CW Trending Episódio 4: Oribi Composites sobre Compósitos Termoplásticos e Inovação em Rodas

Neste episódio do CW Trending, Matt Christensen, VP de Vendas da Oribi Composites, discute a origem da fabricante de compósitos termoplásticos baseada no Colorado, seu papel na empresa, produtos e programas atuais, e o real potencial do uso de compósitos termoplásticos em rodas.

Transcrição

Jeff Sloan (Editor-chefe, CompositesWorld): Olá a todos, bem-vindos ao CW Trending. Meu nome é Jeff Sloan. Sou editor-chefe da CompositesWorld e hoje comigo está Matt Christensen. Matt é VP de vendas na Oribi Composites. Oi, Matt.

Matt Christensen: Oi, Jeff, obrigado por nos receber.

Jeff Sloan: Agradecemos sua presença. Antes de começar, quero parabenizá-los. A Oribi está entre as 10 melhores oficinas na pesquisa anual da CompositeWorld sobre fabricantes de compósitos. Parabéns a você e à Oribi por isso. Vocês serão notificados em breve e receberão a designação oficial. Mas quero parabenizá-los agora por conquistarem essa distinção.

Matt Christensen: Fantástico. Agradecemos a oportunidade. É uma honra não apenas ser indicados, mas ser considerados entre os líderes das melhores oficinas do país. Estamos entusiasmados.

Jeff Sloan: Nós também. E como vocês são top shops, acho que devemos conhecer um pouco mais sobre vocês. Primeiro, nos ajudem a entender o que a Oribi faz. Onde a Oribi está localizada? E me contem um pouco sobre o que a Oribi faz com compósitos?

Matt Christensen: Claro. A Oribi foi fundada em 2008 por Jack Wilfley, e estamos localizados em Denver, Colorado. Temos uma instalação de 50.000 pés quadrados, a nordeste de Denver. Nosso foco na Oribi é especificamente desbloquear o potencial de termoplásticos reforçados com fibra contínua. Ao contrário de muitos na indústria, que tiveram foco distinto em termofixos e depois migraram para termoplásticos, nós focamos apenas em termoplásticos nos últimos 12 anos.

Jeff Sloan: E o que motivou o interesse em termoplásticos desde o início?

Matt Christensen: Ótima pergunta. Jack Wilfley, nosso proprietário, tem longa história familiar na indústria pesada, usinagem de grandes metais, bombas industriais. Acho que ele tinha paixão por compósitos. Mas outra paixão do Jack é automação e robótica. Quando você olha a capacidade de combinar automação e robótica com termoplásticos, onde se obtém ciclos muito rápidos, isso cria uma abordagem realmente interessante para a Oribi. Através desse processo robótico e de automação, agora olhamos o que chamamos de abordagem "rate target". Como cruzar o abismo onde clientes querem fazer compósitos, mas precisam de volumes muito altos em muitas indústrias fora do aeroespacial? Como ajudamos a criar essa ponte? Acho que foi onde Jack e a equipe sentiram que a Oribi estava melhor posicionada na época. E apenas continuamos construindo sobre isso nos últimos 12 anos.

Jeff Sloan: Certo. Conte-me um pouco sobre os materiais, fibras e processos que vocês empregam para fabricar essas peças.

Matt Christensen: Com certeza. Tenho aqui um pedaço de matéria-prima, se você puder ver. A maior parte do material que usamos é uma fita termoplástica unidirecional pré-impregnada com fibra contínua. Vem em forma de fita, matéria-prima geralmente com 12 a 13 polegadas de largura, em rolo grande. O que fazemos é usar essas fitas nas fibras unidirecionais para projetar estrategicamente as peças com certos atributos. O que quero dizer: temos algumas peças para mostrar. Somos capazes de projetar peças com fibras correndo em direções estratégicas para dar à peça, por exemplo, uma flexão torsional neste caso, mas talvez seja rígida e forte em outra direção. Ao usar esses unidirecionais, conseguimos projetar exatamente o que a peça deve fazer sem desperdiçar material ou outros recursos. Podemos ficar muito precisos no que a peça precisa ser e criar peças realmente interessantes.

Jeff Sloan: E qual o processo para converter do formato de fita ao produto final?

Matt Christensen: Boa pergunta. Geralmente é um processo de quatro etapas:

1. Deposição automatizada de fita (ATL): dependendo do design da peça, depositamos as fitas em quase infinitos ângulos de fibra e estrutura de camadas necessária. Feito roboticamente.
2. Consolidação: pegamos o blank (pré-forma), geralmente formato retangular/quadrado, e consolidamos para remover vazios e bolsas de ar, facilitando o processamento posterior.
3. Conformação em molde de duas partes (match-metal tool): levamos o blank à temperatura logo abaixo do ponto de fusão e colocamos no molde. O processo é uma combinação de estampagem e termoformagem. Obtemos uma peça com o formato desejado dentro de uma "rebarba" (flashing).
4. Acabamento (trimming): levamos a peça à estação de acabamento — múltiplas CNCs, agora também múltiplos jatos d'água (3, 6 e 12 eixos) — para finalizar a peça em sua forma/perfil final.

O tempo de ciclo (tack time) para todo o processo varia dependendo da estrutura de camadas e complexidade, mas pode ser de 1 a 3 minutos. Como nossos tempos de ciclo são determinados por quão rápido colocamos e tiramos calor da peça, versus uma reação química, podemos ciclar e produzir altíssimos volumes. Todos esses elementos combinados nos levaram a um foco muito forte em termoplásticos.

Jeff Sloan: Vocês mencionaram a construção dos blanks. Esse equipamento foi adquirido ou desenvolvido internamente?

Matt Christensen: Sim, todo nosso equipamento foi desenvolvido internamente. Há uma grande variedade de soluções ATL no mercado, mas o que capturamos é criar as quatro etapas e tentar combiná-las em uma única célula de manufatura. A solução ATL é certamente parte integral, pois precisa de altíssimo desempenho para manter as velocidades altas. Mas tudo que tentamos fazer é construído e projetado internamente. Agora estamos até tentando consolidar essas células/etapas em uma só. Em alto nível, Jeff, você olha matéria-prima entrando e peças saindo do outro lado — essa é a utopia para nós.

Jeff Sloan: Vocês falam em integrar a construção do blank com a conformação, ou apenas integrar todos os processos em uma nova unidade celular que pega matéria-prima e entrega produto acabado?

Matt Christensen: Neste momento, tudo é baseado em células. Ainda há quatro partes distintas no processo. Mas tendo esses processos muito próximos, com robôs movendo material dentro da célula, podemos conter todas as práticas em um espaço muito pequeno. Agora nosso foco é construir mais e mais células em nossa instalação, em vez de separar processos e construir nessa direção.

Jeff Sloan: Ok, e sistemas de resina, quais vocês usam principalmente agora?

Matt Christensen: Ótima pergunta. Voltando ao material: as fibras 90% ou 99% do tempo são fibra de vidro ou carbono. Os sistemas de resina são uma gama muito ampla para nós. Desde polipropileno, PEEK de baixo peso molecular, até PEEK, PAEK de baixo ponto de fusão — fazemos muito trabalho no que considero o meio da matriz de resina. Muito PPS, náilon (PA6, PA66, PA12). E bastantes peças em PPS também.

Jeff Sloan: Vocês mencionaram que o "sweet spot" da Oribi está entre volumes automotivos e qualidade/volumes aeroespaciais. Conte-me sobre algumas aplicações em que estão trabalhando ou têm experiência.

Matt Christensen: Somos uma organização que olha através de uma ampla variedade de indústrias. Certamente aeroespacial e automotivo de alto volume são os mais conhecidos na indústria de compósitos. Mas gastamos muito tempo e trabalho focados em militar, aplicação da lei, segurança — capacetes, estruturas de mochilas, outros componentes estruturais. Muito em médico e saúde — cadeiras de rodas, outros componentes. Energia industrial — petróleo/gás e renováveis. E claro, esporte e lazer, estando em Denver, nos envolvemos em componentes de skateboards, snowboards, esquis. E na indústria do ciclismo, onde encontramos componentes realmente interessantes, que precisam ser leves, resistentes e em ambientes extremos. Nestes últimos anos, naturalmente, conseguimos focar em áreas que nossa concorrência simplesmente não foca, onde estamos entre o aeroespacial e o automotivo de alto volume.

Jeff Sloan: Vocês conversaram antes, uma das aplicações mais recentes são rodas termoplásticas. Conte um pouco sobre isso. Rodas são um grande negócio na indústria de compósitos, mas principalmente no lado termofixo, então roda termoplástica é diferente.

Matt Christensen: É um pouco diferente. Tenho exemplos aqui. A chave na indústria de rodas é colocar o material no espaço onde precisa estar, reduzindo desperdício. Temos um processo que chamamos de spin process, onde colocamos o material termoplástico unidirecional exatamente onde precisa estar. Temos uma máquina multi-cabeça que gira em formato circular e cria essa estrutura de roda. Temos histórico recente muito bom em esportes de ciclismo — mountain bikes, road bikes. E agora levando essa base para a indústria de power sports: ATVs, UTVs, carrinhos de golfe, e gradualmente para automotivo conforme ficamos mais espertos no design. O spin process nos permite manter alta vazão que todas essas indústrias precisam, mas colocar o material exatamente onde deve estar. Testes preliminares: conseguimos reduzir peso à metade vs rodas de alumínio do mesmo tamanho. E em testes de impacto, pressão e fadiga rotativa, somos superiores ao alumínio e até ao aço em alguns casos. Estamos muito otimistas com a tecnologia e tentando mover para mercados que fazem sentido para nós.

Jeff Sloan: Conte mais sobre o spin process. É apenas deposição automatizada em formato circular?

Matt Christensen: O que torna o spin process diferente é a solução de deposição automatizada de fita em formato circular. Tudo que olhamos é através de duas lentes: reduzir material usado/desperdiçado (onde custos sobem) e manter a velocidade de manufatura (tempos de ciclo baixos). E fazer com tolerâncias muito apertadas — rodas têm tolerâncias muito apertadas em todas as áreas. O resto do spin process é similar: consolidação, conformação e acabamento. A mágica aqui é criar essa estrutura circular rapidamente e com tolerância apertada.

Jeff Sloan: Termoplásticos têm sido um material excitante e quente na indústria de compósitos agora. Estão por aí há muito tempo, mas nos últimos 10 anos ganharam mais atenção e crescimento. Parece que a Oribi aproveitou isso. Qual sua visão sobre o futuro dos termoplásticos no espaço de compósitos, e obviamente vocês veem oportunidade em rodas, mas além disso, qual sua perspectiva de crescimento dos termoplásticos?

Matt Christensen: Naturalmente sou otimista, porque é nosso foco. Mas acho interessante estar na indústria há 5-6 anos ouvindo e aprendendo onde os termoplásticos chegaram. Declaração ampla: acho que termoplásticos vieram de "correção para design ruim" — reforço seletivo em design ruim de plásticos gerais — para projetar e engenheirar peças propositalmente aproveitando o material desde sua concepção. Fazendo isso, cria-se peças muitas vezes mais leves, mais finas que no passado. E parece que em muitas indústrias, do esporte/lazer ao militar, há desejo de tornar coisas mais leves, mais duras e mais fortes. Como alavancamos termoplásticos para satisfazer essa necessidade do cliente? Para mim, acho que esse é o caminho natural. E claro, produzir altíssimos volumes necessários por muitas indústrias.

Jeff Sloan: Fale um pouco sobre a Rebuild. A Oribi recebeu investimento da Rebuild — foi durante a pandemia ou antes? Há componente de reshoring na Rebuild. Explique essa relação e o que é a Rebuild.

Matt Christensen: A Rebuild Manufacturing é nossa controladora. Recebemos investimentos há alguns anos, principalmente para expandir nossa manufatura. Teve uma virada ainda mais positiva: os líderes de nossa equipe de manufatura varejista estão considerando, na verdade seu desejo final é trazer manufatura de volta aos EUA — reshoring/onshoring. A chave é meio serendipidade no timing: tivemos COVID, problemas massivos de cadeia de suprimentos em todas as indústrias. Mas essa equipe são titãs da indústria, estão por aí há muito tempo. Foco e meta: trazer manufatura de volta aos EUA. Começa com tudo: engenharia, design, desenvolvimento, integração de produto, manufatura de componentes, montagem completa, manufatura por contrato, até pick-pack-ship e envio à distribuição. Há toda uma linha de oportunidades na cadeia de suprimentos, onde mesmo poucos anos atrás muitas indústrias não conseguiam fazer isso nos EUA. A Rebuild Manufacturing está mudando esse jogo. A Oribi foi um dos primeiros pilares do grupo Rebuild Manufacturing, e agora reside no grupo Advanced Materials. Liderado por Steve Meade, temos: Oribi (termoplásticos), Composite Resources (Carolinas, foco pesado em termofixos — muito complementar), Cutting Dynamics (Cleveland, termofixos mas tolerâncias apertadas, usinagem de precisão de metal, titânio), e mais recentemente Dapper Engineering (New Hampshire, trazendo mais recursos de engenharia). Estivemos em uma "aquisição bender" nos últimos 7 meses. Tudo está se juntando e gelando bem, vendo programas de grandes empresas onde não ficam isolados em um tipo de manufatura compósito. Olhamos para uma verdadeira solução do cliente: descobrimos que materiais e processos são necessários, e entregamos a solução vs ser míope em nossa própria abordagem. Mesmo sendo curto período, tem sido muito bem-sucedido e bem recebido no mercado.

Jeff Sloan: Parece que haverá abordagem integrada, pois têm empresas diferentes dentro da Rebuild com expertise em áreas diferentes, então cliente entra e aproveita recursos conforme suas necessidades, materiais e design.

Matt Christensen: Exatamente. Se você considerar one-stop-shop para design, engenharia, manufatura, tudo aqui nos EUA, há vantagem distinta. Cadeia de suprimentos não travada por meses de transporte ou outras barreiras — fusos horários, indo para exterior de várias formas. Há suporte ao cliente significativo, além de dedicação a criar empregos significativos e base manufatureira de volta aqui nos EUA. Somos muito otimistas nesse tipo específico de parceria com nossos clientes.

Jeff Sloan: Parece que há mais por vir.

Matt Christensen: Mais por vir. Sempre mais por vir, nunca um momento chato.

Jeff Sloan: Quantos funcionários na Oribi agora?

Matt Christensen: Acho que Oribi específica, ficamos entre 40 a 50, dependendo de flex. Temos sazonalidade, mas ultimamente achatou. Ficamos em 40-50 total. Interessante: a maioria em engenharia e desenvolvimento de produto. Considerando como alavancamos robótica pesadamente, não temos base de operadores extremamente pesada no chão, precisamos apenas alguns operadores por célula, que produzem toneladas de peças. É diferente do que outros consideram manufatura clássica.

Jeff Sloan: Ok. Pergunta final: como foi a pandemia para a Oribi? E o próximo ano? Como você se sente? Otimista ou pessimista?

Matt Christensen: No fim, somos otimistas. Pandemia foi certamente desafio para todos. Luta para muitos em nossa indústria, da pandemia ao shutdown no Texas ano passado, criou efeito cascata que surpreendeu muitos. Felizmente para nós, como nos configuramos para alavancar automação pesadamente, impacto foi mínimo. Temos funcionários fantásticos que aguentaram todas as situações, ficaram conosco e apoiaram nossa base de clientes para manter as coisas andando. Olhando mercados de energia renovável, militar e aplicação da lei, não há gaps aceitáveis que poderíamos nos apoiar em termos de fornecimento, temos que manter andando. Nossos fornecedores de matéria-prima conseguiram nos manter andando durante toda a pandemia. Olhando para frente, continuamos crescendo internamente, mesmo na Oribi. Contratamos ótimos profissionais de desenvolvimento de negócios e gestão de contas para olharmos uma ampla variedade de novos mercados. Certamente rodas são produto tipo market-spread, mas indo pesado em drones e soluções UAV, mais em esporte/lazer, como ser criativos lá? E sempre parece haver oportunidade em aplicação da lei e militar para apoiar mais do que nossos pessoal precisa. Vemos como muito positivo para o futuro.

Jeff Sloan: Bem, quero agradecer novamente por participar do CW Trending. E parabéns novamente pela designação CW Top Shops.

Matt Christensen: Ótimo. Obrigado por me receber, Jeff. Agradeço muito. E novamente obrigado pela designação. Esperamos colocar aqui no escritório.

Jeff Sloan: Tudo bem. Esperamos ver você em breve pessoalmente.

Matt Christensen: Parece ótimo. Nos vemos em breve. Tchau.