otimizaÇÃo do processo de corte laser para aÇos de alta...

18
OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE CORTE LASER PARA AÇOS DE ALTA RESISTÊNCIA: A QUALIDADE NO CORTE APLICANDO O MÉTODO TAGUCHI Richard Thomas Lermen (fahor ) [email protected] Jonas Rigodanzo (fahor ) [email protected] Maicon Umann Ribeiro (fahor ) [email protected] Edio Polacinski (uri ) [email protected] leandro dorneles dos santos (uri ) [email protected] Atualmente, diante do atual mercado competitivo, independentemente do tipo, tamanho ou área de atuação as empresas procuram identificar estratégias competitivas variadas para responderem a concorrência. Evidencie-se que neste sentido, o processo de corte laser vem sendo utilizado em grande escala para a confecção de peças, a partir de chapas metálicas por diversas empresas, especialmente aquelas com o viés industrial. Assim, e neste contexto, destaque-se que o presente artigo teve por objetivo apresentar a otimização do processo de corte laser para aços de alta resistência, no caso de pesquisa o LNE700, aplicando o Método Taguchi. Ressalte-se que essa otimização se caracteriza por determinar quais são os melhores parâmetros de corte sobre os fatores de qualidade, tais como: rugosidade, paralelismo e arraste raia. Como procedimentos de pesquisa observe-se que se utilizou a técnica de engenharia robusta - método e análise de variância ANOVA, onde se utilizou quatro parâmetros de corte (posição focal, de pressão de gás, de energia laser e velocidade de corte) com três níveis cada Taguchi. Os resultados e conclusões deste trabalho demostraram que é possível alcançar um alto padrão de qualidade no corte, otimizando os parâmetros de corte a laser com o material utilizado, contudo, vale ressaltar que cada critério de qualidade avaliou a influência direta dos parâmetros. XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10 Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.

Upload: dinhkhanh

Post on 17-Nov-2018

214 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE CORTE LASER

PARA AÇOS DE ALTA RESISTÊNCIA: A

QUALIDADE NO CORTE APLICANDO O

MÉTODO TAGUCHI

Richard Thomas Lermen (fahor )

[email protected]

Jonas Rigodanzo (fahor )

[email protected]

Maicon Umann Ribeiro (fahor )

[email protected]

Edio Polacinski (uri )

[email protected]

leandro dorneles dos santos (uri )

[email protected]

Atualmente, diante do atual mercado competitivo, independentemente do

tipo, tamanho ou área de atuação as empresas procuram identificar

estratégias competitivas variadas para responderem a concorrência.

Evidencie-se que neste sentido, o processo de corte laser vem sendo utilizado

em grande escala para a confecção de peças, a partir de chapas metálicas

por diversas empresas, especialmente aquelas com o viés industrial. Assim, e

neste contexto, destaque-se que o presente artigo teve por objetivo

apresentar a otimização do processo de corte laser para aços de alta

resistência, no caso de pesquisa o LNE700, aplicando o Método Taguchi.

Ressalte-se que essa otimização se caracteriza por determinar quais são os

melhores parâmetros de corte sobre os fatores de qualidade, tais como:

rugosidade, paralelismo e arraste raia. Como procedimentos de pesquisa

observe-se que se utilizou a técnica de engenharia robusta - método e análise

de variância ANOVA, onde se utilizou quatro parâmetros de corte (posição

focal, de pressão de gás, de energia laser e velocidade de corte) com três

níveis cada Taguchi. Os resultados e conclusões deste trabalho demostraram

que é possível alcançar um alto padrão de qualidade no corte, otimizando os

parâmetros de corte a laser com o material utilizado, contudo, vale ressaltar

que cada critério de qualidade avaliou a influência direta dos parâmetros.

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO

Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.

2

Palavras-chaves: Corte a Laser, Aço LNE700, Taguchi, ANOVA.

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.

3

1. Introdução

Inicialmente, evidencie-se que as empresas de uma maneira geral, especialmente as

com viés industrial, procuram desenvolver estratégias para responderem a concorrência, que

atualmente é muito acentuada em face da globalização e as inovações constantes. E neste

sentido, muitas dessas, identificaram que o processo de corte LASER vem sendo utilizado em

grande escala para a confecção de peças a partir de chapas metálicas.

Acrescente-se que este processo oferece grande precisão e qualidade, quanto às

superfícies de corte. Além disso, que LASER produz um feixe de luz concentrado através da

excitação dos elétrons de determinados átomos, utilizando o dióxido de carbono (CO2) sob

pressão, como um meio ativo, produzindo assim uma intensa energia na forma de calor. Essa

alta concentração de energia proporciona uma excelente qualidade de corte em altas

velocidades.

Dessa forma, ressalte-se que o diferencial do corte LASER está na capacidade de

cortar chapas metálicas, obtendo-se perfeito acabamento, nas mais diversas espessuras,

indiferentemente da complexidade de sua geometria. Todavia, quanto menor for à incidência

causada pelas altas temperaturas no material, melhor são mantidas as propriedades do

material.

Adicionalmente, saliente-se que com o objetivo de aprimoramento de tecnologias,

competitividade de mercado e redução nos custos de fabricação, empresas estão buscando

utilizar aços com uma maior resistência mecânica. Esses aços se caracterizam principalmente

pela alta resistência mecânica e potencial redução de peso na sua aplicação. Porém, a

utilização deste tipo de material pode não trazer os resultados esperados quanto à qualidade de

corte, se os parâmetros de corte não forem otimizados.

Assim, neste contexto, destaque-se que a presente pesquisa teve por objetivo

apresentar a otimização do processo de corte laser para aços de alta resistência, no caso de

pesquisa o LNE700, aplicando o Método Taguchi. Justifica-se a realização do presente

estudo, uma vez que se espera oferecer subsídios de informações teóricas e práticas acerca da

temática proposta tanto para acadêmicos, pesquisadores, bem como profissionais da área.

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.

4

2.1. Influência dos parâmetros de corte no processo de corte laser

Segundo Bystronic (2008) o processo de corte LASER possui influências entre o feixe

de LASER, gás de corte e peça, na qualidade de corte. Quando tratado da peça em especial,

deve-se ter um cuidado com a composição química do material. Além das influências citadas

há também a influência dos parâmetros de corte LASER no processo, tais como: posição

focal, potência do LASER, pressão do gás e velocidade de corte (BYSTRONIC, 2008).

Porém, a potência do LASER depende do tipo de material e espessura a ser cortado.

Quanto maior a espessura do material, maior devera ser a potência do laser (BITZEL et al.,

1996).

Já a pressão do gás de corte faz relação entre o gás de corte LASER utilizado e o

diâmetro do bico de corte. A Bystronic (2008) adota como gás de corte o oxigênio (O2),

podendo este chegar a uma pressão de ate 10 bar para o corte autógeno. Já para Trumpf

(2004), a pressão do gás deve ser ajustada de acordo a espessura do material a ser cortado.

Outro item é a velocidade de corte, a qual é aplicada em relação aos seguintes

parâmetros: potência do LASER, pressão e vazão do gás (TELECURSO 2000, 2011). A

definição de valores elevados para a velocidade do corte implicará em maior produção de

estrias na superfície do corte, rebarbas na parte posterior da superfície atingida pelo calor, e

até mesmo, a impossibilidade de realizar o corte. No entanto, velocidades baixas produzem

um aumento da zona termicamente afetada e uma redução na qualidade do corte (TRUMPF,

1994).

2.2. Caracterização do corte laser

Segundo a Bystronic (2008), o corte LASER é caracterizado quanto à qualidade do

corte, sendo esta, avaliada quanto aos critérios de paralelismo, rugosidade da superfície e

arraste de estrias.

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.

5

2.2.1. Paralelismo de corte

O paralelismo de corte é a distância entre duas retas paralelas, onde o perfil da fenda

de corte deve apresentar um ângulo de 90º para ser considerado ideal ao paralelismo

(TRUMPF, 1994).

Figura 1 - Representação do paralelismo de corte

Fonte: Bystronic (2008, p. 3-6)

Para a Bystronic (2008), quando um material com espessura de 10 mm é cortado, o

mesmo pode apresentar um desvio máximo 0,1 mm para o paralelismo de corte, conforme a

Figura 1.

2.2.2. Rugosidade da superfície de corte

A rugosidade apresentada pelo desenho esquemático da Figura 2 é definida pela

profundidade das estrias e também pela presença de algumas crateras na superfície de corte.

Sua medição é dada através da média das rugosidades de cinco seções individuais

(BYSTRONIC, 2008).

Figura 2 - Representação da rugosidade de corte

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.

6

Fonte: Mechanical (2011)

Ainda, a rugosidade de corte possui relação direta com a espessura do material a ser

cortado, de modo que quanto maior a espessura maior a rugosidade da superfície. Outros

fatores que influenciam na rugosidade são a pressão de gás, velocidade de corte e potência do

LASER (TRUMPF, 1994).

2.2.3. Arraste de estrias

Define-se, segundo a Trumpf (1994), que o arraste deixa sobre a superfície, típicas

estrias depois de aplicado o processo de corte LASER. É denominada como a distância

máxima entre duas estrias na direção do corte conforme a Figura 3. Quando se aplica

velocidades de corte baixas estas estrias são quase que paralelas ao feixe do LASER. Quando

se tem maiores velocidades de corte mais estrias se inclinam apostas à direção de corte

(TRUMPF, 1994).

Figura 3 - Arraste de corte no corte LASER

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.

7

Fonte: adaptado de Trumpf (1994, p. 2 – 42)

2.3. Técnicas de projetos e análises de experimentos

Os projetos que tem a utilização de experimentos industriais devem ser planejados em

uma matriz experimental, tendo como objetivo garantir que os recursos para a execução do

experimento sejam bem utilizados e que as informações sejam confiáveis (COLOMBARI,

2004).

Assim, a utilização de técnicas de projetos e análises de experimentos é uma das

formas de alcançar as características de competitividade ou fatores críticos, atendendo as

necessidades e expectativas dos consumidores. Essas técnicas vêm sendo utilizadas no

desenvolvimento de novos produtos e processos de fabricação.

2.3.1. Método Taguchi

O método Taguchi é uma das técnicas que pode ser aplicada no intuito de otimizar os

parâmetros de um processo. A otimização dos parâmetros do processo é o passo fundamental

do método Taguchi na obtenção de alta qualidade, sem aumentar o custo de fabricação.

Basicamente, em projetos complexos os parâmetros de processo não são fáceis de

usar, isto é, quando o número de parâmetros do processo aumenta, levando a um grande

número de experimentos. Para resolver esta tarefa, o método de Taguchi como um especial

projeto de matrizes ortogonais, pode ser usado para estudar os parâmetros de processo com

um pequeno número de experimentos (ANAWA; OLABI, 2008).

Segundo Padke e Fiod Neto apud Alves (2009), a função perda de qualidade pode ser

dividida em três condições, onde a Equação 1 se considera que quanto menor é melhor a fim

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.

8

de minimizar a resposta, a Equação 2, diz respeito ao objetivo de maximizar, de modo que,

quanto maior é melhor e a Equação 3 quando a nominal é melhor, tem-se o objetivo de ter

respostas intermediárias. Essas equações dependem da natureza da característica da qualidade.

Nas equações 1, 2 e 3, é dada a equação Sinal/Ruído (S/N), onde “ ” é o número de

estudos/observações no mesmo nível, “ ” é a resposta do experimento e “ ” é o valor

médio ao quadrado, “ ” é a variância.

1)

2)

3)

2.3.2. Análise de variância ou anova

Para Usevicius (2004), a análise de variância é um método estatístico usado para

determinar se há uma influência significativa no processo. Entretanto, esta análise só pode ser

considerada significativa se houver pelo menos dois meios de população, ou seja, dois fatores

influenciando o processo.

A ANOVA é realizada para cada resposta, indiferente do método que foi aplicado,

para ver quais parâmetros de processo é estatisticamente significativo. Desta maneira que a

combinação ideal do parâmetro de processo pode ser prevista (ANAWA; OLABI, 2008).

3 Materiais e métodos experimentais

A empresa alvo desta pesquisa é a John Deere, unidade Horizontina (RS), onde estão

as linhas de fabricação de colheitadeiras, plantadeiras e plataformas de corte e de milho.

Realizaram-se os experimentos junto ao departamento de primários, responsável pela

produção das peças.

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.

9

Já a atividade de corte do corpo de prova, realizou-se em um centro de corte a LASER.

Para isso, utilizou-se o centro de corte a LASER BySpeed 3015 da marca Bystronic, ilustrado

na Figura 4, com potência de 4400W e tamanho de mesa 1500 x 3000 mm. Ainda, optou-se

pela utilização do oxigênio (O2) como gás de corte.

Figura 4 - Centro de corte LASER Bystronic

Fonte: Empresa pesquisada

Para o desenvolvimento do trabalho optou-se por um aço de alta resistência (LNE700),

de espessura 3 mm, com um limite de escoamento de 745 MPa, limite ruptura de 814 MPa e

alongamento de 18%, com a composição química demostrada na Tabela 1.

Tabela 1 - Composição química do aço LNE700

Elementos

Químicos C Si Mn P S Ai Cu Nb V

% 0,1 0,02 1,45 0,022 0,003 0,042 0,02 0,035 0,008

Elementos

Químicos Ti Cr Ni Mo Sn N B Ca Sb

% 0,088 0,49 0,01 0 0,001 0,0077 0,0002 0,0006 0,02

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.

10

Fonte: Autores

Ainda, escolheu-se um item de produção da John Deere como corpo de prova

experimental, o qual apresentou espessura de 3 mm de acordo com a Figura 5.

Figura 5: Corpo de prova.

Fonte: Empresa pesquisada

Então, realizaram-se as análises dos dados, aplicando a metodologia de variância

ANOVA, onde se verificou o efeito dos parâmetros de corte para o material LNE700 em

relação à qualidade de corte quanto à rugosidade, paralelismo e arraste de estrias.

Para a determinação dos parâmetros ideais quanto à qualidade do corte fez-se o uso do

método Taguchi, onde quatro fatores, de três níveis cada um, foram aplicados. Determinaram-

se os níveis em torno de um ponto central, correspondendo aos valores utilizados como

padrões para o corte LASER. Os parâmetros de corte e seus diferentes níveis são

demonstrados na Tabela 2.

Tabela 2 - Fatores analisados e seus respectivos níveis para os experimentos exploratórios

Nº Fator Unidade Notação Nível Valor

1 Posição Focal Mm p

1 2

2 1,5

3 1

2 Pressão do Gás Bar PG

1 5,3

2 4

3 3,2

3 Potência do LASER Watts(W) PL

1350

2 1100

3 900

4 Velocidade do corte m/min v

1 4,3

2 4,1

3 3,9

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.

11

Fonte: Autores

Todavia, obteve-se a distribuição para a coleta dos experimentos de acordo com os

fatores a serem analisados e seus respectivos níveis, aplicando o método Taguchi. Desta

forma, para cada condição experimental, foram realizadas 3 repetições, resultando em um

total de 27 experimentos.

4. Apresentação e análise dos resultados

Primeiramente, observe-se que se dividiu a apresentação dos resultados e as análises

em três partes. Inicialmente, os resultados quanto à rugosidade de corte; em segundo lugar, o

paralelismo; e em terceiro lugar, o arraste de estrias. Na Tabela 3 apresentam-se os resultados

das medições que foram obtidas a partir da influência dos fatores e seus diferentes níveis

sobre a qualidade de corte.

Tabela 3 - Resultados dos experimentos exploratórios com suas respectivas medições

Número de

Experimentos

Parâmetros de Corte Resultados

Posição

Focal

(mm)

Pressão

do Gás

(bar)

Potência

do

LASER

(Watts)

Velocidade

de Corte

Rugosidade

(um)

Arraste

(mm)

Paralelismo

Médio (um)

1 2 5,3 1350 4,3 3,00 0,167 37,838

2 2 4 1100 4,1 3,17 0,188 32,143

3 2 3,2 900 3,9 9,00 0,221 24,795

4 1,5 5,3 1100 3,9 2,63 0,160 44,211

5 1,5 4 900 4,3 5,27 0,159 30,702

6 1,5 3,2 1350 4,1 2,68 0,164 25,438

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.

12

7 1 5,3 900 4,1 6,19 0,170 21,053

8 1 4 1350 3,9 2,66 0,173 26,606

9 1 3,2 1100 4,3 4,60 0,116 31,532

10 2 5,3 1350 4,3 3,69 0,180 40,541

11 2 4 1100 4,1 2,77 0,182 30,357

12 2 3,2 900 3,9 5,17 0,216 23,009

13 1,5 5,3 1100 3,9 2,94 0,195 44,211

14 1,5 4 900 4,3 5,39 0,152 29,825

15 1,5 3,2 1350 4,1 2,96 0,129 26,315

16 1 5,3 900 4,1 6,49 0,139 19,318

17 1 4 1350 3,9 2,66 0,179 26,606

18 1 3,2 1100 4,3 4,37 0,115 30,631

19 2 5,3 1350 4,3 3,1 0,186 41,441

20 2 4 1100 4,1 2,7 0,182 31,250

21 2 3,2 900 3,9 8,61 0,203 24,779

22 1,5 5,3 1100 3,9 3,13 0,213 44,211

23 1,5 4 900 4,3 4,67 0,161 29,825

24 1,5 3,2 1350 4,1 3,26 0,151 27,192

25 1 5,3 900 4,1 5,82 0,155 19,298

26 1 4 1350 3,9 2,00 0,143 26,606

27 1 3,2 1100 4,3 8,28 0,112 32,432

Fonte: Autores

4.1. Rugosidade do corte laser

De acordo com a análise de variância apresentada na Tabela 4, percebe-se que a

potência do LASER e a pressão do gás, influenciam nos critérios de qualidade quanto à

rugosidade.

Tabela 4 - Análise de variância ou ANOVA para média dos efeitos nas respostas da rugosidade

Fator Soma dos

Quadrados

Grau de

Liberdade

Médias dos

Quadrados Valor de F Valor de P

Posição Focal 15,9979 2 7,9990 2,24324 0,062678

Pressão do Gás 56,7611 2 28,3805 11,50724 0,000604

Potência do LASER 210,6477 2 105,3249 42,70440 0,000000

Velocidade de Corte 15,9105 2 7,9553 3,22553 0,063500

Erro Residual 44,3943 18 2,4663 - -

Fonte: Autores

Assim, os parâmetros que tem maior influência na rugosidade de corte são a potência

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.

13

do LASER e a pressão do gás, devido ao valor de “F” ser maior nestes dois parâmetros. Ao

mesmo tempo, confirma-se a confiabilidade dos mesmos sobre a rugosidade através do valor

“P”, com 95% de confiabilidade que a potência do LASER e pressão do gás tem influência

significativa sobre a rugosidade, ressaltando que o valor de “P” deve ser menor que 0,05 para

confirmar sua confiabilidade.

4.2. Paralelismo de corte

Através da razão sinal/ruído para o paralelismo, pode-se afirmar que ambos os fatores

apresentam confiabilidade, todavia, a potência do LASER e a velocidade de corte são os

fatores de maior influência e confiabilidade para o paralelismo, sendo que na condição menor,

a qualidade é otimizada nos níveis mais baixo dos fatores.

Desta maneira, a Figura 6 ilustra a melhor medição do paralelismo obtida a partir das

nove diferentes combinações que foram testadas. A distância entre o ponto mais alto e o mais

baixo é menor, apresentando o melhor resultado.

Figura 6 - Ilustração do paralelismo de corte

Fonte: Autores

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.

14

Com isso, na Tabela 5, apresenta-se a análise de variância, ou ANOVA, da influência

dos fatores sobre o paralelismo. Verifica-se que todas as variáveis têm influência sobre o

paralelismo, sendo que os maiores valores de “F” são os que definem a ordem sucessiva dos

fatores mais impactantes.

Assim, tem-se uma confiabilidade de 95% de influência dos fatores sobre a qualidade

de corte, pois os valores de “P” não ultrapassam o valor de 0,05.

Tabela 5 - Análise de variância para a média dos efeitos nas respostas do paralelismo

Fator Soma dos

Quadrados

Grau de

Liberdade

Médias dos

Quadrados Valor de F Valor de P

Posição Focal 23,26387 2 11,63193 144,2402 0,000000

Pressão do Gás 11,95307 2 5,97653 74,1112 0,000000

Potência do LASER 46,34857 2 23,17428 287,3695 0,000000

Velocidade de Corte 27,61414 2 13,80707 171,2127 0,000000

Erro Residual 1,45157 18 - - -

Fonte: Autores

4.3. Resultados do arraste de corte

A razão sinal/ruído do arraste de estrias para os fatores analisados, na condição menor

é melhor, pois demonstra que a posição focal e a velocidade de corte são os únicos fatores

com influência destacada neste critério, de acordo com a amplitude dos pontos a partir da

linha central do gráfico. Assim, a pressão do gás e a potência do LASER têm pouca influência

no paralelismo.

Isso posto, na Tabela 6 apresentam-se os resultados referentes aos parâmetros com

maior influência sobre o arraste de estrias, onde a posição focal e a velocidade de corte se

destacam por apresentar os maiores valores de “F”. Confirma-se 95% de confiabilidade dos

mesmos através do valor de “P”, pois não ultrapassam o valor máximo de 0,05.

Tabela 6 - Análise de variância para média dos efeitos nas respostas do arraste de estrias

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.

15

Fator Soma dos

Quadrados

Grau de

Liberdade

Médias dos

Quadrados Valor de F Valor de P

Posição Focal 29,11549 2 14,55774 25,64406 0,000005

Pressão do Gás 5,39131 2 2,69565 4,74851 0,022074

Potência do LASER 2,84185 2 1,42093 2,50302 0,109869

Velocidade de Corte 20,20213 2 10,10106 17,79344 0,000054

Erro Residual 10,21833 18 - - -

Fonte: Autores

Já a Figura 7, compreende a relação dos parâmetros de corte nos seus melhores níveis,

posição focal (1 mm), pressão do gás (3,2 bar), potência do LASER (1100 Watts) e

velocidade do corte (4,3 m/min), onde se obteve uma otimização do processo de corte LASER

em relação ao arraste de estrias, pois se percebe que a inclinação das linhas são praticamente

imperceptíveis.

Figura 7 - Ilustração do arraste

Fonte: Autores

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.

16

A seguir serão apresentadas as conclusões do presente artigo, a partir de todas as

atividades de pesquisa realizadas.

5. Conclusões

Com o desenvolvimento deste trabalho, utilizando-se de bibliografias, experimentos e

análises de resultados, faz-se importante apresentar algumas conclusões. Frente a essas

exigências quanto à otimização de processos e para melhores níveis de qualidade, a utilização

do método Taguchi se mostrou de grande importância para o projeto de experimentos, a fim

de possibilitar analisar as diferentes variáveis do processo, onde que qualquer pequena

modificação dos fatores gera significativas modificações nos resultados.

Para complementar a análise dos resultados, a ANOVA se mostrou como uma análise

de grande significância ao se definir quais são os fatores de maior influência e a

confiabilidade destes sobre o processo.

Contudo, as informações obtidas no referencial bibliográfico referente à qualidade de

corte possibilitaram fazer comparativos com os resultados, sendo que, para alguns resultados

a influência dos parâmetros de corte foi comprovada, como no caso do paralelismo e da

rugosidade de corte. Porém, quanto ao arraste de estrias, a influência dos parâmetros não se

confirmou em relação à velocidade de corte.

Todavia, entre os critérios de qualidade definidos, o paralelismo é aquele que

apresenta maior influência dos parâmetros e maior confiabilidade nos resultados, de maneira

que os maiores níveis dos parâmetros apresentam os resultados mais satisfatórios em relação à

qualidade do corte.

Assim, a rugosidade de corte foi o critério de qualidade que menos teve influência dos

parâmetros no resultado. No entanto, faz-se necessária a análise através do método

experimental Taguchi para avaliar a importância de todos os fatores sobre o resultado final.

Por fim, destaque-se que em relação ao arraste de corte, a posição focal e a velocidade de

corte influenciam significativamente a qualidade de corte.

Referências bibliográficas

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.

17

ALLEN, D. K.; ALTING, L.; TODD, R. H.; Manufacturing Processes Reference Guide. 1.

ed. Nova York: Artliber, 1994.

ALVES, L. H. D. Utilização do método de Taguchi na modelagem e otimização de vazios

relacionados à solidificação em processos de fundição de aço ABNT 1030. Tese de

Doutorado em Engenharia Mecânica – Faculdade de Engenharia do Campus de

Guaratinguetá, Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2009).

AMOROS, R. T. Avaliações de tensões residuais em chapas planas de aço carbono,

destinados ao processo de corte a LASER, pelo método da anisotropia planar.

Dissertação de Mestrado – Instituto de Engenharia do Paraná, Curitiba, 2008.

ANAWA, E.M. OLABI, A.G.; Using Taguchi method to optimize welding pool of

dissimilar laser-welded components. Optics & Laser Technology, v. 40, p. 379– 388, 2008.

BITZEL, et al. The fascinating world of sheet metal. TRUMPF, Germany, 1996.

BYSTRONIC. Byspeed 3015 Tecnologia de corte. Pinhais: Bystronic LASER AG, 2008.

COLOMBARI, R. R. Aplicação de delineamento de experimentos para o processo de

solda à injeção. 2004. Dissertação de Mestrado em Engenharia de Produção – Universidade

Federal de Itajubá, Itajubá, 2004.

FARO, T. M. Estudo e optimização do corte a LASER de alta velocidade em chapa

metálica fina. Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica – Faculdade de Engenharia

da Universidade do Porto, Porto, 2006.

GUIA METAL. Processo corte a LASER. Disponível em:

<http://guiametal.com.br/?pg=corte-a-LASER>. Acessado em: 1 set. 2011.

INFOSOLDA. LASER. Disponível em:

<http://www.infosolda.com.br/new_site/downloads.php?i=8>. Acessado em: 10 set. 2011.

MECHANICAL. Indicação de estado de superfície. Disponível em:

<http://mechanicalhandbook.blogspot.com/2011/03/indicacao-de-estado-desuperficie. html>.

Acessado em: 25 nov. 2011.

SANTANA, N; et al. Usinagem a LASER. Trabalho de Conclusão do Curso de Engenharia

Mecânica – Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Rio Grande do Sul, 2008.

TELECURSO 2000. Curso Profissionalizante – Processo de fabricação – V. 4. Disponível

em: <http://www.4shared.com/document/9UlFhFeX/Processos_de_Fabricao_Aula-62- .htm>.

Acessado em: 17 jul. 2011.

TRUMPF. Corte, uma das principais aplicações do LASER no setor metalmecânico.

Disponível em: <http://www.br.trumpf.com/101.news28509.html>. Acessado em: 4 maio

2011.

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.

18

______. Operator’s manual TCL 3030. 1994 USEVICIUS, L. A.; Implantação da

metodologia seis sigma e aplicação da técnica estatística projeto de experimentos na

resolução de problemas e otimização de processo de fabricação. 2004. Dissertação de

Mestrado Profissional em Engenharia de Produção – Universidade Federal do Rio Grande do

Sul, Porto Alegre, 2004.