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Processos de

Fabrico

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Processos de Fabrico Introdução aos processos de fabrico

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Ciclo de utilização dos materiais

Transformação

Extracção

Processamento

Fabrico

Utilização

Reciclagem

Sucata

Lixo

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Observem-se os objectos que nos rodeiam.

Verificamos que foram transformados a partir de matérias-primas e depois montados

(assemblados) para obter os objectos.

Alguns são feitos de um só material (parafusos, clips, etc). Contudo a maior parte são feitos de

várias partes a partir de uma variedade de materiais.

Exemplos:

um automóvel é feito de cerca de 15000 partes;

um avião de milhões de peças (Boeing 747 - 400 cerca de 6 milhões de peças)

Todos são feitos por vários processos chamados de fabrico (“manufacturing” do latin “manus

factus”).

Processo de fabrico: em sentido lato é o processo de converter matérias-primas em produtos.

Envolve o projecto (“design”) e fabrico (“manufacturing”) de bens usando vários métodos e

técnicas de produção.

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Os modernos processos de fabrico envolvem a produção de produtos a partir de matérias-primas,

equipamentos e operações, seguindo um plano bem organizado para cada fase.

Os processos de fabrico compreendem 20 a 30% do valor dos bens e serviços nas nações

industrializadas.

Os produtos manufacturados são também usados para fazer outros produtos. Ex. Prensas para

produzir carroçarias de automóveis, tornos para produzir peças, etc

Um processo de fabrico pode produzir:

Produtos discretos, isto é, partes individuais ou partes de peças (rodas dentadas,

esferas de aço, etc);

Produtos contínuos, que podem cortar-se em peças individuais e transformar-se

em produtos discretos (arames, chapas, tubos, etc)

O fabrico de uma peça é uma actividade complexa envolvendo várias pessoas com diferentes

competências, juntamente com muitas máquinas, equipamentos e ferramentas com diferentes

níveis de automação, computadores e equipamento manual.

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As actividades de produção de bens e equipamentos devem responder a várias procuras e

tendências:

Um produto deve ir ao encontro das exigências de projecto e especificações;

Deve ser produzido pelos métodos mais económicos em ordem a minimizar os custos;

A qualidade deve ser conseguida em cada fase do projecto;

As actividades de produção devem ser olhadas como um grande sistema, estando as várias

fases interligadas;

O produtor deve trabalhar com o cliente para obter constantemente deste “feedback” para

melhoria contínua do produto.

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Tradicionalmente as actividades de projecto e de produção devem ser sequenciais em vez de

concorrenciais ou simultâneas.

Os engenheiros de produção deram detalhes dos desenhos e especificações dos produtos.

Muitas vezes encontram dificuldades porque os engenheiros de projecto ou de produção não

antecipam os problemas que possam ocorrer.

Esta situação tem sido muito melhorada pelo uso da Engenharia Simultânea ou Concorrente.

O projecto e a engenharia concorrente

Engenharia Simultânea ou Concorrente é um método sistemático integrando o projecto e a produção

de um produto tendo em vista optimizar todos os elementos envolvidos no ciclo de vida de um

produto.

Por ciclo de vida entende-se que todos os aspectos de um produto, tais como, projecto,

desenvolvimento, produção, distribuição, uso e reciclagem são considerados simultaneamente.

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O objectivo básico da Engenharia Simultânea é minimizar as alterações na engenharia de

projecto e de produção e o tempo e custos envolvidos, pegando no produto desde a concepção à

produção e introdução no mercado.

O projecto e a engenharia concorrente

Uma extensão da engenharia simultânea é a Engenharia Directa. Usa bases de dados

representando a lógica da produção usada em cada parte do produto. Se há uma modificação de uma

parte do projecto a engenharia directa determina as consequências na produção daquela mudança.

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O passo seguinte no processo produtivo é fazer e ensaiar um protótipo que é um modelo da peça

original.

Um importante passo com esse objectivo é a prototipagem rápida que liga o CAD/CAM e várias

técnicas de produção (tipicamente usa polímeros e pós metálicos) para produzir os protótipos na

forma de um molde físico sólido rapidamente e a baixo custo.

Exemplo: A prototipagem de novos componentes de automóveis pelos métodos tradicionais

(estampagem, embutissagem, maquinagem, etc) tem um custo muito elevado e muito demorado. A

prototipagem rápida reduz significativamente tanto os custos como o tempo de fabrico.

Estas técnicas têm sofrido grandes avanços, permitindo a produção de peças de pequeno volume a

baixo custo

Os testes em protótipos devem ser projectados de modo a traduzir tanto quanto possível as

condições reais do produto. Devem incluir tanto as condições ambientais como o efeito das

vibrações, o uso repetido e o mau uso do produto.

As técnicas de CAM são capazes de compreensivamente e rapidamente executarem tais simulações

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Nesta fase, as modificações no projecto original, material seleccionado ou métodos de fabrico

podem ser necessários .

Após completar esta fase um planeamento adequado e métodos de fabrico, equipamentos e

ferramentas são seleccionados com a cooperação de engenheiros de produção e planeadores de

processos e outras pessoas envolvidas na produção

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Diagrama de fluxo para a produção de um produtoDefinição da necessidade de um produto

(Informação de marketing)

Projecto conceptual e avaliaçãoEstudo de viabilidade

Análise de design; revisão de códigos e normasModelos físicos e analíticos

Produção do protótipo; ensaio e avaliação

Produção de desenhos; manuais de instruções

Especificações de material; selecção de processos e equipamento

Produção piloto

Produção

Inspecção e garantia de qualidade

Embalagem; marketing; literatura

Produto

CAD

CAM/CAPP (Computer Aided Process Planning)

CIM(Computer Integrated

Manufacturing)

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Processos de Fabrico Introdução aos processos de fabrico

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Classificação dos Processos de Fabrico e de alteração das propriedades

Matéria-PrimaProcessos de

FabricoProcessos de Alteração

de Propriedades

Produto

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Processos de Fabrico Introdução aos processos de fabrico

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Domínio de Aplicação dos processos tecnológicos

Geometria e Peso

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Processos de Fabrico Introdução aos processos de fabrico

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Domínio de Aplicação dos processos tecnológicos

Tolerância de Fabrico

e

Rugosidade

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Processos de Fabrico

Fundamentos do

Comportamento

Mecânico dos

Materiais

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Processos de Fabrico Fundamentos do Comportamento Mecânico dos MateriaisA

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Foram apresentados os métodos e técnicas pelas quais os materiais podem ser transformados para

obter produtos ou peças de uso comum.

Um dos principais processos de transformação é a deformação plástica ou processos de conformação

plástica ou mecânica, que envolvem a aplicação de forças de vários modos. Inclui:

Conformação em massa

Forjamento,Laminagem Trefilagem Extrusão

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Processos de Fabrico Fundamentos do Comportamento Mecânico dos MateriaisA

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Conformação em Chapa

Estampagem profunda Estiramento Dobragem

Corte (Corte por arrombamento)

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Processos de Fabrico Fundamentos do Comportamento Mecânico dos MateriaisA

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Qualquer um destes processos de fabrico envolve a aplicação de forças para produzir as peças:

• Forças de compressão para o forjamento de uma engrenagem;

• Forças de corte para a abertura de um furo no corte por arrombamento;

• Forças de tracção para estirar uma chapa ou trefilar um arame;

Por outro lado quando se projecta uma peça ou componente é necessário garantir que essa peça

não vai sofrer uma deformação permanente ou a rotura, isto é, não vai ultrapassar certos limites

tanto de deformações como de esforços que dependem também do tipo de material e são

conhecidos por propriedades mecânicas dos materiais.

É, assim, necessário conhecer as propriedades mecânicas dos materiais que são obtidas através de

ensaios mecânicos . Estes , serão objecto de estudo no que se segue.

A grandeza destas forças depende ,em primeiro lugar, do tipo de material e ainda doutros factores

como p.ex. a temperatura, velocidade de deformação, etc.