Ferramentaria Rápida: Transformando a Produção Automotiva com Manufatura de Ponta

Os recentes desenvolvimentos na manufatura ajudaram muitas indústrias diferentes, mas poucas experimentaram tanta inovação quanto o setor automotivo. Fabricantes de carros, motos, caminhões e tantos outros tipos de transporte estão entre os primeiros a utilizar os mais recentes avanços tecnológicos em manufatura aditiva e subtrativa. Neste mesmo sentido, a ferramentaria rápida teve um impacto notável na indústria automotiva, expandindo os limites do que é possível em termos de velocidade de produção e eficiência de custos.

A ferramentaria rápida tem sido uma parte importante da produção de veículos há algum tempo, mas está ganhando velocidade devido à maior prevalência de avanços tecnológicos nos últimos anos. Embora muitas empresas estejam dispensando a ferramentaria completamente (frequentemente usando processos de manufatura aditiva que tornam certas ferramentas obsoletas), outros segmentos estão intensificando seus esforços para a criação de cadeias de produção únicas e otimizadas. Além disso, o maior número de oficinas de usinagem e maquinistas qualificados tornou mais fácil do que nunca produzir ferramentas, moldes e todo tipo de utilitários.

Aqui estão apenas algumas das maneiras como a ferramentaria rápida está mudando a indústria automotiva:

Eficiência de Custos

Quando se trata do resultado final, a mistura de métodos que compõem a ferramentaria rápida oferece oportunidades de redução de custos em escala como nenhuma outra. Isso é especialmente crucial para fabricantes de automóveis, pois tendem a produzir um número razoável de unidades, dependendo de seus níveis de produção. Embora a ferramentaria rápida não seja adequada para manufatura em massa, existem outros processos em sua cadeia de produção que podem não exigir quantidades tão altas.

Consequentemente, se a empresa em questão não visa níveis de produção em massa, ela pode acabar precisando de muitas peças que requerem métodos de prototipagem rápida. Tal processo é particularmente útil para complementos ou peças personalizáveis para carros pré-existentes, onde as quantidades necessárias são pequenas, mas podem variar muito. Também é útil a esse respeito devido à capacidade de personalizar e reiterar designs a baixo custo.

Como resultado dessa eficiência de custos, existem economias de escala que a ferramentaria rápida oferece em muitos níveis diferentes, particularmente aqueles que vêm com produções de baixo volume. No geral, a principal área onde os custos são reduzidos é nos tempos de ciclo de produção. A velocidade de produção é um fator crucial aqui, pois com a produção automotiva, cortar alguns dias de qualquer processo pode resultar em milhares de dólares em economia a longo prazo.

Ferramentaria mais rápida permite que fabricantes obtenham múltiplos protótipos em um período muito curto a um preço mais econômico. Isso permite uma maior sensação de liberdade ao fazer ajustes de design e testar novas ideias. Pode ser um enorme benefício para reiterar e mudar, porque moldes e ferramentas tradicionais levam muito mais tempo, tornando redesigns complicados. Em contraste, a ferramentaria rápida torna todo esse processo mais barato, liberando processos e recursos no meio tempo também.

A ferramentaria rápida também permite que fabricantes automotivos se envolvam em prototipagem e design mais baratos de maneiras mais eficientes em termos de mão de obra. Primeiro, a ferramentaria rápida requer uma série de métodos automatizados com muito pouca entrada de mão de obra. Além disso, permite menos iterações do design, economizando tempo de trabalho e simplificando processos e recursos para máxima eficiência.

Eficiência de Tempo

Uma das áreas onde tanto a economia de custos quanto de tempo se cruzam é a de testes. Com testes mais rápidos e tempos de resposta, a ferramentaria rápida e prototipagem podem apresentar grandes oportunidades para fabricantes de componentes específicos. Além de processos de design mais rápidos, há também a capacidade de fazer mudanças facilmente e melhorar designs. A Ferramentaria Rápida torna possível ajustar e melhorar o design de um molde até que o produto tenha as propriedades e funções exatas desejadas pelo fabricante. Consequentemente, quaisquer falhas de design podem ser identificadas e abordadas antes da produção, economizando tempo e custos adicionais no futuro.

No caso da Mirror Controls International (MCi), este nível de velocidade provou ser muito benéfico. Eles estavam desenvolvendo um novo tipo de placa de atuador que precisava de um processo de produção radicalmente novo. Acabaram optando por um material composto SLA, o Somos PerFORM, para o novo protótipo de placa de atuador e substituindo o molde de injeção de alumínio tradicional da MCi. A ferramentaria SLA impressa em 3D ajudou a reduzir custos em 60%, enquanto encurtou o processo de prototipagem em três semanas inteiras.

Uma parte crítica do desenvolvimento de produto é fazer protótipos que possam ser testados antes de passar para a produção completa. Evelyne Salters, projetista de produto da MCi, afirma: "Para um projeto como nossa nova placa de atuador, que precisa de prototipagem para examinar o novo design, usar alumínio para criar ferramentaria para a peça é um processo bastante caro e lento. Estávamos procurando uma nova abordagem que oferecesse menor investimento, mas também nos permitisse usar um material semelhante ou o mesmo usado na produção final. O objetivo era tornar o desenvolvimento da placa de atuador eficaz em termos de custo, rápido, flexível e mais realista."

Ferramentaria Durável e Funcional

A precisão e consistência da ferramentaria rápida permitiram que fabricantes produzissem peças funcionais precisas e duráveis. Embora isso possa não ser o caso para o produto final em si, essas ferramentas desempenham um papel importante na produção do produto final. Tais protótipos podem ser coisas como ferramentas usadas para verificar encaixes ou folgas na montagem com outras peças. Ou, alternativamente, itens para avaliação de testes funcionais. A Volvo, por exemplo, usa ferramentaria rápida extensivamente para uma ampla gama de propósitos.

A vantagem que a ferramentaria rápida fornece é a capacidade de fabricar peças a partir de materiais com propriedades semelhantes ao material do produto final, enquanto se aproxima de sua precisão dimensional mais do que qualquer modelo conceitual pode permitir. A quantidade de produção é geralmente pequena, mas quantidades relativamente maiores podem ser produzidas usando ferramentaria dura.

A fundição em molde de borracha é uma ótima maneira de produzir protótipos funcionais usando borracha vulcanizada à temperatura ambiente. Outro método que pode produzir protótipos de alta qualidade, mas com complexidade ainda maior, é a fundição por investimento (investment casting). Esses métodos são especialmente bons para os tipos de plásticos que são úteis na indústria automobilística.

Digitalização

Assim como com CNC e impressão 3D, certas formas de ferramentaria rápida trazem grandes benefícios devido à sua natureza digital. No entanto, como a ferramentaria rápida é frequentemente uma combinação de múltiplos métodos díspares, ela apresenta vantagens adicionais em comparação ao uso de apenas um método sozinho. Por exemplo, pode ser fácil dividir tarefas entre diferentes filiais das instalações de uma empresa de carros. Dessa forma, uma empresa pode projetar uma ferramenta em um local, enviar o modelo digital instantaneamente, testá-la em outro local e tê-la disponível em todos os lugares uma vez aprovada. Isso é particularmente útil para moldes impressos em 3D, pois podem ser produzidos internamente ou facilmente enviados a outras instalações como arquivos STL.

Conclusão

A ferramentaria rápida tem um lugar importante na indústria automotiva, particularmente quando se trata de desenvolvedores de componentes como os de espelhos, painéis, sistemas de direção e outros recursos comuns de veículos. À medida que a tecnologia progride, espera-se melhorar as áreas onde ainda falta, como aumentar o número de materiais que podem ser usados. Esses tipos de melhorias darão a ela mais relevância para a indústria automotiva e ajudarão a estabelecê-la em mais áreas da cadeia de produção no futuro próximo. Se você tiver algum problema com isso, entre em contato conosco para ajudar a resolver juntos!