Metalworking World 1/2012

Transcrição

Nanotecnologia:
como reMODElar
o futuro
1/12
uma revista de negócios e tecnologia da sandvik coromant
Índia:
em marcha
acelerada
aeroespacial:
m
OTORES
mais
ecológicOs
austrália:
forjaNDO
melhor DO
QUE ninguém
Alunos da
Universidade
Beihang comemoram a formatura
china:
formando hoje os profissionais do futuro
voando alto
editorial
klas forsström, presidente da sandvik coromant
Atraindo as mentes
brilhantes do futuro
Durante sua longa história, a indústria
de usinagem se adaptou e evoluiu segundo
as necessidades de um mundo em constante
transformação. Embora radicalmente diferente
do que há 100 anos, a moderna indústria
de usinagem continua mudando e, o que é mais
importante, tem um futuro brilhante pela frente.
Um dos locais mais promissores para essa
indústria é a China, onde a usinagem vem se
tornando, cada vez mais, uma parte importante
de seu rápido crescimento econômico. Para
acompanhar esse crescimento, precisamos atrair
os melhores talentos e garantir o melhor
treinamento possível.
Uma cooperação recente entre a Universidade
Beihang (Universidade de Aeronáutica e
Astronáutica de Pequim, BUAA) e a Sandvik
Coromant mostra como podemos contribuir
para a educação, pensando no futuro.
A BUAA é a primeira universidade chinesa a
dar ênfase à engenharia aeronáutica e astronáutica e à pesquisa acadêmica, tendo construído sua
reputação com base na excelência. Ao longo de
seus 59 anos de história, a universidade já
formou 110 mil profissionais altamente capacitados para vários setores. Nos últimos anos, tornou-se uma instituição de referência em inovação
tecnológica. Há lugar melhor do que esse para
atrair as pessoas que deverão solucionar os
problemas de amanhã?
Em outubro de 2009, a BUAA e a AB Sandvik
Coromant assinaram um memorando de
entendimento para criar uma parceria estratégica.
O acordo inclui transferência tecnológica e
doações de ferramentas de corte, a criação de
um laboratório conjunto, a co-realização de seminários para clientes do setor aeroespacial e bolsas
de estudos Sandvik Coromant para a Escola de
Engenharia Mecânica e Automação.
Com o laboratório conjunto e o acesso às mais
recentes tecnologias da Sandvik Coromant, os
2 metalworking world
“Esse setor é inovador,
empolgante e está repleto
de oportunidades.”
alunos têm a oportunidade de trabalhar em um
ambiente real e de entender melhor os desafios
enfrentados pelos fabricantes. Especialistas da
Sandvik Coromant também oferecem treinamento no próprio campus para preparar os alunos
para o trabalho prático depois da formatura. Com
isso, os alunos estarão preparados para oferecer
soluções completas para os clientes quando
entrarem no mercado de trabalho. Para a Sandvik
Coromant, a parceria oferece mais uma oportunidade de participação no importante mercado
chinês.
Com o envolvimento da empresa nessa parceria, pretendemos mostrar aos estudantes mais
brilhantes que esse setor é inovador, empolgante
e está repleto de oportunidades. Isso é mais
essencial do que nunca para aproveitarmos as
oportunidades do crescente mercado chinês.
Leia mais sobre essa cooperação à página 21.
klas forsström
Presidente da Sandvik Coromant
Metalworking World
é uma revista de negócios e tecnologia da
AB Sandvik Coromant, 811 81 Sandviken,
Suécia. Telefone: +46 (26) 26 60 00.
A Metalworking World é publicada três
vezes por ano em alemão, chinês,
coreano, dinamarquês, espanhol,
finlandês, francês, holandês, húngaro,
inglês americano, inglês britânico,
italiano, japonês, polonês, português do
Brasil, russo, sueco, tailandês e tcheco.
A distribuição é gratuita para clientes
da Sandvik Coromant mundialmente.
Publicada pela Spoon Publishing em
Estocolmo, Suécia. ISSN 1652-5825.
Editora-chefe e responsável legal na
Suécia: Yvonne Strandberg. Executiva
de conta: Christina Hoffmann. Gerente
editorial: Johan Andersson. Diretoras de
arte: Emily Ranneby, Annika Sundström.
Editor técnico: Christer Richt.
Subeditores: Valerie Mindel, Geoff
Mortimore. Coordenadora: Lianne Mills.
Coordenador de idiomas: Sergio
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português: Carlos Teixeira. Layout:
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Dahlstedt. Foto da capa: Wang Jing.
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Informações sobre distribuição:
Catarina Andersson, Sandvik Coromant.
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Tryckeri, em papel MultiArt Matt 115
gramas e MultiArt Gloss 200 gramas da
Papyrus AB, com certificação ISO 14001
e registro EMAS. Coromant Capto,
CoroMill, CoroCut, CoroPlex, CoroTurn,
CoroThread, CoroDrill, CoroBore,
CoroGrip, AutoTAS, GC, Silent Tools e
iLock são marcas registradas da Sandvik
Coromant.
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Metalworking World.
índice
10
Trabalhadores da
Bonfiglioli preparados
para o boom
econômico da Índia.
28
Motores de
aviação mais
ecológicos.
10
32
A patented new
technique puts Voith
Turbo on the map.
Maior empresa de
forjamento remanescente na Austrália
Jogo rápido: o mundo da
usinagem............................4
Atraindo a mão-de-obra
do futuro.......................21
Conheça o chefe............ 5
Motores de avião mais
ecológicos.................... 28
Gerando energia para o
boom indiano...............10
Como a nanotecnologia
mudará a sua vida........18
Forjando um nicho.......32
Solução total............... 38
18
A nanotecnologia
sinaliza o caminho que
deveremos seguir.
TecnologIA
Brocas produtivas
A nova geração de brocas com
pontas intercambiáveis CoroDrill
870 aumentará o nível de desempenho na importante fase
intermediária da usinagem de
furos.
16
Trocas rápidas
Arestas vivas
Por que a troca rápida das ferramentas de corte tornou-se tão vital em
todas as áreas da usinagem e um
fator tão importante para a
produtividade.
O setor de geração de energia
terá uma enorme demanda em
âmbito mundial, alimentando
o crescimento da indústria
de turbinas a gás e vapor.
A usinagem das pás ajudará
a atender essa demanda.
26
36
metalworking world 3
JOGO RÁPIDO
"Estamos ampliando a nossa gama
para ATENDER o mercado"
Cinco perguntas para Francis Richt, gerente da linha de produtos
de furação e mandrilamento, sobre a introdução de uma nova gama
premium de ferramentas rotativas da Sandvik Coromant.
1.
4.
O que é a nova gama de produtos?
Estamos lançando duas novas linhas, que irão
ampliar as nossas ofertas e soluções. Um delas é de
ferramentas de alto desempenho, como a CoroDrill
870, CoroDrill 860 e CoroTap. A segunda é a linha
Spectrum, que é mais versátil, cobrindo um amplo
espectro de materiais e áreas de aplicação.
2.
O centro da
Virgínia funciona
como base para
colaborações de
P&D
Colaboração
para o futuro
pesquisa. Diversas empresas de ponta,
como a Sandvik Coromant, uniram forças para
criar o Centro de Manufatura Avançada da
Commonwealth (CCAM). Localizada no condado
de Prince George, no estado da Virgínia, EUA,
a unidade foi concebida como um centro de
pesquisa colaborativa, em que empresas associadas e parceiros acadêmicos podem trabalhar em
conjunto em iniciativas de P&D.
O objetivo é beneficiar a indústria por meio
de grandes aprimoramentos nas tecnologias de
fabricação para a engenharia de superfície e os
sistemas de manufatura. Com conclusão prevista
para 2012, a unidade vai contar com laboratórios
computacionais e de produção em grande escala,
além de espaços de produção para equipamentos
pesados e processos de revestimento de
superfícies.
Dentre as empresas fundadoras estão a Canon
Virginia Inc., Chromalloy, Newport News Ship
building, Siemens e Rolls-Royce. Os membros
acadêmicos incluem a Universidade da Virgínia,
o Instituto Politécnico da Virgínia (Virginia Tech)
ea Universidade Estadual da Virgínia.
Brian Warner, representante da Rolls-Royce no
CCAM, declara: “Estamos muito animados com
o CCAM. Participamos de outros centros como
esse mundialmente e temos demonstrado que a
pesquisa aplicada pode levar a aprimoramentos
significativos que podem ser transferidos
diretamente para as nossas fábricas.” n
Qual é a diferença entre as duas linhas?
A primeira é um produto otimizado, projetado
para materiais e áreas de aplicação específicos, visando maximizar a eficiência. A linha Spectrum, que inclui
brocas e machos, é mais versátil, indicada para uma
produção mista, lotes menores e vários materiais.
3.
O que isso significa para o usuário?
Passaremos a oferecer uma gama mais ampla
de ferramentas, de maneira que os usuários terão
mais opções para escolher aquelas que melhor
atendam suas necessidades, permitindo otimizar a
produção e reduzir custos. Isso pode significar uma
melhora no processo, especificamente na produção
de grandes volumes, ou pode ser uma ferramenta
concebida para funcionar em uma série de materiais e
aplicações, reduzindo os ajustes e calibrações das
ferramentas, bem como os estoques.
Quais setores terão
mais benefícios?
Nossos setores principais, como
engenharia mecânica e
automotiva, além dos setores
de energia e aeroespacial. Há
uma demanda cada vez maior
por diferentes tipos de
tolerância, qualidade e
acabamento dos furos.
Agora desenvolvemos várias
soluções novas, com brocas
de metal duro inteiriças, brocas com pontas
intercambiáveis e machos, a fim de atender as demandas das modernas indústrias de usinagem e de
materiais compósitos.
5.
Por que introduzir essa gama agora?
Observamos uma demanda crescente por
furos de alta qualidade, tolerâncias estreitas e
uma necessidade de reduzir o custo de produção
e aumentar a utilização das máquinas. Os novos
produtos foram desenvolvidos para atender as
necessidades do mercado hoje e no futuro,
incluindo novas geometrias, classes e know-how
de aplicação. n
Fresamento de
engrenagens
fresamento. Fabricante de equipamentos de mineração
da Rússia, a IZ-KARTEX, parte do Grupo OMZ, obteve um
grande aumento de produtividade no fresamento de engrenagens, além de economias significativas. O fresamento
de engrenagens é uma operação crítica para a empresa,
e reduzir o tempo de máquina é altamente prioritário.
Nos testes com a fresa de alto desempenho CoroMill 170
no início de 2011, o tempo de máquina foi reduzido para um
terço do anterior. Agora a fresa está em operação dia e noite, e
a IZ-KARTEX encomendou mais duas fresas e 700 pastilhas. n
Você sabia?
Que dentro de 10 anos, serão vendidos cerca de 24 milhões de carros
híbridos e elétricos por ano. Ao desenvolver carros movidos a bateria,
todos os fabricantes enfrentam o mesmo problema: o peso elevado.
JOGO RÁPIDO
textO: johan andersson Foto: samir soudah
personalize!
Klas Forsström, novo presidente
da Sandvik Coromant
O ambiente de negócios está mudando no mundo todo. Materiais e tecnologias
estão evoluindo. E tudo isso em ritmo acelerado. É uma realidade à qual os fabricantes precisam se adaptar. Como novo presidente da Sandvik Coromant, Klas Forsström
tem a incumbência de garantir que os clientes tenham um parceiro global que
entenda seus desafios.
É um trabalho que lhe dá prazer.
“Ao longo da minha carreira, sempre enfoquei o relacionamento com os clientes.
Tento aproveitar todas as oportunidades para me encontrar com eles. Um dos pontos
fortes da Sandvik Coromant é o fato de entendermos o mundo em que nossos
clientes operam. Como presidente, quero usar ainda mais esse conhecimento”,
anuncia.
Forsström está no Grupo Sandvik há 17 anos. Nesse período, trabalhou
principalmente na Sandvik Coromant, nas áreas de pesquisa e desenvolvimento,
marketing e vendas. Agora, ao tomar posse como presidente, ele enxerga uma série
de tendências que irão criar desafios para os fabricantes no mundo todo.
Em primeiro lugar, explica, hoje em dia os fabricantes processam muito mais do
que apenas metal. A Sandvik Coromant entende isso e procura fornecer as melhores
ferramentas e soluções que lhes permitam trabalhar com sucesso.
“Novos materiais, como os compósitos, estão cada

vez mais presentes. Embora
hoje sejam usados principalmente

na indústria aeroespacial, eles devem evoluir e se
transformar em material standard na indústria automotiva e outros setores também.
A motivação é, naturalmente, diminuir as emissões e o consumo de combustível”,
aponta.
Segundo Forsström, sob sua liderança a Sandvik Coromant manterá um contato
ainda mais estreito com os fabricantes,
onde quer que estejam localizados. Uma
maneira de fazer isso é criando mais
Centros de Aplicação, onde os fabricantes Nascimento: 1967 em Gävle, a 20 km de
Sandviken, na Suécia
trabalham em conjunto com a Sandvik
Coromant para melhorar ainda mais suas
Residência: Em Sandviken
operações.
“A Sandvik Coromant já é líder global
Família: Casado com Marie e pai de
na indústria de usinagem. Nossos
Matilda, Lovisa, Amanda e Erik
engenheiros podem acompanhar os
fabricantes em qualquer lugar que
Carreira: Mestrado em Física de
decidam sediar sua produção. Mas os
fabricantes também precisam de soluções Materiais e MBA. Ao longo de seus 17 anos
personalizadas para atender seus desafios no Grupo Sandvik, Forsström ocupou
cargos sênior nas áreas de P&D, desenvolespecíficos. É nossa função oferecer o
vimento de produtos, marketing, desenvolmelhor em todas as áreas, em todos os
vimento de negócios e vendas. Foi gerente
lugares. O fresamento de engrenagens é
geral de diversas marcas dentro do grupo.
um exemplo de solução personalizada,
para a qual temos agora uma das
melhores ofertas do mundo para os
clientes.” n
JOGO RÁPIDO
texto: geoff mortimore foto: Getty Images
alimentando ideias
Ferran Adrià
Mesmo tendo sido declarado um
alquimista, um mago da gastronomia
e “Chef da Década” pela revista
Restaurant em 2010, o renomado chef
espanhol Ferran Adrià divide opiniões.
Para algumas pessoas (como o falecido
chef Santi Santamaria, também
espanhol), ele é simplesmente alguém
que deixa um gosto ruim na boca.
Durante vários anos, dirigiu um dos
restaurantes mais famosos da Espanha,
o “El Bulli”, localizado na Costa Brava
e eleito diversas vezes o melhor restaurante do mundo por um painel de 500
especialistas em culinária. Adrià, 49,
procura sempre nadar contra a corrente,
questionar os métodos e ferramentas de
trabalho tradicionais e expandir os
limites da profissão.
Suas criações incluem balas azedas
de uísque congelado, manteiga de cacau
com orelhas de coelho crocantes e
paella Kellogg’s, feita com flocos de
arroz, cabeças de camarão e purê de
batatas com sabor de baunilha. São
invenções que tendem a atrair as
manchetes e ilustram os ideais de Adrià
de adaptar pratos clássicos a novos
estilos, um método conhecido como
“desconstrutivista”.
Sua experimentação se estende
também às ferramentas do ofício.
Moedores, estiletes, emulsificantes e
até garrafas de sifão permitem que ele
investigue novos processos criativos.
Chamado pela revista Gourmet de
“Salvador Dalí da cozinha”, Adrià ainda
deve dar o que falar, mas por enquanto
pretende ficar fora das cozinhas por um
tempo. Em julho passado, ele fechou o El
Bulli para um período de reflexão de dois
anos, e planeja reabri-lo em um novo
formato em 2014. Ninguém sabe muito
bem que formato será esse. “A única coisa que não podemos
ter é monotonia”, conclui. n
Ferran Adrià, o
“Salvador Dalí
da cozinha”.
China: Novo centro dedicado Centro de Produtividade.
Conhecimento e formação são prioridades para o Centro de Produtividade e
o Centro de Aplicação da nova sede
da Sandvik Coromant em Pequim.
Os centros darão acesso às mais
recentes tecnologias de aplicação
e conhecimento sobre usinagem.
O objetivo é apoiar os fabricantes e
estimular a modernização da tecnologia
de usinagem na China.
A formação técnica é uma prioridade
para a maioria dos fabricantes chineses
na área de usinagem atualmente.
O Centro de Produtividade fornecerá
cursos de treinamento abrangentes em
usinagem, com máquinas avançadas
para demonstrações ao vivo, incentivando as melhores práticas. A Sandvik
Coromant também planeja criar até
15 centros de treinamento em todo
o país para atender as necessidades de
treinamento técnico cada vez maiores.
A unidade chinesa da Sandvik Coromant
Academy, parte da organização SCA
global, ficará localizada em Pequim.
O objetivo do Centro de Aplicação
é desenvolver soluções de usinagem
avançadas baseadas nas necessidades
críticas dos fabricantes, com enfoque
especial na usinagem de novos materiais
e peças. A Sandvik Coromant irá
partilhar sua experiência global com
os fabricantes para ajudá-los a aumentar
a produtividade e reduzir custos. n
O novo centro é
o segundo a ser
inaugurado na
China, depois do
centro de Xangai.
getty images
JOGO RÁPIDO
Luz verde para o
primeiro parque
eólico offshore
dos EUA
energia. O governo dos EUA aprovou o
projeto de criação do primeiro parque eólico
offshore do país. Chamado de Cape Wind, ficará
localizado em Nantucket Sound, próximo ao Cabo
Cod, em Massachusetts.
O parque será composto por 130 turbinas
eólicas, produzindo até 420 megawatts de
eletricidade. Em condições de vento normais,
espera-se que forneça cerca de 75% da energia
consumida no cabo e ilhas próximas. O projeto
tem sido muito controverso, devido ao ecossistema sensível de Nantucket Sound.
A construção está prevista para começar no
final de 2011, a um custo estimado de 2,5 bilhões
de dólares. n
Formas de economizar
Getty Images
a CoroMill 390 e 490 pode diminuir o
consumo de eletricidade em até 20%
em relação às fresas convencionais
positivas de 90°. A aplicação de
refrigeração de alta pressão pode
reduzir o tempo de máquinas
paradas, enquanto a
aplicação de pastilhas
Wiper nas ferramentas
existentes pode diminuir
o uso de eletricidade, ao
reduzir o tempo em corte
em até 50% em
comparação com as pastilhas ISO standard. n
redução de custos. A Sandvik
Coromant expandiu seu Programa de
Fabricação Sustentável, após o enorme
sucesso alcançado no Japão. O
programa foi concebido para que as
empresas reduzissem em até 15% seu
consumo de energia, em virtude do
terremoto ocorrido em março passado,
que provocou o desligamento da usina
nuclear de Fukushima. A tripla iniciativa
da Sandvik Coromant envolve a
utilização de sua tecnologia de
ferramentas de corte, técnicas de
aplicação e aumento de produtividade.
No primeiro caso, o uso de fresas como
A CoroMill 490
ajudou a aliviar
os problemas de
abastecimento
energético do
Japão depois do
terremoto em
Fukushima.
getty images
JOGO RÁPIDO
Recepção
calorosa para
novo compósito
compósitos Nos Estados Unidos,
pesquisadores do MIT (Massachusetts Institute
of Technology) estão testando um novo
compósito avançado que poderia superar uma
das principais desvantagens desse tipo de
material: a dificuldade de detecção de danos.
Os compósitos são resistentes e leves, o que
os torna úteis para aplicações aeroespaciais,
mas podem falhar quando submetidos às
tensões que os aviões devem suportar. No caso
dos metais, os danos geralmente vêm
acompanhados de sinais visíveis, como trincas
ou depressões, mas uma peça de compósito
pode sofrer danos internos e manter seu aspecto
externo
inalterado.
Geralmente são
utilizados
sistemas de
imagem
térmica para
verificar alterações no padrão
normal de fluxo
de calor, o que
exige grandes
equipamentos
especiais para aquecer a superfície da aeronave.
Posteriormente, usa-se uma câmera termográfica
ou óculos especiais para verificar o fluxo de
calor, permitindo detectar as falhas com maior
facilidade e rapidez. n
Ferrovias alemãs
apostam nas
renováveis
meio ambiente. A Deutsche Bahn se
comprometeu a zerar sua pegada de carbono
até 2050. Atualmente, a operadora ferroviária
alemã usa 20% de energia eólica, hidrelétrica
e solar para alimentar seus trens. O objetivo é
aumentar esse percentual para 28% até 2014,
em resposta à demanda dos clientes. “Os
consumidores alemães deixaram claro que não
querem energia nuclear e pedem mais energias
renováveis. A demanda por eletricidade ecológica continua aumentando a cada ano e não deve
diminuir”, afirma Hans-Jürgen Witschke,
presidente-executivo da Deutsche Bahn
Energie, que fornece eletricidade para os
trens na Alemanha.
A ferrovia estatal dependia fortemente
da energia nuclear, mas após o desastre
de Fukushima, no Japão, no ano passado,
o governo inverteu a sua política, fechou oito
usinas nucleares e prometeu fechar as outras
nove até 2022. Com isso, muitos usuários
intensivos de energia nuclear precisaram
repensar suas estratégias de aquisição
de energia, levando em conta
também o aumento da pressão
por parte da opinião pública. n MWW na era digital
ipad. Agora você pode ler a MWW no
seu iPad. O aplicativo está disponível em
inglês e alemão. Através dele é possível
assistir vídeos, fazer tours interativos e
ficar sabendo das últimas novidades.
Na primeira edição fazemos uma visita
guiada pela fábrica da Voith Turbo na
Alemanha, e vemos um comboio de
carros em movimento. Veja o mundo
da usinagem por um novo ângulo! n
Conf
ira
a MWW
n o s eu
iPad,
já disp
oníve
l na lo
ja
iTune
s.
Participe
das
discussões!
Já deu uma olhada no blog
sobre compósitos? Lá você pode
compartilhar experiências e soluções sobre a
fabricação desse material complexo. Entre as
mensagens há discussões sobre as soluções
de usinagem mais eficientes, links para
exposições interessantes, cases e muito mais.
Além disso, ao se inscrever, você
concorre a um iPod Nano.
www.compositemachining.org n
JOGO
RÁPIDO
Quicktime
textO: geoff mortimore Foto: kjell thorsson
PIPAS subaquáticAs
A empresa sueca Minesto desenvolveu um tipo de pipa subaquática que
pode representar uma fonte de energia renovável mais ecológica
e eficiente que a energia eólica.
Segundo a Minesto, as
pipas podem gerar 500
quilowatts de potência
mesmo em condições de
calmaria. Cada pequeno
dispositivo será capaz de
gerar energia suficiente
para abastecer 300
famílias. O sistema pode
estar comercialmente
operacional em 2013.
A pipa pode se
movimentar 10 vezes
mais rápido que o
fluxo da água em que
opera.
Devido à relação entre
velocidade e potência,
quanto mais rápido se
movem as pipas, maior
a eficiência da energia
gerada.
Como a água do mar é
800 vezes mais densa
que o ar, a turbina pode
gerar 800 vezes mais
energia do que se
estivesse no céu.
+
A pipa subaquática foi incluída na lista das
50 melhores invenções de 2010 da revista Time.
Foi também a única invenção de uma empresa
não-americana a aparecer na lista de 2011 das
15 principais soluções para serviços de utilidade
pública compilada pela Clean Technology and
Sustainable Industries Organization. n
Cada pipa fica presa ao leito do
mar e se move em um padrão
circular, convertendo as
correntes de maré em energia.
texto: Sonya Dutta Choudhury Foto: CHRISTINA SJÖGREN
encurtando
o ciclo
Chennai, Índia. Em resposta à crescente necessidade de
aumento de produtividade, uma equipe de especialistas encontrou
uma forma de incrementar em 800 horas a capacidade de uma
máquina existente.
Sobre a Bonfiglioli
Com sede na Itália, a Bonfiglioli é um dos
principais fabricantes de motores de engrenagens, sistemas de acionamento e controladores para utilização em aplicações móveis,
industriais e de energia eólica. Fundada em
1956 por Clementino Bonfiglioli, a empresa começou fabricando peças de reposição e peças
de precisão para máquinas agrícolas e
motocicletas, na região de Bolonha. Hoje, é
especializada em aplicações de energia
renovável e tem escritórios e fábricas no
mundo todo. A Bonfiglioli Transmissions
Private Limited, subsidiária da empresa, foi
fundada na Índia em 1999 para suprir a
expansão dos mercados nesse país e na Ásia.
A empresa tem duas fábricas na cidade de
Chennai, no sul da Índia. Emprega 600
pessoas, fabrica 300 diferentes produtos e
teve um faturamento de 4,7 bilhões de rupias
(167 milhões de reais) em 2010.
getty images
Chennai, Índia
Manivannan Murugan,
gerente adjunto de
produção, Bonfiglioli
A Bonfiglioli
Índia detém
quase 95%
do mercado
de caixas de
câmbio para
turbinas
eólicas.
nnn Na fábrica da Bonfiglioli Índia em Chennai, o ar é
quente e úmido. Estamos em princípios de junho e o céu
está carregado com as nuvens das monções. A fábrica, um
edifício branco com pé-direito alto, instalado em meio a
árvores e arbustos floridos, trabalha em tempo integral para
dar conta da enorme demanda resultante do boom econômico indiano.
Em seu escritório, o diretor de operações da Bonfiglioli,
Kennady V. Kaippally, aponta para um gráfico que mostra
os novos produtos planejados para este ano. Dos 30 produtos, muitos são para o segmento de energia eólica, enquanto
a maioria dos outros é para o segmento de aplicações
móveis.
A Bonfiglioli Índia é líder tradicional no segmento de
soluções eólicas, com quase 95% de participação de mercado em caixas de câmbio para turbinas eólicas, fornecendo
para todos os principais produtores desse segmento.
Desde 2010, porém, tem trabalhado também para ampliar seu portfólio de produtos para aplicações móveis, a
fim de dar conta da crescente demanda no explosivo setor
de construção na Índia. Somando-se a isso a forte demanda
por produtos eólicos por parte
da fábrica de montagem da
Bonfiglioli na China, assim
como um mercado doméstico
de turbinas eólicas em rápido
crescimento, é fácil entender por
que a Bonfiglioli Índia está
sempre buscando maneiras
de melhorar a produção.
“Nos últimos dois anos,
instalamos mais máquinas e
Kennady V. Kaippally,
fizemos investimentos, mas agora
diretor de operações
temos limitações de espaço.
da Bonfiglioli
Isso torna ainda mais importante aumentar a produtividade
das nossas máquinas atuais”,
destaca Kaippally.
É aí que entram a Sandvik
Coromant Índia e sua equipe de
engenheiros, com o Programa de
Incremento da Produtividade
(PIP). “Temos uma parceria
com eles há dez anos”, conta
Muthuswamy Ganesh,
Muthuswamy Ganesh, CEO da
CEO da Bonfiglioli
Bonfiglioli.
“Sempre que temos um problema ou sentimos que pode haver um aumento de
produtividade em alguma área crítica ou algum gargalo,
ligamos para a Sandvik Coromant”, acrescenta Mrinal
Kanti Haldar, gerente de fabricação da Bonfiglioli.
Assim, em 2009, a equipe da Bonfiglioli pediu a ajuda da
Sandvik Coromant quando surgiram alguns gargalos.
Um dos problemas mais críticos era justamente com
uma das máquinas mais novas da fábrica, Mazak Integrex
i-300.
Considerando o aumento da demanda por engrenagens
planetárias tanto no mercado doméstico como na China, as
duas empresas perceberam que havia possibilidades de
redução do tempo de ciclo dessa máquina, gerando maior
produtividade.
A equipe passou dois dias na fábrica observando os
processos, antes de fazer suas recomendações: substituir o
ferramental existente pela fresa R390 da Sandvik Coromant
e alterar a sequência de operações para reduzir ainda mais o
tempo de ciclo.
“Graças a isso, o tempo de ciclo foi reduzido de 14 para
visão técnica
A fresa da
produtividade
Arun Raja, engenheiro sênior de incremento
da produtividade na Sandvik Coromant Índia,
trabalha em estreita colaboração com a
Bonfiglioli, visitando o cliente pelo menos duas
vezes por semana. Sobre o problema com a
máquina Mazak Integrex i-300, Raja explica:
“Havia um gargalo nessa máquina. A demanda
por engrenagens planetárias tinha aumentado,
mas a Bonfiglioli não conseguia aumentar a
capacidade dessa máquina. A nossa equipe,
que incluía Hrishikesh Kale, e o líder da equipe
de produtividade da nossa matriz em Pune,
visitaram a Bonfiglioli e realizaram um estudo
a pedido deles.
“Descobrimos que a fresa existente causava
uma vibração excessiva na máquina. Ao
substituí-la pela nossa R390, conseguimos
reduzir a vibração. Ao mesmo tempo, conseguimos aumentar os parâmetros de corte, como
avanço e velocidade de corte, obtendo assim
uma faixa de avanço três vezes maior.”
Os engenheiros da Sandvik Coromant
fizeram recomendações sobre a sequência
de operações nas torres superior e inferior
da máquina, obtendo um aumento de capa
cidade de até 800 horas de tempo de máquina
por ano, o equivalente a um salto de produ
tividade de 40%. n
Senthil Kumar
Subramaniam,
vice-gerente de
produção, Bonfiglioli
êxito no desenvolvimento de novos produtos.
“Tínhamos um gargalo na usinagem de engrenagens, que tradicionalmente era um ponto forte nosso”,
relembra Kaippally. “Temos as máquinas e as
tecnologias mais modernas, portanto não esperávamos
que houvesse muito espaço para melhoria. Mas a
Sandvik Coromant nos surpreendeu.”
Como gerente adjunto de produção, Manivannan
Murugan explica: “O problema nesta seção eram as
pastilhas para engrenagens na fresadora, que tinham
uma vida útil muito curta. Às vezes precisávamos
Subramaniam menciona outro aumento de produtividasubstituir as pastilhas até duas vezes por turno, seis
de, desta vez na máquina Mazak Integrex e-800V usada
vezes por dia, o que causava paradas e perda de
para fabricar as peças da carcaça das engrenagens
produtividade. A nossa meta era substituir as pastilhas
planetárias.
uma vez por dia.”
“Essa máquina, que faz o acabamento das peças da
A Bonfiglioli recorreu aos engenheicarcaça [utilizada principalmente em caixas de
ros da Sandvik Coromant, que projetacâmbio de turbinas eólicas], estava se
ram uma pastilha especial. A nova
tornando um gargalo. Eles recomendaram
pastilha demonstrou ser muito mais
alterar o tamanho das pastilhas na ferramenta.
eficaz, exigindo trocas menos frequenEssa mudança no ferramental já aumentou a
tes, o que levou a um aumento da
nossa produtividade. As pastilhas maiores
produtividade e da vida útil da ferra
aumentaram a profundidade de corte,
menta.
minimizando assim o número de passes e
Além disso, houve outro benefício.
reduzindo o tempo de ciclo”, explica.
“Não precisamos mais importar essas
“Na Sandvik Coromant, eles são persistenpastilhas, porque eles têm o produto
tes e interessados, e estão dispostos a desenMrinal Kanti Haldar,
disponível para pronta entrega”, acresvolver novos produtos”, acrescenta Haldar.
gerente de fabricação,
centa Kaippally. n
As duas empresas parceiras obtiveram outro Bonfiglioli
10 minutos, e conseguimos
uma capacidade adicional
de 800 horas”, aponta Senthil
Kumar Subramaniam,
vice-gerente de produção.
“Conseguimos utilizar a
máquina para produzir 4,8 mil
peças a mais por ano, sem
recursos adicionais.”
A Índia tem a quinta maior
capacidade instalada de
energia eólica do mundo.
tecnologia
texto: christer richt
Desafio: Elevar os níveis de
desempenho da importante área
intermediária da furação.
Solução: Criar uma nova geração
de brocas com ponta intercambiável.
Dicas para
aprimorar a furação
As brocas de hoje têm diferentes capacidades,
dependendo do tipo. Têm áreas de aplicação
estabelecidas segundo as exigências dos furos,
os limites práticos do ferramental e o desenvolvimento das ferramentas. Atualmente, poucos
tipos de brocas dominam a furação, uma área
da usinagem composta de subáreas que estão
evoluindo junto com a capacidade das brocas.
As brocas com pastilhas intercambiáveis
proporcionam uma economia de produção
imbatível, com alta produtividade na usinagem
de furos para pino-guia e furos roscados. A
profundidade que a broca pode alcançar é de
cinco vezes o diâmetro.
As brocas helicoidais inteiriças de metal
duro são retificadas e têm a capacidade de fazer
furos muito precisos, com ótimo acabamento
superficial. Porém, são ferramentas relativamente caras e exigem recondicionamento.
As brocas com ponta de metal duro soldada
são retificadas e representam um diâmetro e
uma área de tolerância intermediários. Os
diâmetros costumam variar entre 10 e 30 mm,
e a capacidade de profundidade é de cinco
vezes o diâmetro. Este tipo de broca também
requer recondicionamento, com uma geometria
complexa que exige reafiação em 5 eixos.
As brocas com ponta intercambiável são um
A CoroDrill 870 aumenta a confiabilidade ao facilitar o escoamento de
cavacos ao longo de canais otimizados, minimizando qualquer tendência
de entupimento dos mesmos.
desenvolvimento mais recente e oferecem
vários benefícios. Em geral, elas abrangem uma
faixa de tamanho de broca e área de tolerância
que se sobrepõe a algumas das áreas das brocas
inteiriças de metal duro e das brocas com
pastilhas intercambiáveis, com claras vantagens
sobre as brocas soldadas. Atualmente, estão
precisando de uma nova geração.
A área intermediária dos furos tem um
elevado potencial de aprimoramento. Os furos
nessa área são encontrados em diversas peças e
materiais e são feitos por brocas inteiriças de
metal duro e brocas com pastilhas intercambiáveis. Normalmente, são furos roscados,
especialmente aqueles com tolerâncias mais
estreitas, furos mais finos para alargamento,
furos em placas de tubo para trocadores de
calor, furos de fabricação mais precisa e, em
geral, furos mais profundos.
A tecnologia de brocas com ponta intercambiável define limites práticos e de capacidade,
em termos de tamanhos mínimo e máximo para
os designs aceitáveis da ponta. Para a área
certa, porém, pode ser uma excelente solução.
Para se conseguir isso, a broca com ponta
intercambiável precisa ter uma capacidade de
tolerância de IT9 a IT11 e um Ra melhor do
que 2,5, dependendo da aplicação. A capacidade de profundidade de furação precisa ser 12
vezes o diâmetro, com opções semi-standard
para comprimentos mais curtos e intermediários, outras opções de estabilidade e profundidade, e recursos para chanfros e furos
escalonados. É necessário que haja um
potencial de taxas de penetração relativamente
altas, a vida útil das pontas precisa ser longa e
consistente e as pontas precisam ser substituídas na máquina de maneira fácil, rápida e à
prova de erros humanos.
O conceito de ponta intercambiável já existe
há alguns anos. Alguns possíveis pontos fracos
do conceito precisam ser eliminados ao se
desenvolver uma nova geração de brocas: a
resistência e a estabilidade da interface, a vida
útil da ferramenta, a ação de corte suave, a
capacidade dos dados de corte, a facilidade de
utilização, a propensão a erros durante a
substituição da ponta, a eficiência do escoamento de cavacos, a consistência do acabamento e a confiabilidade da usinagem.
A nova CoroDrill 870 é uma broca com ponta
intercambiável que proporciona maior economia de usinagem para uma importante área
intermediária da furação – a área geralmente
determinada por uma combinação específica de
diâmetro e profundidade do furo e exigências
de qualidade. Essa broca integra o programa
CoroDrill e está posicionada junto com a broca
inteiriça de metal duro CoroDrill 860 e a broca
com pastilhas intercambiáveis CoroDrill 880.
O conceito da nova broca foi desenvolvido
para dotar essa gama de uma combinação mais
vantajosa de taxas de penetração, vida útil,
capacidade de acabamento, confiabilidade e
manuseio da ferramenta.
Uma vantagem da CoroDrill 870 é sua
capacidade de ser adaptada para não só atender
mas também otimizar as aplicações por meio de
uma faixa de diâmetros e passos, possibilidades
de comprimento e hastes. Os furos podem ser
produzidos de forma mais eficiente e mais próxima das especificações exigidas, para que
atendam melhor as operações seguintes. n
CoroDrill 870: broca com ponta intercambiável de alta
tecnologia, na qual a interface da ponta e a broca foram
otimizadas individualmente antes de serem combinadas.
Tem opções de
comprimento padrão
de três vezes o
diâmetro até cerca de
12 vezes o diâmetro,
além de uma ampla
gama de opções Tailor
Made (sob medida).
As pontas podem ser
substituídas facilmente
na máquina.
Tem uma
grande gama
de dados de
corte.
Broca com ponta
intercambiável
Uma boa broca com ponta intercam
biável oferece uma série de benefícios:
Menor custo por PEÇA: Graças ao
aumento da produtividade, ampliação da vida
útil da ferramenta, redução do tempo de
máquina, aceleração do ritmo de produção,
melhor utilização das máquinas e diminuição do
custo por furo.
Melhor manuseio: Graças à redução do
tempo de substituição da ponta. A segurança
operacional também aumenta, devido à maneira
como as pontas das brocas são substituídas.
Aumento da confiabilidade da
broca: Permite melhorar o desempenho
durante a usinagem. O fator confiabilidade é
determinado principalmente pelo design da
ferramenta, que reduz a quantidade de peças
refugadas, o tempo de máquinas paradas e a
quebra de ferramentas.
Aplicação otimizada: Os requisitos
de aplicação podem ser identificados com
maior exatidão, por meio do conceito e do
programa corretos de brocas.
Eliminação do recondicionamento de brocas: Permite eliminar também a
reafiação, a cobertura, o manuseio, a administração e o estoque. Isso reduz o custo das
ferramentas, mesmo que as pontas das brocas
sejam usadas apenas uma vez. n
Resumo
A CoroDrill 870 foi desenvolvida para
atender uma ampla variedade de
aplicações, máquinas, tipos de furos,
velocidades dos fusos e set-ups.
O design da ponta, da broca e da
interface entre a ponta e a broca
proporciona um processo de furação
seguro, com alta produtividade e longa
vida útil, reduzindo o custo por peça. n
inspiração para além do mundo da usinagem
texto: Susanna lindgren Foto: getty images
A exaltação da
manipulação
A nanotecnologia mudará nossas vidas. A transformação já começou, com
produtos de consumo diário que estão ficando cada vez mais fortes e resistentes,
graças a materiais que são manipulados em escala atômica e molecular. Agora,
promessas ainda mais espetaculares estão a ponto de se concretizar.
dores já desenvolveram frigideiras antiaderentes
nnn Em 2002, a nanotecnologia fez sua estréia
duráveis e fitas especiais que imitam as patas
na Copa Davis, na forma de uma bola de tênis
autocolantes exclusivas das lagartixas.
que quicava durante mais tempo. O interior da
Observando os produtos de consumo, é fácil
bola de tênis foi revestido com plaquetas de
entender as vantagens de se manipular elementos
argila de um nanômetro de espessura, misturadas
em escala nanométrica para melhorar a resistêncom borracha. Isso retardava o fluxo de ar que
cia, a durabilidade ou a usabilidade. Vasos saniatravessa a bola, permitindo que ela ficasse mais
tários autolimpantes, revestidos com nanopartítempo inflada.
culas de dióxido de silício para facilitar a
Agora, o mundo dos esportes está repleto de
limpeza e proporcionar um ambiente sem odores,
produtos que tiram proveito de diversas nano
ou janelas autolimpantes tratadas com nanopartítecnologias. As raquetes de tênis estão mais
culas de óxido de titânio, são aprimoramentos
resistentes, graças aos nanotubos de carbono
evidentes, tanto para quem faz a limpeza como
usados para endurecer as áreas da cabeça da
para o meio ambiente, graças à menor necessidaraquete e do eixo (cristais de dióxido de silício
de de produtos de limpeza. Mas
de dimensões nanométricas
mesmo que sejam revolucionáreforçam a estabilidade da
rios para os consumidores, esses
matriz). A tecnologia teria
exemplos são apenas uma
contribuído para que o tenista
pequena parte da verdadeira
Roger Federer ganhasse alguns
revolução nanotecnológica, resde seus 16 títulos de Grand Slam.
salta Lars Samuelson, professor
A nanotecnologia também tem
de nanociência e diretor do
ajudado no desenvolvimento de
consórcio Estrutura Nanométrinovos tecidos “inteligentes”,
ca da Universidade de Lund, na
utilizados para criar produtos
Suécia.
tais como jaquetas resistentes a
“É necessário enxergar além
respingos e meias resistentes ao
desses produtos para não perodor. Reorganizando partículas
Lars Samuelson, diretor do
dermos a parte mais importante.
nanométricas e dotando-as de
consórcio Estrutura NanoméA verdadeira revolução ainda
trica, Universidade de Lund
propriedades úteis, os pesquisa-
está por vir. [Estamos]
prestes a viver uma grande
mudança”, afirma.
As pesquisas
desenvolvidas por
Samuelson sobre os
nanofios semicondutores são consideradas de ponta em
âmbito mundial e são
Novo tecidos "inteligenum bom exemplo disso. tes" estão sendo desenvolvidos para criar meias
Ele desenvolveu uma
resistentes aos odores.
técnica para criar fios
estáveis e finos – com espessura de apenas
um milésimo de um fio de cabelo – a partir
de objetos cristalinos com diâmetro de 20 a
100 nanômetros. Dentre os resultados esperados
de sua pesquisa está o uso de nanofios feitos de
materiais semicondutores complexos e criados
em pastilhas de silício de grande diâmetro para
produzir LEDs para iluminação de ruas, painéis
solares, eletrônica de alta velocidade e optoeletrônica.
É nos componentes minúsculos e quase
invisíveis que a verdadeira revolução tecnológica está ocorrendo, diz. Frigideiras duráveis e
roupas que absorvem o suor podem ser uma
ótima aplicação da nanotecnologia, mas é nas
aplicações extremas que encontramos em setores
Nanotecnologia é a arte e a ciência da
manipulação da matéria em escala atômica
e molecular – estruturas com dimensões
entre um e 100 nanômetros. Um nanômetro
corresponde a um bilionésimo de um metro,
ou 10-9, e tem o tamanho de cerca de cinco
átomos enfileirados. A proporção é comparável ao tamanho de uma bola de gude em relação ao tamanho da Terra.
A nanotecnologia desenvolve maneiras de
transformar nanopartículas em coberturas,
fios, tubos e até mesmo pequenas máquinas. Tais desenvolvimentos estão se tornando cada vez mais avançados, com propriedades que são completamente diferentes dos
materiais existentes. A palavra nano tem
origem no grego nanos, que significa anão. n
inspiração para além do mundo da usinagem
como os de energia, com iluminação de baixo
consumo ou painéis solares eficientes, ou de
tecnologia da informação que a nanotecnologia
mostra seu grande valor.
“Todas as comunicações por fibra óptica se
baseiam na nanotecnologia, nas heteroestruturas,
no envio e recepção de pulsos ópticos”, explica.
Em 1988, quando Samuelson criou o primeiro
Centro de Nanotecnologia em Lund, na Suécia,
eram poucos os cientistas envolvidos, mas todos
foram escolhidos a dedo para criar uma interface
entre a física, a eletrônica, a química e a biologia.
Olhando para trás, foi uma jogada inteligente,
avalia, pois os avanços mais importantes nessa
área vêm da interação entre as diferentes ciências.
Hoje Samuelson trabalha com uma equipe interdisciplinar de mais de 150 cientistas. A revista
científica Nanoletters considerou sua pesquisa
sobre nanofios como “vanguarda mundial”.
“As nanotecnologias afetam visivelmente toda
a nossa vida, tanto privada como profissional,
assim como os produtos que usamos”, enfatiza
Samuelson. “A Sandvik tem características
típicas de muitas empresas que trabalham
com nanotecnologia. Por entender os materiais,
é capaz de projetar funcionalidades no nível
atômico para criar produtos de altíssimo desempenho. Quando a Sandvik Coromant quer desenvolver materiais de corte extraduráveis, é natural
que use nanotecnologia avançada para melhorar
ainda mais suas ferramentas de corte”, acrescenta.
nanométricas encontram o tumor e liberam
Dentre outras coisas, a Sandvik Coromant
a quimioterapia diretamente nele, poupando
desenvolveu um aço superforte usando cristais
o resto do organismo.
de tamanho nanométrico. Os cristais funcionam
A maioria dos produtos desenvolvidos por
de maneira muito parecida aos vergalhões do
meio da nanotecnologia foi desenvolvida nos
concreto, evitando o alastramento de trincas e
últimos 10 anos, conta Samuelson. Mas os
tornando o aço mais forte. Esse aço em especial
primeiros desenvolvimentos na área
é usado para fabricar coletes à
ocorreram na década de 1980,
prova de balas e navalhas,
começando com a construção
bem como agulhas para
do microscópio de varredura por
cirurgia ocular.
tunelamento (STM), em 1981,
A área da saúde é
que tornou possível obter imaoutra que espera se
gens das superfícies no nível do
beneficiar da nano
átomo. As informações são
tecnologia. O objetivo
obtidas através de uma ponta de
é descobrir e tratar
metal extremamente fina, que
doenças de forma mais
lê o material átomo por átomo.
eficaz; por exemplo,
O STM valeu aos pesquisadores
desenvolvendo sensores
da IBM Gerd Binnig e Heinrich
que possam não só
Rohrer o Prêmio Nobel de
detectar as doenças, mas
Física em 1986. Alguns anos
também levar cápsulas
mais tarde, outro cientista da
diminutas de remédio
IBM, Don Eigler, usou esse
até a área afetada do
microscópio extraordinário para
organismo.
Produtos de
mover e organizar 35 átomos
“Na medicina, estamos no limiar
consumo diário,
de xenônio para criar as letras
de uma nova era de medicamentos
como utensílios
de cozinha, estão
IBM. Isso foi considerado tão
direcionados. Algumas pesquisas
ficando mais
excepcional que ganhou a
já chegaram ao estágio dos testes
resistentes.
primeira página do New York
clínicos”, indica Samuelson.
Times. O STM continua sendo uma das
Em uma delas, um novo tipo de
ferramentas mais importantes para a
tratamento do câncer que está sendo
nanotecnologia. n
testado clinicamente, cápsulas
visão técnica
Arestas vivas
A Sandvik Coromant usa a nanotecnologia há muitos anos para aprimorar
seus produtos. Um exemplo é o Nanoflex, um aço inoxidável exclusivo
endurecido por precipitação, que é utilizado em agulhas médicas superfinas.
A deposição física de vapor,
ou PVD, é um método utilizado
para vaporizar metais, a fim de
depositar coberturas finas e
resistentes sobre metais duros
sinterizados. Isso abre a possibilidade de fabricação de arestas de
corte vivas, especialmente adequadas para materiais de difícil
usinagem. A cobertura exclusiva
que confere às ferramentas de
corte da Sandvik Coromant uma
aresta viva e durável foi desenvolvida no laboratório de materiais e processos da Sandvik
Tooling em Västberga, ao sul
de Estocolmo. Segundo Mats
Ahlgren, gerente de seção do
departamento de coberturas do
laboratório, para fazer progressos na tecnologia de coberturas,
primeiro é necessário entender
a questão da escala.
“Para conseguir aprimorar os
materiais, primeiro é preciso
conhecer
todo o
Cobertura PVD
processo. Para
obter aprimoramentos
efetivos, é necessário entender
os materiais em uma escala nanométrica”, explica Ahlgren.
Usar carboneto de tungstênio
(WC) e cobalto (Co) como materiais de corte duráveis é
uma
técnica antiga, diz. O desafio
para seu laboratório era encontrar uma maneira de tornar mais
resistente a ligação entre os
dois materiais.
“A solução era adicionar cromo, mas as
unidades são muito
pequenas”, indica
Ahlgren. “Temos que trabalhar
na ordem dos 5 nm [nanômetros], o que equivale a aproximadamente 10 camadas de átomos.
Mas com as proporções corretas,
criamos ferramentas de corte
mais afiadas e mais duráveis
para a Sandvik Coromant”,
salienta.
Há vários anos, a Sandvik
Coromant também usa a liga
de metal Nanoflex, um aço
inoxidável endurecido por
precipitação com propriedades
mecânicas excepcionais. n
texto: Jill Zhang foto: Wang Jing
tirando o
chapéu para
a cooperação
Pequim, China. Em Pequim, o Laboratório Conjunto de
Tecnologias Avançadas de Usinagem para a Indústria Aeroespacial,
criado pela Universidade Beihang e pela Sandvik Coromant GCR,
tem como objetivo formar engenheiros bem preparados e
qualificados, e fornecer soluções totais para os clientes.
Universidade
Beihang
A Universidade Beihang (Universidade de Aeronáutica e Astronáutica de Pequim – BUAA, na sigla em
inglês) foi fundada em 1952, a
partir da fusão dos departamentos
de aeronáutica de diversas universidades renomadas.
Com uma área de mais de
100 hectares, próxima ao Centro
Olímpico Nacional da China, a
BUAA é a primeira universidade de
engenharia aeronáutica e astronáutica do país. Tornou-se uma
universidade multidisciplinar, com
foco em ciência aeroespacial e
tecnologia, abrangendo uma ampla
variedade de disciplinas, como
ciências exatas, engenharia, ciências humanas, direito, economia,
administração, filosofia, línguas
estrangeiras e pedagogia. A
comunidade universitária conta
com 3.600 pessoas, entre alunos,
funcionários e docentes, dos quais
16 acadêmicos da Academia
Chinesa de Ciências e da Academia
Chinesa deEngenharia. n
nnn No início do verão, no campus da
Universidade Beihang (Universidade de
Aeronáutica e Astronáutica de Pequim – BUAA,
na sigla em inglês), é possível encontrar
recém-formados posando para fotos e alunos
conversando e caminhando para as aulas ou para
a biblioteca. Com edifícios modernos, árvores
frondosas e lagos repletos de lótus, o campus da
Beihang, situado na capital chinesa, Pequim, é
ideal para a pesquisa, os estudos e os prazeres da
vida universitária.
Inaugurada em 1952, a BUAA é a primeira
universidade chinesa a dar ênfase à engenharia
aeronáutica e astronáutica e também à pesquisa acadêmica. Pouco depois de sua fundação, a
BUAA foi reconhecida como uma das 16
melhores universidades da China. Desde então, o
governo do país dá todo o apoio à instituição.
Hoje, a BUAA abrange uma vasta gama de
disciplinas de engenharia, ciências e tecnologia.
A universidade já formou mais de 110 mil alunos
durante seus 59 anos de história, abastecendo o
país com inúmeros profissionais de alto gabarito
em várias disciplinas. Nos últimos anos, a
BUAA tem estado entre as primeiras universidades da China quanto ao financiamento para
pesquisa científica. A universidade se tornou
uma referência em termos de inovação
tecnológica e méritos acadêmicos no país.
Liu Qiang, professor da BUAA, chegou à
universidade em 1986 para fazer mestrado em
engenharia mecânica. Desde então, a não ser
pelos dois anos que passou no Canadá, Liu tem
Entre docentes,
funcionários e alunos,
a universidade conta
com mais de 3.600
membros.
desenvolvido seu trabalho diário e suas pesquisas na BUAA. Atualmente, orienta teses de
doutorado na Escola de Engenharia Mecânica
e Automação (SMEA, na sigla em inglês) e é
responsável pelo Centro de Pesquisa e Aplicação
de Tecnologias de Usinagem CNC Avançada
(BHCNC). Os principais assuntos de pesquisa do
centro, fundado em agosto de 2007, são a
otimização de processos de usinagem, otimização de programação e processos de usinagem
NC de alta velocidade / alta eficiência. O
Laboratório Conjunto de Tecnologias Avançadas
de Usinagem para a Indústria Aeroespacial,
criado pela BUAA e pela Sandvik Coromant,
também é afiliado ao centro.
A parceria estratégica BUAA-Sandvik
Coromant foi lançada em outubro de 2009.
Segundo o acordo, o laboratório conjunto foi
formado para fomentar a comunicação e a
cooperação nas áreas de educação, treinamento
e desenvolvimento de aplicações industriais.
“A BUAA tem um longo histórico de cooperação com a indústria, com fortes vínculos em
diversas áreas, como usinagem, ferramentas de
corte e fabricação de peças aeroespaciais. Vários
dos nossos programas de pesquisa foram realizados graças ao apoio de grandes empresas”,
explica Liu.
“A Sandvik Coromant é um dos líderes mundiais em ferramentas de usinagem. Todos os
anos, a empresa investe em pesquisa e desenvolvimento pelo menos duas vezes mais do que
a média do setor. A cooperação entre as duas
partes pretende formar engenheiros treinados
Sobre Liu Qiang
Liu Qiang, professor da Universidade Beihang
(Universidade de Aeronáutica e Astronáutica de
Pequim – BUAA) e orientador de doutorado da Escola
de Engenharia Mecânica e Automação (SMEA, na sigla
em inglês), dirige o Centro de Pesquisa e Aplicação de
Tecnologias de Usinagem CNC Avançada (BHCNC).
Formou-se em engenharia mecânica na Universidade
do Centro-Sul em 1983 e mudou-se para Pequim para
fazer pós-graduação em engenharia industrial na
Universidade Beihang. Defendeu sua tese de doutorado
em fabricação mecânica e automação por meio de um
programa conjunto da BUAA com a Universidade da
Colúmbia Britânica, no Canadá.
metalworking
metalworkingworld
world 23
23
Instalações de última
geração ajudam os alunos
em seus estudos diários.
Um dos modernos
edifícios da
universidade.
A Sandvik Coromant e o
BHCNC realizaram
seminários conjuntos sobre
usinagem.
e qualificados, fornecer soluções totais para os
clientes e compartilhar qualidades comuns”,
acrescenta.
Quem mais se beneficia com a cooperação
são os alunos que realizam pesquisas e atividades práticas durante os estudos. Com o laboratório conjunto e as ferramentas de corte fornecidas
pela Sandvik Coromant, os alunos têm a
oportunidade de operar
equipamentos reais e
entender melhor os desafios
enfrentados pelos fabricantes. O treinamento fornecido
pelos especialistas da
Sandvik Coromant no
campus permite que os
estudantes tenham acesso às
mais recentes tecnologias de
usinagem e estejam mais
preparados para o mercado
depois de formados.
Liu comenta que o BHCNC
e a Sandvik Coromant têm
interesses e necessidades em comum. “Estamos
treinando os alunos para serem engenheiros
qualificados, pois haverá grande demanda por
parte dos fabricantes”, acredita. “Por meio da
troca constante de ideias e informações sobre as
tendências da indústria, a Sandvik Coromant nos
ajuda a ajustar o programa de pesquisa e a
enfocar as necessidades mais urgentes da
indústria. Com isso, os alunos
também terão experiência tanto
teórica como prática quando forem
procurar emprego”, destaca.
Como diretor do BHCNC, Liu
desenvolve um projeto atualmente
cujo objetivo é aumentar a
eficiência da usinagem CNC e
fornecer suporte técnico a centenas
de fabricantes. O centro estabeleceu uma ampla rede internamente
e mantém boas relações com os
clientes de fabricação aeroespacial. No dia-a-dia, o centro realiza
Johan Mildner, vice-presidente
ensaios comparativos com
de recursos humanos da
Sandvik Coromant
ferramentas de corte e faz
recomendações de ferramentas para os clientes
aeroespaciais. Os clientes também procuram o
centro quando precisam de soluções para
eliminar gargalos na produção ou quando estão
em busca de métodos de usinagem para novos
materiais e novas peças.
Mesmo antes da assinatura formal do acordo
de parceria estratégica, as duas partes já haviam
iniciado uma cooperação construtiva. Em agosto
de 2009, o BHCNC e a Sandvik Coromant
organizaram um seminário para os clientes
sobre tecnologias de usinagem produtiva para
materiais difíceis na indústria aeroespacial.
O seminário foi realizado no Centro de
Aplicação da Sandvik Coromant em Xangai e
atraiu mais de 40 engenheiros de importantes
clientes do setor de fabricação aeroespacial de
toda a China. Durante esse dia de atividades, os
participantes ficaram conhecendo soluções
completas de ferramental para fabricação de
motores e fuselagem, assim como demonstrações de usinagem com métodos otimizados para
a liga Inconel e titânio. Por sua vez, Liu explicou
como otimizar os processos de usinagem CNC
Parceria
estratégica:
Universidade Beihang e
Sandvik Coromant
A cooperação entre a Universidade Beihang e a
Sandvik Coromant nasceu de um seminário na
BUAA durante as comemorações de seu 56.º
aniversário, em outubro de 2008. Ee Sian Lee,
gerente geral da Sandvik Coromant GCR, contou
a história da Sandvik Coromant e apresentou os
valores corporativos da empresa para especialistas do setor aeroespacial, professores e alunos da
BUAA. Ao mesmo tempo, tomou a iniciativa de
propor a construção de uma parceria com a
universidade.
O memorando de entendimento da parceria
estratégica foi assinado por Tang Xiaoqing, vice-reitor da BUAA, e Lennart Lindgren, vice-presidente executivo de marketing e negócios da AB
Sandvik Coromant, em outubro de 2009. O acordo
inclui transferência tecnológica e doações de
ferramentas de corte, a criação de um laboratório
conjunto, a co-realização de seminários para
clientes da área aeroespacial e bolsas de estudos
Sandvik Coromant para a Escola de Engenharia
Mecânica e Automação. n
com base na simulação da dinâmica de corte,
uma de suas principais áreas de pesquisa. “No
futuro, eu gostaria de ver as duas partes envolvidas [o BHCNC e a Sandvik Coromant] desenvolvendo planos de longo prazo e aprofundando
seus laços e sua cooperação”, afirma.
Em 2011, o BHCNC e a Sandvik Coromant
continuaram realizando seminários conjuntos
sobre usinagem multitarefa e usinagem de
compósitos, que ajudarão os clientes do setor
de fabricação aeroespacial a dominarem novas
tecnologias e melhorarem a produtividade.
Em março de 2011, as primeiras bolsas de
estudos da Sandvik Coromant no âmbito do
programa de parceria estratégica foram
oferecidas a cinco alunos da Universidade
Beihang. “As bolsas de estudos não são apenas
para homenagear os alunos que se destacam.
Acredito que elas também vão atrair mais
estudantes talentosos para a indústria de
usinagem. Na China, temos uma grande
demanda por engenheiros qualificados em todas
as áreas da indústria de usinagem”, disse Liu aos
de tradicional, a indústria
participantes durante a cerimônia
de usinagem está em
de entrega.
pleno vigor.
Johan Mildner, vice-presidente
Especialmente na
de recursos humanos da Sandvik
China, a usinagem
Coromant, concordou,
será uma parte
completando: “Futuramente,
cada vez mais
isso reforçará a vantagem
importante dessa
competitiva da indústria de
economia em
fabricação na China”.
Estudantes recebem
rápido crescimento.
Shirley Peng, gerente sênior
treinamento prático.
A Sandvik Coromant,
de marketing e negócios da
como líder do setor e
Sandvik Coromant, comentou: “A
também um empregador
usinagem é uma das indústrias mais
muito admirado no mercado, está
antigas do mundo, e as tecnologias de
mostrando aos estudantes que a usinagem tem
usinagem estão evoluindo há milhares de anos.
perspectivas brilhantes e que eles têm um
Hoje a indústria tem uma cara nova e moderna.
grande papel a desempenhar nesse desenvolviApesar de não ser tão glamorosa como a
mento.”
indústria da moda, ela nunca deixa a desejar em
Em dois anos, as duas partes reforçaram a
termos de criatividade e entusiasmo. Exemplos
cooperação e criaram uma parceria ganhadisso são as mais recentes máquinas multieixos,
-ganha. No futuro, desenvolverão um plano
os softwares de simulação e, claro, as ferramende longo prazo para fomentar uma cooperação
tas de corte inovadoras. Ao criar as bolsas de
extensa em pesquisas científicas, treinamento
estudos, a Sandvik Coromant está dando o
e aplicações industriais. n
recado aos estudantes talentosos de que, apesar
tecnologia
texto: christer richt
Desafio: Melhorar a utilização das
máquinas em centros de torneamento.
Solução: Unidades de fixação
adaptadas às máquinas.
Certo desde o início
Ultrapassados. Quando se trata de trocas de
ferramentas, os centros de torneamento ficaram
ultrapassados, pois as paradas de máquinas são
muito demoradas. Nos centros de usinagem, as
trocas de ferramentas lentas e manuais foram
eliminadas na década de 1960 e hoje se toma
por certo que o tempo de troca de ferramentas
nessas máquinas é medido em segundos.
O tempo de troca de ferramentas afeta diretamente a forma como a máquina é utilizada. Em
todas as máquinas, a troca de ferramentas
representa um tempo parado, não produtivo.
Reduzir esse tempo é muitas vezes uma possibilidade ainda inexplorada para se obter maior
competitividade e um melhor retorno do
investimento em máquinas.
Como os centros de torneamento de hoje
contam principalmente com opções de torre
para ferramentas rotativas acionadas, o tempo
de troca de ferramentas é um problema atual
em termos de produtividade.
A troca rápida das ferramentas de corte
é benéfica para qualquer área da usinagem,
mas especialmente quando o custo hora-máquina é alto. Os minutos ganhos a cada parada, ou
mesmo a eliminação de paradas, representam
horas e dias a mais de produção por ano.
A área de alta tecnologia / baixo volume
da usinagem em centros de torneamento geralmente tem as taxas horárias mais altas, muitas
vezes com máquinas topo de linha. A troca
frequente de vários tipos de ferramentas é
necessária para produzir vários cortes diferentes em peças mais complexas.
os vários tipos de máquinas disponíveis ou em
uso hoje, elas são facilmente acomodadas em
torres para ferramentas estacionárias e rotativas,
com diversas configurações de adaptador. As
torres dos centros de torneamento podem ser
facilmente otimizadas para oferecer melhor
desempenho, maior estabilidade e, acima de
tudo, mais tempo de usinagem.
As unidades de fixação adaptadas às
As unidades de fixação adaptadas às máquinas
são baseadas no conceito Coromant Capto. Este
acoplamento é amplamente utilizado e vem como
opcional ou padrão na maioria das máquinas-ferramenta.
A produção de alta tecnologia / alto volume
é muito sensível a quaisquer paradas das
máquinas-ferramenta, já que interrupções no
fluxo de produção são altamente prejudiciais
(como na fabricação de certas peças para as
indústrias automotiva e hidráulica).
As torres dos centros de torneamento têm
unidades de fixação de ferramentas adaptadas à
opção de interface em uso. Geralmente, trata-se
de posições de fixação de hastes ou VDI, ambas
questionáveis em termos de atender as necessidades atuais de eficiência na troca de ferramentas.
Uma nova solução para enfrentar o tempo de
máquinas paradas típico de muitos centros de
torneamento são as unidades de fixação adaptadas às máquinas. Desenvolvidas para atender
máquinas para ferramentas de troca rápida
têm uma série de recursos eficazes.
São recursos de segurança e eficiência que
envolvem o controle de posição da aresta, a
eliminação da maioria dos cortes de referência,
a redução dos comprimentos de calibração (o
que elimina os riscos de colisão), a formação de
um jato de refrigeração satisfatório e o gerenciamento de ferramentas. O acoplamento entre
a ferramenta e a torre (interface da máquina)
fornecerá por si só benefícios adicionais para a
usinagem, a partir do aumento da estabilidade,
da resistência e da precisão repetitiva. Uma boa
estabilidade é obtida por meio de 4 parafusos de
fixação, mas a troca de ferramenta demora um
pouco mais em comparação com a VDI.
Quando combinada com o Coromant Capto
para a troca rápida, ocorre um casamento
perfeito – máxima estabilidade e troca mais
rápida das ferramentas.
A interface Coromant Capto tipo Disco
(CDI) pode substituir as posições VDI
existentes na maioria dos centros de torneamen-
Pontos extras
Dados de corte mais altos, vida útil mais longa
da ferramenta e controle de cavacos
aprimorado – maior segurança na usinagem
sem monitoramento, menos paradas para
limpar cavacos e eliminação dos riscos de
qualidade das peças causados pelos cavacos
longos.
Unidades de fixação adaptadas às máquinas
também oferecem benefícios graças ao
aumento das posições da torre. As torres
podem ser personalizados para melhorar a
usinagem de altos volumes ou para oferecer
alta versatilidade na usinagem mista.
Unidades de fixação para ferramentas conjugadas aumentam a capacidade da torre, abrindo
espaço para um back-up de uma ferramenta
gêmea ou de uma ferramenta de outro tipo,
eliminando assim o tempo de troca de ferramentas.
to. Grandes furos na torre acomodam os
porta-ferramentas acionados para ferramentas
rotativas. Quando os mancais e o mecanismo
de fixação são montados dentro da torre,
obtém-se o menor balanço possível da
ferramenta em relação à torre. As mesmas
unidades de fixação podem então ser padronizadas em toda a fábrica, independentemente da
marca e do modelo da máquina.
A interface Coromant Capto parafusada
(CBI) é adaptada a diferentes tipos de torre, em
que os padrões parafuso-furo variam de acordo
com o fabricante da máquina-ferramenta. Neste
caso, a possibilidade de unidades de ferramentas acionadas depende do espaço disponível e
da possibilidade de
colocar as unidades
no disco da torre.
Os benefícios de uma troca
de ferramentas eficiente nos centros de
torneamento ficam especialmente evidentes
quando se trata de trocar ferramentas de
torneamento com diferentes tipos de pastilha,
algo necessário durante mudanças de lotes e
trocas de ferramentas rotativas com arestas
de corte gastas.
A gama completa de ferramentas integradas ou fixadas por pinças está disponível para
criar uma capacidade de usinagem eficiente e
estável. É possível incorporar a mais recente
tecnologia de ferramentas e pastilhas intercambiáveis, com conceitos como Silent
Tools, para mecanismos antivibratórios,
CoroTurn SL, para expansão das combinações de ferramentas, e barras Turbo. n
Resumo
Na hora de investir em máquinas-ferramenta, é
importante fazer tudo certo desde o início para
obter os melhores resultados, com o ferramental
correto já no começo da usinagem. Um exemplo é a
integração de unidades de fixação adaptadas às
máquinas nas torres de centros de torneamento na
fase de planejamento. Essas unidades de fixação
também podem ser integradas em centros de
torneamento existentes para ampliar o potencial
de produção. É possível demonstrar que qualquer
investimento extra para uma troca rápida das
ferramentas pode representar uma recuperação
mais rápida do capital investido, graças à maior
utilização da máquina. n
inovação o futuro dos motores aeroespaciais
texto: david wiles foto: getty images
aviação
mais ecológica
Todos concordam que os motores dos aviões precisam ser menos poluentes.
Será que a resposta está em sistemas de propulsão revolucionários ou será
que no futuro as viagens continuarão a ser feitas com os mesmos antigos
motores a jato, mas movidos a combustíveis renováveis? A Metalworking
World decidiu investigar os motores aeronáuticos do futuro.
nnn Os motores a jato com turbinas a gás atendem bem
a indústria aérea há mais de 50 anos, com relativamente
poucas mudanças no sistema de propulsão. Mas com
legislações cada vez mais rigorosas com relação à poluição
atmosférica e sonora, além do aumento contínuo dos preços
dos combustíveis, os pesquisadores estão tentando acelerar
o desenvolvimento tecnológico. Em que direção está
avançando esse desenvolvimento? Será que as turbinas a
gás vão continuar sendo melhoradas para sempre ou surgirá
uma forma radicalmente nova de propulsão para relegar o
motor a jato à história da aviação?
A aviação é responsável por cerca de 2% das emissões
de CO2 provenientes de combustíveis fósseis. E conforme
aumenta a demanda pelas viagens aéreas, aumentam também as emissões. Além disso, as emissões de óxidos de
nitrogênio (NOx) nos aeroportos pela queima de combustível de aviação deverão dobrar até 2020. Elas causam smog
(fumaça misturada com neblina) e chuva ácida, provocando
doenças e mortes que custam bilhões de dólares à sociedade
todos os anos. Para combater essa situação, em 2001, a
indústria europeia de aviação estabeleceu uma meta de
redução do consumo de combustível em 50% por
passageiro-quilômetro até 2020 e das emissões de NOx
pelos aviões comerciais em 80% até o mesmo ano.
No curto prazo, os especialistas concordam que o
progresso para tornar os motores mais limpos e eficientes
ocorrerá por meio de uma série de pequenos avanços, em
vez de uma revolução. Projetos de desenvolvimento em
universidades, instituições de pesquisa e fabricantes de
motores estão sempre descobrindo pequenos aprimoramentos nos motores para melhorar a eficiência do consumo de
combustível, tais como o projeto PANACEA, liderado pela
Rolls-Royce, em que a Sandvik Coromant foi uma
importante empresa parceira (veja artigo à pág. 31). Devido
à introdução de novos materiais nas peças do motor, o
projeto reduzirá o consumo de combustível de 0,3% a
0,5%, poupando 600 kg de CO2 cada vez que um avião atravessa o Atlântico.
Enquanto isso, o fabricante de motores concorrente
GE Aviation anunciou recentemente um novo sistema de
propulsão para jatos executivos, baseado em uma combinação de tecnologias militares e civis. Seus motores Passport,
que estão em desenvolvimento e deverão entrar em fase de
testes de larga escala em 2013, apresentam uma relação de
pressão mais alta e um compressor feito de materiais novos
e avançados – ainda sem nome. A GE prevê que os motores
terão um consumo de combustível 8% menor e emissões de
NOx consideravelmente mais baixas. “O Passport é [...] o
primeiro sistema de propulsão integrado do mundo projetado especificamente para jatos comerciais de alcance ultralongo e com grandes cabines. Ele dará aos clientes a
possibilidade de voar [...] de maneira mais silenciosa e
eficiente”, adianta Brad Mottier, vice-presidente e gerente
geral da organização de aviação executiva e geral da GE.
Outro projeto de desenvolvimento da GE, neste caso
para jatos regionais, pretende oferecer 15% a mais de
eficiência de combustível do que os motores atuais, novamente graças a materiais avançados ainda em segredo,
novas tecnologias de arrefecimento e uma nova abordagem
para as câmaras de combustão, a parte do motor onde o ar
é misturado com o combustível e inflamado.
Sem dúvida, esses pequenos passos são aprimoramentos
bem-vindos para o desempenho ambiental das aeronaves,
mas saltos mais significativos não serão fáceis de se alcançar. “Há inúmeros desafios”, explica Tomas Grönstedt,
professor associado do departamento de mecânica aplicada
Tomas Grönstedt,
Universidade Chalmers
inovação o futuro dos motores aeroespaciais
ser feito mantendo o ritmo atual de desenvolvimento”,
ressalta.
Dentre as tecnologias em desenvolvimento atualmente
que estão sendo saudadas como soluções plausíveis a
médio prazo estão o motor com intercooler, o motor com
recuperador e intercooler e o rotor aberto. “Mesmo que se
concretizem, o motor com recuperador e intercooler e o
motor com intercooler não deverão estar em operação
antes de 2020. Quanto aos motores de rotor aberto, eu
calcularia provavelmente para um pouco depois de 2020,
considerando a data de entrada em operação”, aponta
Grönstedt.
op
Co
Novos motores,
novos combustíveis
er
/C
orb
is
O uso de biocombustíveis
aumentará drasticamente
As
hl
ey
Motores de rotor aberto: Também conhecidos como propfans, ou motores com
razão de diluição ultra-alta, os motores de rotor aberto oferecem a economia de
combustível de um turbo-hélice (em inglês, turboprop) com a velocidade e o desempenho de um turbofan. Patenteado em 1979, o motor de rotor aberto tem o potencial de
gerar uma economia de combustível de cerca de 30%, mas produz mais ruído que outros
tipos de motores.
Motores de detonação por pulsos: Proposto pela primeira vez há mais de
70 anos, o conceito de motor de detonação por pulsos (PDE) utiliza ondas de detonação
para queimar o combustível e a mistura oxidante. Em vez de queimar, o combustível
explode. Em teoria, o PDE poderia impulsionar um avião até velocidades próximas de
Mach 5, mas até hoje nenhum motor viável foi colocado em produção. Os desafios do
PDE são o ruído e as vibrações.
Motor com recuperador e intercooler: A integração de um intercooler e de
um recuperador, ou trocador de calor, no motor do avião permite recuperar o calor dos
escapamentos para a câmara de combustão e reduzir o aumento de temperatura do
queimador. Isso pode contribuir para uma economia de combustível de cerca de 30% e,
ao mesmo tempo, reduzir as emissões de NOx e os níveis de ruído.
Combustíveis renováveis: A mamona, uma planta que cresce como erva-daninha
em terrenos improdutivos, está sendo aclamada como uma possível fonte de combustível para aviões. Várias companhias aéreas já testaram com sucesso o óleo produzido a
partir das sementes de mamona, declarando ter obtido reduções de até 60% na emissão
de gases de efeito estufa em comparação com o querosene de aviação oriundo do
petróleo. Em junho de 2011, um Gulfstream G450 abastecido com quantidades iguais
de combustível tradicional e biocombustível à base de camelina realizou o primeiro
voo transatlântico movido a biocombustível de que se tem notícia. n
da Universidade Chalmers, em Gotemburgo, Suécia.
“Dentre eles, podemos citar as crescentes dificuldades de se
chegar a motores com uma maior relação total de pressão,
devido ao aumento das temperaturas do ar de refrigeração,
restrições impostas pelo desenvolvimento de novas tecnologias de materiais e pelo impacto negativo do peso e do
arraste nos motores com razão de diluição ultra-alta.
Precisamos sempre encontrar formas de desenvolver novos
materiais, e não há nenhuma garantia de que isso possa
O motor de detonação por pulsos, que tem o potencial
de aumentar radicalmente a eficiência térmica, é uma das
tecnologias de propulsão mais promissoras que estão sendo
pesquisadas. Segundo Grönstedt, porém, há várias questões
importantes que precisam ser resolvidas. “Por exemplo, é
necessário realizar o arrefecimento da turbina em um
ambiente de combustão intermitente. O ruído é outro
desafio”, destaca.
Mas se esses desafios forem superados, os benefícios
ambientais serão consideráveis. “Ao combinar o motor de
detonação por pulsos com arquiteturas de rotor aberto,
avanços nas estruturas dos aviões, tais como a asa integrada à fuselagem, e redução das velocidades de voo, seria
possível obter uma redução de 75% no consumo de combustível por passageiro-quilômetro até 2050, em comparação com o ano base 2000”, aponta Grönstedt.
Essas tecnologias seriam um grande avanço, mas ainda
são variações dos motores de combustão interna de hoje.
Mas então, quando poderemos voar em soluções de “ficção
científica”, baseadas em sistemas de propulsão totalmente
novos e radicais?
“Já surgiram vários conceitos super-radicais projetados
para o ano 2050, mas não vejo nada realmente revolucionário neste momento”, afirma Grönstedt, explicando que a
vantagem da turbina a gás ainda é sua densidade de energia
colossal. “Ela permite produzir uma quantidade fantástica
de empuxo com um peso muito baixo, e isso é muito difícil
de igualar. Pode ser que no ano 2200 ainda estejamos
utilizando essa tecnologia, mas não vamos investir tanto
em desenvolvimento, porque estamos perto de seus limites
em termos de eficiência térmica e de propulsão.”
Talvez não seja necessário substituir o motor de
combustão interna. “Na minha opinião, a aviação ficará
mais ecológica por meio de avanços radicais na eficiência
energética e da implementação completa do uso de biocombustíveis”, pondera Grönstedt. “As algas poderiam ser
uma solução para se produzir a quantidade necessária de
biocombustíveis sem competir com a produção de alimentos. Mas isso exige que os obstáculos técnicos atuais sejam
superados.” n
Novos desafios para a usinagem
A preocupação com o meio ambiente está em alta
Alguns dos números e estatísticas em torno dos motores aeronáuticos podem ser difíceis de assimilar: cada pá de ventoinha de grande
corda exerce uma força centrífuga de cerca de 70 toneladas, equivalente ao peso de uma locomotiva moderna; cada pá de turbina de
alta pressão gera a mesma quantidade de potência que um carro
de Fórmula 1; na parte quente do motor, as pás precisam operar a
uma temperatura centenas de graus acima do ponto de fusão do
material de que são feitas.
“Alguns números são bastante absurdos”, observa
rolls-royce press gallery
Steve Weston, especialista em desenvolvimento de aplicações da
Sandvik Coromant. “Quando tentamos aumentar ainda mais as
temperaturas para aumentar a eficiência e já estamos acima do
ponto de fusão do material, aí sim encontramos desafios.”
Segundo Weston, alguns dos materiais de última geração com
que a Sandvik Coromant precisa trabalhar por solicitação dos
fabricantes de motores aeronáuticos são quase inacreditáveis em
sua estrutura e composição. “Às vezes eles aparecem na nossa
fábrica como se fossem pedras lunares. São difíceis de usinar
devido a sua grande resistência ao cisalhamento dinâmico e têm
uma dissipação de calor ruim, o que pode causar muito mais desgaste nas pastilhas. Mas se eles nos disserem o que querem e nos
derem tempo, encontraremos uma maneira de usiná-los”, garante.
Um desses projetos de que a Sandvik Coromant participou foi
o projeto PANACEA, relacionado com o processamento de uma liga
de níquel avançada para aplicações críticas de motores. Dentre os
parceiros estavam a Rolls-Royce e o Centro de Pesquisas em
Fabricação Avançada, localizado na Universidade de Sheffield,
do qual a Sandvik Coromant tem parceria nível 1.
O objetivo era desenvolver peças de motores – mais especificamente, discos de turbinas a gás – com uma “microestrutura dual”,
para obter diferentes propriedades mecânicas no centro
e na borda do disco. Isso permitiria que os motores trabalhassem a uma temperatura 50°C mais quente, tornando
o motor 1,5% mais eficiente no consumo de combustível.
A tecnologia PANACEA gerará uma economia de 0,6 tone
ladas de CO2 toda vez que um avião atravessar o Atlântico.
A Sandvik Coromant esteve envolvida na usinagem desse
material específico. “Usinamos absolutamente o disco
inteiro em uma única máquina. Isso é algo único, pois
normalmente são necessárias várias plataformas de
máquinas diferentes para usinar as diversas características
das peças. Mas conseguimos produzir novas ferramentas e
desenvolver novas estratégias para usinar cada superfície
do disco”, conta Weston.
Uma versão ampliada está sendo produzida atualmente
para permitir ensaios em larga escala. O disco poderá
ajudar a reduzir o consumo de combustível e as emissões
em operação regular dentro de dois anos. n
Paul Edmondson/Corbis
Novos discos de
turbinas a gás
tornarão os
motores 1,5%
mais eficientes
no consumo de
combustível.
A Sandvik Coromant
foi uma importante
empresa parceira do
projeto PANACEA,
liderado pela
Rolls-Royce.
Poucas empresas
de forjamento
ainda sobrevivem
na Austrália.
texto: Barbara Schulz foto: neil duncan
FORJANDO
O FUTURO
Albury, Austrália. A australiana Overall Forge decidiu realizar as operações
de acabamento na própria empresa, como forma de economizar tempo e
dinheiro para seus clientes e, ao mesmo tempo, fortalecer sua vantagem
competitiva. Para isso, recorreu ao ferramental e à experiência da Sandvik
Coromant.
nnn Localizada no interior do estado de Nova Gales do
Sul, a Overall Forge, maior empresa de forjamento geral da
Austrália que também fabrica matrizes abertas, enfrentava
um problema conhecido de muitas empresas. Para fortalecer sua posição de liderança no mercado, precisava investir
em novas máquinas e expandir para novos mercados.
A empresa com sede em Albury já era líder no fornecimento de grandes peças forjadas para os setores de mineração e exploração de gás e petróleo, mas queria se expandir
para além dos mercados tradicionais. Quando decidiu se
dedicar à usinagem de alta precisão, a empresa optou por
uma parceria com a Sandvik Coromant.
Como parte do plano de crescimento, a Overall Forge
decidiu renovar a prensa de forjar que possuía, fabricada
em 1915. Aumentou a velocidade e a força da prensa e do
manipulador e investiu em máquinas-ferramenta de última
geração, para realizar dentro da própria empresa os trabalhos de usinagem de alta precisão que eram terceirizados.
Porém, havia um problema: a falta de experiência da
Overall Forge nessa área.
“Temos capacidade para desbastar peças forjadas tais
como barras, blocos, cubos, eixos redutores, bocas de poço
e anéis forjados até quase o formato final”, explica o
gerente de operações Reinhard Radisch. “O processo de
usinagem de acabamento é feito na empresa dos nossos
clientes ou, quando eles terceirizam a usinagem, ela
geralmente é feita em outros países.”
A Overall Forge percebeu que, se pudesse fazer a
usinagem de acabamento na própria empresa, propor
cionaria uma economia considerável de tempo e dinheiro
para seus clientes.
“Decidimos investir em um torno CNC e em uma
mandriladora CNC vertical, que nos permitiriam usinar
eixos, discos e anéis de formatos complexos com especificações muito mais rigorosas do que as que conseguíamos
obter”, continua Radisch.
Reinhard Radisch,
gerente de operações
A cooperação provou ser um sucesso tanto para a
Overall Forge como para a Sandvik Coromant e foi reforçada quando a Overall Forge decidiu investir em uma barra de
mandrilar de 4 metros de comprimento, 250 milímetros de
diâmetro e 1.000 kg da Sandvik Coromant.
“Apesar de termos recebido muitas ofertas, optamos pela
parceria com a Sandvik Coromant por causa de sua
abordagem profissional e experiência comprovada. Com a
Sandvik Coromant não compramos apenas as ferramentas,
compramos um pacote, que inclui sua experiência e seu
apoio na retaguarda, e isso é muito importante para
visão técnica
Precisão lucrativa
A Overall Forge recorreu à Sandvik Coromant quando precisou de ajuda para usinar
grandes peças forjadas para instalações de boca de poço para a indústria de petróleo.
A empresa estava tendo dificuldades em conseguir o acabamento superficial e
a tolerância de que precisava, e queria investir em um novo torno CNC. A tarefa exigia
torneamento interno, que é sensível às vibrações, sobretudo se o balanço da ferramenta for grande; neste caso, 10 vezes o diâmetro. Mark Lampe, da Sandvik Coromant,
sugeriu uma barra CoroTurn SL com mecanismo antivibratório Silent Tools, que tem
um amortecedor passivo em seu interior para ajudar a controlar as vibrações.
“A barra é uma solução muito flexível para eliminar as vibrações de aplicações
de usinagem interna, rosqueamento, cortes ou
canais. A barra conta com uma função de troca
rápida do CoroTurn SL, que permite ajustar facilTrabalho sendo
realizado na barra
mente as cabeças de corte para os lados, para
de mandrilar
atender diferentes tamanhos de furos, e substituíSilent Tools.
-las rapidamente para que se adaptem a diversas
aplicações”, explica.
Esse amortecedor consiste em um corpo antivibratório pesado, que fica suspenso na barra por
meio de duas buchas de borracha. Um líquido
viscoso preenche o espaço entre o corpo antivibratório e a superfície interna da barra. Se ocorrer
vibração durante o processo de usinagem, o sistema
de amortecimento entra em ação imediatamente, e
a energia cinética da barra é absorvida pelo corpo
antivibratório. Como resultado, as vibrações são
minimizadas, permitindo obter tolerâncias dimensionais e acabamentos superficiais precisos.
“Claro que é uma vantagem competitiva
poder usinar peças que outras empresas
não conseguem usinar.”
Reinhard Radisch, gerente de operações
Sobre a Overall Forge
FUNDAÇÃO: A Overall Forge foi fundada em 1883 em Sydney, pelo ferreiro John
Overall, com um único martelo com capacidade para uma tonelada. A empresa iniciou
um período de grande expansão na década de 1960, com a compra de seu primeiro
laminador de anéis, que lhe permitiu entrar no setor de exploração de gás e petróleo
e tornar-se o primeiro fabricante do mundo a produzir anéis laminados perfilados sem
costura.
Em 1996, a Overall Forge mudou-se para Albury, Nova Gales do Sul, e desde então
já triplicou de tamanho, com instalações que ocupam 12 mil metros quadrados. É a
maior das poucas empresas de forjamento geral remanescentes na Austrália. O foco
da empresa está nas indústrias globais de exploração de gás e petróleo e mineração.
FUNCIONÁRIOS: Hoje a Overall Forge tem cerca de 85 funcionários.
FATURAMENTO: Vendas anuais de 25 milhões de dólares australianos
(45 milhões de reais).
ÁREAS DE ATIVIDADE: É um importante fornecedor da indústria de mineração e
exploração na Oceania e no Sudeste Asiático, assim como da indústria global de gás e
petróleo, defesa, geração de energia e vários outros setores. n
iniciantes como nós. É desse apoio no dia-a-dia que uma
empresa precisa”, sugere Radisch.
Mais importante AINDA, a Overall Forge precisava de
uma parceria que lhe ajudasse a obter uma usinagem de
precisão de mais alto nível e a resolver os problemas que
estava enfrentando na usinagem de grandes peças forjadas
para instalações de boca de poço para a indústria de
petróleo.
“A Overall Forge estava alcançando um êxito variável na
usinagem das bocas de poço, mas com sua solução caseira
não conseguia obter o acabamento superficial e a tolerância
de que precisava. Isso a levou a investir em um novo torno
CNC”, conta Mark Lampe, engenheiro de vendas da
Sandvik Coromant.
“Eles achavam que tinham as ferramentas certas para o
trabalho. Precisavam obter um acabamento superficial de
3,2 Ra e uma tolerância de +/- 0,5 milímetros. À primeira
vista, não parece muito difícil. Mas a tarefa exigia
torneamento interno, que é muito sensível às vibrações,
sobretudo se o balanço da ferramenta ultrapassar o limite
normal de 4xD”, explica.
No caso da Overall Forge, o balanço era de 10 vezes
o diâmetro, o que acentuava a tendência às vibrações.
As ferramentas Silent Tools foram a solução ideal.
“A Overall Forge percebeu como as vibrações podem
causar efeitos colaterais indesejados, como acabamento
Forjando um nicho de mercado
superficial ruim, precisão insatisfatória e redução da produtividade”, observa Lampe. “As limitações relacionadas à
estabilidade no mandrilamento fazem com que seja necessário tomar ainda mais cuidado durante o planejamento e a
preparação da produção. Selecionar a barra de mandrilar
correta para a operação, aplicá-la corretamente e fixá-la de
maneira adequada são medidas que contribuem consideravelmente para manter a deflexão da ferramenta e a vibração
em níveis mínimos, melhorando assim a qualidade do furo
que está sendo usinado.
“Fornecemos à Overall Forge uma barra CoroTurn SL
com mecanismo antivibratório Silent Tools. Ela é a nossa
maior ferramenta standard e representa uma solução muito
flexível para eliminar as vibrações de aplicações de
usinagem interna, rosqueamento, cortes ou canais”,
prossegue. “A barra conta com uma função de troca rápida
do CoroTurn SL, que permite ajustar facilmente as cabeças
de corte para os lados, para atender diferentes tamanhos
de furos, e substituí-las rapidamente para que se adaptem
a diversas aplicações.”
Para as duas empresas, há muito potencial no futuro.
“Claro que é uma vantagem competitiva poder usinar
peças que outras empresas não conseguem usinar. Há
algumas peças forjadas complexas que queremos usinar
na própria empresa no futuro e esperamos que isso atraia
mais trabalhos de usinagem por parte dos clientes atuais
e de novos clientes”, aponta Radisch. n
O forjamento tornou-se um setor muito especializado e
apenas três empresas oferecem esse serviço na
Austrália. Segundo o gerente de operações da Overall
Forge, Reinhard Radisch, a natureza sofisticada das
operações da empresa é o que a distingue da
concorrência.
“As operações de forjamento geral exigem grandes
investimentos de capital. As empresas australianas
competem diretamente com empresas europeias,
americanas e asiáticas. A Overall Forge se mantém
competitiva porque nos especializamos em peças
forjadas complexas e de alta qualidade, com fortes
exigências quanto aos testes de materiais. É um nicho
de mercado em que muitas empresas de outros países
têm dificuldade de competir”, afirma.
A maioria dos clientes da Overall Forge são
conglomerados estrangeiros. Os pedidos são feitos por
subsidiárias de empresas de gás e petróleo ou por
intermediários dessas empresas. Empresas como a
Overall Forge não tratam diretamente com os clientes
finais. Elas fornecem conforme as especificações do
cliente final, mas por meio de uma “empreiteira”, que
coordena todas as atividades necessárias do projeto
em nome do cliente final (empresas de gás e petróleo).
Da mesma forma, no setor de mineração, a Overall
Forge fornece para empresas que prestam serviços
para a indústria de mineração ou que fabricam
equipamentos para essa indústria. n
Mark Lampe,
Sandvik Coromant
tecnologia
texto: elaine mcClarence
Desafio: Obter maior produtividade
e rentabilidade na produção de pás de
turbinas.
Solução: Criar soluções para
usinagem de turbinas com base no
amplo conhecimento da indústria
de ferramentas.
O desafio da usinagem
de pás de turbinas
Nos próximos 20 anos, o setor de geração
de energia deverá receber uma demanda sem
precedentes em âmbito mundial, alimentando
o crescimento da indústria de turbinas a gás e
vapor. As pás das turbinas estão no cerne de
qualquer projeto de turbina e operam em um
ambiente extremamente exigente.
Como as empresas precisam produzir peças
de natureza complexa sem nenhum defeito, a
fabricação de pás de turbinas em larga escala é
um desafio. É necessário garantir a segurança e
a eficiência dos processos de usinagem e, ao
mesmo tempo, obter aumento de produtividade.
A Sandvik Coromant tem dedicado esforços
consideráveis no desenvolvimento do
conhecimento da aplicação em soluções de
usinagem para pás de turbinas. As estratégias
de ferramental precisam levar em conta fatores
como tamanho, tipo e desenho das pás,
quantidades a serem usinadas e fluxo dos
processos, bem como fatores econômicos e
outros. A diversidade de desenhos das pás e dos
processos de fabricação torna irrealista querer
oferecer uma estratégia única de ferramental. A
Sandvik Coromant optou por uma abordagem
estratégica referente às peças, em que as
características individuais das pás são
combinadas com o conhecimento das ferramentas de corte para desenvolver a melhor solução
de ferramental.
Exemplo de eficiência
Em uma operação de desbaste no perfil do
aerofólio de uma pá de turbina, o blank era de
aço inoxidável martensítico X22CrMoV12-1, com
330 mm de comprimento, 97 mm de largura e
55 mm de altura. O comprimento final exigido
para a pá era de 270 mm. Foi realizado water
line milling (fresamento na linha d'água) com
uma fresa CoroMill 100 de 50 mm de diâmetro.
Configuração do ferramental: velocidade de
corte de 280 m/min, avanço por dente de
0,4 mm, profundidade axial de corte de
3,0 mm, profundidade radial de corte variando
no máximo em 80%. n
Os materiais mais comuns para as pás das
turbinas são os aços inoxidáveis, desde os
relativamente simples de usinar até os mais
exigentes, como os superdúplex. Em geral, as
pás são usinadas a partir de blanks inteiriços até
adquirirem seu formato final, mas também é
possível utilizar peças forjadas e peças fundidas
de precisão.
Embora a Sandvik Coromant tenha ferramentas para todas as etapas da usinagem, as
Acabamento do
aerofólio
Para a mesma pá, a operação posterior de
acabamento do aerofólio foi realizada por
meio de uma operação de perfil espiral com
5 eixos, utilizando uma CoroMill Plura de
10 mm de diâmetro com quatro canais e
raio de 3 mm.
Nessa operação, a configuração do ferramental era: velocidade de corte de 340 m/min,
avanço por dente de 0,12 mm, profundidade
axial de corte de 0,5 mm, profundidade radial
de corte de 2,0 mm, gerando uma crista com
0,02 mm de altura. n
operações de desbaste e acabamento do aero
fólio são áreas específicas em que as soluções
de ferramental e o conhecimento de usinagem
e de materiais exercem grande influência na
qualidade da pá e na produtividade.
As operações de desbaste podem remover
cerca de 60% a 70% da matéria-prima do blank.
Essa operação exige muito das ferramentas,
colocando cargas pesadas sobre elas, e os
Rolls-Royce Press gallery
Fresa CoroMill
100
fabricantes precisam ter uma previsão de sua
vida útil para poder controlar a remoção de
material e manter o desempenho por meio de
uma troca rápida das ferramentas. A usinagem
do aerofólio é uma etapa crítica do processo de
fabricação, com uma grande variedade de
soluções de usinagem disponíveis. A escolha
depende do material em que a pá será
fabricada, da máquina-ferramenta e dos
recursos do software de CAM. A implementação de uma solução apropriada de última
geração exige que se levem em conta as
propriedades da pastilha de metal duro, a
formação de cavacos e os percursos controlados das ferramentas. Tudo isso exige um
conhecimento aprofundado, como o disponível
na Sandvik Coromant.
O acabamento é uma operação extremamente
difícil, que pode exigir uma rugosidade super
ficial inferior a 10 mícrons (0,01 mm). Em uma
operação tão crítica, é necessário levar diversos
fatores em consideração. Normalmente, a
solução de ferramental depende do tipo de
máquina-ferramenta. O acabamento costuma
ser feito em uma máquina de 5 eixos. As fresas
inteiriças de metal duro são comuns nessa
aplicação e a escolha do diâmetro, do raio e do
número de cortes da fresa deve ser combinada
Uma abordagem estratégica em
relação às peças é mais indicada
no caso de soluções de ferramentas para pás de turbinas.
com a escolha do ângulo de ataque e com
considerações sobre a superfície de contato,
a fim de usar as propriedades da fresa de
forma otimizada.
A Sandvik Coromant está dedicando um
esforço considerável para combinar sua
seleção de ferramentas premium com seu
conhecimento de aplicação para ajudar os
fabricantes de pás de turbinas a atenderem a
demanda industrial por seus produtos nos
próximos anos. n
Resumo
Com o aumento da demanda por energia elétrica, os
fabricantes de pás de turbinas enfrentam um
aumento dramático na demanda por essas peças
fundamentais para a geração de energia. A Sandvik
Coromant tem se empenhado para atender as
necessidades de maior produtividade por parte dos
clientes com um programa que combina ferramentas
premium com sólidos conhecimentos. n
Solução total
texto: TURKKA KULMALA foto: mattias borg
Pouso seguro
As peças do trem de pouso de um avião geralmente passam
despercebidas pela maioria dos passageiros. Além disso, durante o voo,
representam um mero peso morto. Mas durante as várias décadas de vida
útil de uma aeronave, essas peças devem suportar milhares de ciclos de
carga extrema. Esse dilema requer, por um lado, uma confiabilidade
estrutural extrema e, por outro, o menor peso possível.
Usinagem de furos
profundos
reto e estreito
Embora tenha uma aplicação muito específica,
a usinagem de furos profundos (DHM) é o método
predominante na fabricação de trens de pouso.
Durante a furação profunda da nervura principal,
o maior e o mais pesado componente de um trem
de pouso, cerca de 70% de material - blank de
titânio ou aço forjado alta ligada - é removido em
uma máquina específica para essa operação.
Fresamento
de titânio
Fresa long-edge
CoroMill 690
O aumento do tamanho dos aviões exige
novos materiais com ótima relação
resistência-peso para reduzir o peso total.
Essa é a principal razão para a proliferação
do titânio como material estrutural nas
aeronaves.
Quer saber mais? Visite www.sandvik.coromant.com/aerospace
Torneamento
interno
Balanços extremos
Os formatos e as tolerâncias mais estreitas
dos furos realizados pela operação de furação
profunda exigem torneamento interno, em que
o próprio tamanho dos furos representa um
desafio. A relação comprimento-diâmetro exigida
da barra de mandrilar muitas vezes também é
muito grande, de até 14:1.
Tornofresamento
Rígido e preciso
O tornofresamento com as fresas CoroMill
390-11 e 390-18 é um método eficiente para
a usinagem do diâmetro externo, proporcionando um desbaste eficiente e um acabamento
preciso, com altas taxas de remoção de metal.
As patas robustas
do pássaro de metal
Estrutura da roda
dianteira, também
utilizada para
sustentar as luzes
de pouso.
Trem de pouso dianteiro, necessário
para as manobras
de taxiamento.
As principais peças do trem de pouso de um avião de
passageiros são a nervura principal (cilindro), o amortecedor de impacto (pistão) e o suporte do bogie (suspensão da
roda).
Um trem de pouso ideal é,
acima de tudo, compacto,
robusto, confiável e durável.
No momento da aterrissagem,
deve suportar um peso de até
500 toneladas a 340 km/h
– a velocidade máxima de um
carro de Fórmula 1. E essa
O trem de pouso deve suportar
situação se repete muitas
um peso de até 500 toneladas a
outras vezes durante as 80
340 km/h – a velocidade máxima
mil ou mais decolagens e
de um carro de Fórmula 1.
aterrissagens que uma aeronave realiza ao longo da vida
útil de um trem de pouso, geralmente de 20 anos.
Devido à natureza altamente crítica dos trens de pouso
em termos de segurança, eles são projetados para
suportar sobrecargas de até 200%. n
Fontes: Messier-Bugatti-Dowty
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© AB Sandvik Coromant 2012:1
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