Como melhorar o tempo de ciclo na usinagem automotiva

O desafio de melhorar o tempo de ciclo em máquinas e operações de corte muitas vezes faz com que os maquinistas busquem novas soluções. Veja como as lojas estão lidando com grandes volumes, controles rigorosos de processos e a alta qualidade que a indústria automotiva exige.

Há uma visão associada à usinagem automotiva, que inclui máquinas-ferramentas dedicadas que produzem peças de aço e ferro fundido aos gazilhões.

Essa visão mudou um pouco na última década, à medida que as montadoras e seus fornecedores mudaram para sistemas de fabricação flexíveis e materiais avançados.

Mas o fato é que as quantidades de produção são significativamente maiores no setor automotivo do que em outras indústrias.



As lojas que desejam realizar esse trabalho devem ter seus lápis extremamente afiados, seus níveis de garantia de qualidade em ordem impecável, seus registros de entrega no prazo, apenas isso - no prazo - e, acima de tudo, estar preparado para raspar um alguns pontos percentuais do preço da peça a cada ano.

Para alcançar tudo isso, é necessário, entre outras coisas, as ferramentas de corte certas, juntamente com o conhecimento de aplicação necessário para alcançar os tempos de ciclo mais curtos e a melhor vida útil possível.

Mantendo a consistência de suas ferramentas de corte 

Esse conhecimento é valioso para qualquer fabricante, mesmo aqueles que se especializam no trabalho de alto mix e baixo volume típico da maioria das oficinas. A questão então se torna:quais são essas ferramentas de corte e quais atributos elas têm que as separam das ferramentas de uso mais geral?

Adam Glover, gerente distrital da OSG USA Inc., explica que os fabricantes de alto volume procuram consistência em suas brocas e fresas de topo em vez de qualquer geometria, classe ou revestimento específico.

“As características de design e usinagem das ferramentas automotivas serão bastante semelhantes às usadas pelas oficinas, mas quando você está executando um milhão por ano de algo, não pode tolerar surpresas”, diz Glover.

“Você precisa de uma vida útil da ferramenta previsível e, quando for a hora de trocar uma broca ou outra ferramenta redonda – ou qualquer fresa, nesse caso – você deseja colocá-la e iniciar o ciclo”, acrescenta ele. “Essa é a principal prioridade, e é por isso que as montadoras sempre selecionam as ferramentas da mais alta qualidade disponíveis, independentemente do preço.”

Equilibrando o orçamento

Mas calma, qualquer um que tenha cotado peças usinadas para a indústria automotiva sabe que o pedido de compra geralmente vai para o fornecedor que pode oferecer o menor preço de peça. Isso não sugere que as oficinas devem ser frugal ao planejar seus orçamentos de ferramentas? Na verdade, não, diz Brent Marsh, gerente de desenvolvimento de negócios para a área automotiva norte-americana da Sandvik Coromant Inc.

“A natureza repetitiva da usinagem automotiva de alto volume exige que a variação nos processos, nas máquinas-ferramentas, no suporte de trabalho, nas bitolas e especialmente nas ferramentas de corte sejam mantidas ao mínimo por um longo período”, diz Marsh.

“Tudo requer boa capacidade de processo, com menor dependência da intervenção manual dos operadores para alcançar os resultados finais desejados”, acrescenta. “São esses fatores que determinam o menor preço da peça, não importa o que você está usinando.”

Isso é muito bom para as montadoras com sua afinidade por ferro fundido, aço e alumínio, mas e todos os outros? As oficinas usinam tudo, desde aço inoxidável a Inconel, compostos a ligas de alta resistência. A previsibilidade é certamente importante aqui também, mas pagar um preço premium por ferramentas redondas premium pode ser menos palatável, dada a necessidade de trocas mais frequentes - neste ambiente, as ferramentas de corte às vezes são usadas por uma fração de sua vida útil potencial e, em seguida, definidas na prateleira ou na caixa de ferramentas de um maquinista. As ferramentas premium ainda valem a pena?


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Indo além do ferro fundido

Chad Hefflinger acha que sim. Engenheiro de aplicações sênior da Kennametal Inc., ele é especialista em ferramentas de diamante policristalino (PCD) e nitreto cúbico de boro policristalino (PCBN), e passa grande parte de seu tempo dando suporte a fabricantes de equipamentos originais (OEMs) e fornecedores automotivos Tier I.

Hefflinger concorda que o menor custo por peça geralmente é fornecido com as ferramentas de corte mais caras.

“Devido à longevidade que essas ferramentas oferecem e à natureza exigente do trabalho automotivo, é muito fácil justificar o custo mais alto do PCD e do PCBN”, diz ele.

Mas não se esqueça do carboneto, acrescenta Hefflinger. Embora as ferramentas de PCD sejam comumente usadas para fresar e furar blocos de motor, cabeçotes e carcaças de transmissão de alumínio fundido, e o PCBN seja uma referência para componentes de ferro fundido e aço temperado, o metal duro continua sendo uma escolha popular para alguns dos materiais mais novos, incluindo grafite compactado ferro (CGI) e aços-liga de alta resistência, ambos sendo cada vez mais usados ​​no setor automotivo.

Adam Glover, da OSG, observa que o aço inoxidável e outras ligas também estão em alta, e que o carboneto ainda reina supremo para quem usina esses metais.

“Trabalho com quatro lojas que fabricam componentes para trilhos de combustível, que geralmente são inoxidáveis ​​316, mas também vejo aços liga 304 inoxidáveis, 2205 duplex, 4140 e 8620 – é praticamente geral”, diz ele. “Estamos até vendo algum uso de compósitos, como no quadro interno do para-choque do novo Corvette. Independentemente do que as montadoras estão usinando, os requisitos são basicamente os mesmos – longa vida útil da ferramenta, alta produtividade e qualidade consistente.”

Quando os segundos contam 

Cada um dos especialistas entrevistados para este artigo diz que as ferramentas personalizadas são bastante comuns em aplicações automotivas.

“Vemos muitos pedidos para os alargadores estilo lâmina ajustáveis ​​usados ​​em aplicações de superacabamento, brocas combinadas e ferramentas de porta, cortadores PCD com veios e uma série de outras soluções personalizadas”, diz Brent Marsh da Sandvik Coromant. “Os segundos contam neste ambiente, então as montadoras farão o que for preciso para entregar o menor tempo de ciclo, o que, por sua vez, leva ao menor custo por peça.”

Hefflinger, da Kennametal, segundo esse último ponto, acrescentando uma ressalva:“É altamente especializado, é verdade, mas também há alguns pontos em comum”, diz ele. “Todo motor tem coletores de admissão e escapamento, portas de injeção de combustível, orifícios para velas de ignição – todas essas são excelentes aplicações para brocas e alargadores personalizados porque os mesmos projetos de ferramentas podem ser usados ​​em muitos números de peças diferentes.”

Tudo isso é bom para as montadoras, mas o que isso significa para as lojas que não produzem milhões de peças por ano? Talvez nada, exceto por uma coisa:os engenheiros que trabalham na Ford, Chevy, GM e todo o resto sabem que a primeira tarefa em qualquer processo de fabricação é desenvolver o processo mais estável possível.

Surpresas são matadoras, eles lhe dirão, e a melhor maneira de evitar os atrasos de produção e problemas de qualidade resultantes é comprar as ferramentas da mais alta qualidade disponíveis, independentemente da quantidade da peça ou do material usinado.


Quais desafios você enfrentou ao usinar materiais automotivos? Quais soluções exclusivas você encontrou?