Ninguém, no mundo, discute a excelência e precisão dos relógios da marca suíça Rolex. O que quase ninguém sabe, seja no Brasil, ou em qualquer outra parte do planeta, é que peças e partes da estrutura de todos os relógios produzidos pela famosa marca suíça são cortadas a laser por sofisticados equipamentos fabricados na região Sul do Brasil em uma unidade industrial inaugurada em 2008 em Florianópolis (SC). Aliás, da mesma planta de onde saíram os equipamentos para a Rolex, também saíram máquinas semelhantes utilizadas por empresas como GE, ABB, TRW, SEW, Bosch, Siemens, Black & Decker, Mahle, Borgwarner, Whirlpool, Itrom, Tramontina, Docol, Weg, entre tantas outras.
As máquinas de corte a laser de fibra ótica representam uma evolução sobre a tecnologia conhecida do corte a laser por CO2, que, por sua vez, já correspondia a uma evolução vertiginosa sobre as conhecidas formas de corte de metais. No passado, o corte de metais era realizado apenas por meios mecânicos com remoção de material através de serras. Depois vieram os processos térmicos com emprego de consumíveis, caso dos cortes a plasma. Mais recentemente entrou em cena o corte com água (pura, ou com abrasivos). E, nos últimos anos, difundiu-se a tecnologia dos fótons, com o qual insere-se a luz como elemento de corte.
Levando-se em conta apenas a última etapa dessa evolução tecnológica, primeiro surgiu o corte a laser a CO2 e, em seguida, o processo a laser de fibra ótica. As duas alternativas relacionam-se ao processo que gera um feixe de laser que corta o material. No primeiro processo, o feixe de laser é gerado por mistura de gases. No segundo caso, a geração ocorre pela excitação de cristais.
No processo ‘a CO2’, o feixe de laser apresenta comprimento de onda da ordem de 10 mícrons e eficiência de cerca de 10% (no máximo). Ao lado da baixa eficiência, o processo também exige a instalação de turbinas de refrigeração para baixar o calor gerado a níveis compatíveis durante as operações (tais turbinas devem passar por manutenções periódicas e serem substituídas, em média, a cada 40 mil horas de trabalho). No processo ‘de fibra ótica’ o comprimento de onda chega a 1 micra, aproximadamente, e apresenta eficiência de até 50%. Além disso, não necessita de muita refrigeração e como não emprega turbina de arrefecimento, os custos de operação e manutenção são reduzidos (a vida útil da fonte é igual ao tempo de vida do equipamento).
Espelhos x fibra ótica
Há, também, outras diferenças entre os dois processos. Em máquinas que empregam o sistema ‘a CO2’ o transporte do feixe é feito por um conjunto de espelhos, que necessita de manutenção periódica para realinhamento no cabeçote de corte (os espelhos devem ser substituídos com certa regularidade por estarem sujeitos à fadiga térmica e contaminação por impurezas que entram no circuito). Em máquinas que empregam o sistema ‘de fibra ótica’, o feixe é transportado através de cabo de fibra óptica implicando, praticamente, na inexistência de manutenções preventivas e corretivas.
Por conta da baixa eficiência na geração de laser a CO2 e grande necessidade de refrigeração, o consumo de energia é maior nesse sistema em comparação às máquinas de corte a laser de fibra, que consomem menos energia por não necessitarem de tanta refrigeração. Análises de emprego dos dois sistemas apontam que, em média, máquinas laser de fibra ótica apresentam consumo de energia 60% menor que equipamentos que empregam sistema de corte a laser de CO2.
Até pouco tempo o mercado, representado pelas empresas que utilizam máquinas de corte a laser, considerava que os equipamentos dotados do sistema ‘a CO2’ podiam ser empregados em um universo de corte mais amplo que os equipamentos dotados do sistema ‘de fibra’. Em outras palavras, que o sistema ‘a CO2’ apresentava a capacidade de cortar chapas metálicas (aço, principalmente) de espessuras mais robustas que o sistema ‘de fibra ótica’, aplicado apenas em chapas mais delgadas. Hoje, com a expansão dos estudos e avanço da tecnologia, as máquinas de corte a laser de fibra ótica estão totalmente adaptadas ao corte de chapas de aço de até 1 polegada de espessura.
A razão dessa ampliação no universo de aplicação da tecnologia decorre diretamente do ‘controle eficaz’ do comprimento de onda do feixe de luz gerado no processo que, ao ser alterado para amplitudes maiores (em direção aos 10 mícrons) torna o sistema apropriado ao corte de chapas mais grossas e sem perda da qualidade da operação, ou resultado obtido. Historicamente, por operar com feixe de luz de comprimento de onda mais curto e melhor absorvido por materiais altamente reflexivos e condutores, a tecnologia de corte a laser de fibra concentrava-se em materiais nãoferrosos, como alumínio, bronze, ou cobre. Com a evolução dos estudos o sistema passou a ser empregado, também, no corte de aço carbono, aço inoxidável.
As máquinas de corte a laser, seja pela opção ‘a CO2’, ou ‘fibra ótica’, estão perfeitamente alinhadas (umas menos, outras mais) ao que se configura como Indústria 4.0. Nem tanto pelo avanço tecnológico que comportam; mas, mais claramente pelo ‘momento’ em que essa tecnologia (corte a laser) e o conceito (de Indústria 4.0) despertaram para o cenário industrial global. São assim consideradas por estarem surgindo como máquinas que transferem aos produtos finais qualidade incomparável e reduzido custo de operação/produção. E apresentam essa capacidade exatamente por disporem de elevado grau de ‘inteligência artificial’ embarcada, extrema conexão máquinas/máquina e perfeita adaptação às linhas de produção, esses equipamentos acabaram por ‘encaixar-se’ perfeitamente ao que se identifica como a chamada operação industrial do futuro.
Preço reduzido
Com relação à tecnologia laser de fibra ótica, em si, não há grandes novidades para os mercados clientes. As notas de destaque ficam por conta da hoje fácil acessibilidade aos equipamentos que empregam o sofisticado sistema de corte. Os destaques ficam mais por conta do baixo custo das máquinas, da assistência técnica disponível e, principalmente, em função do estágio de altíssima evolução desses equipamentos, desenvolvidas no Brasil e comercializadas nos principais centros industriais do mundo. Atualmente, os equipamentos dessa família de tecnologia são fabricados e disponibilizados no Brasil por preço até 40% inferior aos importados da China, um centro fabricante de máquinas de corte similares e de presença global.
A facilidade de compra, via financiamento da Finame, representa uma vantagem inequívoca dos equipamentos produzidos no Brasil em relação aos demais importados e oferecidos por fabricantes distribuídos por Alemanha, Estados Unidos e China, fundamentalmente. Outro detalhe que concorre a favor dos equipamentos brasileiros diz respeito à assistência técnica imediata, independente do local em que esteja situado o cliente com algum tipo de problema em solo brasileiro.
No que diz respeito à concepção das máquinas a laser de fibra ótica, observa-se que são equipamentos instalados, principalmente, em indústrias altamente exigentes, onde falhas, ou paradas inesperadas são inaceitáveis e podem resultar em grandes prejuízos. Empresas que caminham em direção à chamada ‘Indústria 4.0’ e cujo perfil inclui produções otimizadas e/ou customizadas (variam em função das demandas e exigência de seus próprios clientes), com baixíssimo índice de defeitos e rejeitos, baixo consumo de insumos e, por consequência, preços finais de produtos acessíveis aos mercados compradores. Empresas cujo chão de fábrica inclui equipamentos integrados ao sistema ‘smart’ de monitoramento preditivo online, capaz de reduzir custos diretos e desperdícios.
Em relação aos três estágios de manutenção – corretiva, preventiva e preditiva – são máquinas totalmente adequadas e configuradas para promover autoanálises e informar, de forma imediata e autônoma, os responsáveis pela unidade industrial através de mensagens em celulares, tablets, ou estações de computadores, sobre a ocorrência. No caso de um problema imprevisto, os equipamentos estão programados para identificar e informar automática qual o componente com falha e, uma vez identificado, enviar mensagem para agilizar a substituição eliminando, assim, boa parte do tempo despendido para diagnóstico.
Em relação ao que se configura como cuidado de ‘manutenção preventiva’, o equipamento realiza análises automáticas e periódicas sobre o tempo de vida de componentes a fim de substituí-los para evitar possíveis falhas. Em temos de ‘manutenção preditiva’ realizam análises automáticas, em tempo real, de diversos sinais para que eventuais problemas sejam resolvidos antes de causar parada na máquina. Por exemplo, realizam constantes medições de temperatura, umidade e alimentação elétrica (aterramento, ruídos, harmônicos, variação de tensão), para evitar que um evento climático possa provocar uma parada não prevista do equipamento, ou equipamentos.