Relatório de descritivo do ferramental a ser entregue ao cliente. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
103
C: L: A:Resp. Técnico:
Peso (Kg):Scatolamento Mont. Posteriore DX/ SX
PARTE INFERIOR
PRODUTO ESTAMPADO DETALHE DO FERRAMENTAL
VISTA GERAL DO FERRAMENTAL / DISPOSITIVOPERSPECTIVA FRONTAL PERSPECTIVA LATERAL
PARTE SUPERIOR
Elaborado por:Osvaldo Dandalo Aline Santos
RELATÓRIO DE CONCLUSÃO DE FERRAMENTAL
Operação:
1600 1264
Repuxar D/ E51 861 201/ 51 861 202
MRD 1192 05Dimensões do Ferramental (mm):
Produto nº:Denominação:Ferramenta/Dispositivo nº:
680Nº de Ferramentas:
Figura 49 – Relatório de descritivo do ferramental a ser entregue ao cliente. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
104
C: L: A:
PRODUTO ESTAMPADO DETALHE DO FERRAMENTAL
PARTE SUPERIOR PARTE INFERIOR
VISTA GERAL DO FERRAMENTAL / DISPOSITIVOPERSPECTIVA FRONTAL PERSPECTIVA LATERAL
Resp. Técnico: Osvaldo Dandalo Elaborado por: Aline SantosDimensões do Ferramental (mm): 1600 894 680Ferramenta/Dispositivo nº: MRD 1193 Nº de Ferramentas: 05Denominação: Scatolamento Mont. Posteriore DX/ SX Peso (Kg):
RELATÓRIO DE CONCLUSÃO DE FERRAMENTAL
Produto nº: 51 861 201/ 51 861 202 Operação: Recortar contorno e furar D/ E
Figura 50 – Relatório de descritivo do ferramental a ser entregue ao cliente. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
105
C: L: A:
PRODUTO ESTAMPADO DETALHE DO FERRAMENTAL
PARTE SUPERIOR PARTE INFERIOR
VISTA GERAL DO FERRAMENTAL / DISPOSITIVOPERSPECTIVA FRONTAL PERSPECTIVA LATERAL
Resp. Técnico: Osvaldo Dandalo Elaborado por: Aline SantosDimensões do Ferramental (mm): 860 1514 680Ferramenta/Dispositivo nº: MRD 1194 Nº de Ferramentas: 05Denominação: Scatolamento Mont. Posteriore DX/ SX Peso (Kg):
RELATÓRIO DE CONCLUSÃO DE FERRAMENTAL
Produto nº: 51 861 201/ 51 861 202 Operação: Flangear e Calibrar D/ E
Figura 51 – Relatório de descritivo do ferramental a ser entregue ao cliente. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
106
C: L: A:
PRODUTO ESTAMPADO DETALHE DO FERRAMENTAL
PARTE SUPERIOR PARTE INFERIOR
VISTA GERAL DO FERRAMENTAL / DISPOSITIVOPERSPECTIVA FRONTAL PERSPECTIVA LATERAL
Resp. Técnico: Osvaldo Dandalo Elaborado por: Aline SantosDimensões do Ferramental (mm): 970 1294 680Ferramenta/Dispositivo nº: MRD 1195 Nº de Ferramentas: 05Denominação: Scatolamento Mont. Posteriore DX/ SX Peso (Kg):
RELATÓRIO DE CONCLUSÃO DE FERRAMENTAL
Produto nº: 51 861 201/ 51 861 202 Operação: Furar e furar c/ cunha D/ E
Figura 52 – Relatório de descritivo do ferramental a ser entregue ao cliente. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
107
C: L: A:
PRODUTO ESTAMPADO DETALHE DO FERRAMENTAL
PARTE SUPERIOR PARTE INFERIOR
VISTA GERAL DO FERRAMENTAL / DISPOSITIVOPERSPECTIVA FRONTAL PERSPECTIVA LATERAL
Resp. Técnico: Osvaldo Dandalo Elaborado por: Aline SantosDimensões do Ferramental (mm): 720 1494 680Ferramenta/Dispositivo nº: Nº de Ferramentas: 05Denominação: Scatolamento Mont. Posteriore DX/ SX Peso (Kg):
RELATÓRIO DE CONCLUSÃO DE FERRAMENTAL
Produto nº: 51 861 201/ 51 861 202 Operação: Flangear, extrudar e furar D/ E
Figura 53 – Relatório de descritivo do ferramental a ser entregue ao cliente. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
108
C: L: A:
DETALHE DE IDENTIFICAÇÃO
PRODUTO ESTAMPADO DETALHE DO DISPOSITIVO
VISTA SUPERIOR VISTA LATERAL ESQUERDA
VISTA GERAL DO FERRAMENTAL / DISPOSITIVOPERSPECTIVA FRONTAL PERSPECTIVA LATERAL
Resp. Técnico: Osvaldo Dandalo Elaborado por: Aline SantosDimensões do Ferramental (mm): 720 570 ~ 441Ferramenta/Dispositivo nº: DSP 1201 Nº de Ferramentas: 05Denominação: Scatolamento Mont. Posteriore DX/ SX Peso (Kg):
RELATÓRIO DE CONCLUSÃO DE FERRAMENTAL
Produto nº: 51 861 201/ 51 861 202 Operação: Dispositivo de controle
Figura 54 – Relatório de descritivo do ferramental a ser entregue ao cliente. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
109
C: L: A:
DETALHE DE IDENTIFICAÇÃO
PRODUTO ESTAMPADO DETALHE DO DISPOSITIVO
VISTA SUPERIOR VISTA LATERAL DIREITA
VISTA GERAL DO FERRAMENTAL / DISPOSITIVOPERSPECTIVA FRONTAL PERSPECTIVA LATERAL
Resp. Técnico: Osvaldo Dandalo Elaborado por: Aline SantosDimensões do Ferramental (mm): 720 570 ~ 441Ferramenta/Dispositivo nº: DSP 1202 Nº de Ferramentas: 05Denominação: Scatolamento Mont. Posteriore DX/ SX Peso (Kg):
RELATÓRIO DE CONCLUSÃO DE FERRAMENTAL
Produto nº: 51 861 201/ 51 861 202 Operação: Dispositivo de controle
Figura 55 – Relatório de descritivo do ferramental a ser entregue ao cliente Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009).
110
9 DISCUSSÕES E ANÁLISES FINAIS
A Metodologia está aplicada e em funcionamento no departamento de
engenharia de desenvolvimento da empresa Metalúrgica Mardel Ltda. Onde o
estudo foi realizado, este estudo teve a duração de 18 meses para a sua realização
e implementação. Com a freqüente descoberta de novas tecnologias e de métodos
avançados de trabalho no contexto mundial, esta metodologia deve ser
freqüentemente revisada e melhorada para a busca da sua maior eficiência de
aplicação trazendo assim melhores resultados com a sua aplicação.
Apresentam-se alguns dos resultados mensuráveis alcançados após a
implementação da metodologia para demonstrar a sua viabilidade de uso conforme
apresentada no estudo.
A seguir a Tabela 11 apresenta o demonstrativo de tempo gasto e valores
envolvidos no acompanhamento de um projeto de desenvolvimento de produtos
estampados pelo departamento de engenharia com o procedimento antes da
utilização da metodologia desenvolvida ser aplicada.
Produtos em desenvolvimento
Tempo diário de acompanhamento
(horas)
Número de dias em
desenvolvimento
Custo do Engenheiro por
hora de acompanhamento
Custo total de acompanhamento e documentação
Produto 1 4 50 R$ 28,00 R$ 5.600,00
Produto 2 5 60 R$ 28,00 R$ 8.400,00
Produto 3 6 75 R$ 28,00 R$ 12.600,00
Produto 4 4 70 R$ 28,00 R$ 7.840,00
Produto 5 7 20 R$ 28,00 R$ 3.920,00
Produto 6 3 100 R$ 28,00 R$ 8.400,00
Produto 7 8 120 R$ 28,00 R$ 5.600,00
Produto 8 5,5 35 R$ 28,00 R$ 5.390,00
Produto 9 7 50 R$ 28,00 R$ 9.800,00
Produto 10 8 75 R$ 28,00 R$ 16.800,00
Custo total de Acompanhamento Desenvolvimento
R$ 105.630,00
Tabela 11 – Acompanhamento de desenvolvimento de produtos estampados Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2008) Nota: Custos de mão-de-obra e tempo de trabalho no prazo de 120 dias (jan.- mar./2008).
111
Com a visualização dos dados da Tabela 11 verifica-se que na situação
anterior a implementação da metodologia tinha-se um elevado custo e empenho de
mão de obra para acompanhamento dos trabalhos de desenvolvimento. Estes
trabalhos consistem em: Tempo disponibilizado para a elaboração de documentos e
controles específicos, elaboração de cronogramas, checagem de projetos, liberação
de projetos e seguimento dos trabalhos no departamento de ferramentaria.
Outra verificação é que desta forma demonstrada não se obtinham os
resultados desejados em relação à qualidade, custos e de prazos nos
desenvolvimentos.
A seguir a Tabela 12 apresenta o demonstrativo de tempo gasto e valores
envolvidos no acompanhamento de um projeto de desenvolvimento de produtos
estampados pelo departamento de engenharia com o procedimento proposto da
nova metodologia de trabalho implementada, valores de redução significativos foram
conseguidos como resultado da aplicação da metodologia e controle de suas etapas
de acordo com o estudo realizado.
Produtos em
desenvolvimento Tempo diário de
acompanhamento (horas)
Número de dias em
desenvolvimento
Custo do Engenheiro por
hora de acompanhamento
Custo total de acompanhamento e documentação
Produto 1 4 40 R$ 28,00 R$ 4.480,00
Produto 2 5 48 R$ 28,00 R$ 6.720,00
Produto 3 6 60 R$ 28,00 R$ 10.080,00
Produto 4 4 56 R$ 28,00 R$ 6.272,00
Produto 5 7 16 R$ 28,00 R$ 3.136,00
Produto 6 3 80 R$ 28,00 R$ 6.720,00
Produto 7 8 96 R$ 28,00 R$ 21.504,00
Produto 8 5,5 28 R$ 28,00 R$ 4.312,00
Produto 9 7 40 R$ 28,00 R$ 7.840,00
Produto 10 8 60 R$ 28,00 R$ 13.440,00
Custo total do acompanhamento desenvolvimento
R$ 84.504,00
Tabela 12 – Acompanhamento de desenvolvimento de produtos com a nova metodologia. Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel (2009). Nota: Custos de mão-de-obra e tempo de trabalho no prazo reduzido para 96 dias (jan.- mar./2009).
112
Com a aplicação dos objetivos do estudo foi possível esta redução do
tempo de desenvolvimento conforme se demonstra comparando-se a Tabela 11 com
a Tabela 12. Esta diminuição foi estimada através do novo sistema de
desenvolvimento descrito na metodologia.
Nesta comparação na redução do tempo de acompanhamento de
desenvolvimento de produtos estampados demonstrados como base 10 tipos de
produtos diferentes ocorre à economia de R$ 20.126,00 com a duração do prazo de
acompanhamento passando de 120 para 96 dias, anualmente será o valor de R$
60.378,00 de economia com gastos de mão de obra.
Esta redução foi baseada no aumento da velocidade de desenvolvimento de
produtos estampados com o uso do procedimento proposto da nova metodologia de
trabalho e teve como objetivo mínimo os valores, mas acredita se que a redução
poderá ser maior com o decorrer do uso e aperfeiçoamento da metodologia.
Outro fator a ser comparado para solidificação da necessidade da aplicação é
o custo do retrabalho nos ferramentais desenvolvidos para fabricação dos produtos
estampados. Analisando durante o prazo de 120 dias os custos de retrabalho em
ferramentais se obteve o cenário anterior demonstrado pela Tabela 13.
Jogo de ferramentas desenvolvidas no primeiro trimestre
Custo do ferramental sem impostos pago pelo cliente
Custo de retrabalho no ferramental pago pela nossa empresa sem impostos e com materiais e mão de obra
Produto 1 R$ 60.000,00 R$ 15.000,00
Produto 2 R$ 80.000,00 R$ 20.000,00
Produto 3 R$ 95.000,00 R$ 23.750,00
Produto 4 R$ 95.000,00 R$ 23.750,00
Produto 5 R$ 25.000,00 R$ 6.250,00
Produto 6 R$ 100.000,00 R$ 25.000,00
Produto 7 R$ 105.000,00 R$ 26.250,00
Produto 8 R$ 35.000,00 R$ 8.750,00
Produto 9 R$ 35.000,00 R$ 8.750,00
Produto 10 R$ 80.000,00 R$ 20.000,00
Custo total do retrabalho em 120 dias R$ 177.500,00
Tabela 3 – Acompanhamento de custos com retrabalho de ferramentais Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel Ltda.(2008)
113
Como demonstrado na Tabela 3 verifica-se que existiram custos em 120
dias somente com retrabalho em ferramentais (ajustes de processo, ajustes
dimensionais e funcionais) no valor de R$ 177.500,00 se analisada a média anual
pode-se fazer uma projeção de um valor estimado de R$ 532.500,00. Com a nova
metodologia aplicada reduziu-se 80% destes custos adicionais com retrabalhos de
ferramentais pelo levantamento de dados e apontamentos de produção no
departamento de ferramentaria.
Evitando gastos desnecessários no valor de R$ 426.000,00/ano, este valor
poderá ser revertido em investimentos na empresa com melhorias em processos de
fabricação e tecnologia de projeto e industrialização na empresa. Outros aspectos
avaliados: o número de reclamações formais emitidas pelos clientes por atrasos no
prazo de entrega de amostras de produtos estampados desenvolvidos e o número
de reprovações destas amostras após sua submissão dentro ou fora do prazo
determinado.
Para demonstrar o cenário antes da aplicação da metodologia apresenta-se
a Tabela 14, com os dados de reclamações formais por atraso de entrega de
amostras de produtos e reprovações das amostras após as submissões ao cliente.
Tabela 14 – Acompanhamento de reclamações formais por atrasos de amostras e reprovações após a submissão ao cliente.
Produtos desenvolvidos no trimestre
Reclamação formal pelo
cliente devido ao atraso de entrega
Reclamação formal pelo
cliente devido à
reprovação após a
submissão.
Produto 1 2 0
Produto 2 1 0
Produto 3 0 1
Produto 4 0 1
Produto 5 0 0
Produto 6 0 0
Produto 7 0 0
Produto 8 1 0
Produto 9 1 0
Produto 10 1 0
Fonte: Departamento de engenharia da empresa Metalúrgica Mardel Ltda. (2008) Nota: Período de apuração (jan.- mar./2008)
114
Analisando-se os dados de reclamações de clientes da Tabela 4 verifica-
se que aconteceram cinco reclamações formais por atraso de entrega e duas
reclamações formais por reprovação após submissão da amostra.
Com a utilização da metodologia foram eliminadas 100 % destas
reclamações dos clientes desde o seu período de implementação (Outubro de 2009)
até março de 2010, pelo apontamento de qualidade e reclamações da empresa.
Estes tipos de problemas quando ocorrem, causam diretamente a perda de
confiança e imagem da empresa perante aos clientes e pode afetar diretamente o
desenvolvimento de novos negócios e prospecção de vendas junto a novos clientes
através das informações de mercado.
Os custos de reapresentação das amostras reprovadas são de menor valor
e não tiveram impacto direto na análise de economia neste aspecto.
10 RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
• Aplicação e desenvolvimento de metodologia para processos de fabricação
de conjuntos com soldagem por resistência.
• Estudo do comportamento dos resultados dimensionais de produtos
produzidos através conformação de chapas metálicas de alta resistência
mecânica.
• Estudo de aplicação de sistemas de automação em processos de fabricação
de produtos estampados.
• Desenvolvimento de metodologia para processos de produtos fabricados
através de processos de usinagem seriada.
• Estudo da aplicação de sistemas computadorizados para acompanhamento
das etapas de desenvolvimento de processos de fabricação.
115
REFERÊNCIAS
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