Fazer mais com menos potência, reduzindo os custos de produção, o desperdício de energia e de material, ganhando agilidade e eficiência nos processos de corte, dobra e conformação. Esses objetivos merecem investimentos significativos das indústrias que fornecem máquinas de corte, dobra e conformação de metais e, sempre que um ganho é alcançado, uma nova meta é definida.
A necessidade de redução de emissões para o meio ambiente e de custos de produção, atrelada ao nível de exigência do mercado tecnológico, favorecem o crescimento exponencial de inserção dessas máquinas no mercado. Elas substituem procedimentos convencionais e até manuais, de altos custos e que exigem o desenvolvimento de ferramentais inovadores, flexíveis, precisos e de baixo impacto ao meio ambiente.
Entre as vantagens, especialistas como Fábio Hollatz – diretor-executivo do BLM Group do Brasil – também enumeram menor custo de aquisição e de armazenamento da matéria-prima; menos dependência de fornecedores; redução de sucatas e do lead-time para fabricação do produto final; possibilidade de planejamento de produção; precisão e qualidade constantes.
Segurança operacional, qualidade de acabamento da peça e precisão de corte são aspectos citados como evoluções proporcionadas pelas fabricantes e cada vez mais presentes no mercado. Englobam máquinas que fazem setup automático, garantem precisão de ângulo e repetibilidade, entre outros fatores como relação custo-benefício positivo, praticamente eliminando o retrabalho.
No caso da Trumpf, por exemplo, corte, solda, marcação e processamento de superfícies a laser são disponíveis em várias configurações, e a empresa produz o laser, o cabeçote e monta a máquina, adquirindo apenas alguns componentes de terceiros. O emprego de tecnologia permite aproximar as peças, reduzindo o desperdício de energia e de material, cortar espessuras mais grossas usando ar comprimido como gás de assistência para limpeza do corte.
Nesse mercado, as tecnologias somam-se, até por atenderem práticas especiais com excelência, reduzindo, por exemplo, a rugosidade do corte. João Visetti, CEO da Trumpf, comenta que “5% do mercado exigem qualidade de corte em que a melhor opção ainda é o corte a laser de CO2, que é mais caro. Para atender esse mercado, a Trumpf é uma das poucas empresas que ainda fabrica laser de CO2”.
A Fort Equipamentos, do Rio Grande do Sul, foi fundada há 15 anos, distribuindo equipamentos para “oxicorte e, na sequência, de plasma. Seguimos investindo em tecnologia, montamos um centro de tecnologia com laboratório para desenvolver produtos para o plasma. Depois, com essa batida frenética do mundo globalizado, o laser veio para tirar o mercado do plasma e, para nos mantermos no mercado, estamos há 3 anos investindo no laser. O resultado foi o lançamento oficial, na FEIMEC 2022, de uma máquina híbrida, fabricada no Brasil, com tecnologia própria, que utiliza plasma ou laser, segundo a necessidade e a aplicação do cliente”, relata Samuel Brasil, diretor da empresa, e afirma: “A Fort tem máquinas das três modalidades”.
A diversidade dos métodos de conformação tem características próprias, e os benefícios, vantagens e desvantagens estão diretamente vinculados à aplicação, ou seja, à finalidade a que o trabalho de corte e dobra de metais destina-se. O assunto é lembrado por Luís Felipe Carrijo Silva, engenheiro de Aplicações na Esquadros Indústria e Comércio. Entre eles, elenca “estampo de corte, corte de chapas por guilhotina e corte de chapas por tesouras rotativas (slitter). Para dobras, podemos citar: dobra de chapas em máquina dobradeira, dobra em máquina viradeira, calandragem, conformação por rolos (perfiladeiras) e endireitamento de chapas metálicas”.
No geral, a conformação consiste na alteração controlada da forma, da superfície e das características do material, sem alterar sua massa nem a composição do material original. Há muitas variáveis, mas a nomenclatura é baseada na norma alemã DIN 8582, que, segundo o tipo de solicitação, classifica as técnicas de conformação dependendo da direção principal da tensão imposta em conformação por compressão; por dobra; por tração e compressão combinadas; por tração; e por cisalhamento.
Além disso, a DIN 8582 subdivide esses cinco processos de conformação em 17 diferentes tipos, de acordo com o movimento relativo entre a ferramenta e a peça, geometria da ferramenta e geometria da peça.
O engenheiro de Aplicações da Esquadros adverte para o fato de que “o cisalhamento (corte), embora seja um procedimento de separação, normalmente também é classificado como uma técnica de conformação, uma vez que é geralmente usado de forma complementar a outras formas de produção”.
Já Márcio Garcia – diretor de Aplicações Robóticas da Yaskawa – relaciona cinco métodos de corte – laser, plasma, com jato d´água de alta pressão, com fresas e spindle de alta rotação e por ultrassom – ao falar sobre a inserção da robótica no trabalho de dobra e conformação: “A robótica é a união dos processos em perfeita harmonia, produtividade e segurança. Por isso, possui participação super importante, principalmente para o atendimento da ergonomia, manipulando com muita facilidade as peças, antes, durante e depois de dobradas, e já verificando a atividade posterior, como calibração, corte e medição”.
A definição da tecnologia ideal para a atividade do cliente, para os entrevistados, é diretamente dependente de análise da aplicação – ou engenharia de aplicação – ou de um especialista de corte, afinal é essencial para a fornecedora da máquina conhecer os requisitos (volume de processamento, custo, qualidade, precisão, budget para investimento) da empresa compradora para a fabricação de seu produto.
Os robôs também entram nesse estudo de viabilidade técnica da produção, observando materiais, segurança, níveis de qualidade e produtividade. “Há equipamentos para corte com laser, corte com plasma de alta definição, corte com jato d’água de alta pressão, corte com fresa elétrica de alta rotação com ou sem troca rápida de ferramentas, corte com ultrassom, etc.”, frisa Garcia, afirmando que “todas essas tecnologias são empregadas no Brasil, em diversos segmentos da nossa indústria”.
Pesquisa e investimento
Nos últimos anos, a Indústria 4.0 impactou significativa e rapidamente o setor de máquinas para processamento e conformação de metais. Qualidade, prazo de entrega e segurança em conformidade com a NR-12 são requisitos imprescindíveis, aos quais as fabricantes se adequaram. Mas não é o suficiente, esforços também são envidados no aumento da capacidade de resposta com ênfase na prestação de serviços – assistência técnica permanente, serviço de campo, consultoria e capacitação técnica – e na disponibilidade de peças de reposição originais em estoque para entrega imediata, entre outros.
Sendo assim, o investimento em pesquisa e desenvolvimento varia de empresa a empresa, mas é permanente. O CEO da Trumpf Brasil, por exemplo, informa que na empresa, em âmbito global, situa-se ao redor “de 10% do faturamento. No último ano fiscal – julho de 2021 a junho de 2022 – esse percentual correspondeu a 380 milhões de euros”.
Entre os resultados obtidos por essa empresa alemã está um algoritmo de Inteligência Artificial gerado a partir de qualidade de solda que assegura a qualidade de corte. Visetti elucida que “uma câmara no cabeçote olha o corte em tempo real e procede aos ajustes necessários. Além disso, os investimentos levaram ao desenvolvimento de uma tecnologia capaz de fazer nanojuntas com muito menos tempo”.
A lista de conquistas é vasta, mas muitas integram os mais recentes lançamentos da empresa. Em 2018/2019, por exemplo, a Trumpf lançou uma máquina que, desde então, vem evoluindo e, hoje, “ficou 50% mais produtiva, com a mesma potência do laser”. Nos últimos dez anos, uma outra máquina – recorda o CEO da Trumpf – “ficou três vezes mais produtiva e consome 50% menos energia. Na área do laser, a nossa máquina de 12 kW de potência produz seis vezes mais do que há 10 anos. Em 2018, apresentamos nossa máquina de 6 kW. Hoje, com o dobro de potência do laser (12 kW) ela é três vezes mais produtiva”.
“As empresas que valorizam inovação e tecnologia e investem em pesquisa e desenvolvimento têm conseguido aprimorar seus produtos e absorver as novas tecnologias. As empresas que não reagem às evoluções vão ficando rapidamente defasadas, e as diferenças entre os produtos estão cada vez mais evidentes”, previne Silva, falando do desenvolvimento pela Esquadros de um novo modelo de perfiladeira capaz de conformar perfis U, C e Z com ajuste 100% digital e automático para as diferentes medidas, sem qualquer necessidade de intervenção manual do operador, para materiais com resistência de até 600 N/mm2.
Entre as inovações, o engenheiro de Aplicações na Esquadros elenca linha de corte combinado, “uma solução exclusiva que permite a realização de todas as operações de corte simultaneamente em uma única máquina; perfiladeira de perfis estruturais com estampo em voo inteligente, que estampa os perfis já conformados, sem paradas, com máxima precisão e produtividade, e formadora de tubos com sistema de troca rápida do ferramental de conformação, que faz a troca em até 30 minutos, para produção de diferentes medidas de tubos”.
No caso do BLM Group – grupo Italiano especializado na fabricação de equipamentos para conformação de tubos, chapas e arames, laser por fibra/CO2, sistema de movimentação e fixação full eletric, setup 100% automático para os setores automotivo, agrícola, moveleiro etc. –, Hollatz salienta a busca do mercado por “processos precisos, estáveis e flexíveis, o que resulta no incremento de nossos equipamentos no mercado atual, que não permite mais amadorismo, visto o nível de concorrência mundial que ameaçam esses clientes”.
O relacionando entre a máquina e os robôs colaborativos é uma realidade assinalada por Visetti, ao falar sobre a presença da empresa no setor de solda: “A Trumpf tem buscado trazer soluções mais competitivas, oferecendo ao mercado células de solda a laser e MIG-MAG, com robôs colaborativos. Isso é um passo importante para os clientes que buscam fazer a transição de solda manual para a solda automatizada, que pode tanto ser laser ou a MIG-MAG. Esse sistema híbrido entre a solda manual e a automatizada está mostrando-se tendência em vários países”.
A evolução das novas tecnologias estão sendo direcionadas para o 5G e indústria 4.0 – preceitua Garcia – favorecendo e agilizando o acesso a informações de chão de fábrica, tornando possível acompanhar e antecipar possíveis problemas, sejam eles em equipamentos ou desvios na qualidade no produto final: “Na robótica não seria diferente, a Yaskawa fez recentemente o lançamento de software que disponibiliza às empresas todas as informações dos robôs presentes no sistema, coletando e armazenando dados de diferentes modelos de controladores e equipamentos Yaskawa”, anuncia.
Tendências
Os investimentos em P&D sinalizam as tendências. Várias são as inovações e aplicações citadas pelos entrevistados: laser por fibra deve ganhar cada vez mais espaço; o plasma atende nichos em que gera benefícios segundo a necessidade do cliente; software amigável para uso pelo operador; transferência da manutenção para o cliente, via treinamento da equipe e dos operadores.
No entanto, os entrevistados ressaltam a defasagem tecnológica histórica do parque industrial brasileiro em relação ao dos países mais desenvolvidos e citam pesquisas que medem a idade média das máquinas nacionais entre 10 e 15 anos, ou seja, com máquinas antigas, a necessidade de renovação é inquestionável, garantindo às fabricantes de máquinas e equipamentos um mercado imensurável.
Naturalmente, esse contexto varia em consonância com a destinação da máquina, o porte do cliente e a finalidade de utilização. Enquanto o diretor da Fort enaltece o uso de máquinas com até 3 KW, “observando o custo-benefício do processo, lembrando que é suficiente para cortar até 19 mm ou 3/4 de polegada, inclusive porque em nosso País o aço é diferente, dificultando o uso de máquina de maior potência”; Hollatz cita “lasers cada vez mais potentes, com mais controles e com diversos tipos de regulagens e correções automáticas”.
Visetti preconiza menos dependência do operador, ou seja, “os equipamentos terão cada vez mais segurança, mais autonomia e desempenharão atividades complementares. Além disso, as máquinas têm recursos avançados, como o autoajuste do corte a laser, que identifica, em tempo real, a fenda de corte e as reflexões ali geradas, ajustando os parâmetros de corte automaticamente e compensando, assim, variações de espessura, qualidade do material, acabamento da superfície, como, por exemplo, áreas com oxidação ou tinta e/ou espessura, sem que a peça seja comprometida”.
Por outro lado, Silva relata que, no mercado, inúmeras indústrias ainda dispensam a automação em aspectos básicos, como “motorização do desbobinador, expansão hidráulica do mandril do desbobinador e carro automático para carga e descarga das bobinas, além de itens que agregados podem proporcionar uma operação hands-free. A tendência é por máquinas que produzam com qualidade e precisão, monitoradas em tempo real, que combinam flexibilidade e produtividade e que tenham capacidade para processamento de novos materiais de alta resistência”.
Em outras palavras, a Esquadros trabalha com a consciência de que a evolução tecnológica está em linha com os princípios da indústria 4.0 e foca aumento da eficiência e da competitividade da indústria. Sendo assim, Silva traduz o entendimento da empresa na forma de “máquinas com nível cada vez maior de automação, eliminando trabalhos manuais repetitivos; máquinas mais seguras, integradas aos sistemas de gestão da empresa; e serviços prestados remotamente, respeitando os protocolos de segurança”.
O contraponto é feito por Urtado ao falar sobre as incertezas do mercado industrial brasileiro, responsáveis por fazerem “com que os investimentos não sejam na mesma proporção das tecnologias desenvolvidas pelos fabricantes, faltam incentivos para as indústrias, além de haver uma escassez de mão de obra qualificada”.
NR-12 – o gargalo da norma da segurança
Criada em 1978, a NR-12 passou por diversas adequações ao longo dos anos, sendo que as mais substanciais foram feitas pela publicação da Portaria SIT nº 197, de 17 de dezembro de 2010, impactando significativamente o setor, que reagiu e se adaptou. Algumas máquinas tiveram de passar por modificação completa do projeto estrutural.
Concordantes com a premissa de que a NR-12 trouxe evolução no mercado com relação a proteções mecânicas de acesso aos equipamentos, os entrevistados salientam pontos específicos com relação à segurança, seja do operador, seja da máquina, seja do meio em que a máquina está funcionando, e destacam, ainda, as ações implementadas para atender os rigores da lei e a oportunidade de evolução de processos e equipamentos.
No entanto, além de haver empresas “que fornecem máquinas que não estão devidamente enquadradas à NR-12”, constata Silva, e alerta: “Muitas das máquinas importadas não têm nenhuma conformidade com a norma de segurança brasileira”. Usando a empresa em que atua como exemplo, observa que “a máquina perfiladeira de telhas da Esquadros teve o projeto estrutural concebido levando em consideração a norma. Como a reação foi rápida, a empresa foi pioneira no mercado no quesito enquadramento à NR-12. Hoje, todas as nossas máquinas estão totalmente adaptadas a NR-12”.
O enquadramento da máquina na NR-12 vai muito além de instalar algumas grades de proteção externas, enfatiza o engenheiro de Aplicações da Esquadros, citando o passo a passo: “Deve ser elaborada análise para apreciação e redução de riscos por engenheiro habilitado, em conformidade com a norma ABNT NBR 12100. Todos os dispositivos de segurança devem ser devidamente certificados de acordo com a classificação da categoria de risco. Além de proteções físicas fixas e móveis, as máquinas devem contar com dispositivos de monitoramento e intertravamento eletrônicos, garantindo segurança em todas as zonas de risco”.
O laser – e consequentemente seus usos e vedação – é lembrado pelo diretor-executivo do BLM Group e o CEO da Trumpf, que cobram cuidado com a reflexão.
“Nos últimos anos vemos grande desatenção voltada à aplicação do laser, principalmente do tipo fibra, que apresenta alto poder de reflexação invisível que, quando não há proteção eficiente, causa danos irreparáveis à visão em usuários e naqueles que circulam ao redor do equipamento”, explica Hollatz.
Opinião semelhante é expressa por Visetti, ao destacar que a Trumpf, uma das poucas que ainda fabrica laser de CO2: “As máquinas que desenvolvemos são totalmente seladas, garantindo que o laser não irá escapar e atingir o operador, pois o processo de corte e solda reflete parte da luz, e esse reflexo é a mesma luz gerada”.
Ergonomia também faz parte da segurança do operador e merece atenção dos fabricantes, pois facilitam a operação. A Trumpf, por exemplo, desenvolveu nova versão de sua dobradeira de maior sucesso, colocando em primeiro plano as necessidades do operador, que pode contar com vários componentes ergonômicos, novo conceito de controle e dois sistemas de medição de ângulos para aumentar a precisão da dobra. “Esse é um fator decisivo que influencia a qualidade e a produtividade do processo de dobra”, reforma o CEO da empresa.
Potência (não) é tudo
“Para o comprador a potência é o principal, e depois ele procura preço”, declara Visetti. “Nosso trabalho é dimensionar corretamente o equipamento visando à melhor produtividade atrelada ao menor consumo, além de muitas vezes viabilizar o investimento apresentando a solução mais honesta para aquele cliente”, reforça Hollatz.
Ambos os executivos e os demais entrevistados estão alinhados quanto a esse ponto. Para eles, a potência – que deve ser bem dimensionada – sozinha não resolve tudo, pois a tecnologia também interfere na produção. O projeto da máquina define a potência capaz de fazer o equipamento funcionar de acordo com as especificações técnicas oferecidas. Subdimensionada ou superdimensionada, a potência refletirá no consumo de energia, funcionamento e eficiência dos acionamentos.
É Silva quem complementa: “A potência é importante, mas não pode ser analisada isoladamente. Há de se considerar, por exemplo, a eficiência energética. Uma máquina que conta com motores de alto rendimento poderá disponibilizar potência útil no eixo da máquina muito maior do que a de um motor standard, que tem potência de entrada muito maior, porque este é pouco eficiente e gera muitas perdas. Também, a potência é uma relação entre torque e rotação, de forma que a máquina mais potente não é necessariamente a mais forte”. Vale destacar o motor standard citado pelo entrevistado não é permitido no Brasil, mas, como não há verificação no despacho aduaneiro para máquinas, algumas importadoras oferecem máquinas com esses motores.