Metalworking World 1/2011

Transcrição

A CRISE GLOBAL DA ÁGUA POTÁVEL
É preciso AGIR!
1/11
uma revista de negócios e tecnologia da sandvik coromant
Rússia:
os méritos do
titânio
O IGCC promete
usinas a carvão
mais limpas
Itália:
projeto
OUSADO
Shivani Jatiley,
gerente adjunta de
compras, JCB Índia
Índia:
Acelerando o ritmo
reforço da
produção
editorial
Tom erixon, Presidente da Sandvik Coromant
Mais modernas, mais
rápidas e mais limpas
de eletricidade deverá
crescer cerca de 83% nas próximas duas
décadas. Atualmente, essa demanda é
impulsionada principalmente pelo crescimento econômico na Ásia, com a construção de
várias usinas novas, modernização de
instalações existentes com novas turbinas e o
aumento da utilização de materiais de alta liga.
Ao mesmo tempo, espera-se que a
capacidade total instalada de energia eólica
em 2014 seja três vezes maior que a de hoje.
Daqui a dez anos, a energia eólica pode ser
capaz de atender 8% do consumo mundial
de eletricidade.
A demanda mundial
“Esse excepcional
crescimento cria
novas demandas
aos fabricantes de
peças para o setor
de energia.”
Esse excepcional crescimento cria novas
demandas aos fabricantes de peças para
o setor de energia, tanto em termos de
produtividade, com peças de maior qualidade
por um preço mais baixo, como de eficácia
e know-how, com novos materiais difíceis de
usinar que são utilizados nas turbinas mais
avançadas.
e materiais difíceis de
usinar são itens que a Sandvik Coromant
domina muito bem. Há décadas, temos
atendido a indústria aeroespacial, encarando
as mais altas exigências de qualidade e
encontrando novas soluções de ponta. As
demandas da área de geração de energia estão
se tornando semelhantes, devido aos clientes
Novas tecnologias
2 metalworking world
darem mais ênfase à produtividade e às
soluções de alta qualidade.
Um exemplo são as novas turbinas
altamente eficientes para as futuras usinas
nucleares e a carvão. Você sabia que o carvão
é responsável por cerca de 40% do total de
eletricidade do mundo e deverá crescer
progressivamente ao longo dos próximos
20 anos? É essencial que essas usinas se
tornem mais limpas, mas as novas tecnologias
criam novos desafios para os fabricantes. Na
página 20, você poderá ler sobre um método
mais limpo de processamento do carvão.
de uma turbina eólica
ajudam a otimizar a posição das pás em
relação ao vento. Os anéis são feitos de aço
forjado e exigem ferramentas otimizadas para
serem usinados e transformados em peças
móveis de alta precisão – com tamanhos de até
seis metros de diâmetro. Na página 38,
veremos algumas das ferramentas de ponta
que economizam tempo na fabricação desses
anéis giratórios.
O potencial das ferramentas de corte no
setor de produção de energia é cada vez mais
importante, impulsionado pelos investimentos
tanto em energia eólica como em energia de
condensação. O momento atual apresenta
muitos desafios interessantes!
Boa leitura
Os anéis giratórios
tom erixon
Presidente da Sandvik Coromant
Metalworking World
é uma revista de negócios e tecnologia
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vezes por ano em alemão, chinês,
coreano, dinamarquês, espanhol,
finlandês, francês, holandês, húngaro,
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italiano, japonês, polonês, português do
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e registro EMAS. Coromant Capto,
CoroDrill, CoroMill, CoroTurn e T-Max
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índice
metalworking world N.º1 2011
14
4
Veículo
multimodal
Switchblade: a
moto voadora
Dinesh Sharma,
da JCB Índia,
com uma
carcaça de
caixa de
câmbio
8
Luca Giordano,
homem de
coragem
Notícias de usinagem..... 4
Carvão mais limpo......... 20
Parceria incentiva
empreendedores............ 8
Titânio em alta............... 26
Arte funcional................ 13
Acelerando a
produção........................ 14
Soluções líquidas........... 32
Panorama da
usinagem.........................36
Solução total.................. 38
32
A escassez de
água potável é
um problema
que pode ser
resolvido
Tecnologia
Forte
concorrência
A usinagem de peças
duras está ganhando
terreno em relação à
retificação. Aumento de
produtividade, redução
de custos e maior
flexibilidade estão entre
as vantagens.
6
Usinagem de
titânio em menos
tempo
Fresas de topo inteiriças de
metal duro e técnicas
dedicadas de fresamento de
retoque economizam tempo e
aumentam a qualidade da
usinagem de peças aeroespaciais.
19
Geometrias
de ponta
Turbinas verdes
para o futuro
As peças das turbinas a gás e vapor mais
modernas e ecológicas exigem métodos e
soluções dedicadas de ferramentas.
24
Um grande programa de
ferramental, capacidades
comprovadas de engenharia e
um centro de aplicação para
desenvolver e testar soluções
se combinam para elevar a
usinagem de furos profundos
a um novo patamar.
30
metalworking world 3
Notícias
Haász Dezső é gerente
de operações de uma
das fábricas da
Linamar na Hungria
“Usamos a nossa experiência
para fabricar peças para
moinhos de vento.”
1. A Linamar é mais conhecida
como fornecedor do setor
automotivo. Por que vocês
começaram a fabricar peças para
turbinas eólicas?
“Em 2007, a Linamar Hungria quis
aproveitar o crescimento do setor de
energia eólica, já que tínhamos
experiência na usinagem de peças de
alta precisão para carros.”
2. Vocês fizeram alguma mudança nas fábricas para poderem
incluir essa produção?
“Sim. Ampliamos a nossa capacidade de
usinagem para fabricar eixos de 4 metros
de comprimento e 2,5 toneladas e
investimos em novas máquinas CNC para
torneamento, fresamento e retificação.”
3. Como vocês usam o Centro
de Produtividade da Sandvik
Coromant?
“Nossa cooperação com a Sandvik
Coromant já dura sete anos e temos todo
nosso trabalho documentado. Utilizamos
o Centro de Produtividade para treinar os
nossos engenheiros e operadores, a fim
de melhorar os nossos processos e
reduzir custos.”
4. Houve uma recuperação
na indústria automobilística?
“Estamos operando atualmente com
90-95% da capacidade instalada. Em
2009, esse índice foi de 75%, então sim,
há uma demanda maior pelos nossos
produtos – em particular, eixos, flanges,
carcaças de bombas de combustível
e turbocompressores.”
Sobre a Linamar
A canadense Linamar projeta e
fabrica peças e sistemas metálicos
de precisão para os setores de
automóveis, energia e telefones
celulares. A empresa tem três fábricas na Hungria, duas das quais
trabalham em estreita colaboração
com o Centro de Produtividade da
Sandvik Coromant na Romênia.
>>> Leia mais sobre a Linamar Corporation em www.linamar.com.
Usinagem estável
Enfim, juntos!
torneamento. Da próxima
vez que encomendar um torno, não se
esqueça de pedi-lo com a nova torre
CDI da Sandvik Coromant.
A torre oferece uma usinagem mais
estável e um menor balanço do
porta-ferramentas, proporcionando
melhor desempenho de corte, melhor
superfície da peça, maior vida útil e
maior comprimento da ferramenta de
corte.
CDI é a interface entre a torre e a
unidade de fixação de troca rápida
Coromant Capto, e foi desenvolvida
originalmente para a indústria
automotiva, onde a estabilidade de
uma torre VDI era insuficiente.
Ela tem o recurso de troca rápida
e, graças ao set-up fácil, é ideal para
produção de lotes pequenos. É
estável e rígida, e adapta-se tanto a
aplicações estáticas como rotativas.
Embora a torre CDI esteja disponível
produtividade. Uma
nova biblioteca de ferramentas
propicia controle total sobre
manuseio e comunicação, em se
tratando de ferramentas de
corte, independentemente da
marca ou do fornecedor.
Até agora, cada software
armazenava os dados de
maneiras distintas e com nomes
diferentes, criando um sistema
demorado e pouco confiável.
A Sandvik Coromant e a
empresa responsável pelo TDM,
software que gerencia dados de
ferramentas dentro da Sandvik
Tooling, desenvolveram um
catálogo padronizado baseado
na estrutura de dados ISO
13399, que será mais fácil, e
mais rápido de usar. Todos os
tipos de fábricas, pequenas ou
grandes, que precisam
na Europa há algum tempo, agora
passou a fazer parte do portfólio de
produtos globais e tornou-se um
produto standard do catálogo da
Sandvik Coromant.
A nova torre CDI foi
desenvolvida originalmente
para a indústria automotiva
programar máquinas-ferramenta
poderão transferir dados de
montagem para qualquer
aplicativo do software por meio
de uma interface intuitiva.
A biblioteca de ferramentas
conterá três seções principais:
Área de catálogo: fornecedores de ferramentas de corte
podem inserir os dados de seus
produtos.
Meus itens: os fabricantes
podem copiar dados do catálogo
principal para uma seção
personalizada.
Minhas montagens: os
usuários podem criar montagens
de maneira manual ou
automática a partir dos dados
selecionados, permitindo fácil
armazenamento e recuperação
de parâmetros dimensionais,
desenhos 2D e modelos 3D.
Sopronyi Gyula
Quatro perguntas para Haász Dezső,
da Linamar Corporation, Hungria:
Que tal um
atalho por cima
das árvores?
samson motorworks
IMTEX/Tooltech
pronta para 2011
Feiras de negócios. A IMTEX/Tooltech,
exposição de prestígio na indústria de fabricação, deve
atrair pessoas de todo o mundo quando abrir suas portas
no final de janeiro de 2011 em Bangalore, região apelidada
de “Vale do Silício” da Índia.
O evento acontece duas vezes por ano há 15 anos
e é uma vitrine para máquinas e ferramentas de usinagem.
A Sandvik Coromant está aproveitando a oportunidade
para mostrar novos produtos e estabelecer novas
parcerias.
“Nossa área de exposição, toda em amarelo, será palco
de um Evento Inteligente”, diz Gunnar Nälsen, vice-gerente
geral de marketing da Sandvik Coromant em Pune, na
Índia. “Queremos aproveitar o momento atual, em que os
mercados da Índia e da China estão muito aquecidos.”
O evento é organizado pela Associação Indiana de
Fabricantes de Máquinas-Ferramenta e acontecerá no
Centro Internacional de Exposições de Bangalore entre
20 e 26 de janeiro de 2011.
Moto voadora
P&D. Cansado de
irritar-se no trânsito? Em
breve você poderá entrar
em um inusitado veículo de
três rodas e sair voando
por aí.
A Samson Motorworks,
pequena empresa de engenharia da região de Sierra
“O tratamento e a usinagem do
titânio são muito caros, e as
ferramentas são um item importante do custo do processo.”
Alexander Litvinov, engenheiro-chefe de
processos da VSMPO, fabricante de titânio
da Rússia.
>>> Leia mais à página 26.
por 66 mil libras esterlinas
(aprox. R$ 175 mil),
incluindo a aviônica e um
motor de 120 cv.
Parte Ferrari, parte
motocicleta e parte avião, o
Switchblade tem asas retráteis, dois lugares e espaço
para bagagem.
Novo aplicativo
feiras 2011
•Tooltech, 20-26 janeiro, Bangalore, Índia
•TECMA, 8-11 março, Cidade do México, México
•CIMT, 11-16 abril, Pequim, China
•EMO, 19-24 setembro, Hannover, Alemanha
Nevada, na Califórnia, EUA,
está construindo um
protótipo de moto voadora
chamado Switchblade Multi
Mode Vehicle (Veículo
Multimodal Canivete). A
empresa pretende lançá-lo
em 2011 na forma de um kit
do tipo “faça você mesmo”,
Calcule os melhores
parâmetros para um
trabalho diretamente
no celular
economia. Agora você
pode otimizar o desempenho
das suas aplicações de
torneamento, fresamento e
furação com o celular.
O novo aplicativo gratuito
Machining Calculator App,
disponível para celulares
iPhone e Android, permite calcular as configurações ideais
com base nos parâmetros
específicos de uma determinada operação.
O aplicativo conta com um
botão de ajuda que fornece informações adicionais sobre o
cálculo executado e os dados
de entrada necessários para
gerar os resultados. Ele
também contém uma comparação de custos do processo,
que determina como a
otimização das ferramentas
pode reduzir custo e tempo.
O aplicativo está disponível
em www.sandvik.coromant.
com/machiningcalculator ou
em lojas iTunes da Apple.
Negócios de diamante
soluções. A norte-americana Precorp é
conhecida por suas ferramentas de diamante
policristalino (PCD) e de metal duro para
usinagem de furos. Agora, a avançada
tecnologia embutida PCD da Precorp está
prestes a fazer parte da rede global de
produtos e suporte da Sandvik Coromant.
Você encontrará as soluções da Precorp no
seu canal habitual de vendas, juntamente com
as soluções já existentes para usinagem de
borda e usinagem em materiais compósitos
exigentes.
>>> Leia mais sobre as soluções em
www.sandvik.coromant.com/composite.
tecnologia
texto: elaine mcclarence
Desafio: Atender as exigências de
tolerância e acabamento superficial de
peças de alta qualidade.
Solução: Mudar da retificação para a
usinagem de peças duras, empregando as
mais recentes geometrias de pastilhas e
classes de ferramentas de CBN.
Partindo para a
usinagem de peças duras
A usinagem de peças duras tem muito a
oferecer nos casos em que a dureza das
peças se situa dentro da faixa de 55 a 65
HRC. Graças às classes de pastilhas à base
de nitreto cúbico de boro (CBN) e cerâmicas
de óxido de alumínio, a usinagem de peças
duras vem ganhando terreno de maneira
considerável em relação à retificação.
O processo pode propiciar aumento
de produtividade, redução dos custos de
produção e do custo por peça, maior
flexibilidade e tornar mais simples o processo de produção. Além disso, a capacidade de
operar sem refrigeração torna a usinagem
de peças duras um método mais favorável
ao meio ambiente do que a retificação
tradicional.
A Sandvik Coromant tem aprimorado
sua experiência no desenvolvimento de
tecnologias de pastilhas de CBN e cerâmica
com o intuito de favorecer o crescimento da
usinagem de peças duras, especialmente
o torneamento.
A LINHA DE PASTILHAS de CBN agora inclui
desde classes para condições difíceis e
interrompidas, como a CB7525, a CB7025 e a
CB7035, esta última a ser lançada em breve,
até uma classe para condições contínuas e
estáveis, a CB7015. Há também uma classe
muito competitiva de cerâmica mista, a
CC6050, que é uma alternativa de baixo custo
para aplicações com exigências moderadas de
dureza e acabamento superficial.
A geometria das pastilhas também afeta
os resultados da usinagem e o acabamento
superficial. As geometrias Wiper e Xcel
foram desenvolvidas para atender a maioria
das necessidades de usinagem e estratégias
de corte. As WH Wipers são as locomotivas
da usinagem de peças duras, oferecendo
maior produtividade, aliada a uma excelente
qualidade superficial e dimensional, em
comparação com pastilhas com design
convencional. Se a peça permitir e tiver
espaço suficiente próximo do canto a
Estudo de caso
Ao mudar para pastilhas Xcel, um
fabricante de anéis dentados
melhorou sua produtividade em
2,9 vezes
Para um fabricante de anéis dentados em
aço endurecido por cementação, a mudança
para a pastilha Xcel permitiu aumentar a
velocidade de corte de 150 m/min para
200 m/min. Isso aumentou a produtividade
da empresa em 2,9 vezes, enquanto a vida
útil melhorou 1,3 vezes.
A solução de ferramental:
Pastilhas: Xcel, classe CB7015
Set-up da máquina:
Vel. de corte: 200 m/min
Vel. de avanço: 0,34 mm/rotação
Peculiaridades do torneamento
de peças duras (HPT)
Escolha da melhor classe de CBN possível para diferentes aplicações.
CB7015
A melhor opção
para condições
contínuas e
estáveis com altas
velocidades
Velocidade
de corte
Tenacidade
exigida
CB7025
Recomendada
para cortes
leves e interrompidos com
velocidades de
médias a altas
CB7035
A melhor opção
para cortes
interrompidos
com velocidades
médias
CB7525
A solução ideal
para condições
difíceis e interrompidas com
velocidades de
baixas a médias
A tecnologia Safe-Lok é o método
ideal para fixar a ponta de CBN no
blank de metal duro. A tecnologia
combina um mecanismo de
intertravamento soldado e
mecânico, garantindo resistência
e confiabilidade
Baixa
Alta
A peça de exemplo demonstra algumas aplicações típicas,
em que cada classe é ideal
90 graus, a opção da geometria Xcel pode
fornecer ótima produtividade. Outra
alternativa para o perfilamento são as
pastilhas CoroTurn TR, que garantem
excelente estabilidade. Em breve serão
introduzidas as pastilhas de CBN CoroTurn
TR, com um alojamento exclusivo para
oferecer maior estabilidade.
Segurança é vital na usinagem de peças
duras. O sistema Safe-Lok para fixação da
ponta de CBN no blank de metal duro
oferece um mecanismo de intertravamento
soldado e mecânico combinados, garantindo
resistência e confiabilidade em grandes
profundidades de corte. O método de fixação
oferece maior resistência a cargas mecânicas
e térmicas. Por sua vez, isso se reflete na
segurança do processo e reduz o risco de
sobrecarga ou de perda da ponta de CBN.
Graças às pastilhas que integram a gama de
produtos da Sandvik Coromant, também é
possível realizar torneamento de roscas,
canais e fresamento de peças endurecidas.
Em geral, a usinagem de peças duras foi
desenvolvida para operar sem refrigeração,
já que as pastilhas de CBN e cerâmica
toleram altas temperaturas de corte,
economizando assim os custos com
refrigeração. Sempre que a estabilidade
térmica da peça precisar ser garantida, a
refrigeração de alta pressão (até 70 bar),
juntamente com uma pastilha de CBN
adequada, pode ser utilizada para melhorar
o controle de cavacos.
A usinagem de peças duras já é utilizada
na indústria automotiva, na fabricação de
peças da unidade de tração, tais como
engrenagens, coroas dentadas,, pinhões e
eixos, mas tem um potencial de aplicação
em muitos outros setores, por exemplo,
na produção de rolamentos e peças de
transmissão.
Resumo
Geometrias e classes de pastilhas
exclusivas da Sandvik Coromant estão
contribuindo para o crescimento da
usinagem de peças duras como uma
alternativa altamente eficaz à retificação
em operações de acabamento de peças
endurecidas. Para acabamentos
superficiais de alta qualidade, a gama de
produtos da empresa inclui as geometrias
de pastilhas Wiper e Xcel, que em breve
serão complementadas com as pastilhas
de CBN CoroTurn TR para perfilamento.
As classes de CBN CB7015 e CB7025
serão complementadas pelas novas
classes CB7525 e CB7035. Esse
desenvolvimento será reforçado ainda com
soluções para refrigeração de alta pressão
para um melhor controle do fluxo de
cavacos.
texto: massimo condolo
foto: Maurizio Camagna
grande
tacada
Borgo San Dalmazzo, Itália. Era um enorme desafio
para uma pequena empresa de usinagem de precisão, mas a
CLP ousou aceitar um pedido para fabricar uma peça gigante
de um reator nuclear.
“Não venda a pele de um urso antes de
matá-lo.” Esse é um provérbio conhecido na
província de Cuneo, no noroeste da Itália,
embora há muito tempo a caça de ursos tenha
desaparecido de lá. Hoje, a região é especializada em produtos alimentícios, como o queijo
Castelmagno, os vinhos Barolo e Barbaresco e
a carne de boi gordo de Carrù. Mesmo assim,
Luca Giordano, diretor executivo da Costruzioni e Lavorazioni di Precisione (CLP), de
Borgo San Dalmazzo, cita o provérbio quando
fala sobre um novo projeto para a fabricação
de uma peça enorme para um reator nuclear.
Em essência, a empresa, situada a cerca de
80 quilômetros ao sul de Turim, estava
contrariando a sabedoria do provérbio quando
concordou em fazer o trabalho. Foi uma
decisão que exigiu muita coragem – e uma
sólida parceria com a Sandvik Coromant.
A CLP não tem uma linha de produção
padrão. A empresa trabalha como fornecedor
terceirizado para várias empresas que operam
em setores tais como energia, pesquisa
Mandriladora horizontal, trabalhando no corpo
externo de uma bomba para um reator nuclear
Cabeça para faceamento que ajudou a CLP a economizar 30 mil euros por lote de peças usinadas
nuclear, engenharia civil, fabricação de
máquinas-ferramenta e aviação. Desenhos e
peças fundidas não acabadas entram na
fábrica e de lá saem peças acabadas, prontas
para montagem ou usinagem adicional.
A empresa é especializada em trabalhos
com aço-estrutural e usinagem mecânica de
alta precisão de peças de grande porte.
Tolerâncias de centésimos de milímetro são
conseguidas em peças tão grandes que
precisam chegar e sair por transporte especial
– muitas vezes à noite, quando o trânsito é
mais tranquilo. Corpos de bombas para
reatores nucleares, peças para um reator de
fusão experimental e escavadeiras para a
escavação de túneis ferroviários subterrâneos
Luca Giordano
Idade: 35
Residência: No centro
de Borgo San Dalmazzo, na
província italiana de Cuneo
Família: Casado com uma
professora de arte, tem dois
filhos, de 5 e 2 anos
Formação: Administração
e Economia pela Universidade
de Turim
Hobbies: Caminhar e correr.
Sobre a CLP
A Costruzioni e Lavorazioni di
Precisione tem sua sede em
Borgo San Dalmazzo, na província de Cuneo, no noroeste da
Itália. Fundada em 1973, a
empresa era especializada em
trabalhos com aço-estrutural.
Nos últimos anos,
diversificou suas atividades
e passou a trabalhar com
usinagem mecâ-nica de alta
precisão. Atualmente, cerca
de 60% das horas de fábrica da
empresa envolvem usinagem
de precisão de peças
mecânicas de grandes
dimensões; as horas restantes
são dedicadas a trabalhos com
aço-estrutural. Além de
fabricar peças novas,
a empresa também faz
trabalhos em equipamentos
usados.
A CLP tem 21 colaboradores: 13 operadores de máquina,
cinco trabalhadores estruturais
e três diretores. Em 2009, o
faturamento da empresa foi
de 3 milhões de euros, contra
1,4 milhão em 2004.
Substituição da cabeça
para fresamento lateral
pela R300 de alto
desempenho, que tem
pastilhas de 20 mm de
diâmetro
Aurora Baracco, gerente
de qualidade da CLP
(direita), dá instruções de
usinagem ao operador
Francesco Altanese
são apenas alguns dos projetos mais recentes
em que a CLP esteve envolvida. E sempre que
a empresa assume um novo projeto, o estágio
de estimativas é crucial. A duração das
pastilhas, o percurso seguido pelas ferramentas nas áreas da peça a ser usinada onde há
pouco espaço para movimentação, as
características de materiais como aço
inoxidável e ferro fundido ou a presença de
inclusões de silício (um resíduo de fundição
duríssimo, capaz de desgastar rapidamente as
pastilhas) nas peças fundidas são fatores que
podem ter um grande impacto nos tempos e
custos envolvidos no processo de produção.
Segundo Giordano, é aí que a cooperação de
dez anos entre a CLP e a Sandvik Coromant
realmente vale a pena.
“Poder contar com uma empresa parceira
que auxilie a nossa equipe técnica desde a
primeira revisão do projeto é fundamental.
A CLP, especializada em
trabalhos com aço-estrutural e usinagem
mecânica de alta precisão
de peças de grande porte,
trabalha com a Sandvik
Coromant há dez anos
“Poder contar com uma empresa
parceira que auxilie o nosso pessoal
técnico desde a primeira revisão do
projeto é fundamental.”
Luca Giordano, diretor executivo da Costruzioni e Lavorazioni di Precisione (CLP)
Somente avaliando conjuntamente as
ferramentas a serem utilizadas e, quando
necessário, projetando ferramentas especiais,
é que podemos ‘vender a pele do urso antes de
matá-lo’.”
A CLP usinou recentemente o corpo
externo de uma bomba destinada a um reator
nuclear. A peça de 3,5 metros de diâmetro,
com superfície externa esférica, chegou sem
acabamento e precisou ser fresada e torneada
até chegar às dimensões internas finais
(a parte externa seria submetida a usinagem
adicional pelo cliente depois que a estrutura
passasse por um exame de raio X e testes de
pressão).
Nas oficinas da CLP em Borgo San
Dalmazzo, a peça foi submetida a três
processos de usinagem – dois em um centro
de usinagem tipo portal e um em uma
mandriladora (veja quadro). A equipe técnica
Substituição de uma
pastilha de 20 mm de
diâmetro
Confira o videoclipe em www.youtube.com/sandvikcoromant
da Sandvik Coromant forneceu assistência em
cada processo, mas trabalhou com a CLP
sobretudo no segundo processo.
“Quando a CLP pediu a nossa opinião
quanto ao uso da mesa rotativa do centro de
usinagem tipo portal, sugerimos que utilizassem uma unidade de fixação Coromant Capto
C8 [a versão manual] montada em um bloco
feito sob medida para ser integrado no pistão
hidráulico da máquina, a fim de executar as
operações necessárias de torneamento interno
e externo. Transformamos o centro em um torno vertical”, diz Giorgio Signori, gerente da
área noroeste da Sandvik Coromant na Itália.
foi torneado durante esse
estágio, mas também foi fresado externamente
– uma operação complicada devido ao tipo de
material, as cascas de fundição e o formato da
peça. Simone Guglielmetto, especialista de
área da Sandvik Coromant, explica que a solução adotada em comum acordo com o pessoal
técnico da CLP envolveu a utilização de uma
fresa R300 com uma pastilha de 20 milímetros de diâmetro, o que permitiu tempos
maiores de contato da ferramenta e parâmetros de trabalho mais altos do que o esperado.
Concluído esse estágio, o corpo da bomba
foi transferido para uma fresadora Lazzati, para
fresamento das partes internas. No entanto, a
Lazzati é certificada somente para fresas de até
160 milímetros de diâmetro e o processo de
usinagem neste caso pedia a utilização de uma
fresa de 550 milímetros de diâmetro.
O corpo da bomba
Giorgio Signori, Simone Guglielmetto e Valter
Angius, da Sandvik Coromant
“Recomendamos que a CLP utilizasse uma
fresa de disco especial N331, de 550 milímetros de diâmetro”, lembra Valter Angius,
vendedor técnico da Sandvik Coromant. “Ela
foi projetada com geometrias positivas que
não afetam a estabilidade da máquina.”
Com o aumento do tempo de contato da
ferramenta e da vida útil da pastilha, a CLP
conseguiu economizar 30 mil euros em cada
lote de peças usinadas. “Isso mostra como o
serviço prestado é muito mais importante
do que o custo da ferramenta em si”, diz
Giordano. “O valor das recomendações
fornecidas pelo pessoal técnico da Sandvik
Coromant proporciona uma excelente relação
qualidade/preço ao produto. É por isso que
usamos produtos da Sandvik Coromant em
mais de 80% das nossas atividades e em
100% das atividades relacionadas com a
usinagem de corpos de bombas para
reatores.”
visão técnica
Métodos não convencionais dão ótimos resultados
A CLP solicitou ajuda à equipe
técnica da Sandvik Coromant para
encontrar uma forma de fresar e
tornear uma grande peça fundida
não acabada (medindo cerca de
3,5 metros de diâmetro) do corpo
de uma bomba. Mas havia vários
aspectos na solicitação da CLP que
exigiam soluções não convencionais. A empresa queria usar um
centro de usinagem como torno
(mesmo que oferecesse menor
desempenho do que um torno
propriamente dito) e, ao mesmo
tempo, queria usar uma fresa de
550 milímetros, um diâmetro muito
maior do que o aprovado para
o centro de usinagem, sem
comprometer a precisão da
operação. Além disso, a CLP queria
aumentar a produção reduzindo as
horas de trabalho, em termos de
usinagem e de disposição das
máquinas.
“Junto com a equipe técnica
da CLP, conseguimos testar
o percurso da ferramenta em
modelos tridimensionais”, conta
Simone Guglielmetto, especialista
da Sandvik Coromant. “Decidimos
usar fresas curtas com grande
diâmetro para evitar que as
vibrações afetassem a precisão
da usinagem.”
Uma fresa toroidal R200 com
pastilhas redondas, que era
utilizada no primeiro estágio de
usinagem (fresamento no centro
de usinagem), foi então substituída
pela R300 de alto desempenho
com uma pastilha de 20 milímetros
de diâmetro, em setembro de
2009, logo que essa pastilha foi
lançada no mercado. Um dispositivo de fixação Coromant Capto C8
foi usado para o segundo estágio,
permitindo concluir o torneamento
de algumas áreas internas e
externas com a mesa rotativa do
centro de usinagem. A Sandvik
Coromant também ajudou durante
o segundo estágio, em que uma
fresa usinou várias áreas internas.
“O fabricante aprovou o uso da
máquina com fresas de diâmetro
máximo de 160 milímetros”, explica
Guglielmetto. “Com a CLP,
experimentamos aplicar uma fresa
de disco projetada e fabricada sob
medida, a N331, que tinha
550 milímetros de diâmetro.
Obtivemos excelentes resultados
em total conformidade com a
precisão exigida.”
jogo rápido
texto e foto: Toby Selander
A artista dos metais
Carrol Boyes transforma metais em arte para cozinha.
Nos anos 90, correu um boato pela
Cidade do Cabo, na África do Sul, de
que a artista dos metais Carrol Boyes
tinha desenvolvido uma fórmula
secreta para o peltre, uma liga de
metal maleável. Isso lhe permitiria
transformr o metal no que ela chama
de “arte funcional” – utensílios de
cozinha com formatos singulares.
Havia uma dose de verdade no
boato. Boyes explica: “O peltre tem
um padrão internacional de 90% de
estanho, sendo que o restante é cobre
e antimônio. Eu também uso 90% de
estanho, mas o resto da minha
fórmula é segredo”. A mistura é
derretida e misturada a cerca de
320°C antes de ser despejada nos
moldes exclusivos de Boyes. Além do
peltre, ela trabalha com alumínio e
aço inoxidável, e pretende partir para
o bronze em breve.
Boyes começou a fazer suas peças
de metal no porão de sua casa, em
1991. Agora tem uma fábrica em
Tzaneen, na África do Sul, e produz
900 mil peças por ano. O que
começou como amor pelo design e
pelos metais transformou-se em uma
empresa de sucesso internacional.
No início, Boyes vendia para
pessoas da região, mas agora atrai
clientes do mundo todo – dentre eles,
os atores americanos Samuel L.
Jackson e Whoopi Goldberg, e o
arcebispo sulafricano Desmond Tutu
mulher de negócios.
Carrol Boyes, 55, cria
utensílios exclusivos em
peltre, uma liga de metal
maleável. Sua empresa conta
com 500 colaboradores, a
maioria mulheres da região,
que trabalham em sua fábrica
de Tzaneen, na África do Sul
Mahinder Narang,
colaborador sênior de
montagem da JCB, ao lado
de uma carregadeira na
fábrica de Ballabgarh, em
Haryana, Índia
textO: Jean macfarlane
foto: Christina Sjögren
progresso
na Índia
Ballabgarh, Índia. Um grande aumento nos
investimentos em construção por todo o país significou um
desafio repentino para a líder de mercado JCB: produzir mais
máquinas com os recursos existentes – ou perder negócios.
Sobre a jcb
A JCB é um dos principais
fabricantes mundiais de
equipamentos para
construção. Empresa
familiar fundada na
Grã-Bretanha por Joseph
Cyril Bamford em 1945, hoje
fabrica mais de 300 modelos
de máquinas agrícolas e de
construção em quatro
continentes. A JCB India
Limited, subsidiária integral
da JCB UK, foi aberta em
1980 e hoje é o maior
fabricante de equipamentos
para construção da Índia.
A operação tem três fábricas
– uma em Ballabgarh,
Haryana, e duas em Pune,
Maharashtra – que
É difícil encontrar algum canto da Índia
atualmente em que as obras de construção
não estejam a todo vapor. Estradas, viadutos,
conjuntos habitacionais e centros comerciais
parecem estar surgindo da noite para o dia em
cidades de todo o país. Não é de se estranhar,
portanto, que as empresas que fornecem os
equipamentos necessários para esse boom da
construção tenham tido um grande aumento
de demanda. Uma dessas empresas é a JCB
Índia, subsidiária da britânica JCB UK.
Presente na Índia desde 1980, a JCB fabrica
hoje um de cada dois equipamentos de
construção vendidos no país.
A fábrica da JCB em Ballabgarh, Haryana,
é especializada na produção de dois dos
produzem uma série de
retroescavadeiras,
carregadeiras sobre rodas,
escavadeiras e carregadeiras compactas. Juntas, têm
1,9 mil colaboradores e um
faturamento anual de
30 bilhões de rupias indianas
(cerca de 530 milhões de
euros).
Utkarsh Agarwal, vice-gerente
geral da unidade de negócios
Transmissão da fábrica de
Ballabgarh, vivenciou o aumento
de demanda de equipamentos para
infraestrutura na Índia
Subir Kumar Chowdhary, vice-presidente
executivo da JCB e diretor da área de
retroescavadeiras, e Utkarsh Agarwal,
vice-gerente geral da unidade de negócios
Transmissão na fábrica de
Ballabgarh, relembram como
equipamentos mais vendidos pela
foi. “O número de escavadeiempresa em todo o mundo, as
ras que produzíamos por mês
retroescavadeiras 3DX e 4DX – giganquase dobrou. Em toda a
tes multitarefas que, em três minutos,
Índia, a infraestrutura estava
conseguem fazer trabalhos que
crescendo. Além disso, havia
precisariam de 40 homens e 40 horas
muitas obras em andamento
para serem concluídos. Atualmente, a
para os Jogos da Comunidade
empresa lidera o mercado de retroesBritânica [realizados em
cavadeiras na Índia com uma fatia de
outubro de 2010] em Délhi.
75% do mercado.
Logo percebemos que
Subir Kumar Chowdhary
Mas no final de 2009, a unidade
tínhamos que fazer algo para
estava tendo dificuldades para acompanhar
aumentar a produção”, conta Agarwal.
a demanda. A Índia estava saindo da crise
econômica global e os pedidos começaram
Embora algumas vezes a JCB terceirize a
a entrar em grandes volumes e com prazos
produção de peças da carroceria e painéis,
curtos.
suas caixas de câmbio de alta qualidade são
Pooja Varshney (esq.) e
Ashmita Mishra, gerentes
adjuntas de desenvolvimento
de produtos, na entrada do
galpão de montagem da fábrica
da JCB Índia em Ballabgarh
Dinesh Sharma, gerente júnior
da unidade de negócios
Transmissão, carregando uma
carcaça de caixa de câmbio na
JCB Índia
Acabamento de uma
escavadeira. No final
de 2009, a demanda
por escavadeiras da
JCB quase duplicou
sempre fabricadas internamente. Para
acompanhar o ritmo da demanda, a fábrica
se concentrou em aumentar a produção das
unidades de carcaças em ferro fundido.
Não foi uma tarefa fácil, já que 4 dos
12 centros de usinagem horizontal da fábrica
tinham sido desviados para um novo projeto
e a JCB não queria investir em novos centros
de usinagem. Para cumprir as novas metas,
era necessário encontrar uma maneira
de produzir as peças mais rápido – e, de
preferência, a um custo menor.
A unidade de Ballabgarh enfrentou outro
desafio também. As fresas utilizadas nos
centros de usinagem produziam cargas
pesadas sobre os fusos, resultando em
desgaste excessivo e redução da vida útil dos
mesmos.
Agarwal tinha vindo para a unidade de
Ballabgarh alguns meses antes e possuía
enorme experiência no setor. Em outras
ocasiões, ele já tinha trabalhado com a
Sandvik Coromant em uma série de projetos
para resolução de problemas e percebeu que
precisava recorrer à ajuda da empresa
novamente.
“Eles me apoiam na Índia desde 1994. Eu
estava confiante de que poderiam nos ajudar
a encontrar uma solução para aquele desafio.”
A Sandvik Coromant, de fato, encontrou
uma solução. Os especialistas da empresa
recomendaram que a JCB investisse em um de
seus mais recentes produtos para fresamento
– as pastilhas CC6190 de cerâmica de nitreto
de silício, um material sintético extremamente
tenaz, especial para a usinagem de ferro
fundido com altas velocidades, em vez das
pastilhas de metal duro que a JCB vinha
utilizando.
“Sabíamos que precisávamos de uma
abordagem radical, mas ficamos apreensivos.
Tínhamos dúvidas sobre o uso da cerâmica,
porque pensávamos que era um material frágil
e que poderia quebrar”, recorda Agarwal.
Três vezes mais rápida que o metal duro
Soumik Sarkar é engenheiro da
Sandvik Coromant Índia,
responsável pelo Programa de
Incremento da Produtividade e
membro da equipe que encontrou
a solução técnica para os desafios
da JCB.
“Depois que identificamos
claramente os objetivos da JCB,
fizemos uma análise detalhada, que
demonstrou que a melhor forma de
alcançá-los seria usando pastilhas
de cerâmica nas fresas, em vez das
pastilhas de metal duro existentes”,
conta. “Acompanhamos o processo
com testes no chão de fábrica.
“A cerâmica é um material muito
duro, que pode suportar velocidades de corte entre 900 e 1.000
metros por minuto, três vezes mais
do que o metal duro. Isso resulta
em uma fresa muito mais potente”.
Anteriormente, usando uma
fresa com 14 pastilhas de metal
duro, o fresamento em desbaste
de uma unidade de carcaça de
transmissão levava cerca de
1,1 minutos. A equipe demonstrou
que a mesma operação poderia ser
feita em 30 segundos, usando uma
fresa com apenas cinco pastilhas
de cerâmica – uma redução de 50%
no tempo.
Usar menos pastilhas também
trouxe benefícios para o centro de
usinagem. Com 14 pastilhas de
metal duro, como era necessário
anteriormente, o fuso consome
cerca de 80% da carga. Usando
cinco pastilhas de cerâmica, o
consumo de carga do fuso cai para
menos de 40%. “A redução da carga
do fuso. significa menos desgaste,
menos problemas de manutenção
e maior vida útil da máquina”, frisa
Sarkar.
“Embora individualmente as
pastilhas de cerâmica tenham um
custo mais alto do que as de metal
duro, o fato de que a fresa precisa
de cinco pastilhas em vez de 14
contribui para a economia total.”
A partir da esquerda: Soumik Sarkar,
engenheiro da Sandvik Coromant Índia,
responsável pelo Programa de Incremento
da Produtividade, conversa com Utkarsh
Agarwal e Dinesh Sharma, respectivamente
vice-gerente geral e gerente júnior da
unidade de negócios Transmissão da JCB
Amit Raina, gerente de vendas da Sandvik
Coromant em Délhi, comenta: “Sabíamos que
eles estavam preocupados e percebemos que
tínhamos que demonstrar os benefícios dessa
nova tecnologia. Então, montamos uma
equipe – algumas pessoas da JCB, outras
nossas – e trabalhamos com as fresas no chão
de fábrica. Os primeiros testes foram
insatisfatórios, mas fizemos mudanças no
percurso da ferramenta e otimizamos os
parâmetros das máquinas. Isso nos permitiu
alcançar os resultados que esperávamos”.
A tenacidade da cerâmica e sua capacidade
de suportar velocidades de corte muito mais
altas do que o metal duro produziram
resultados impressionantes. Foram necessárias apenas cinco pastilhas de cerâmica no
lugar das 14 de metal duro, e a fresa se tornou
uma ferramenta muito mais eficaz.
Com isso, obteve-se uma diminuição do
custo das pastilhas por fresa, redução do
desgaste dos fusos e redução pela metade
do tempo de ciclo de fabricação por peça.
Em fevereiro de 2010, o número de
escavadeiras produzidas na fábrica de
Ballabgarh atingiu níveis mais altos do que os
de qualquer outra linha de produção da JCB
no mundo. O enorme aumento de produtividade repercutiu em toda a fábrica.
“Pediam-me constantemente para comprar
mais ferro fundido para a carcaça da caixa de
câmbio”, diz Shivani Jatiley, gerente adjunta
de compras. “Eu estava encomendando quase
o dobro de antes. Já tinham me pedido para
conseguir mais material em outras ocasiões,
mas nunca nesses patamares”, observa.
O sucesso da operação levou Agarwal a
solicitar à Sandvik Coromant a elaboração de
um Programa de Incremento da Produtividade
(PIP) em conjunto com a JCB de Ballabgarh.
Tanto Agarwal como Chowdhary consideram
o relacionamento entre as duas empresas uma
parceria estratégica. “Eles trazem inovação,
suporte em áreas cruciais para identificação de
oportunidades e apoio para a nossa equipe.
Também nos ajudam a atualizar-nos sobre as
mais recentes tecnologias de ferramentas de
corte. Há enormes benefícios por todos os
lados”, acrescenta Chowdhary.
EM RESUMO
O desafio:
Aumentar a produção de unidades
de carcaças de caixa de câmbio e,
ao mesmo tempo, reduzir o
desgaste dos fusos da fresadora e
o custo de produção por peça.
A solução:
Substituir as 14 pastilhas de metal
duro das fresas por cinco pastilhas
de cerâmica recém-lançadas pela
Sandvik Coromant, permitindo que
as fresas trabalhem com velocidades de corte muito mais altas.
O resultado:
Diminuição do custo das pastilhas
por fresa, redução do desgaste dos
fusos e redução pela metade do
tempo de ciclo de fabricação por
peça.
tecnologia
texto: turkka kulmala
Desafio: O fresamento de topo de pe-
ças aeroespaciais em ligas de alta performance representa um tempo de usinagem
excessivo.
Solução: Fresas de topo inteiriças
de metal duro e técnicas dedicadas
oferecem uma solução eficaz.
Maior rapidez no fresamento
de topo de HRSA e titânio
Uma peça de aeronave pode perder até 80%
do peso durante a usinagem, o que resulta em
tempos de ciclo muito longos. Portanto,
o tempo é um parâmetro essencial a ser
considerado. A operação de desbaste visa
sobretudo uma taxa máxima de remoção de
metal. Uma solução comum é utilizar fresas
de grande diâmetro e pastilhas intercambiáveis, deixando deliberadamente um pouco de
sobremetal para a operação de fresamento de
retoque e acabamento. Como essas operações representam uma parte substancial do
tempo de usinagem total, é possível obter
grandes reduções do tempo de ciclo por meio
da otimização das mesmas.
O material restante é usinado com fresas
de topo inteiriças de metal duro. As
principais exigências – boa vida útil, tempo
de usinagem, qualidade superficial e
segurança – podem ser atendidas mantendose o contato radial e a largura de corte em
valores reduzidos e aumentando-se o número
de dentes, a velocidade de corte e a profundidade de corte. As técnicas recomendadas de
fresamento de retoque (rest milling) são o
fatiamento em cantos e o fresamento
trocoidal nos canais.
As peças da estrutura do avião geralmente
têm paredes finas para reduzir o peso. Estas
são usinadas com percurso em ziguezague,
primeiro com uma profundidade de corte
reduzida de um lado e depois com a
profundidade normal, alternando os lados
da parede.
As fresas de topo inteiriças de metal duro
exigem uma máquina rígida e um sistema
de controle CNC com excelente capacidade
look ahead. Além disso, é necessário que
os porta-ferramentas sejam precisos, com
batimento radial baixo (um aumento de
100% no batimento reduz a vida útil da
ferramenta em 50%). Com titânio e
superligas (HRSA), é necessário usar
refrigeração para melhorar o controle de
cavacos e limitar a temperatura de corte, de
preferência utilizando uma fonte interna de
alta pressão para um melhor desempenho.
Uma fresa de topo inteiriça de metal duro
recomendável deve ter um ângulo da hélice
de 50°, desenho do canal otimizado
conforme o respectivo número de canais,
arestas vivas com ângulos de saída positivos,
face de apoio pequena, um raio de canto em
vez de chanfro e cobertura de alta performance. É possível usar fresas com rebaixo
na haste para obter melhor acessibilidade
e contato de material controlado, a fim de
reduzir as vibrações.
Manter o contato radial e a largura de
corte em valores reduzidos e aumentar
o número de dentes, a velocidade de
corte e a profundidade de corte são a
melhor maneira de atender as
exigências do acabamento com fresas
de topo inteiriças de metal duro.
resumo
As paredes são usinadas com percurso em
ziguezague, primeiro com uma profundidade de corte reduzida de um lado e depois
com a profundidade normal, alternando os
lados da parede.
Fresas de topo inteiriças de metal duro e
técnicas dedicadas de fresamento de
retoque oferecem uma solução segura e
produtiva para a usinagem de peças
aeroespaciais.
textO: maria bengtsson
Carvão
mais limpo,
futuro mais
promissor
A tendência global é continuar reduzindo as emissões
de dióxido de carbono e, ao mesmo tempo, aumentar
a lucratividade do setor de energia.
Com a crescente conscientização sobre
os efeitos das emissões de dióxido de
carbono, há uma pressão para que o carvão
seja substituído por fontes renováveis de
energia. No entanto, é consenso geral que
continuaremos dependendo do carvão por
algumas décadas.
Hoje, o carvão fornece cerca de 40% do
total da eletricidade mundial e, devido ao
aumento dos preços do petróleo e do gás
natural, à expansão da economia global e
ao crescimento da população mundial, a
participação do carvão pode chegar a 44%
até 2030.
Sendo assim, muitos especialistas
argumentam que não é o momento certo para
deixar de utilizá-lo. Em vez disso, é preciso
torná-lo mais limpo. Institutos de pesquisa,
empresas e governos de vários países estão
trabalhando em conjunto para encontrar
soluções para o problema das emissões de
carbono e desenvolver usinas a carvão mais
eficientes. A China e os Estados Unidos estão
à frente desses esforços multilaterais.
“Eles são os dois maiores emissores do
mundo, mas estão se apressando para captar
a nova e enorme indústria de energia limpa”,
declarou Rachel Cleetus, economista do
clima da Union of Concerned Scientists,
à revista US News & World Report.
Uma tecnologia de emissões quase-zero
está surgindo dessa cooperação. Três sistemas
principais de CCT (Clean Coal Technology
- tecnologia limpa de carvão) estão disponíveis atualmente. Dois se baseiam no método
tradicional de queimar o carvão pulverizado
para abastecer as turbinas a vapor que geram
eletricidade. Um deles é o oxyfuel, em que o
carvão é queimado com oxigênio quase puro,
produzindo um fluxo concentrado de CO2 não
contaminado de nitrogênio. O segundo é a
captura pós-combustão, em que o gás de
combustão é tratado quimicamente para
remover o CO2.
O terceiro, e menos testado, é o IGCC
(Integrated Gasification Combined Cycle
- ciclo combinado de gaseificação integrada).
Esse sistema combina uma unidade de
gaseificação de carvão com uma turbina de
ciclo combinado a gás. (Veja uma descrição
detalhada do IGCC à página 23.)
Uma das vantagens do IGCC é que o
combustível não é queimado completamente.
Além disso, são utilizadas tanto turbinas a gás
como turbinas a vapor, gerando mais energia
com menos carvão. O IGCC também precisa
de 20% a 50% menos água e permite misturar
diferentes tipos de combustível. O que as
diferentes opções têm em comum é a
capacidade de operar em temperaturas
e pressões mais elevadas, proporcionando
uma melhora da eficiência e um método mais
fácil e econômico de separar e capturar o
dióxido de carbono – um processo conhecido
como CCS (Carbon Capture and Storage captura e armazenamento de carbono).
tecnologias será a
melhor? Comparado com os novos tipos de
MAS, QUAL DAS TRÊS
getty images
Com as novas
tecnologias, é possível
reduzir em mais de um
terço as emissões de
CO2 das usinas
elétricas.
De onde vem a eletricidade
Hoje, mais de 40% da eletricidade consumida
no mundo provém do carvão. E essa
dependência continuará aumentando.
Estimativas mostram que, até 2030, o carvão
fornecerá cerca de 44% do total de eletricidade
no mundo.
Fonte: IEA 2008. *Outras incluem solar, eólica,
combustíveis renováveis, geotérmica e biomassa.
usinas a combustão, que apresentam 50% de
eficiência e reduzem as emissões de CO2 em
mais de um terço, estima-se que o IGCC tem
capacidade para aumentar a eficiência para
60% e reduzir as emissões poluentes em 40%.
Previsões positivas à parte, para John
Deutch, professor de química do Instituto de
Tecnologia de Massachusetts, EUA, e autor de
Hidrelétrica
16%
nuclear
15%
gás
20%
outras
2%
carvão
41%
óleo
6%
um novo relatório sobre o assunto, a decisão
não é simples. “Todas as abordagens são
promissoras”, declarou Deutch na Technology
Review. “Todas essas tecnologias contribuem,
com certo custo, para captar e sequestrar o
carbono. Não vemos motivos para escolher
uma tecnologia como vencedora atualmente.
Há vários caminhos diferentes a seguir.”
“Não vemos motivos para escolher
uma tecnologia como vencedora
atualmente Há vários caminhos
diferentes a seguir.”
John Deutch, professor de química, Instituto de Tecnologia de Massachusetts
Apesar das crescentes dificuldades para
obtenção de licenças para construção de novas
usinas a carvão e das incertezas sobre as
futuras legislações em matéria de captura de
carbono, algumas usinas-piloto IGCC estão
sendo construídas ao redor do mundo para
testar as possibilidades.
Para a China, onde a demanda de energia
está disparando e os níveis de emissão de CO2
ultrapassaram recentemente os dos EUA
(o que torna a China o principal emissor de
dióxido de carbono do mundo), utilizar usinas
mais eficientes e ecológicas é uma medida
necessária para cumprir as promessas
assumidas no Protocolo de Quioto.
O projeto GreenGen – um estudo de
viabilidade do sistema IGCC apoiado pelo
governo chinês e financiado por enormes
empresas de carvão e vários grupos de
Operações de mineração
na mina a céu aberto de
Guston, nos arredores de
Star City, Virgínia
Ocidental, EUA. A queima
do carvão é considerada
um modo sujo de
geração de eletricidade,
mas novas técnicas
estão fazendo com que
fique um pouco mais
limpo
investimento – deu resultados tão positivos
que o maior acionista, o grupo China Huaneng
(CHNG), está construindo uma usina IGCC
de 250 megawatts em Tianjin, China. Cao
Peixi, presidente da CHNG, declarou no New
York Times que sua empresa estava comprometida com o projeto, embora fosse mais caro
do que construir uma usina convencional.
“Não olhemos para este projeto com uma
visão puramente financeira. Ele representa o
futuro”, disse.
Em 2009, a CHNG e a Duke Energy, dos
EUA, assinaram um memorando de entendimento para compartilhar informações e
pesquisas sobre tecnologias de energia limpa.
Essa parceria surge após um grande estímulo
dos governos dos EUA e da China para a
realização de pesquisas conjuntas sobre
tecnologias que ajudem a economizar energia
e limpar a atmosfera.
está construindo atualmente
uma usina a carvão IGCC de 630 megawatts
em Edwardsport, Indiana, nos EUA. Através
da geração de energia para cerca de 500 mil
casas, a usina deverá se tornar a maior e mais
avançada usina IGCC comercial do mundo.
“O incentivo por trás do empreendimento
é fornecer energia acessível, confiável e limpa
para os clientes”, diz Lew Middleton, gerente
de comunicação da Duke Energy Indiana.
Mas o pioneirismo tem seu preço. “Como é
a primeira usina IGCC desse tipo, percebemos
que o tamanho e o escopo do projeto precisavam ser ampliados à medida que a construção
avançava”, conta. “Descobrimos que
precisaríamos de mais tubos, fios, bombas,
aço para construção e outros materiais do que
tínhamos imaginado inicialmente.”
Segundo Middleton, os moradores da
região onde a usina está sendo construída têm
sido extremamente compreensivos. “Felizmente, um obstáculo que não precisamos
superar foi a opinião pública”, diz.
No entanto, os críticos não estão satisfeitos com as soluções atuais e gostariam que
A Duke Energy
40%
Potencial de redução
de dióxido de carbono
de uma usina a carvão
IGCC.
IGCC: como funciona
O carvão é colocado dentro de
um recipiente de alta temperatura (1) e misturado com vapor e
oxigênio para produzir um gás
chamado de gás de síntese.
O gás é resfriado (2) e seus componentes tóxicos, como
o dióxido de carbono e o enxofre,
são removidos, capturados e
armazenados, preferencialmente
debaixo da terra (método de
captura e armazenamento de
carbono – CCS). Em seguida,
o gás limpo é queimado em uma
turbina a gás convencional (3)
para produzir eletricidade, e os
gases de escape quentes são
recuperados e usados para
ferver a água, criando vapor para
uma turbina a vapor (4), que
também produz eletricidade.
Um IGCC tem capacidade
para emitir até 40% menos de
CO2 e aumentar a eficiência
energética em 60%. Ao se
conectar um sistema CCS,
as emissões se reduzem a
quase zero.
CARVÃO
oxIGÊNIO
1
gás de síntese
2
captura e
armazenamento de CO2
tURBINA A gÁS
TURBINA A VAPOR
GERADOR
Eletricidade
3
Eletricidade
4
rede elétrica
o carvão fosse completamente substituído
pelas energias renováveis.
além da resistência dos ambientalistas,
outro desafio na busca de usinas a carvão de
alta tecnologia é a necessidade de desenvolver
turbinas que sejam resistentes tanto a altas
temperaturas como a altas pressões. O relatório Clean Coal Roadmaps to 2030 (Roteirospara um carvão limpo até 2030), publicado
pelo IEA Clean Coal Centre, destaca o papel
das turbinas: “Os avanços das turbinas, junto
com outras melhorias no sistema IGCC,
permitirão ganhos de eficiência, sem captura
de CO2, acima de 50% líquidos.”
“A fabricação desses tipos de turbinas
requer soluções de ferramentas eficientes”,
destaca Per Forssell, gerente sênior de
programa da Sandvik Coromant. A empresa
trabalha em conjunto com vários fabricantes
de turbinas, ajudando a reduzir o tempo de
produção e o custo. A GE Energy, um dos
clientes da Sandvik Coromant, vendeu
recentemente duas turbinas de última geração
para a unidade IGCC de Edwardsport.
Em 2012, quando as turbinas começarem a
funcionar na usina de Edwardsport e a gerar
energia para cerca de meio milhão de pessoas,
a usina será o maior sistema IGCC em
operação comercial do mundo – mas não será o
único. Iniciativas similares estão surgindo no
mundo todo. Uma delas é o Projeto de
Demonstração Comercial Nacional IGCC de
125 MW, construído na central térmica de
Vijayawada, na Índia.
Outra técnica para melhorar a eficiência e
reduzir as emissões de CO2 está sendo testada
na unidade-piloto da E.ON na usina de
Scholven, na Alemanha, parte de um projeto
financiado pela União Europeia, chamado
COMTES 700. A usina utiliza uma tecnologia
de turbina que é capaz de suportar temperaturas
superiores a 700°C e pressões superiores a 300
bar, o que a torna duas vezes mais eficiente que
a média global de hoje (leia mais na página 24).
Assim, os esforços para se chegar a um
carvão limpo e a tecnologias integradas
continuam, impulsionados pela necessidade de
uma atmosfera menos poluída e de uma energia
mais barata em âmbito mundial.
tecnologia
texto: TURKKA KULMALA
Desafio: As novas tecnologias de
turbinas para usinas térmicas geram
desafios extremos para a fabricação.
Solução: Conhecimento de
aplicações e ferramentas avançadas
aumentam a produtividade sem
sacrificar a qualidade e a segurança.
Mais que
ultrassupercrítico
A sociedade está ávida por energias mais
ecológicas e os fornecedores estão recorrendo às novas tecnologias para atender a
demanda, como se pode ler à página 20.
O projeto COMTES 700 da União
Europeia visa tecnologias de turbinas que
vão além da atual geração de vapor
ultrassupercrítica (USC) – pressões
superiores a 300 bar e temperaturas
superiores a 700 °C – para conseguir uma
eficiência líquida de 50% a 52% (LHV,
lower heating value – poder calorífico
inferior). A eficiência de muitas das
ultrapassadas termelétricas ainda em uso
hoje pode ser de tão-somente 25%. A E.ON,
empresa fornecedora de energia que
participa do projeto, planeja colocar em
funcionamento sua primeira fábrica USC em
2015.
Outra abordagem para melhorar a
sustentabilidade da produção de energia
à base de carvão é a tecnologia de ciclo
combinado de gaseificação integrada
(IGCC), em que o carvão é queimado
primeiro, após a conversão para gás de
síntese. Os benefícios incluem maior
eficiência e redução das emissões.
No caso dos fornecedores de equipamentos, essas duas novas tecnologias representam um grande desafio de fabricação, mas
também uma grande oportunidade de fazer
parte da tecnologia energética do futuro.
Competência dupla
A Sandvik Coromant trabalha em estreita
colaboração com fabricantes de peças
para turbinas, a fim de otimizar as
soluções de ferramentas para essas
operações de usinagem tão exigentes.
A Sandvik Materials Technology fornece
peças da metalurgia do pó próximas do
formato final para turbinas, utilizando
estampagem isostática a quente. Essa
tecnologia oferece grandes vantagens
em diferentes aplicações de turbinas,
como redução dos prazos de entrega
e confiabilidade das propriedades do
material.
As peças das turbinas – eixos, discos, pás
– requerem tolerâncias dimensionais mais
estreitas e excelente acabamento superficial.
Os desenhos complexos exigem boa
acessibilidade e, muitas vezes, ferramentas
com longos balanços. Os eixos e discos são
usinados principalmente por torneamento,
enquanto as carcaças e as pás requerem
sobretudo operações de fresamento e
mandrilamento.
É essencialmente nas turbinas de alta
pressão que as avançadas ligas resistentes
ao calor, como a 625, são mais necessárias.
Esses materiais podem reduzir a vida útil da
ferramenta em até oito vezes em relação às
aplicações tradicionais de usinagem. As
recomendações gerais para eles incluem
baixas velocidades de corte, boa estabilidade
e refrigeração abundante. Obviamente, é
necessário ter ferramentas eficientes para
melhorar a vida útil e, por consequência,
a produtividade.
Tanto as turbinas a gás como a vapor
incluem peças enormes e exclusivas, por um
lado, e peças padrão produzidas em série,
por outro. Os eixos e carcaças, por exemplo,
podem precisar de meses de exigentes
operações de usinagem. Arruinar uma peça
tão valiosa é inaceitável, portanto a
confiabilidade do processo deve ser
extremamente rígida.
As pás das turbinas são um exemplo
típico da segunda categoria: peças menores
usinadas em maior quantidade – obviamente
com exigências rigorosas também, porém
envolvendo riscos muito menores.
Os eixos das turbinas envolvem toda uma
série de operações, desde torneamento
pesado até acabamento superficial com
tolerâncias muito estreitas. No caso das
carcaças das turbinas, o fresamento de cada
metade em uma máquina tipo portal é a
primeira fase de usinagem. Depois de
combinadas as duas metades, o conjunto
inteiro da carcaça é trabalhado em um torno
vertical.
Estudo de caso
Estudo de caso
Um eixo de turbina a
vapor pode ter mais de
10 metros de comprimento e exigir muitas
operações de usinagem
com ferramentas com
longos balanços
Desafio:
Operação de cópia com um balanço longo em
um grande eixo (cerca de 10 metros de
comprimento) de turbina a vapor.
A operação de acabamento é fundamental
nessas peças caríssimas. As vibrações
comprometem a qualidade da superfície
e podem levar à perda da peça inteira.
Solução:
O mecanismo antivibratório patenteado pela
Sandvik Coromant elimina as vibrações e
garante um processo de corte estável e
confiável.
Exemplo:
Material: aço baixa liga, CMC 02.2
Ferramenta: lâmina antivibratória Q-Cut
Pastilha: redonda, 6 mm, geometria 5P,
classe GC1125
Avanço, fn (mm/r): 0,05 – 0,30
Velocidade de corte, vc (m/min): 20
Profundidade de corte, ap (mm): 0,3
Acabamento superficial: Ra 1,6 μm
O dispositivo antivibratório patenteado
elimina vibrações
durante a execução
da crítica operação
de acabamento
Desafio:
A liga de material resistente ao calor
625, a ser utilizada nas novas turbinas
a vapor de 700°C/350 bar, cria
fortíssimas exigências para as arestas
de corte, que podem provocar redução
ou inconsistência em sua vida útil.
Solução:
Um exemplo de solução bem-sucedida
no fresamento de cantos a 90° é a nova
classe S30T, que apresenta resultados
muito bons em comparação com outras
classes de metal duro testadas.
Exemplo:
Ferramenta: CoroMill 390
Avanço, fz (mm): 0,06
Velocidade de corte, vc (m/min): 27
Profundidade de corte, ap (mm): 3
Resultados:
A nova classe S30T proporciona uma
vida útil melhor e previsível, gerando
um processo de fresamento confiável.
Resultados:
A exigência de acabamento superficial foi
cumprida com uma margem confortável.
é uma operação
típica para peças de turbinas tanto a gás
como a vapor, especialmente eixos. Para
que as operações de canais sejam
produtivas, o controle de cavacos deve
ser eficiente, a fim de evitar entupimentos
e consequentes paradas de produção e
acabamento superficial inadequado.
Dentre as soluções para um controle
eficiente dos cavacos estão a geometria
escalonada com quebra-cavacos,
utilizando uma ferramenta montada de
cabeça para baixo, e também a refrigeração de alta precisão.
A usinagem de canais
Lâminas de corte antivibratórias oferecem
uma solução para problemas graves de vibração, particularmente em longos balanços. As
pastilhas para produção de canais internos de
90 graus do tipo “taco de hóquei” proporcionam acessibilidade, especialmente para
operações de faceamento normal e traseiro.
As pás das turbinas são fabricadas quase
como produção em massa, utilizando
programação NC avançada em máquinas
de 4 a 5 eixos. Máxima produtividade sem
sacrificar a qualidade é o objetivo das
classes, geometrias e métodos de ferramentas dedicados.
A classe de fresamento S30T foi otimizada
para a usinagem de
ligas resistentes ao
calor
Resumo
As peças das modernas turbinas a gás e
vapor são feitas de ligas de alto desempenho, que requerem soluções e métodos de
ferramentas dedicados. Ferramentas
antivibratórias, geometrias e classes
dedicadas, bem como refrigeração de alta
precisão proporcionam soluções produtivas.
Movimentação de
lingotes de titânio
incandescentes nas
instalações da
VSMPO-AVISMA,
maior produtor
mundial de titânio
texto: nick holdsworth foto: Jeremy Nicholl
O titânio
é rei
Verkhnaya Salda, Rússia. Enquanto o uso
do titânio continua crescendo no mundo, a VSMPOAVISMA permanece líder mundial na produção do metal.
2
Os trabalhadores
parecem minúsculos
perto da maior
prensa de metal
do mundo
Verkhnaya Salda é como muitas outras
cidades do coração industrial da Rússia, nos
montes Urais. Casas de madeira nos arredores
dão lugar a blocos de apartamentos de
concreto e a escritórios e lojas, à medida que
nos aproximamos do centro da cidade.
Mas Verkhnaya Salda tem um mérito que
a distingue. A cidade abriga o maior produtor
mundial de titânio, a VSMPO-AVISMA
Corporation, e os processos que ocorrem na
enorme fábrica da empresa desempenham um
papel fundamental na economia mundial. Em
Verkhnaya Salda, o titânio é rei.
A VSMPO-AVISMA trabalha com mais de
300 empresas de 48 países ao redor do mundo,
incluindo gigantes internacionais como
Boeing, Airbus, SNECMA, General Electric,
Rolls-Royce e Pratt & Whitney. Um dos focos
da empresa é a produção de peças semiacabadas e acabadas para a indústria aeroespacial.
Se você já voou em um Airbus 380 ou em um
Boeing 777 nos últimos dez anos, é provável
que partes importantes do avião tenham sido
forjadas, torneadas e fresadas pela VSMPO.
O titânio é mais leve e mais forte que o aço
e tem excelentes propriedades de resistência à
corrosão. Essas características atendem
justamente as necessidades da indústria
aerospacial, que tem buscado materiais mais
resistentes e mais leves para a construção de
aeronaves como forma de enfrentar o aumento
do custo do combustível para aviação.
“Cada quilograma é essencial na fabricação
de aviões. As ligas de titânio e os materiais
compósitos são o futuro das aeronaves”,
salienta Alexander Litvinov, engenheiro-chefe
de processos da VSMPO-AVISMA.
As peças de titânio – que incluem peças
estruturais para fixação das asas na fuselagem,
caixas das asas e suportes dos trens de pouso
– representam atualmente cerca de 3% do
peso de um avião de passageiros médio. A
tendência é que essa cifra suba para cerca de
20% nos próximos anos.
Uma joint venture criada em julho de 2009
entre a Boeing e a VSMPO-AVISMA – a Ural
Boeing Manufacturing (UBM) – para a
fabricação de peças para o novo avião de
longa distância Boeing 787 Dreamliner reflete
Sobre a VSMPO
• Líder global na produção de
titânio, a VSMPO-AVISMA é
uma empresa integrada
verticalmente, que trabalha
com o titânio desde as
matérias-primas até os
produtos acabados.
• Fabrica produtos para a
indústria aeroespacial,
incluindo peças-chave para
a Airbus e a Boeing, como
cordas das asas e suportes
dos trens de pouso, e para
os setores de energia,
química, engenharia,
construção naval, energia
nuclear, medicina e
esportes.
• Tem 23 mil colaboradores,
a maioria trabalhando em
Verkhnaya Salda, cidade
situada na região dos
montes Urais, na Rússia.
• A fábrica da VSMPO-AVISMA foi criada inicialmente
na década de 1930 perto de
Moscou, mas em 1941 foi
transferida para os Urais.
• A VSMPO-AVISMA tem
um faturamento anual
de 29 bilhões de rublos
(cerca de 700 milhões
de euros).
Sergey Yevstegneyev,
gerente de oficina
visão técnica
Parceria desafiadora
A Sandvik Coromant colabora com
os engenheiros da VSMPO desde
2003, quando a empresa passou
a fabricar produtos acabados com
valor agregado. Os dois principais
desafios enfrentados pela Sandvik
Coromant recentemente estão
relacionados com questões críticas
de economia de produção.
Na fábrica n.º 22, onde são
produzidas peças forjadas de titânio
Ti6Al4V, como peças de motores de
aeronaves, a Sandvik Coromant
mudou a geometria de suas
pastilhas de metal duro e introduziu
características de design que
garantem que o refugo produzido
durante o torneamento seja cortado
em cavacos pequenos, adequados
para serem comprimidos na forma
de eletrodos, que então podem ser
fundidos como lingotes para
reutilização.
“Nossa solução otimiza a vida útil
da ferramenta e assegura uma
quebra correta dos cavacos”,
explica Konstantin Loginov, gerente
da Sandvik Coromant para a região
dos Urais. “Se os cavacos forem
muito pequenos, eles se incendeiam
e se forem muito longos, não podem
ser compactados como eletrodos.”
Melhorias como essa ajudam a
acelerar a produção e a aumentar
a vida útil das ferramentas. “O
tratamento e a usinagem do titânio
são muito caros, e as ferramentas
são um item importante do custo
do processo”, salienta Alexander
Litvinov, engenheiro-chefe de
processos da VSMPO.
Na fábrica n.º 54, onde são
fresados os grandes suportes de
trem de pouso forjados para
diversas aeronaves, o desafio da
Sandvik Coromant foi maximizar a
velocidade e a vida útil das
ferramentas.
Segundo Sergey Yevstegneyev,
gerente da fábrica, cerca de um
terço das ferramentas utilizadas
foram da Sandvik Coromant. Ele
opina que as ferramentas da
Sandvik Coromant apresentam boa
relação custo-benefício devido à
maior vida útil das arestas de corte.
Na fábrica são utilizadas fresas
CoroMill 390 atualizadas com as
novas classes de metal duro S30T
e S40T. As pastilhas com arestas
duplas têm uma vida útil de cerca de
oito horas nas velocidades máximas
de fresamento.
O operador de torno Alexej
Pchelnikov comenta: “Estamos
contentes com as ferramentas da
Sandvik Coromant. Elas são um
pouco melhores do que as nossas
outras ferramentas e duram mais
tempo com velocidades mais altas.”
Trabalhar com a VSMPO é um
desafio constante para a Sandvik
Coromant. Os engenheiros da
fábrica são clientes exigentes, que
esperam resultados. “A Sandvik
Coromant tem dado muita atenção
ao formato das pastilhas, mas
chegou a hora de se concentrarem
mais nas peças e classes de ligas
para as pastilhas”, sugere Boris
Egorov, um dos principais especialistas da VSMPO em operações de
usinagem e condicionamento. “A
indústria aeronáutica está criando
mais ligas e materiais. Novas
técnicas são necessárias para se
trabalhar com eles. A usinagem é
um processo antigo. A melhor opção
pode ser minimizar a usinagem por
meio da implementação de métodos
alternativos de remoção de metal ao
longo do tratamento e acabamento
das peças”, observa.
Na fábrica da VSMPO-AVISMA, os
cavacos são reciclados, o que significa menos
matéria-prima consumida e, portanto,
menores custos. Essa prática foi um dos
detalhes que chamaram a atenção da Boeing.
“Entregamos para a VSMPO todo o material
que é removido das peças forjadas”, frisa
Alexander Romanov, diretor-executivo da
UBM. “A Boeing e a VSMPO têm um acordo
para que a recuperação de cavacos se reflita
em uma redução do preço da peça forjada.”
A Sandvik Coromant é um dos fabricantes
Konstantin Loginov, da Sandvik
Coromant Rússia, Alexander
Litvinov, engenheiro-chefe de
processos da VSMPO, e Boris
Egorov, principal especialista da
VSMPO em operações de
usinagem e condicionamento
a ascensão do titânio na fabricação de
aeronaves.
O titânio é notoriamente difícil de usinar.
Em média, até 75% do peso das peças de
precisão forjadas é descartado após a
conclusão da usinagem do produto acabado.
de ferramentas que está trabalhando com a
VSMPO-AVISMA para encontrar soluções
para os desafios técnicos da usinagem do
titânio. As velocidades máximas de fresamento para ligas como a 5553 (uma liga de titânio
com alumínio, molibdênio, vanádio e cromo)
estão entre 20 e 24 metros por minuto. Nessas
velocidades, a geometria e a composição das
pastilhas de fresamento são fundamentais para
garantir a máxima vida útil das ferramentas
de corte.
O custo anual das substituições de uma
Torneamento de um
grande suporte de trem
de pouso forjado para
aeronaves. O desafio foi
maximizar a velocidade
e a vida útil das
ferramentas
única cabeça de corte com várias pastilhas
pode chegar a milhares de dólares. Encontrar
o equilíbrio certo entre velocidade e durabilidade é um fator de custo essencial na
fabricação de peças de titânio.
regional da Sandvik
Coromant para os Urais, Konstantin Loginov,
o fato de que os técnicos da VSMPO
trabalhem com uma ampla gama de fabricantes de ferramentas foi decisivo para gerar
inovação. “Desde 2003, a VSMPO tem
apresentado os mais complexos problemas
técnicos. Trabalhamos com todas as ferramentas de corte, torneamento e fresamento
requeridas pelo processo do titânio para
fornecer soluções. Todos os anos enviamos
técnicos suecos para verificar os resultados e
determinar novas prioridades e objetivos”.
É um desafio que a Sandvik Coromant tem
satisfação em assumir. “Graças à cooperação
com a VSMPO, somos capazes de trabalhar
com novos conceitos de fresamento e produzir
novas ferramentas, como a fresa long-edge
CoroMill 690”, observa Loginov. Desenvolvi-
Segundo o gerente
da especificamente para o fresamento da liga
5553, que é muito mais difícil de trabalhar do
que a consagrada liga Ti6Al4V (titânio com
6% de alumínio e 4% de vanádio), a CoroMill
690 combina velocidade e durabilidade.
Garantir que o refugo de metal do
fresamento e torneamento seja removido de
forma eficiente tem sido outro desafio. A
Sandvik Coromant desenvolveu as pastilhas
SNMG19 e SNMG25 com geometria SM para
ferramentas de torneamento, a fim de garantir
que o refugo de metal não saia em longas
espirais incontroláveis, mas sim em pequenos
cavacos, que são adequados para a compressão na forma de eletrodos de titânio, que são
então fundidos para reutilização.
Para Litvinov, engenheiro-chefe de
processos da VSMPO, a Sandvik Coromant
desempenha um papel positivo na solução dos
desafios da usinagem de titânio. “Eles não são
só fornecedores. Trabalhamos em parceria.
Oferecem também suporte técnico e profissionais altamente competentes. É importante
saber que podemos contar com o conhecimento técnico da Sandvik Coromant”, declara.
Titânio
• O titânio foi descoberto em 1791 pelo
geólogo inglês William Gregor. É utilizado
na indústria desde 1940, por meio do
processo de refino Kroll.
• É o sétimo metal mais abundante,
presente na maioria das rochas. Sempre
é encontrado ligado a outros minerais,
tornando sua extração difícil e cara.
• Grandes depósitos de ilmenita contendo
titânio foram encontrados na Austrália,
Canadá, África do Sul, Noruega e Ucrânia.
• A esponja de titânio – matéria-prima
utilizada pela VSMPO-AVISMA para
produção do titânio metálico – é
produzida na cidade de Berezniki (região
de Perm), localizada na parte europeia
dos Urais.
• A produção global anual de titânio é de
cerca de 90 mil toneladas de metal.
• O uso do titânio em aplicações militares,
aeroespaciais e submarinas começou na
década de 1950, na União Soviética.
O primeiro titânio de Verkhnaya Salda foi
produzido em fevereiro de 1957.
tecnologia
texto: christer richt
Desafio: Atender de maneira abran-
gente a usinagem de furos profundos
complexos da forma mais eficiente
possível.
Solução: Um novo Centro Global
de Aplicação para Usinagem de Furos
Profundos, que realiza avançados trabalhos de pesquisa e desenvolvimento
de ferramentas de corte e oferece
suporte de especialistas locais.
Um novo patamar para
a furação profunda
A usinagem de furos profundos em peças
está em alta, assim como as exigências em
termos de qualidade e complexidade dos
furos. Com esse movimento surgiram
desafios para a usinagem. A furação
profunda existe há décadas como prática
eficiente sob várias formas: furos pequenos
com a tradicional furação com brocas
canhão, o sistema Ejector independente e o
versátil sistema STS (Single Tube System
- Sistema de Tubo Único) para aplicações
mais exigentes. Os furos são acabados de
forma convencional, geralmente em
máquinas-ferramentas adicionais, por meio
de escareamento, mandrilamento, alargamento, roneamento, brunimento e operações
complementares, como rosqueamento e
canais.
As demandas de hoje pedem uma
abordagem diferente, com novas tecnologias, para alcançar as especificações das
peças e manter as taxas de crescimento da
produção que são esperadas em muitos
setores da indústria. A necessidade de furos
profundos complexos tem sido impulsionada
principalmente pelos setores aeroespacial
e de energia, onde a redução de peso e o
desenvolvimento de processos ganharam
importância nos projetos. Mas, além disso,
os desenvolvimentos das máquinas-ferramenta e dos set-ups estão exigindo novas
O Centro Global Sandvik
Coromant para Usinagem Profunda do Reino Unido disponibiliza
recursos consideráveis para que
a indústria desenvolva processos
para as peças. O desenvolvimento
de soluções em conjunto com
uma rede de especialistas locais
e com a área de P&D da Sandvik
Coromant permite ao novo centro
oferecer oportunidades únicas.
A Sandvik Coromant está trabalhando também com setores que
agora estão buscando aumentar
a produção de peças com furos de
alta qualidade em grandes volumes, como na fabricação de trocadores de calor e de barras.
formas de usinagem de furos profundos. As
máquinas multitarefas passarão a usinar mais
furos com maior profundidade, e há uma
tendência geral de se realizar o acabamento
dos furos com um número mínimo de
set-ups.
com que o compartilhamento
de conhecimento entre os fabricantes de
peças e os fornecedores de soluções para
usinagem de furos profundos se torne cada
vez mais vital para o sucesso da operação.
Isso tem feito
Para fazer jus às expectativas, a usinagem
de furos profundos deve adquirir um novo
significado com as novas tecnologias.
Para isso, soluções bem estabelecidas de
usinagem de furos profundos e novas
habilidades de engenharia foram combinadas
para a criação do novo Centro Global de
Aplicação para Usinagem de Furos
Profundos da Sandvik Coromant no Reino
Unido. Com base na atual necessidade de
compartilhar conhecimento para atender as
projeções dos clientes, as principais funções
Solução avançada para aplicação exigente
Caso. O Centro Global para
Usinagem de Furos Profundos da
Sandvik Coromant, no Reino
Unido, tem um histórico comprovado de soluções eficientes de
ferramentas e métodos para
produção de furos complexos nos
setores aeroespacial, de energia
e engenharia geral.
Um exemplo do tipo de
aplicação que foi desenvolvido lá
é uma peça de 2,5 metros de
comprimento, usada na exploração
de petróleo. A fabricação da peça
exigiu a usinagem de um furo
complexo. Isso envolveu um
processo de furação de 90 milímetros de diâmetro e o acabamento
do furo com um alargador
flutuante, com exigências de
tolerâncias estreitas e alto
acabamento superficial. Em
seguida, um furo de 115 milímetros
de diâmetro foi escareado e
alargado até uma profundidade
de 1,5 metro. Depois disso, outra
parte mais curta dentro do furo foi
escareada e alargada novamente,
formando um chanfro. Por fim,
foram realizadas operações
adicionais de mandrilamento e
escareamento, até formar duas
câmaras com chanfros, que
também foram alargadas até as
dimensões finais.
Com usinagem convencional,
o tempo de máquina para produzir
essa peça era de mais de
30 horas. A usinagem de furos
profundos projetada pelo centro
reduziu esse tempo para 7,5 horas.
Além da furação profunda
com sistemas de tubo único ou
duplo, o centro disponibiliza
conceitos de ferramentas para
usinagem de furos de dimensões
e complexidades diversas. É
especializado no planejamento
das operações necessárias e no
projeto dos conceitos de suporte
e de ferramentas de expansão
para fornecer o máximo
desempenho e segurança.
Posteriormente, testa esses
elementos e presta suporte
técnico.
Esta peça de 2,5 metros de
comprimento, usada na
exploração de petróleo,
exigiu a usinagem de um
furo complexo.
Broca T-MAX para furos
profundos com
diâmetros acima de
65 mm
O sucesso da usinagem de
furos profundos baseia-se
no desenvolvimento de
processos e ferramentas,
assim como de classes e
geometrias de pastilha
do centro são a engenharia de ferramentas
e aplicações, bem como atividades de teste
e ensaios.
O êxito da usinagem de furos profundos
baseia-se no desenvolvimento de processos
e ferramentas, classes e geometrias,
refrigeração e controle de cavacos eficazes,
a fim de alcançar os resultados exigidos com
as mais altas taxas de penetração e segurança
RESUMO
de usinagem. Quando as peças exigem furos
profundos com recursos adicionais, como
acabamentos exigentes, câmaras, variações
no diâmetro do furo, perfis, canais, roscas e
direções variáveis da linha de centro, são a
experiência, os recursos de P&D, a capacidade de engenharia e o envolvimento dos clientes que fazem a diferença.
Novas oportunidades de projeto e produção
de peças estão surgindo graças à recente
combinação de um amplo programa de
ferramental com uma capacidade
comprovada de engenharia e um centro de
aplicação para desenvolver e testar
soluções com uma grande rede de
especialistas em usinagem de furos
profundos.
O novo Centro Global de Aplicação para
Usinagem de Furos Profundos da Sandvik
Coromant, situado no Reino Unido, também
dispõe de instalações para que os clientes
realizem testes em suas próprias peças.
inspiração para além do mundo da usinagem
textO: Henrik ek
Água por
todos os lados
Para um bilhão de pessoas, a questão global da água
potável é um assunto premente. Um de cada seis
habitantes do planeta carece desse recurso tão básico.
Mas, o que vamos fazer a respeito?
charity: water
Crianças em torno de
um poço em Ruanda
O cultivo do arroz exige
enormes quantidades
de água
como príncipe das celebridades da cidade. Mas, um
Água contaminada e falta de saneamento básico
dia, essa vida de luxo perdeu seu encanto e Harrison,
ainda são as principais causas de morte nos países
confrontado com o que ele chama de “falência
pobres, matando mais do que as guerras, segundo a
espiritual”, decidiu usar seu tempo para fazer algo útil.
Organização Mundial da Saúde.
Infelizmente, os seres humanos só têm acesso a 1%
do estoque mundial de água doce, já que o restante está
A experiência que teve durante um trabalho voluntáarmazenado nas geleiras ou em profundidades
rio como fotógrafo em um navio-hospital na Libéria
inacessíveis no subsolo. Desse 1% que está acessível,
colocou Harrison frente a frente com a morte e a dor
70% são utilizados para a agricultura e 20% para fins
causadas pela água contaminada.
industriais. Apenas 10% se destina ao uso doméstico.
“Em Manhattan, 16 dólares era o preço de uma
Scott Harrison é o fundador da ONG charity: water,
bebida na cobertura da Soho House; na Libéria, isso
com base em Nova York, que pretende levar água
equivalia a um mês de comida para uma família
potável, limpa e segura para as populações de países
inteira”, Harrion teria dito em palestras sobre o tema
em desenvolvimento. Harrison é uma das
da água como sendo um luxo.
muitas pessoas que tentam ajudar as nações
Além disso, diz ele, como muitas vezes os
mais pobres do mundo a obter acesso à água
liberianos consumem água extraída de brejos,
doce, onde quer que ela esteja.
as doenças se disseminam de forma desenfreaHarrison trabalhava como promoter em
da, mas evitável, com algo tão simples como
casas noturnas de alto padrão em Nova York e
a construção de um novo poço na aldeia.
ganhava 4.000 dólares por mês apenas para ser
Essa percepção do enorme impacto que um
visto bebendo certas marcas de rum e cerveja.
simples poço poderia ter sobre toda uma
Viajava em jatos particulares, apostava US$10
população foi o ponto de inflexão para
mil em rodadas de bacará e geralmente reinava Scott Harrison
Harrison. Foi então que resolveu dedicar seu
70%
dos resíduos industriais dos
países em desenvolvimento
são despejados sem tratamento nos córregos e rios,
poluindo a água disponível.
1.000–3.000 litros
de água são necessários
para produzir um quilo de
arroz.
13.000-15.000 litros
de água são necessários
para produzir um quilo de
carne bovina.
Cerca de 2 bilhões de
pessoas dependem das
águas do Himalaia,
terceira maior fonte de
água do mundo
Sistemas de irrigação
agrícola mais eficazes
podem ajudar a aliviar
o problema da falta de
água
tempo a levar água potável para as pessoas que
necessitam. “A água muda tudo. Ela reorganiza as
comunidades. Sobretudo as mulheres ganham muito
com uma fonte de água limpa perto de casa,” explica.
Normalmente, são elas que vão buscar água para a
família nessas regiões, e o trabalho costuma ser
demorado e perigoso. Segundo a UNICEF, as mulheres
dos países em desenvolvimento gastam um terço de suas
vidas andando uma média de seis quilômetros por dia
para ir e voltar das fontes de água. Elas carregam baldes
de até 20 quilos e, nessas viagens, muitas vezes são
vítimas de assédio sexual e violência. As meninas
abandonam a escola para ajudar as mães a transportar a
água, que muitas vezes está cheia de bactérias e toxinas
fatais. Por isso que um poço com água limpa em uma
aldeia pode mudar radicalmente a vida das mulheres.
a crise hídrica é um problema essencialmente agrícola. “Na agricultura, sistemas de irrigação
mais eficientes poderiam contribuir muito, e a tecnologia está aí. A questão é: quem vai pagar por isso?”.
Como a água é tão barata nos países ocidentais, as
indústrias têm pouco incentivo para economizar no
consumo de água. Mas isso está mudando e, ao mesmo
tempo, as pessoas estão procurando formas de reutilizar
as águas residuais. Paralelamente, os países secos que
têm faixa de litoral estão recorrendo cada vez mais à
dessalinização para transformar água salgada em água
doce. É uma solução cara, mas cada vez mais utilizada.
O foco da charity: water é perfurar poços em países
Para TROPP,
Água cristalina de um
poço na Etiópia. São
necessários US$ 5 mil
para perfurar um poço
que fornecerá água para
mais de 250 pessoas
42.000
pessoas morrem por
semana devido à água
contaminada e à falta
de condições de
higiene.
90%
dessas mortes são de
crianças menores de
5 anos de idade.
80%
de todas as doenças do
mundo são causadas
por água contaminada
e falta de saneamento
básico.
charity: water
à água doce não é a única grande
questão envolvendo esse bem tão precioso. Os problemas hídricos relacionados ao aquecimento global
também estão aumentando drasticamente. Por exemplo,
o Himalaia é a terceira maior fonte mundial de água
depois da Antártida e do Ártico, e cerca de 2 bilhões de
pessoas dependem do degelo das montanhas como
principal fonte de água. Devido às mudanças climáticas,
o volume de neve e gelo no Himalaia está diminuindo.
Segundo a FAO, Organização para
a Agricultura e a Alimentação das
Nações Unidas, esse volume pode
diminuir em 20% até 2030.
Em Stakmo, um vilarejo
localizado na seca região de
Ladakh, na Índia, a população
já começou a sentir os efeitos
do derretimento das geleiras.
O aumento do derretimento faz
Håkan Tropp
com que a água escorra rapidamente, em vez de se congelar nas regiões mais baixas,
causando falta de água durante certos períodos. Para
aldeias como Stakmo, cuja economia se baseia em uma
agricultura que requer um fluxo constante de água, isso
pode significar o fim.
“O problema é que a água não está no lugar certo na
hora certa”, diz Håkan Tropp, diretor de projetos da
Unidade de Governança Hídrica do Programa de
Desenvolvimento das Nações Unidas, parte do Instituto
Internacional da Água de Estocolmo.
O acesso básico
africanos. Um investimento de US$ 5 mil é suficiente
para perfurar um poço que forneça água de maneira
duradoura para mais de 250 pessoas.
No Himalaia, alguns agricultores começaram a
redirecionar a água para promover o congelamento e,
consequentemente, diminuir a velocidade do escoamento. Mas construir geleiras é uma solução temporária.
“Temos que proteger as nossas fontes de água, para
garantir água potável no futuro”, adverte Arjen
Hoekstra, professor de administração hídrica multidisciplinar na Universidade de Twente, na Holanda.
livros sobre política hídrica, Hoekstra
tem observado um aumento da preocupação com os
problemas da água. “Houve uma mudança de atitude
nos últimos anos, e a questão da água está sendo
discutida na política e na indústria. Mas precisa
melhorar mais”, diz.
A ONU prevê que 2,3 bilhões
de pessoas serão afetadas pela
escassez de água até 2025. E com
o aumento da população mundial
de 6 para 9 bilhões até 2050, é
necessário desenvolver novos
métodos para aumentar o suprimento de água.
Porém, há esperança. Em seus
Arjen Hoekstra
primeiros três anos, a charity:
water arrecadou mais de 11 milhões de dólares,
ajudando mais de 820 mil pessoas por meio de
1.500 projetos hídricos. Com mais pessoas como Scott
Harrison e com as novas soluções e tecnologias que
estão sendo desenvolvidas para reutilização de águas
residuais, poderemos ter um futuro brilhante e...
úmido.
autor de vários
PANORAMA
Dentaduras de mamute
soluções. Em agosto, um
elefante do jardim zoológico de
Calgary, no Canadá, recebeu duas
novas ponteiras de aço para suas
presas, depois de tê-las quebrado
em um dispositivo de irrigação.
Foi necessária uma equipe de
oito pessoas, com veterinários e
energia. Há muito tempo
os cientistas sonham com
fontes de energia inesgotáveis
e sustentáveis. A tecnologia de
conversão de energia térmica
oceânica (OTEC - Ocean Thermal
Energy Conversion), pode ajudar
a realizar esse sonho.
A OTEC transforma água do
mar em eletricidade, aprovei
tando a diferença de temperatura entre as águas profundas
(frias) e as águas rasas (mais
quentes). No processo, a água é
bombeada através de um
trocador de calor, que retira
o calor (energia) armazenado
e o utiliza para ferver amônia.
O vapor produzido pela
evaporação da amônia é usado
para girar as pás da turbina de
um gerador, produzindo
eletricidade.
Cientistas do Laboratório de
Energia Natural do Havaí e de
outros lugares estão desenvolvendo novos sistemas OTEC de
última geração, com boa relação
custo-eficiência, para conversão
de energia. Afinal, os oceanos
são os maiores coletores de
energia solar do planeta. E a
OTEC é uma tecnologia
completamente limpa.
John Ternan
Energia do oceano
Spike curtindo a vida com as novas
ponteiras em aço brilhante nas presas
tratadores, para fixar as ponteiras
de aço inoxidável de 21 quilos,
projetadas sob medida pela Escola
de Manufatura e Automação do
instituto politécnico SAIT e usinadas
pela empresa Lab Machine Works.
Não era a primeira vez que o
elefante de 5,4 toneladas recebia
tratamento dentário. “O primeiro
par de ponteiras do Spike foi
colocado há oito anos, depois que
ele quebrou a presa esquerda
brincando com um pneu”, conta o
Dr. Doug Whiteside, veterinário do
zoológico.
A Sandvik Coromant forneceu
uma CoroMill 390 e seu know-how
para ajudar a produzir as ponteiras.
Um mecânico, um soldador e uma
grua de 10 toneladas estiveram de
prontidão durante o procedimento
de mais de duas horas, caso fosse
necessário ajuda adicional.
SABIA QUE …
... o transporte aéreo de passageiros no mundo todo deve
dobrar nos próximos 15 anos?
Arquitetura dinâmica
Gadgets de nanocristal
tecnologia. Em um futuro
próximo, os computadores podem
ficar tão pequenos quanto um
telefone, tornando obsoletas as
modernas memórias flash de hoje.
Cientistas da Universidade Rice,
em Houston, Texas, nos Estados
Unidos, descobriram uma maneira de
utilizar a nanotecnologia para integrar
memórias flash em dispositivos
menores. Ao alterar a estrutura de
alguns elétrons, eles desenvolveram
um nanofio que age como uma
unidade de armazenamento. Milhões
desses nanofios juntos podem formar
um “chip”, que funciona como uma
unidade de memória flash, só que
muito menor.
dynamic architecture/david fisher
Computadores
superpequenos?
Graças aos avanços
da nanotecnologia,
eles poderão se
tornar realidade no
futuro próximo
Construções. Dubai está
planejando mais uma extravagância
arquitetônica, um arranha-céu de
420 metros de altura e 80 andares,
chamado Dynamic Tower.
A torre será auto-suficiente em
energia, com recursos solares e
turbinas eólicas entre cada andar.
Além disso, cada andar será capaz
de girar de maneira independente,
para acompanhar o sol, permanecer
na sombra ou simplesmente mudar
de vista. Assim, o edifício mudará de
forma constantemente.
A construção da Dynamic Tower,
também conhecida como Torre Da
Vinci, deve ser iniciada em 2011 pelo
arquiteto ítalo-israelense David
Fisher, do grupo Dynamic Archi
tecture. Como os andares podem ser
pré-fabricados e montados no
A nova torre que está sendo
planejada para Dubai terá
420 metros de altura
“esqueleto” do edifício, estima-se
que o tempo de construção seja 30%
menor do que o de um arranha-céu
“normal” comparável.
Precisão em grande escala
Energia nuclear. As peças de uma usina nuclear podem pesar
até 100 toneladas. Mesmo assim, precisam ser fabricadas com
precisão. Sua usinagem pode levar um ano e não admite erros.
Eixo da turbina
a vapor
Geradores de vapor –
trocadores de calor
Com 20 metros de altura, os
quatro geradores de vapor de um
reator nuclear costumam ser
maiores até do que o próprio
reator. A operação mais delicada
é a furação profunda de até 16
mil furos para os tubos dos
trocadores de calor.
Vaso de
pressão
do reator
Carcaça da
turbina a vapor
Os processos incluem
fresamento, furação,
mandrilamento,
torneamento e produção
de canais e roscas em
enormes fresadoras tipo
portal e tornos verticais.
Pás da
turbina
A fabricação das pás
representa um tipo
diferente de usinagem,
realizada em máquinas
otimizadas de
freso-torneamento,
geralmente com
sistemas avançados de
controle de 5 eixos.
Gerador
O eixo do gerador
é similar em
tamanho ao eixo
da turbina e
requer diversas
operações, como
a produção de
furos muito
profundos com
exigências
extremas de
retilineidade.
Kjell Thorsson
O núcleo de uma
usina de energia
nuclear exige uma
série de operações
diferentes para
cumprir as extremas
exigências de
qualidade, necessárias para que o vaso
do reator resista a
uma reação de fissão
nuclear.
A produção de um eixo de
turbina de 10 metros de
comprimento requer
centenas de diferentes
ferramentas e consome
meses de trabalho árduo.
Sua usinagem remove
cerca de 20 toneladas de
material até chegar no eixo
final, de 70 toneladas.
a solução
texto: alexander farnsworth ilustração: kjell thorsson
ANEL de precisão
e produtividade
Uma turbina eólica é composta por muitas peças essenciais,
que precisam ser fabricadas de acordo com os mais rigorosos
métodos. Os anéis giratórios são apenas um exemplo.
Aqui mostramos as quatro ferramentas usadas para fabricar
esses anéis de forma mais eficiente.
Rigidez e dureza
O torneamento de desbaste e acabamento
do anel giratório é realizado com uma
ferramenta de fixação rígida CoroTurn
Rigid Clamping, equipada com um
acoplamento Coromant Capto e pastilhas
de metal duro de alto desempenho. A fase
de acabamento é realizada com uma
pastilha produtiva tipo Wiper, que pode ser
usada com uma faixa de avanço elevada,
sem deixar de manter um excelente
acabamento superficial.
no trilho
A usinagem dos canais para
os trilhos de esferas é feita
com uma CoroTurn 107 com
pastilha redonda. O
acabamento dos trilhos de
esferas após o endurecimento
é feito com uma ferramenta
T-Max com pastilhas de
cerâmica reforçadas CC670.
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Rapidez e precisão
O fresamento dos dentes das engrenagens
na parte interna do anel giratório é feito
com uma CoroMill 170, que oferece tempos
de usinagem reduzidos e um perfil de engrenagem preciso.
Furação completa
A rápida CoroDrill 880 é usada para
produzir todos os furos de fixação
do anel giratório.
Até seis metros
Feitos de aço forjado e medindo
até seis metros de diâmetro, os
anéis giratórios permitem que a
nacela da turbina e as pás se
posicionem de maneira otimizada
em relação ao vento. São necessárias ferramentas otimizadas para
usiná-los e transformá-los em
peças móveis de alta precisão.
Print n:o C-5000:547 POR/01
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Metalworking World 1/2011

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