DESENVOLVIMENTO E FABRICAÇÃO DE UMA SOPRADORA PARA TERMOPLÁSTICOS

Diego de Souza Mendonça

MONOGRAFIA SUBMETIDA À COORDENAÇÃO DE CURSO DE ENGENHARIA

DE PRODUÇÃO DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA

COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A

GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA PRODUÇÃO.

Aprovada por:

________________________________________________

Prof. Eduardo Breviglieri Pereira de Castro, D. Sc.

________________________________________________

Prof. Marcos Martins Borges, D.Sc.

________________________________________________

Prof. Clovis Neumann, D. Sc.

JUIZ DE FORA, MG - BRASIL

JUNHO DE 2008

ii

MENDONÇA, DIEGO DE SOUZA

Desenvolvimento e fabricação

de uma sopradora para termoplásticos

[Minas Gerais] 2008

VII, 50 p. 29,7 cm (UFJF, Graduação

Engenharia de Produção, 2008)

Trabalho de Conclusão de Curso -

Universidade Federal de Juiz

de Fora, Departamento de Engenharia

de Produção.

1 – Desenvolvimento de Produto

I EPD/UFJF II – Título/série

iii

DEDICATÓRIA

Dedico esta monografia aos meus pais que me apoiaram durante todo o curso.

iv

AGRADECIMENTO

Agradeço ao professor Eduardo Breviglieri, pela dedicação na orientação dessa

monografia; à empresa Tecnibra e a todos aqueles que contribuíram para o

desenvolvimento desse trabalho.

v

Resumo da monografia apresentada à Coordenação de Curso de Engenharia de Produção

como parte dos requisitos necessários para a graduação em Engenharia Produção.

DESENVOLVIMENTO E FABRICAÇÃO DE UMA SOPRADORA PARA TERMOPLÁSTICOS

Diego de Souza Mendonça

Junho/2008

Orientador: Eduardo Breviglieri Pereira de Castro, D.Sc.

Curso: Engenharia de Produção

O presente trabalho é um estudo de caso sobre o desenvolvimento e fabricação de uma

Sopradora Elétrica para Termoplásticos. Inicialmente, realizou-se uma abordagem teórica

sobre as metodologias de desenvolvimento de produto e as principais ferramentas

utilizadas, tanto no desenvolvimento, como no gerenciamento do projeto. Em seguida, o

estudo de caso relaciona o planejado com o efetivamente ocorrido na execução do projeto.

Finalmente, são definidos os pontos críticos do desenvolvimento de um equipamento de

porte considerável, em uma pequena empresa, sugerindo possíveis melhorias.

Palavras-chave: Desenvolvimento de produtos, termoplásticos.

vi

Abstract of work presented to the Department of Production Engineering as a partial fulfillment of the requirements for obtaining the degree in Industrial Engineering.

DEVELOPMENT AND FABRICATION OF A THERMOPLÁSTIC BLOWER MACHINE

Diego de Souza Mendonça

Junho/2008

Advisor: Eduardo Breviglieri Pereira de Castro, D.Sc.

Degree: Industrial Engineering

This work is a case study on the development and manufacture of a thermoplastic electric

blower machine. Initially, a theoretical approach on the methodologies of product

development and the main tools used in both the development and management of the

project was carried out. Then, the case study relates the planned schedule to what actually

occurred in the implementation of the project. Finally, the critical points in the development of

an equipment of such a considerable size by a small company are defined, suggesting

possible improvements.

Keywords: Product development, thermoplastics.

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Sumário

INTRODUÇÃO......................................................................................................................1

1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS..................................................................................1

1.2 OBJETIVOS.............................................................................................................2

1.3 JUSTIFICATIVA.......................................................................................................2

1.4 ESCOPO DO TRABALHO.......................................................................................2

1.5 METODOLOGIA.......................................................................................................2

O DESENVOLVIMENTO DE PRODUTO – REFERENCIAL TEÓRICO................................3

2.1 PROJETO.................................................................................................................3

2.2 DESENVOLVIMENTO INTEGRADO DE PRODUTO...............................................3

2.3 PESQUISA E DESENVOLVIMENTO E PDP............................................................4

2.4 GERENCIAMENTO DE PROJETOS.......................................................................12

2.5 AUTOMAÇÃO..........................................................................................................14

O DESENVOLVIMENTO DA SOPRADORA PARA TERMOPLÁSTICOS............................17

3.1 DESCRIÇÃO DO SETOR........................................................................................17

3.2 A EMPRESA.............................................................................................................18

3.3 PRODUTO................................................................................................................19

3.4 SEQÜÊNCIA DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO...................................................24

3.4 PLANEJAMENTO DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO PROTÓTIPO...............25

3.5 O PROCESSO REAL DE FABRICAÇÃO DO PROTÓTIPO.....................................34

CONCLUSÃO ........................................................................................................................39

BIBLIOGRAFIA.......................................................................................................................42

1

Capítulo I

INTRODUÇÃO

1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS

Ao longo de séculos de civilização, o homem procurou dar forma aos materiais

encontrados na natureza, utilizando-se de sua inteligência e criatividade para confeccionar

ferramentas, armas e utensílios, de modo a incrementar seu domínio no ambiente que o

cercava, melhorando continuamente sua qualidade de vida.

Assim, utilizando-se de materiais naturais, de fácil acessibilidade na natureza (ossos,

madeiras, gemas, pedras, etc.), passou a dar forma real ao que seu intelecto projetava

mentalmente. Isso proporcionou o desenvolvimento evolutivo, não somente cerebral, mas

também de nosso corpo como um todo, como por exemplo, o posicionamento de nosso

polegar, tão diferente dos primatas, que nos permite ter uma habilidade manual de extrema

complexidade.

Atualmente, o mercado passa por transformações que formam um novo contexto

dinâmico para as organizações e em especial para a indústria brasileira. Seus produtos têm

de competir em preço e qualidade com similares estrangeiros, vindos tanto de países com

elevado nível de desenvolvimento tecnológico quanto de países onde os custos de

fabricação estão num patamar normalmente inferior, devido principalmente ao menor custo

da mão-de-obra. Isso força a empresa brasileira a assimilar e a desenvolver continuamente

novas tecnologias e produtos, visando a redução de custos, manutenção e, se possível,

ampliação de mercado, enfim, manter-se competitiva num mercado cada vez mais

globalizado.

Segundo Barnett e Clark (1998), os produtos têm uma vida útil limitada e precisam

ser aperfeiçoados, desenvolvidos e inovados se a empresa deseja manter-se competitiva.

Em função disso, pode-se afirmar que a competitividade é fortemente relacionada ao

desenvolvimento de produtos, embora não determinada exclusivamente por esse processo.

Peixoto (1998), apud Rozenfeld, (2006) afirma que a capacidade da organização responder

satisfatoriamente às exigências que lhe são impostas pelo mercado competitivo é direta e

fortemente influenciada pelo desenvolvimento de produtos.

As pressões geradas pela competição têm levado as organizações a introduzirem

com mais rapidez os seus produtos no mercado, com menor custo e melhor qualidade.

2

1.2 OBJETIVOS

Este trabalho tem como objetivo principal, apresentar um estudo de caso do

desenvolvimento de uma sopradora de termoplásticos e, como objetivos específicos,

descrever o uso de ferramentas para gerenciamento de projetos de produtos e a aplicação

de ferramentas técnicas para desenvolvimento de máquinas e equipamentos industriais.

1.3 JUSTIFICATIVA

O tema desenvolvido neste Trabalho de Conclusão de Curso trata de uma área

técnica da Engenharia de Produção, o projeto de produto e automação. É uma das áreas da

Engenharia em alta expansão e pouco explorada pelos alunos do curso. Justamente por

isso, torna-se interessante obter e documentar esse know-how. Além disso, o

desenvolvimento de produtos é uma atividade incomum em empresas de pequeno e médio

porte, e este estudo de caso pode servir de fonte de consulta para profissionais que tenham

interesse em desenvolver ou implantar um programa semelhante em pequenas empresas.

1.4 ESCOPO DO TRABALHO

O presente trabalho aborda aspectos teóricos e práticos do desenvolvimento e

fabricação de um produto pré-determinado, em uma empresa específica do ramo

metalúrgico. Para isso, o estudo envolveu pesquisas bibliográficas referentes ao tema em

questão e a adequação de modelos teóricos ao real processo de desenvolvimento e

fabricação do produto. O produto estudado foi uma sopradora para termoplásticos

desenvolvida na Empresa Tecnibra.

1.5 METODOLOGIA

A primeira etapa consistiu em pesquisa bibliográfica na internet e em livros indicados

pelos orientadores, técnicos e engenheiros envolvidos no desenvolvimento.

Juntamente com a primeira, a segunda etapa foi o acompanhamento do

desenvolvimento do projeto mecânico e de automação da máquina em foco. Esse

acompanhamento se fez até que o equipamento foi totalmente desenvolvido e produzido

seu primeiro item. Para auxílio na ordenação de cada etapa do desenvolvimento e produção

do equipamento, fez-se uso do software MS Project. Durante a coleta e ordenação das

etapas do projeto, evidenciou-se a ferramentas técnicas utilizadas em cada uma delas.

Após feita a coleta, foi determinado os pontos críticos da atividade e, através de

consulta às pessoas envolvidas e profissionais da área, determinou-se pontos de melhoria.

Por fim o Trabalho de Conclusão de curso foi confeccionado.

3

Capítulo II

O DESENVOLVIMENTO DE PRODUTO – REFERENCIAL TEÓRICO

Como este trabalho trata do processo de desenvolvimento de um produto, é

importante estabelecer o referencial teórico em que se dá este processo, estabelecendo

também alguns conceitos importantes para sua compreensão.

2.1 PROJETO

Segundo o PMI – Project Management Institute - (2004), o projeto é um ‘‘esforço

temporário empreendido para criar um produto, serviço ou resultado exclusivo”. Portanto,

todo projeto possui início e fim pré-determinados e todos eles geram um resultado único,

mesmo que o projeto seja repetido.

Segundo Clemente (1998, apud SIQUEIRA, 2007), “o termo projeto está associado à

percepção de necessidades ou oportunidades de certa organização. O projeto dá forma à

idéia de executar ou realizar algo, no futuro, para atender a necessidades ou aproveitar

oportunidades”.

O projeto de um componente ou um sistema apresenta, em cada caso, características

e peculiaridades próprias. Mas à medida que um projeto é iniciado e desenvolvido,

desdobra-se uma seqüência de eventos numa ordem cronológica, formando um modelo,

que quase sempre é comum a todos os projetos.

2.2 DESENVOLVIMENTO INTEGRADO DE PRODUTO

De acordo com Salermo (1992), as organizações têm passado por uma série de

mudanças no âmbito da produção de seus bens e serviços, buscando se ajustar a um

mercado globalizado e, portanto muito mais competitivo. Desta forma, está em curso um

processo de reestruturação produtiva, que necessita de novas tecnologias de gestão. Uma

das novas tecnologias de gestão que está sendo utilizada hoje pelas organizações é a

engenharia simultânea.

Ela foi criada em 1986, a partir do relatório do Institute for Defense Analyses dos

E.U.A., que a definiu como “uma abordagem sistêmica para o design integrado, simultâneo

de produtos e seus processos relacionados, incluindo a manufatura e o suporte” (CARTER

E BAKER apud HARTLEY, 1998). Ela objetiva a integração máxima de todos os setores da

organização no design do produto, para a obtenção de um resultado mais eficaz e eficiente

tornando-se fundamentalmente para as organizações terem maior competitividade, pois

reduz o tempo de desenvolvimento, ao mesmo tempo em que adiciona valor ao produto.

Além disso, ela alcança maior qualidade, funcionabilidade e manufaturabilidade em

seus produtos e ainda minimiza custos. Ela é a aplicação de um método sistemático de

4

desenvolvimento integrado de produtos e processos relacionados. Esse método enfatiza a

formação de times, cujos valores são cooperação, confiança e compartilhamento de

decisões. Os times devem trabalhar de forma paralela e sincronizada para obter o melhor

projeto do produto e para isso devem trocar constantemente informações concernentes ao

projeto, buscando o consenso, tendo em mente o ciclo de vida do produto.

Hartley (1998) afirma que “a engenharia simultânea prega considerar em primeiro

lugar os critérios e os requisitos dos clientes e facilitar um bom funcionamento real ao longo

da vida do produto”. A expectativa do cliente em relação ao produto, bem como o serviço a

ele associado, tem alto grau de importância nessa tecnologia de gestão, que vai alterar

também o ambiente externo da organização, à medida que altera a relação entre clientes e

fornecedores.

Na aplicação da engenharia simultânea, o equilíbrio entre os diversos aspectos que

influenciam no desenvolvimento de um novo produto, é fundamental. A principal premissa

dessa nova metodologia de engenharia é a integração do projeto do produto e dos

processos de manufatura.

Hartley (1998) complementa afirmando que “a Engenharia Simultânea não é uma

regra que superpõe a uma operação ineficiente; é uma ferramenta para erradicar as

ineficiências e conseguir o máximo das capacitações existentes nas organizações. O autor

acrescenta ainda, que “(...) a Engenharia Simultânea é sobretudo uma busca da melhoria da

qualidade e transporta a responsabilidade da qualidade da vigilância nas linhas de

fabricação para o projeto”.

2.3 PESQUISA E DESENVOLVIMENTO E PDP

2.3.1. Pesquisa e Desenvolvimento

“Pesquisa e Desenvolvimento compreende o trabalho criativo realizado de forma

sistemática para aumentar o estoque de conhecimento, incluindo conhecimento do homem,

cultura e sociedade, e o uso desse estoque para criação de novas aplicações”

(FRASCATI, 2002).

A frase pesquisa e desenvolvimento (ou P&D) têm um significado comercial

importante que é independente da associação tradicional com pesquisa e desenvolvimento

tecnológico.

Em geral, atividades de P&D são conduzidas por unidades especializadas ou centros

de pesquisa de empresas, universidades ou agências do Estado.

No âmbito comercial, "pesquisa e desenvolvimento" normalmente se refere a

atividades de longo prazo e/ou orientadas ao futuro, relacionadas à ciência ou tecnologia,

5

usando técnicas similares ao método científico sem que haja resultados pré-determinados,

mas com previsões gerais de algum benefício comercial.

Estatísticas de organizações voltadas para "P&D" podem expressar o estado de uma

indústria, o grau de competitividade ou a taxa de progresso científico. Algumas medidas

comuns incluem: valor do investimento em pesquisa, número de patentes ou número de

publicações de seus funcionários.

Valores financeiros são boas medidas, pois eles são continuamente atualizados,

podem ser públicos e refletem riscos.

Nos Estados Unidos, o valor médio destinado a pesquisa e desenvolvimento no setor

industrial é de 3,5% das receitas. Empresas de alta tecnologia como um fabricante de

computadores, em geral gastam 7%. A Allergan (uma empresa de biotecnologia) está no

topo da lista investindo 43,4% das receitas em P&D. Qualquer empresa que investe mais de

15% é exceção e em geral recebe reputação de ser uma empresa de alta tecnologia. Muitas

empresas desta categoria são do ramo de medicamentos, como a Merck (14,1%) e a

Novartis (15,1%). Mas muitas são do ramo de engenharia, como a Ericsson (24,9%).

Empresas que investem ou dependem muito de pesquisa e desenvolvimento

costumam ser vistas como empresas de alto risco porque a flutuação na lucratividade é

bastante atípica. Em geral estas firmas prosperam apenas em mercados onde os clientes

possuem necessidades extremas, como remédios inovadores (muitas vezes experimentais),

instrumentos científicos, mecanismos críticos para segurança (como os usados na aviação)

e equipamento bélico (incluindo armamentos). Estas necessidades extremas justificam o

alto risco de falha em projetos.

Na indústria bélica, por exemplo, o primeiro lote de vendas tem um custo de

fabricação que é 10% a 15% do valor gasto em P&D. Nesta indústria, 90% dos projetos não

produzem qualquer produto utilizável. Ainda assim estes projetos fornecem informações

vitais para que futuros projetos sejam bem sucedidos.

Empresas de alta tecnologia exploram formas de reutilizar tecnologias avançadas de

maneira a melhor amortizar os custos em pesquisa. Elas, muitas vezes, usam processos de

fabricação avançados, caras certificações em segurança, software embarcado

especializado, desenhos eletrônicos e subsistemas mecânicos.

2.3.2. PDP – Processo e Projeto de Desenvolvimento de Produto

A diferença básica entre processo e projeto de desenvolvimento, é que o primeiro

possui características periódicas enquanto o segundo possui objetivos únicos. No contexto

do nosso estudo, trabalharemos basicamente o projeto.

6

Abaixo, a figura 1, que ilustra a diferença entre processo e projeto.

Figura 1 - Diferença entre Processo e Projeto

Fonte – ROZENFELD et. al. (2006)

De acordo com Rozenfeld et. al. (2006), o projeto de desenvolvimento de um produto

pode ser representado por um modelo, dividido em macrofases, fases, atividades e tarefas.

As macrofases são: pré-desenvolvimento, desenvolvimento e pós-desenvolvimento.

O que determina em que fase o projeto se encontra é a análise de saídas e entradas

de cada uma, ou seja, se todos resultados pré-determinadas a serem alcançados a partir

daquela fase forem concluídos, essa fase pode ser finalizada.

Apesar das fases de um projeto se apresentarem em seqüência, sua execução não

precisa ser necessariamente assim.

O pré-desenvolvimento consiste em planejar, de forma detalhada, o desenvolvimento

do projeto. No final desta fase, temos como saída, a viabilidade do projeto e o planejamento

do desenvolvimento.

No desenvolvimento, são produzidas todas as informações técnicas, de produção e

comerciais relacionadas com o produto; os protótipos já foram aprovados; os recursos a

serem utilizados para a sua produção, comercialização e suporte técnico foram comprados,

recebidos testados e instalados.

Pós-desenvolvimento compreende: o acompanhamento sistemático e a

documentação correspondente das melhorias de produto ocorridas durante o ciclo de vida;

Tempo

Contínuos e repetitivos

Objetivos atualizados

periodiodicamente

Processos Projetos

Tempo

Temporários e únicos

Objetivos únicos

7

recebem informações de todos os processos de negócios envolvidos com o produto; quando

necessário, aciona os processos de apoio correspondentes de gerenciamento das

mudanças de engenharia; ou de melhoria do PDP; gerencia também a retirada sistemática

do produto do mercado e finalmente uma avaliação de todo o ciclo de vida do produto;

garante que parte das pessoas e os conhecimentos acumulados estejam à disposição da

empresa, viabilizando a reutilização em novos projetos de desenvolvimento.

Gestão do conhecimento, de acordo com Rozenfeld et. al. (2006), é o conjunto de

práticas e atividades destinadas a incentivar e garantir a criação, compartilhamento e

disseminação de informações e a troca de experiência visando a melhoria contínua das

competências das pessoas e, conseqüentemente, o crescimento do conhecimento

organizacional.

Novamente segundo Rozenfeld et. al. (2006), as características do PDP são: no início,

o grau de incerteza é grande; porém neste momento que são realizadas escolhas de

soluções de projeto (materiais, conceitos, processos de fabricação etc), as quais

determinam aproximadamente 85% do custo final do produto; portanto, as fases iniciais do

desenvolvimento são importantes; mudanças sempre ocorrem e o importante e fazer com

elas ocorram no início do desenvolvimento, quando o custo das alterações é menor.

2.3.3. Projeto conceitual

O projeto conceitual inicia-se pela atualização do planejamento proposto no pré-

desenvolvimento. A partir disso, acontece a modelagem funcional do produto que descreve

as capacidades desejadas ou necessárias que tornarão um produto capaz de desempenhar

seus objetivos e especificações. Segundo Rozenfeld et. al. (2006), as vantagens do

modelamento funcional são: concentração sobre ‘’o quê’’ tem que ser realizado por um novo

conceito ou reprojeto, e não ‘’como’’ vai ser realizado.

Definido o que deve ser realizado, inicia-se o desenvolvimento de como isso será

feito (passagem do abstrato ao concreto). Ou seja:

8

Figura 2 - Esquema Projeto conceitual/real

Fonte – ROZENFELD et. al. (2006)

Portanto, definida a função, deve-se buscar o efeito físico e o portador de efeito físico

que supra as necessidades da função.

Exemplificando, um efeito físico para ampliação de força seria uma alavanca e

portador do efeito seria um sistema físico em que conteria uma alavanca e as peças

fundamentais para seu funcionamento.

No Princípio de solução temos a representação das formas aproximadas dos

elementos envolvidos no sistema, sem necessidade de dimensionamento. Por exemplo, no

domínio da mecânica, a forma mais adequada de fazer essa representação é através de

diagramas de linhas. Abaixo, um diagrama de linhas para o funcionamento de uma morsa:

Figura 3 - Exemplo diagrama de linhas

Fonte – ROZENFELD et. al. (2006)

Função

Efeito Físico

Portador do Efeito

Princípio de Solução

9

Existem métodos para o desdobramento do esquema da figura 2. Dentre eles, pode-

se citar o Brainstorming.

O brainstorming (ou "tempestade de idéias") mais que uma técnica de dinâmica de

grupo é uma atividade desenvolvida para explorar a potencialidade criativa do indivíduo,

colocando-a a serviço de seus objetivos.

Quando se necessita de respostas rápidas a questões relativamente simples, o

brainstorming é uma das técnicas mais populares e eficazes. Muito embora, esta técnica

tenha sido difundida e inserida em diversas outras áreas tais como, educação, negócios, e

outras situações mais técnicas.

A técnica de brainstorming tem várias aplicações, mas é frequentemente usada em:

• Desenvolvimento de novos produtos - obter idéias para novos produtos e efetuar

melhoramentos ao produtos existentes.

• Publicidade - desenvolver idéias para campanhas de publicidade.

• Resolução de problemas - conseqüências, soluções alternativas, análise de impacto,

avaliação.

• Gestão de processos - encontrar formas de melhorar os processos comerciais e de

produção.

• Gestão de projetos - identificar objetivos dos clientes, riscos, entregas, pacotes de

trabalho, recursos, tarefas e responsabilidades.

• Formação de equipes - geração de partilha e discussão de idéias enquanto se

estimulam os participantes a raciocinar.

Há 3 principais partes no brainstorming:

• Encontrar os fatos,

• Geração da idéia,

• Encontrar a solução.

Da busca dos fatos na resolução de um problema existem duas sub partes:

• Definição do problema,

• Preparação.

Inicialmente, define-se o problema. Poderá ser necessário subdividir o problema em

várias partes. A técnica de Brainstorming funciona para problemas que têm muitas soluções

possíveis tal como a geração de idéias para o seu desenho. Depois é necessário colher toda

a informação que pode relacionar-se com o problema e buscar a solução através da

melhores alternativas.

Através de brainstorming ou qualquer outra técnica, são identificadas as alternativas

de solução para o produto. Torna-se necessário combinar todas as possibilidades a fim de

10

definir uma solução total para o produto, ou seja, a partir das alternativas, enumerar os

dispositivos capazes de executarem cada uma das tarefas.

Com os dispositivos enumerados, desenvolve-se a arquitetura do equipamento.

‘’A arquitetura de um produto é o esquema pelo qual os elementos funcionais do produto são arranjados em partes físicas e como essas partes interagem por meio das interfaces. Decisões sobre essa arquitetura influenciarão no gerenciamento e organização do esforço de desenvolvimento, pois possibilitarão que sejam designadas atividades de projeto e testes dessas partes para equipes, indivíduos e/ou fornecedores, de modo que o desenvolvimento de diferentes porções do produto possa ocorrer simultaneamente. ’’ Rozenfeld et. al. (2006)

A arquitetura é complementada pela identificação dos aspectos críticos do produto,

como funcionamento, fabricação, montagem, desempenho, qualidade, custos, uso, descarte

e outros. Essas informações são extremamente importantes para o levantamento de

possíveis parcerias, processos de fabricação de componentes e montagem.

Para essa identificação e coleta de informações utiliza-se, dentre outras, a

metodologia DFM (Design for Manufacturing), Projeto pra Manufatura.

Segundo Rozenfeld et. al. (2006), DFM é uma abordagem que enfatiza aspectos da

manufatura ao longo do processo de desenvolvimento do produto. Visa chegar a um produto

com baixo custo sem sacrificar a qualidade do produto. Além disso, é umas das práticas

mais integrativas durante o desenvolvimento do produto.

Existe um grande número de princípios e recomendações propostos para a obtenção

de alta qualidade, baixo custo, facilidade de automação e maior manutenibilidade. Alguns

exemplos são:

• Redução de número de componentes – diminuição de erros e redução de custos;

• Padronização de componentes e materiais – simplificação de compras e

almoxarifado;

• Projetar para facilitar fabricação – utilizar processos de fabricação acessíveis e

materiais de acordo com os processos utilizados;

• Aproveitar ao máximo o que cada um dos processos de fabricação pode fornecer, a

fim de agregar valor ao produto e diminuir o tempo de processo;

• Evitar tolerâncias estreitas – diminuir custos de usinagem;

• Projetar produto com robustez para que elimine incertezas nos cálculos de

dimensionamento;

• Projetar produtos modulares.

“Design for Manufacturing, DFM, significa diferentes coisas para diferentes pessoas... A chave para o sucesso da aplicação de DFM é a simplificação da manufatura do produto. Enquanto que as técnicas de DFA primeiramente objetivam a simplificação

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da forma do produto, assim os custos com a montagem são reduzidos. Assim, temos que DFMA é uma filosofia que se utiliza de diversos conceitos, técnicas, ferramentas e métodos para aperfeiçoar a fabricação de componentes ou simplificar a montagem de produtos, utilizando para tal desde a análise de valores de tolerâncias, a complexidade do produto, número mínimo de componentes necessários, layout do produto dentre outros. DFM traduz a busca durante o projeto, em tornar mais fácil a manufatura dos componentes que formarão o produto depois de montado. Enquanto DFA tem por objetivo tornar a montagem do produto o menos custosa e mais otimizada possível. O DFMA pode ser utilizado na análise de produtos em manufatura. Neste caso o produto é desmontado e montado novamente dando ênfase a tempos e custos de manuseio (alimentação e orientação) e junção (inserção) de componentes. Os tempos e custos podem ser encontrados em tabelas, ou através da utilização de softwares específicos (ver Informações Adicionais) ou ainda por observações empíricas. DFMA pode também ser usado durante o desenvolvimento de um produto, visando a otimização e adequação aos meios de montagem e inspeção.” BRALLA (1996).

Existem algumas regras de boa conduta sugeridos pelo DFMA:

• Projetar para um número mínimo de componentes;

• Projetar componentes para serem multifuncionais;

• Utilizar componentes e processos padronizados;

• Desenvolver uma abordagem de projeto Modular;

• Utilizar uma montagem empilhada/Uni-direcional;

• Facilitar alinhamento e inserção de todos os componentes;

• Eliminar parafusos, molas, roldanas, chicotes de fios;

• Eliminar ajustes;

• Procurar padronizar materiais, acabamentos e componentes;

• Ter sempre em mente as possibilidades de automação;

• Utilizar e promover o trabalho em equipe.

Além de diminuição de custos e manutenção da qualidade, o projetista deve se

preocupar com ergonomia do produto.

‘’A Ergonomia (ou Fatores Humanos) é uma disciplina científica relacionada ao entendimento das interações entre os seres humanos e outros elementos ou sistemas, e à aplicação de teorias, princípios, dados e métodos a projetos a fim de otimizar o bem estar humano e o desempenho global do sistema. A palavra Ergonomia deriva do grego Ergon [trabalho] e nomos [normas, regras, leis]. Trata-se de uma disciplina orientada para uma abordagem sistêmica de todos os aspectos da atividade humana. Para darem conta da amplitude dessa dimensão e poderem intervir nas atividades do trabalho é preciso que os ergonomistas tenham uma abordagem holística de todo o campo de ação da disciplina, tanto em seus aspectos físicos e cognitivos, como sociais, organizacionais, ambientais, etc. Freqüentemente esses profissionais intervêm em setores particulares da economia ou em domínios de aplicação específicos. Esses últimos caracterizam-se por sua constante mutação,

12

com a criação de novos domínios de aplicação ou do aperfeiçoamento de outros mais antigos.’’ Associação Brasileira de Ergonomia (2005)

2.4 GERENCIAMENTO DE PROJETOS

Também de acordo com o PMI (2004), “Gerenciamento de projetos é a aplicação de

conhecimento, habilidades, ferramentas e técnicas às atividades do projeto a fim de atender

aos seus requisitos. O gerenciamento de projetos é realizado através da aplicação e da

integração dos seguintes processos de gerenciamento de projetos: iniciação, planejamento,

execução, monitoramento e controle, e encerramento”.

Áreas de Conhecimento da Gerência de Projetos descrevem os conhecimentos e

práticas em Gerência de Projetos em termos dos processos que as compõem. Estes

processos foram organizados em nove áreas de conhecimentos como descrito abaixo:

• Gerência da Integração do Projeto: descreve os processos necessários para

assegurar que os diversos elementos do projeto sejam adequadamente

coordenados. Ela envolve fazer compensações entre objetivos e alternativas

eventualmente concorrentes, a fim de atingir ou superar as necessidades e

expectativas. Ele é composto pelo desenvolvimento do plano do projeto, execução

do plano do projeto e controle geral de mudanças.

• Gerência do Escopo do Projeto: descreve os processos necessários para assegurar

que o projeto contemple todo o trabalho requerido, e nada mais que o trabalho

requerido, para completar o projeto com sucesso. A preocupação fundamental

compreende definir e controlar o que está, ou não, incluído no projeto. Ele é

composto pela iniciação, planejamento do escopo, detalhamento do escopo,

verificação do escopo e controle de mudanças do escopo.

• Gerência do Tempo do Projeto: descreve os processos necessários para assegurar

que o projeto termine dentro do prazo previsto. Em alguns projetos, especialmente

os menores, o seqüenciamento das atividades, a estimativa da duração das

atividades e o desenvolvimento do cronograma estão tão unidos que podem ser

vistos como um único processo. Ele é composto pela definição das atividades,

seqüenciamento das atividades, estimativa da duração das atividades,

desenvolvimento do cronograma e controle do cronograma.

• Gerência do Custo do Projeto: descreve os processos necessários para assegurar

que o projeto seja completado dentro do orçamento previsto. Ele é composto pelo

planejamento dos recursos, estimativa dos custos, orçamento dos custos e controle

dos custos.

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• Gerência da Qualidade do Projeto: descreve os processos necessários para

assegurar que as necessidades que originaram o desenvolvimento do projeto serão

satisfeitas. Isso envolve “todas as atividades da função gerencial que determinam as

políticas, os objetivos e as responsabilidades da qualidade e os implementam no

sistema da qualidade através de meios como planejamento da qualidade, controle da

6 qualidade, garantia da qualidade e melhoria da qualidade”. Ele é composto pelo

planejamento da qualidade, garantia da qualidade e controle da qualidade.

• Gerência dos Recursos Humanos do Projeto: descreve os processos necessários

para proporcionar a melhor utilização das pessoas envolvidas no projeto. Isto inclui

todos os interessados do projeto – patrocinadores, clientes, contribuintes individuais

e outros. Ele é composto pelo planejamento organizacional, montagem da equipe e

desenvolvimento da equipe.

• Gerência das Comunicações do Projeto: descreve os processos necessários para

assegurar que a geração captura, distribuição, armazenamento e pronta

apresentação das informações do projeto sejam feitas de forma adequada e no

tempo certo. Fornece ligações críticas entre pessoas, idéias e informações que são

necessárias para o sucesso. Todos os envolvidos no projeto devem estar preparados

para enviar e receber comunicações na “linguagem” do projeto e devem entender

como as comunicações, que eles estão individualmente envolvidos afetam o projeto

como um todo. Ele é composto pelo planejamento das comunicações, distribuição

das informações, relato de desempenho e encerramento administrativo.

• Gerência dos Riscos do Projeto: descreve os processos que dizem respeito à

identificação, análise e resposta a riscos do projeto. Isto inclui a maximização dos

resultados de eventos positivos e minimização das conseqüências de eventos

negativos. Ele é composto pela identificação dos riscos, quantificação dos riscos,

desenvolvimento das respostas aos riscos e controle das respostas aos riscos.

• Gerência das Aquisições do Projeto: descreve os processos necessários para a

aquisição de mercadorias e serviços fora da organização que desenvolve o projeto.

Para simplificação, os bens e serviços, seja um ou vários, serão geralmente referidos

como um “produto”. Ele é composto pelo planejamento das aquisições, preparação

das aquisições, obtenção de propostas, seleção de fornecedores, administração dos

contratos e encerramento do contrato.

14

2.5 AUTOMAÇÃO

O conceito de automação impõe-se, cada vez mais, nas empresas preocupadas em

melhorar a sua produtividade, reduzindo ao mesmo tempo os custos. Convém notar que,

quanto mais um processo se encontrar automatizado, maiores serão os benefícios da

automação na regularidade da qualidade de um produto, na economia de energia, passando

pela flexibilidade e segurança de funcionamento e, consequentemente, pela melhoria da

produtividade. Com a evolução do mercado, a previsão da dimensão de uma série de

produção torna-se cada vez menos viável, os lotes de fabricação mais diversificados e de

menor dimensão. Esta evolução exige, ao processo de fabricação, uma característica nova

e prioritária; a flexibilidade. Esta nova característica só pode ser obtida recorrendo a novos

processos de trabalho que deixem, às pessoas envolvidas, a margem de manobra e de

decisão indispensáveis a um melhor aproveitamento dos seus graus de qualificação.

Os objetivos genéricos da automação industrial podem ser obtidos com diversas

implementações, sendo que umas privilegiam o preço, outras a funcionalidade e

interoperacionalidade com outros sistemas, com maior ou menor individualização do

equipamento e outras ainda uma maior personalização do software e hardware a instalar.

A automação de um processo industrial resulta, em termos de hardware, da

interligação e coordenação de diversas disciplinas. Excluindo os equipamentos dedicados a

determinadas aplicações específicas e os relativos a testes laboratoriais, podem-se

destacar:

2.5.1. Sensores e Instrumentação de Medida

Os sensores são os órgãos de visão da automação, transmitindo ao COMANDO as

informações relativas ao estado do processo industrial. Podem ser divididos nas seguintes

classes:

• Detectores: micro-interruptores, fins de curso, detectores de proximidade (indutivos,

capacitivos, ultra-sônicos etc.) células fotoelétricas, detectores de identificação

(leitores código de barras) etc.

• Sensores; de posição (medidores de posição absoluta e/ou incremental), de

temperatura (termopares, PT1000, termostatos bimetálicos, sondas resistivas de

platina ou níquel), de pressão (de efeito capacitivo, piezelétrico ou células de tensão,

de caudal (de princípio eletromagnético, ultra-sônico e mássico), de peso etc.).

2.5.2. Atuadores

15

No sistema, os atuadores funcionam como "mãos", executando as ordens emanadas

do COMANDO, atuando diretamente sobre o equipamento envolvido no processo industrial,

incluem-se neste grupo os seguintes:

• Relés auxiliares

• Contatores e conversores eletrônicos

• Variadores de velocidade/freqüência

• Eletroválvulas e válvulas motorizadas

• Servomecanismos de posicionamento: pneumáticos, hidráulicos ou elétricos.

2.5.3. CLPs (Controlador Lógico Programável)

‘’O Controlador Lógico Programável, ou simplesmente PLC (Programmable Logic

Controller), pode ser definido como um dispositivo de estado sólido - um Computador

Industrial, capaz de armazenar instruções para implementação de funções de controle

(seqüência lógica, temporização e contagem, por exemplo), além de realizar operações

lógicas e aritméticas, manipulação de dados e comunicação em rede, sendo utilizado no

controle de Sistemas Automatizados.

Os principais blocos que compõem um PIC são:

• CPU (Central Processing Unit - Unidade Central de Processamento): compreende o

processador

• (microprocessador, microcontrolador ou processador dedicado), o sistema de memória

(ROM e RAM) e os circuitos auxiliares de controle;

• Circuitos/Módulos de 1/0 (Input/Output - Entrada/Saída): podem ser discretos (sinais

digitais: 12VIDC, 11OVAC, contatos normalmente abertos, contatos normalmente

fechados) ou analógicos (sinais analógicos: 4-2O mA, 0-1 OVDC, termopar);

• Fonte de Alimentação: responsável pela tensão de alimentação fornecida à CPU e aos

Circuitos/Módulos de 1/0. Em alguns casos, proporciona saída auxiliar (baixa

corrente);

• Base ou Rack: proporciona conexão mecânica e elétrica entre a CPU, os Módulos de

1/0 e a Fonte de Alimentação. Contém o barramento de comunicação entre eles, no

qual os sinais de dados, endereço, controle e tensão de alimentação estão presentes.

Pode ainda ser composto por Circuitos/Módulos Especiais: contador rápido (5kHz,

10kHz, 100kHz, ou mais), interrupção por hardware, controlador de temperatura, controlador

PID, coprocessadores (transmissão via rádio, posicionamento de eixos, programação

16

BASIC, sintetizador de voz, entre outros) e comunicação em rede, por exemplo.’’ (CASTRO,

2007)

2.5.4. IHMs (Interface Homem-máquina)

‘‘A interface faz parte do sistema computacional e determina como as pessoas

operam e controlam o sistema. Quando a interface é bem projetada, ela é compreensível,

agradável e controlável; os usuários se sentem satisfeitos e responsáveis pelas ações.

É fácil notar a importância do assunto, pois todos somos usuários de interfaces. Às

vezes utilizamos sistemas e nem lembramos que existe uma interface, outras vezes, tudo

que se quer é encontrar o botão de sair.

A interface homem-máquina é uma preocupação da indústria muito antes de se falar

em interface de programas de computador. Existe muita experiência adquirida sobre o

assunto, como por exemplo, a utilização de mais de um perfil do operador (usuário) e níveis

de conhecimento ou experiência (iniciante, intermediário e expert).

A tecnologia de construção de interfaces tem sido influenciada principalmente pelos

seguintes fatores:

• Disseminação do uso de sistemas e equipamentos microprocessados;

• Aumento da complexidade dos sistemas;

• Preocupação com a qualidade do software dentro da característica de usabilidade

(conforme as definições da Norma ISO/IEC 9126-1).

• O Projeto de Interface resulta de uma análise mais detalhada da mesma. Essa

análise pode se dar através da especificação de requisitos, módulo de qualidades e

perfil dos usuários. Nessa fase normalmente se considera a modelagem do diálogo

(onde se encontra o projeto visual) e a modelagem dinâmica (tratamento dos

eventos).’’ (Site Interfaces Homem-máquina, 2007)

17

Capítulo III

O DESENVOLVIMENTO DA SOPRADORA PARA TERMOPLÁSTICOS

3.1 DESCRIÇÃO DO SETOR

O setor de equipamentos para fabricação de embalagens plásticas possui empresas

de grande tradição no mercado. O setor tem se aquecido nos últimos anos

‘’(...) com os mercados doméstico e internacional a seu favor e o real interesse do transformador brasileiro em exportar, a indústria do sopro acompanha de perto o aumento dos investimentos na área, a ponto de fabricantes de máquinas, como a Pavan Zanetti, alegar operar com capacidade plena. Os números comprovam esse cenário favorável. A indústria do plástico avançou: o consumo per capita subiu de 21,3 quilos para 23,2 quilos, de 2003 para 2004. O faturamento dos transformadores também empolga: saltou de cerca de R$ 27 milhões, em 2003, para pouco mais de R$ 40 milhões, no ano passado. O segmento de máquinas não fez por menos. Com faturamento nominal de mais de R$ 700 milhões, segundo a Associação Brasileira da Indústria de Máquinas (Abimaq), essa indústria registrou aumento de 55,2%, em 2004, em relação ao ano anterior. Apesar de 2003 não ser um bom parâmetro, esse crescimento sustenta a reativação dos negócios.’’ (Pachione, 2005)

Com o objetivo de aumentar a concorrência no mercado externo e interno, os

fabricantes de sopradoras estão inovam em seus produtos, principalmente através de

equipamentos de baixo consumo de energia.

“(...)Para reverter a situação, os fabricantes apostam na substituição de equipamentos obsoletos por modelos com reduzido consumo de energia. A recuperação iniciada no ano passado igualou as vendas aos índices alcançados em 1995. “Em 1999 o setor chegou ao fundo do poço”, comenta Zanetti. A reação, no entanto, não atingiu as exportações, em maior volume para a Argentina, maior consumidor das máquinas brasileiras, cujas restrições se acentuaram com a crise econômica daquele país. Pavan Zanetti em geral destina 20% da produção para as exportações, mas tem mantido as vendas externas estagnadas em 10%. “A Argentina é o principal mercado para as sopradoras brasileiras”, confirma Zanetti. Embora não existam estatísticas disponíveis, estima-se o mercado atual de sopradoras em bem próximo das 200 unidades/ano, excluindo os modelos para o processamento de polietileno tereftalato (PET), números esses que já foram superiores a 300 máquinas/ano. Entre os fabricantes nacionais de equipamentos de sopro por extrusão contínua destacam-se a Bekum, SIG, Tecnoinjet, Pavan Zanetti, J.A.C., Brastec (antiga A&R) e Deutec, entre outras de menor porte. Disputam o mercado ainda companhias estrangeiras com subsidiária ou representação comercial no País. Com cerca de 1.800 sopradoras vendidas no País, a Pavan Zanetti figura entre os três maiores fabricantes nacionais. A indústria sediada no interior de São Paulo registrou 22% de queda nas vendas já no primeiro semestre deste ano. Entre os mercados que mais se destacaram no ano passado, Zanetti cita o de água mineral, sucos, higiene e limpeza e de produtos farmacêuticos. “O ano começou aquecido com tendência de alta, porém o volume de vendas seguramente cairá.” A empresa fabrica três séries de máquinas: a linha HDL, de sopro por baixo (cabeça perdida) e extrusão contínua, para frascos de até 5 litros, e de acumulação, para frascos de 10 a 200 l; a linha Bimatic (sopro por cima), de extrusão contínua, para até 6 litros; e a HMS, até 10 litros; além de dois modelos de injetoras. Na última Brasilplast, a Pavan Zanetti apresentou nova versão da série Bimatic: o modelo BMT 3.6D equipado com duas extrusoras (60 e 50 mm), para sopro de frascos em duas camadas, e o BMT 6.0S, com estação para sopro de frascos monocamadas até 6

18

litros. De acordo com o gerente nacional de vendas da Bekum Fernando Moraes, o ano também começou bem, mas logo no início do segundo semestre já apresentou sinais de retração, ameaçando por em risco a meta de repetir o resultado alcançado no ano passado, quando a empresa colocou no mercado 52 máquinas. “Não dá para fazer projeções”, avalia. Em geral, a Bekum exporta 25% da produção para a América do Sul e Ásia. O mais recente lançamento da empresa, a sopradora BM 704 DS de extrusão contínua, foi apresentado na Brasilplast. A máquina, projetada para altas produções (ciclos de 8,7 segundos), comporta até 16 cavidades de 500 ml, tendo como principal alvo as embalagens para produtos de limpeza.” FERRO (2002)

3.2 A EMPRESA

A Unidade de Máquinas e Equipamentos Industriais - Tecnibra é uma ramificação do

grupo Tecnibra Corporate. Possui 3 anos, mas já conta com projetos complexos de

máquinas automatizadas.

Sua localização atual é no Bairro Jardim Natal, Rua Theófilo Tertuliano da Silva, 82,

Juiz de Fora-MG.

Apesar de pouco tempo de mercado como empresa, possui um corpo de

engenheiros e técnicos com muita experiência, o que faz com a empresa possua robustez

em seus projetos.

Atualmente, seu foco de desenvolvimento é em equipamentos para o ramo de

embalagens plásticas. Em sua linha de produtos existe: Termoencolhedoras para pacote

tipo Shrink, Túnel de Encolhimento para Rótulos Sleeve e as Sopradoras de Termoplásticos.

Para o último existem dois projetos concluídos, sendo um de uma sopradora hidráulica e

outro de uma sopradora pneumática.

Como sua experiência ultrapassa seu tempo de mercado através de seus

funcionários, todos os projetos de desenvolvimento de equipamentos foram financiados por

clientes, ou seja, por existir alta confiabilidade no projeto alguns de nossos clientes os

compram antes de visualizar qualquer tipo de protótipo. É o caso do equipamento que

acompanhamos o desenvolvimento e produção.

O produto a ser acompanhado é uma grande inovação do ramo de sopradoras, pois

é um equipamento totalmente elétrico. Atualmente as sopradoras utilizam unidades

hidráulicas para fazerem seus movimentos principais e a idéia de torná-la elétrica veio da

utilização dessa mesma fonte de energia em Injetoras de termoplásticos que hoje possuem

maior rendimento.

19

3.3 PRODUTO

Sopradora é um equipamento que permite a transformação de plásticos através do

processo de sopro.

Abaixo, modelo de sopradora.

Figura 4 – Sopradora

Fonte - Tecnibra

O sopro consiste em plastificar o composto plástico com o auxilio de um cilindro de

plastificação equipado com resistências elétricas e de uma rosca (extrusão). O material

plastificado passa por uma matriz formando uma espécie de mangueira, ainda aquecida,

denominada Parison. O Parison deve ser alojado dentro do molde para que um pino de

sopro injete ar em seu interior, fazendo com que o material assuma o formato da cavidade

do molde.

20

Figura 5 - Área de coleta do Parison

Fonte – Tecnibra

A sopradora que vem sendo projetada pela Tecnibra, objeto deste estudo,

caracteriza-se por apresentar uma inovação, substituindo partes hidráulicas por

componentes elétricos. Assim, antes de falarmos propriamente sobre o novo projeto da

Sopradora Elétrica, vamos mostrar como funciona o sistema hidráulico hoje utilizado.

O sistema hidráulico convencional é composto por uma unidade hidráulica que

possui um reservatório de óleo, uma bomba (que pode ser de palheta, de pistão ou de

engrenagem), um motor acoplado a esta bomba, um bloco com as válvulas direcionais que

vão direcionar o óleo sob pressão para um dos lados do atuador hidráulico, uma reguladora

de pressão para limitar a pressão do circuito e um trocador de calor ligado a uma fonte

externa de resfriamento para esse óleo.

O sistema hidráulico de uma sopradora é composto de: unidade hidráulica e

mangueiras com duplo circuito para cada atuador que a máquina possuir.

Para calcularmos o tamanho desta unidade hidráulica levamos em conta a força que

cada atuador fará para realizar o movimento a que foi proposto; somamos todos, verificamos

a vazão necessária para cada atuação, dimensionamos a bomba e o motor elétrico que a

movimentará, sabendo-se que boa parte deste trabalho será transformada em calor,

diminuindo seu rendimento e tornando ainda necessário um segundo sistema para liberação

deste, aumentando mais ainda o consumo de energia.

21

Durante os 10 últimos anos, os fabricantes de equipamentos, sejam sopradoras,

injetoras, prensas, têm verificado que não é mais possível para seus clientes não se

preocuparem com o consumo de energia oriunda de sistemas de transmissão de força

hidráulicos, além de serem barulhentos, sujos e pesados.

A mudança do sistema hidráulico para elétrico não é tão simples quanto parece, pois

substituir um atuador hidráulico que faz uma força de 5 toneladas por um moto-redutor, por

exemplo, o conjunto terá que ser dotado de algum sistema de alavanca para que a força se

multiplique, a fim de obtermos a mesma força do atuador que retiramos. Então, em cada

ponto do equipamento que possuía um atuador hidráulico, houve a incorporação de um

moto-redutor, que em algumas situações trabalha em conjunto com um fuso ou biela.

Sem dúvida podem-se enumerar os vários progressos tecnológicos de uma máquina

elétrica. As principais são:

• Alta precisão

• Repetibilidade constante

• Operação silenciosa

• Produção limpa

• E a principal: maior economia de energia elétrica em comparação com as máquinas

hidráulicas

Há alguns anos, quando alguém tocava no assunto se desenvolver uma sopradora

elétrica, todos projetistas entendidos do assunto logo se posicionavam contrários, dizendo

que uma máquina desse nível só poderia ser obra de ficção científica, pois os equipamentos

seriam muito caros para a atualidade. Entretanto, com a necessidade de trabalho em ‘’sala

limpa’’, baixo ruído e maior conforto para o operador, as máquinas elétricas são as mais

procuradas. Por isso, há anos, a equipe da Tecnibra vem trabalhando em um projeto de

uma Sopradora elétrica.

Em uma primeira fase, um equipamento voltado para frascos pequenos para iogurte

líquido de 180 ml, com cabeçote quádruplo ( equipamento do canhão da extrusora por onde

se forma as mangueiras ou “parison” que vai se transformar em embalagem dentro do

molde no momento do sopro ).

22

Figura 6 - Cabeçote quádruplo

Fonte - Tecnibra

O conjunto da mesa de moldagem ou placas porta-moldes é onde fica alojada a

matriz da peça que vai ser soprada. Cada uma das metades da matriz fica aparafusada em

uma das placas da mesa de moldagem. A função deste conjunto porta-moldes é aplicar uma

força nesta prensa para mantê-la bem fechada no momento do sopro.

Figura 7 - Placa principal aberta

Fonte – Tecnibra

23

Figura 8 - Placa principal fechada

Fonte - Tecnibra

Figura 9 - Visão 3D placa

Fonte - Tecnibra

Optou-se em projetar uma alavanca - para esta mesa de moldagem - capaz de

multiplicar a força produzida por um moto-redutor elétrico relativamente pequeno.

24

As peças uma vez sopradas são retiradas de dentro da prensa porta-moldes, através

de uma pinça acionada por cilindros pneumáticos, e são transportadas para fora do

equipamento e soltas em uma calha para posterior ensacamento.

3.4 SEQÜÊNCIA DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO

Apesar de ser um equipamento inovador, o processo de fabricação não possui

inovação. Trata-se do mesmo utilizado para o restante dos equipamentos Tecnibra.

Abaixo temos o fluxograma do processo de fabricação da Sopradora Elétrica para

Termoplásticos.

Figura 9 - Fluxo geral de fabricação

Fonte - Tecnibra

25

3.5 PLANEJAMENTO DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO PROTÓTIPO

3.5.1. Anteprojeto

Através de observações em feiras, pesquisas em revistas e em concorrentes, teve-se

a idéia principal de desenvolver um equipamento totalmente elétrico.

A inovação veio do fato da utilização do mesmo conceito em injetoras de

termoplásticos e lançamento de conceitos e dispositivos simples e leves para

movimentação. Um deles são buchas poliméricas auto-lubrificantes, fusos e guias de

alumínio com tratamento superficial de aumento de dureza.

3.5.2. Projeto

A partir do anteprojeto, o desenvolvimento do equipamento é dividido em 5 etapas:

3.5.2.1. Dimensionamento

O engenheiro projetista enumera todas as funções e movimentos do equipamento, a

fim de estudar cargas e dimensões necessárias para cada peça.

A partir dessa etapa, o projeto já contém seu estudo de cargas e função para o

correto dimensionamento das peças do equipamento.

3.5.2.2. Peças para Corte Laser e chassi principal

Com objetivo de facilitar e flexibilizar a fabricação do equipamento o projeto estrutural

é todo desenvolvido para ser executado através da ferramenta de corte a laser e utilização

de perfis tubulares.

O nome Laser é uma sigla formada pelas letras iniciais das palavras Light

Amplification by Stimulated Emission of Radiation, que em português quer dizer:

amplificação da luz por emissão estimulada da radiação. Isso nos diz que o laser é a

concentração de luz em um foco gerando alta energia térmica.

No sistema a laser essa energia térmica vaporiza o metal foco da energia, cortando-o

com alta precisão. Este tipo de corte não pode ser feito manualmente (alta precisão), por

isso as máquinas que utilizam dessa tecnologia movimentam o laser através de motores

coordenados por um computador que é programado em CAD.

Como vantagens, tem-se a alta precisão do corte e desvantagem, o alto investimento

para se implantar um equipamento como esse e o poder de corte limitado a chapas de

espessura máxima de 20 mm. Desvantagem, no caso, absorvida por nosso fornecedor.

26

Figura 10 - Esquema Corte Laser

Fonte - Bystronic

O projeto do equipamento foi totalmente idealizado para ser executado através de

corte laser. Essa opção é feita por ser um processo de alta precisão, velocidade e fácil

alcance.

Portanto, a estrutura principal da máquina é projetada em perfil tubular e todas as

outras peças, para a utilização do corte laser.

No caso da Sopradora Elétrica, o chassi, base das placas, base do canhão, placas

principais, conjunto da faca, conjunto da pinça, foram todos fabricados através desse

processo.

3.5.2.3. Peças para usinagem

Para complementar o projeto das peças, a utilização de torno e fresa torna-se

indispensável para peças que precisam de elevado grau de precisão para suas 3

dimensões. Portanto, mancais, buchas e eixos são projetados para serem fabricados a

partir desse processo. Houve uma preocupação do projetista de projetar o equipamento

com peças disponíveis no mercado. Essa é uma política de terceirização que privilegia a

fabricação e a manutenção posterior do equipamento. Para essas peças o projetista recebe

a ordem de utilizar componentes de renome e fácil reposição. O resultado dessa etapa é a

especificação de cada item a ser comprado: conjunto pneumático, canhão e rosca,

redutores, motores, molde, guias de alumínio, buchas de Polímero de Engenharia.

Entretanto, outras peças tiveram que ser feitas especialmente para a nova sopradora. Neste

caso, os equipamentos utilizados nesta etapa foram:

Torno mecânico: O torno é uma máquina de usinagem para remover material da

superfície da peça na forma de cavaco. No processo de torneamento a peça gira enquanto a

ferramenta se desloca para cortar continuamente o material. Inicialmente a ferramenta é

ajustada a certa profundidade de corte (normalmente expresso em mm ou in), ao mesmo

27

tempo em que a peça gira a ferramenta se desloca a certa velocidade. O avanço é a

distância que a ferramenta percorre a cada volta da peça (expresso em mm/volta ou

in/volta), como resultado desses movimentos o cavaco é produzido e move-se sobre a face

da ferramenta.

Fresa: Em complemento as operações de torneamento que produz seções

circulares, outras operações de usinagem podem produzir geometrias mais complexas

utilizando ferramentas mono cortantes ou multi cortantes. O processo de fresamento é um

processo bastante versátil, neste processo a ferramenta denominada fresa gira e desloca-se

em várias direções e ângulos para cortar o material. A usinagem é utilizada nas peças em

que não é possível haver utilização do corte laser. Não é interessante haver utilização de um

equipamento CNC, pois o número de peças é pequeno e a diversidade muito alta.

Por ser um complemento, essa etapa é realizada em conjunto com a anterior e, por

isso, possuem uma saída única que é a relação de peças para corte a laser e desenho

técnico para usinagem, com especificação do material, pontos de união (solda e

aparafusamento) e tratamento superficial que cada peça será sujeitada.

Equipamentos para Automação: De posse de todo o projeto mecânico do

equipamento, o engenheiro responsável descreve o quadro sinótico dos movimentos

necessários para o funcionamento da máquina.

Tabela 1 - Quadro sinótico

1° 2° 3° 4° 5° 6° 7° 8° 9° 10° 11° Mesa ↑ ↓ Placa ↑ ↓ Faca ↑ Canhão ↑ ↓ Sopro ↑ Pinça ↑ ↓ Fecha pinça

↑ ↓

Fonte – Tecnibra

Sendo ↑ para avanço e ↓, recuo.

Essa informação é direcionada para o eletro-técnico que, em parceria com um

engenheiro eletricista terceirizado, desenvolve o esquema elétrico do equipamento e a

programação necessária.

Com essa etapa, o projeto possui a programação necessária para utilização de CLP

e a listagem de material elétrico e eletrônico (do sistema de potência até eletro-válvula,

sensores, CLP e IHM).

28

3.5.2.4. Planejamento da Execução

Com o projeto finalizado, inicia-se a fabricação do equipamento. Esta etapa é

subdividida em outras 12. Estas são executadas de forma paralela.

3.5.2.4.1. Compras

Objetivando o custo mínimo de estoque, os materiais são comprados a partir do

planejamento de sua utilização e prazo de entrega. No quadro abaixo são descritos os

materiais necessários e o prazo de entrega para cada um deles. A partir da listagem de itens

a serem comprados define-se a relação de itens predecessores e sucessores, gerando um

gráfico de Gantt (ver anexo 2 e 3) para toda a execução.

Tabela 2 - Relação de itens para compra

Matéria-prima Etapa de utilização

Prazo de entrega

Perfil Tubular quadrado 50x50x6000x2 mm

Chassi principal

2 dias úteis

Conjunto de chapas de aço carbono

Corte laser 5 dias úteis

Eixos, tubos e buchas Usinagem 5 dias úteis Mancais e rolamentos Montagem

mecânica 5 dias úteis

Molde Montagem mecânica

35 dias úteis

Canhão e rosca (Extrusora) Montagem mecânica

45 dias úteis

Motores Montagem mecânica

10 dias úteis

Moto-redutores Montagem mecânica

10 dias úteis

Material elétrico Montagem elétrica

10 dias úteis

Material Pneumático Ajustagem mecânica

10 dias úteis

Fonte - Tecnibra

3.5.2.4.2. Construção do chassi principal

Como a entrega do material para construção do chassi principal é rápida, sua

fabricação é a primeira a se iniciar. Um motivo importante para que o chassi seja o primeiro

a ser executado é que com sua montagem o projetista consegue dar início a uma melhor

visualização espacial do equipamento a qual, antes, só podia ser feita a partir do

computador. Outro motivo importante é a preocupação que se deve ter na sua construção,

isto que receberá todas as outras peças. A atividade dura, no máximo, 7 dias úteis,

considerando que será executada por um soldador e um ajudante.

3.5.2.4.3. Terceirização do corte a laser

29

Esta etapa é dependente somente da conclusão do projeto e da entrega das chapas. A

partir da chegada das chapas na empresa que executa o serviço e do envio por e-mail da

relação de corte e peças, possuem prazo máximo de 10 dias úteis para entrega de o todo o

material. As peças são levadas para as dependências da empresa através de transporte

terceirizado.

3.5.2.4.4. Usinagem

Novamente com a preocupação de utilizar o máximo possível de materiais já disponíveis

no mercado, o material para usinagem chega com 5 dias úteis e esta etapa é executada em

paralelo com o corte a laser e construção do chassi principal. Toda a atividade é executada

em uma semana, no caso de utilizarmos somente um torneiro.

3.5.2.4.5. Montagem das peças

De posse das peças originadas do corte terceirizado e das peças usinadas, a

montagem inicia. O projeto das peças visa, integralmente, a fácil construção do

equipamento, portanto, a etapa de montagem é muito rápida (7 dias úteis), em vista de sua

complexidade e utiliza-se solda MIG para união das peças.

A soldagem ou soldadura é um processo que visa a união localizada de materiais,

similares ou não, de forma permanente, baseada na ação de forças em escala atômica

semelhantes às existentes no interior do material e é a forma mais importante de união

permanente de peças usada industrialmente.

No processo de soldagem MIG (Metal Inert Gas) o arco elétrico é aberto entre um

arame alimentado continuamente e o metal de base. A região fundida é protegida por um

gás inerte ou mistura de gases (argônio, CO2, Hélio ou O2).

Suas vantagens são:

• Alta produtividade;

• Facilidade de operação;

• Processo automatizável;

• Baixo custo;

• Não forma escória;

• Cordão de solda com bom acabamento;

• Gera pouca quantidade de fumos;

• Soldas de excelente qualidade;

30

Suas limitações:

• Regulagem do processo bastante complexa;

• Não deve ser utilizado em presença de corrente de ar;

• Posição de soldagem limitada;

• Probabilidade elevada de gerar porosidade no cordão de solda;

• Produção de respingos;

• Manutenção mais trabalhosa;

A montagem das peças oriundas do corte laser é feita através desse tipo de solda.

Além disso, o chassi (parte estrutural do equipamento) é totalmente soldado por esse

processo.

Com as peças montadas é feita pré-montagem do chassi principal a fim de verificar

se há necessidade de algum ajuste antes das peças sofrerem algum tratamento superficial.

3.5.2.4.6. Tratamento superficial

Desde o final do projeto já existe a relação de peças a serem pintadas e zincadas. Para

a cobertura das peças do equipamento será utilizada pintura eletrostática a pó. Esse tipo de

pintura é considerado um dos mais avançados sistemas de revestimento de peças e é

resultado de vários anos de pesquisa. Consiste em eletrizar o pó a ser utilizado e pulverizá-

lo em direção à peça a ser recoberta, através da utilização de ar comprimido. Após a total

cobertura da peça, essa segue para uma estufa de curagem. O equipamento básico para

utilização desse tipo de tratamento superficial é:

• Fonte geradora de alta tensão com unidade de comando (pneumático

e elétrico);

• Bomba de sucção do pó (venturil);

• Reservatório para fluidização do pó;

• Pistola de pulverização/ionização;

• Cabos e mangueiras de interligação;

• Estufa para cura.

Suas principais vantagens são:

• Amplo espectro de aplicações;

• Ausência de solventes orgânicos;

• Mínima agressão ao meio ambiente;

31

• Alto grau de automação;

• Facilidade e rapidez na troca das cores, devido à não necessidade de

limpeza com solventes;

• Alta eficiência na transferência. Não existe perda do material durante a

aplicação, pois o pó do overspray é reaproveitado. Dessa forma o

aproveitamento da tinta em pó chega a cerca de 98%;

• Aplicação em uma única camada (em geral não necessita primer);

Elevada resistência química e mecânica (impacto, corrosão, radiação

U.V., etc.);

• Possibilidade de obterem-se camadas de 30 a 500 micra;

• Acabamento final atraente e de alto nível;

Além da pintura eletrostática a pó, utiliza-se a zincagem de algumas peças,

principalmente as usinadas. A zincagem por imersão a quente é um processo de

revestimento de peças de aço ou ferro fundido, de qualquer tamanho, peso, forma e

complexidade, visando sua proteção contra a corrosão. Após o desengraxamento

necessário para remover óleos e graxas, as peças são decapadas geralmente em ácido

clorídrico ou sulfúrico. Os inibidores podem ser adicionados ao ácido, de maneira que se

removam somente a ferrugem e as escamas (ou carepas) de óxidos e o metal-base seja

pouco atacado. Quando o material é imerso na cuba de zincagem, o ferro e o aço são

imediatamente molhados pelo zinco. Ao se retirar as peças do banho, uma quantidade de

zinco fundido é arrastada sobre as camadas de liga e, ao se solidificar, transforma-se na

camada externa de zinco praticamente puro. O resultado é um recobrimento formado por

uma camada externa de zinco e várias camadas de liga Fe-Zn que estão unidas

metalurgicamente ao metal-base. Após a zincagem, a superfície pode ficar brilhante, cinza-

fosca ou floreada, dependendo de vários fatores. A presença ou ausência de brilho ou as

várias tonalidades do cinza não tem qualquer efeito sobre a eficácia do revestimento.

Com todas as peças montadas, inclusive chassi, todos os componentes do

equipamento são pintados com pintura eletrostática a pó ou enviados para zincagem.

3.5.2.4.7. Montagem mecânica:

Com todas as peças prontas e tratadas, inicia-se a montagem final do equipamento.

Nesta etapa, além das peças vindas do tratamento superficial, a maioria dos componentes

listados na etapa de compras já está nas dependências da empresa ou estão a caminho.

3.5.2.4.8. Ajustagem mecânica

32

Por se tratar de um equipamento nunca antes fabricado, no final da montagem

mecânica, existem algumas peças que necessitam de ajustes ou necessitam alterações

significativas. Portanto, é importante contar com uma etapa somente para esses ajustes,

pois, mesmo com alto grau de detalhamento no projeto sempre existe alguma alteração ou

modificação a ser feita.

3.5.2.4.9. Montagem elétrica

O início da montagem dos componentes elétricos da máquina depende somente da

compra material referente. E o final dessa montagem deve coincidir com o final da

ajustagem mecânica, para que se inicie a montagem final.

3.5.2.4.10. Montagem final

A montagem final consiste basicamente em unir a parte mecânica à parte elétrica do

equipamento. No final da etapa, o produto está teoricamente pronto.

3.5.2.4.11. Start-up técnico

Com a sopradora totalmente montada, é alimentada (energia e ar comprimido) e

iniciam-se as parametrizações do equipamento. Abaixo, os parâmetros utilizados:

• Pressão de 8 Bar para ar comprimido

• Tensão 380 V, trifásica

• Carga mínima de 50 KVA

• Refrigeração por água

• Posicionamento dos sensores

• Parâmetros de supervisão do programa

• Parâmetros de velocidade de movimento

• Teste do programa

Depois de toda a parametrização são feitos os primeiros ciclos produtivos do

equipamento e listam-se as modificações necessárias para sua melhoria.

3.5.2.4.12. Ajustagem técnica

Como no caso das peças para a ajustagem mecânica, principalmente o programa

desenvolvido exclusivamente para a máquina necessitará de algum ajuste, além de possível

aumento do número de sensores e proteção.

Ao final dessa sub-etapa, finaliza-se a fabricação.

33

3.5.2.5. Testes

A etapa de testes consiste em colocar o produto em funcionamento intenso. Existe

acompanhamento diretamente do projetista que enumera os principais pontos críticos.

3.5.2.6. Start-Up Operacional

O Start-up Operacional é a instalação e inicialização do produto, no local em que o

equipamento funcionará constantemente. Durante esse período, os operadores passam por

treinamento operacional em que aprendem a trabalhar com a máquina.

No local de operação, são novamente parametrizados todos os itens do start-up

técnico, sendo evidenciados todos esses parâmetros aos operadores e/ou técnicos que

acompanharão o equipamento, indicando:

• Processo de inicialização;

• Supervisões de ciclo;

Alarmes propostos, ou seja, possíveis erros que o controle da máquina pode

acusar e possíveis soluções.

• Ciclo normal de trabalho;

Condições normais de temperatura, pressão e velocidade.

• Manutenção preventiva;

Lubrificação de guias, hastes e fusos;

• Manutenção remediativa

Relação de peças necessárias para se manter em estoque

• Processo de desligamento

• Alertas para prevenção de acidentes.

Finalizada a sub-etapa, o processo de desenvolvimento e fabricação do equipamento

está terminado.

34

3.6 O PROCESSO REAL DE FABRICAÇÃO DO PROTÓTIPO

3.6.1. Anteprojeto

Como os recursos financeiros da empresa são escassos, trabalhou-se com a

estratégia de vender o equipamento a um preço inferior ao mercado para que fosse possível

desenvolver o projeto. Os clientes que optam por esse processo são sempre clientes

parceiros, os quais possuem considerável intimidade. Além disso, o engenheiro projetista

possui boa reputação e conhecimento do mercado, o que diminui consideravelmente o risco

do equipamento não funcionar perfeitamente.

Um ponto negativo é que o prazo nunca é cumprido e a máquina sofre modificações

de projeto no decorrer da fabricação.

O protótipo então, é um equipamento a ser utilizado por um cliente/parceiro da

empresa.

Como saída desta etapa o projeto foi esboçado em Solid Works. O software de CAD

3D SolidWorks permite testar e rever, facilmente, a concepção do produto em 3D, de modo

a reduzir o tempo de projeto em 20-30%. O SolidWorks não só permite uma aprendizagem e

uma utilização simples, como também oferece uma compatibilidade inigualável com o

software AutoCAD e outros sistemas CAD.

Esse software permite ao projetista maior velocidade na execução de algumas

etapas do projeto, como, por exemplo, o anteprojeto, juntamente com seu design e projeto

conceitual, que serão feitos simultaneamente.

3.6.2. Projeto e Execução

O projeto somente se efetivou quando foi fechado, ou seja, o cliente parceiro enviou

confirmação de compra para que o projeto fosse concluído. As fases planejadas foram

cumpridas, mas a divisão em 5 etapas bem definidas de projeto e 12 de execução não

ocorreram.

3.6.2.1. Dimensionamento

Foi efetuado em paralelo com todas as outras etapas, ou seja, teve-se uma visão

geral da relação de cargas e forças do equipamento e seus movimentos. Todas as

conclusões somente foram tiradas no decorrer da projetação de cada peça.

3.6.2.2. Peças para Corte Laser e chassi principal

Como já houve atraso no início do projeto com o fechamento do acordo de

fornecimento do produto/protótipo para o cliente, resolveu-se, logo após o projeto do chassi

principal, iniciar sua fabricação. O segundo adiantamento foi em relação às peças para corte

35

a laser, as quais foram enviadas antes do término do projeto de torno, que é a

complementação das peças cortadas a laser.

3.6.2.3. Peças para usinagem

Conclui-se 75% das peças usinadas no tempo pré-determinado. O restante optou-se

por ser feito com o adiantamento da montagem da máquina, pois dependiam de algumas

medidas ainda imprecisas. Por exemplo, os eixos dos redutores dependem da medida

destes, as quais podem ser visualizadas através da ficha técnica disponível no site do

fabricante, mas, por precaução, decidiu-se esperar a peça chegar. Mesmo sem concluir os

projetos, iniciou-se a execução do serviço.

3.6.2.4. Peças mecânicas a serem compradas

A preocupação inicial do projetista foi a de criar, o mais rápido possível, frentes de

trabalho para que a execução não atrase por conta do projeto. A partir desse adiantamento,

voltou-se à etapa de discussão a respeito de dimensionamento para que fossem definidas

com exatidão as peças a serem compradas. Com as peças definidas, criou-se uma relação

de compras com especificação técnica e data ideal de compra de acordo com a execução

de cada uma das frentes de trabalho. Como acordado no início do projeto, o financiamento

deste seria feito com um cliente parceiro, portanto, a etapa de compra de peças foi

altamente dependente dele. Mesmo sem investimento do financiador, as compras iniciaram-

se com a aquisição de uma das inovações mecânicas do equipamento: as guias de alumínio

e buchas de Polímero de Engenharia. Somente com a efetivação da compra foi informado

que as peças adquiridas não possuíam estoque e necessitariam ser importadas. O prazo

para importação foi de 28 dias úteis.

3.6.2.5. Automação

Com o corpo principal do equipamento sendo construído, ficou mais simples para

que o projetista e o técnico conversassem a respeito da automação. Definiram os principais

movimentos e confirmaram, principalmente, a potência necessária de cada motor e o quadro

sinótico dos movimentos. Com essas informações, coube ao eletrotécnico fazer a listagem

de material para início do desenvolvimento do programa e definição dos melhores sensores

e componentes elétricos.

3.6.2.6. Montagem mecânica

Iniciou-se a montagem. Com a chegada das guias e buchas importadas ocorreu sua

pré-montagem e, pela primeira vez, pode-se constatar e concluir a respeito dos movimentos

inovadores que passaram a ser através de tração por motor elétrico. Com os testes, viu-se

36

que uma parte das guias não suportou o peso da placa principal de suporte do molde e

tiveram de ser substituídas por trilhos convencionais com roldanas rolamentadas. O

desempenho das guias lineares é altamente sensível a qualquer desnivelamento da base

onde é fixada. Como essa base não foi retificada, o movimento foi prejudicado. Tinha-se a

alternativa de retificar a base de fixação ou substituir o conjunto por roldanas sobre trilhos.

Por se tratar de uma peça relativamente nova e com possibilidades de ocorrerem mais

problemas durante o desenvolvimento, além do processo de retífica da base ser oneroso,

optou-se pela substituição. O processo de modificação demorou 2 meses, pois houve 4

experiências com trilhos e, somente no último, houve sucesso.

3.6.2.7. Compras de peças

Com o investimento parcial feito e uma programação bem detalhada do restante das

importâncias, optou-se por efetuar a compra das peças de maior prazo de fabricação para

que o protótipo não sofresse mais atraso ainda no cronograma. Portanto, efetuou-se a

compra da extrusora e molde (ilustrações abaixo).

Figura 11 – Extrusora

Fonte – Tecnibra

37

Figura 12 – Molde

Fonte - Tecnibra

3.6.2.8. Automação (segunda etapa)

A primeira versão do programa foi concluída. Inicia-se a etapa de testes do programa

através de um dispositivo de fabricação própria, que simula os efeitos de entradas e saídas

do programa. Como qualquer sistema, o programa possui entradas, processamento e

saídas.

No caso do protótipo em estudo, as entradas consistem em sinais 0/24 Volts de

sensores e contatores. Elas são ‘’os olhos’’ do CLP e informam o momento certo de disparar

algum ciclo de processamento, além de supervisionarem os movimentos. A supervisão de

ciclo é muito importante em qualquer programação de equipamento automático. Consiste

em criar alguns pré-requisitos para o funcionamento os quais, se não cumpridos, fazem com

que a máquina pare a operação automática e acuse algum alarme. Por exemplo, a extrusora

só pode começar a funcionar depois que a temperatura das resistências instaladas em seu

entorno estejam de acordo com o set-point pré-definido. Se, por esquecimento do operador

ou queima de alguma das resistências, a temperatura não estiver no nível correto e

tentarem ligar a extrusora, o CLP impede e gera um alarme dizendo “TEMPERATURA NÃO

OK PARA INÍCIO DE CICLO”.

O processamento é a programação em linguagem Ladder. No caso do CLP a ser

utilizado (Atos - Schneider), o software de programação é o WinSup 2. No caso desse

38

equipamento, o software foi desenvolvido por uma empresa de automação parceira da

Tecnibra. Portanto, o a primeira versão do programa é terceirizada com objetivo de se

ganhar tempo no desenvolvimento e as modificações posteriores são feitas pelo próprio

técnico.

As saídas são sinais gerados a partir de informações das entradas e do

processamento os quais acionam, no caso do protótipo, contatores, eletro-válvulas, inversor

de freqüência, entre outros. Como exemplo, o CLP libera um sinal para o inversor de

freqüência da extrusora que por sua vez aciona o motor da extrusora.

Durante os testes foram feitos os ajustes necessários e o programa ficou pronto para

ser instalado no CLP da máquina antes mesmo da montagem mecânica estar totalmente

concluída. As peças de compras chegaram, mas o restante do valor a ser investido não

ocorreu por problemas financeiros da empresa parceira. A máquina, no momento deste

relatório, está com a estrutura toda montada e seus componentes onerosos comprados,

porém faltam itens fundamentais para os testes do equipamento. Considerando que haveria

as condições pré-combinadas de financiamento do protótipo, optou-se por comprar peças de

fabricação demorada, mas que não são de utilização imediata e não são itens que possam

apresentar algum tipo de problema. A parte crítica do equipamento seriam seus

movimentos, controlados pelos moto-redutores e conjunto elétrico. Como e esses itens não

foram adquiridos não se pôde dar prosseguimento à fabricação do protótipo.

39

Capítulo IV

CONCLUSÃO

Como evidenciado, o protótipo não foi concluído. Entretanto, podemos visualizar

neste estudo de caso, a aplicação real do embasamento teórico demonstrado no capítulo 2.

Inicialmente, pode-se classificar o desenvolvimento da sopradora como um projeto

de produto, pois consiste na criação de um produto exclusivo em que no processo de

criação observa-se início e fim bem definidos a partir de um cronograma, ou seja, é uma

atividade finita.

Observando-se seu cronograma de desenvolvimento (ver anexo 1), podemos

identificar claramente a aplicação dos conceitos de Engenharia Simultânea em que as

tarefas são alocadas de forma paralela no decorrer do tempo, definindo as relações de

interdependência e encurtando o prazo final de conclusão. Outro conceito do mesmo tema é

a maneira como o projeto é totalmente integrado entre as os diferentes setores da empresa.

Como exemplo, o projeto mecânico trabalha em função da capacidade e viabilidade do setor

produtivo e o projeto elétrico trabalha atendendo diretamente as necessidades evidenciadas

pelo projeto mecânico.

O projeto conceitual foi sendo aprimorado a partir de uma idéia que, por sua vez, foi

mais bem elaborado através de reuniões constantes entre engenheiros e técnicos da

empresa e o corpo técnico dos principais fornecedores. Não houve uma declaração formal

de um processo de Brainstorming no decorrer dessas reuniões, mas a idéia principal de

todas as que foram realizadas foi a de que se apontassem os pontos críticos de um

equipamento com o conceito requerido e aguardavam-se as alternativas de soluções por

parte de qualquer indivíduo. Identificando e elaborando formas de gerir todos os pontos

críticos, temos o início da etapa de anteprojeto, definindo-se a arquitetura do equipamento.

Durante a definição da arquitetura e no início do projeto, a metodologia DFM (Design

for Manufacturing) foi amplamente utilizada. Entre suas características, um dos principais

pontos observados e aplicados durante o desenvolvimento foi a adaptação do projeto ao

processo de fabricação disponível. Como exemplo, por se tratar de um recurso de fácil

acesso e com tecnologia familiar, a utilização do corte a laser em todos os componentes da

sopradora substituiu operações com fresa, fundição e conformação de chapa. Todas estas

operações, se usadas, fariam com que o processo de fabricação fosse mais lento e oneroso.

Outro ponto é a utilização de componentes existentes no mercado. Como exemplos, o

projeto eletro-eletrônico fez uso de materiais genéricos, especificando-se somente o

programa a ser utilizado, em vez de se preocupar com a confecção de um sistema de

controle próprio (por exemplo, não houve necessidade de se desenvolver uma placa de

circuito impresso, micro-controlada e dedicada ao equipamento); houve foco no

40

desenvolvimento do sistema de movimentação, o qual seria o diferencial do produto,

enquanto, o restante dos componentes mecânicos foram definidos a partir dos já utilizados

pelo mercado (por exemplo, extrusora e molde ).

Em relação ao desenvolvimento da parte eletrônica do protótipo, um ponto de muita

importância é a Interface Homem-Máquina (IHM). Nesta etapa, conceitos de ergonomia

foram comumente utilizados. A IHM dispõe de todas as informações necessárias para que o

operador possa examinar o funcionamento do equipamento (nível de temperatura,

velocidade de extrusão etc.) sem ter contato direto com ele. Além disso, o software possui

intertravamentos que impedem o operador de liberar qualquer função que possa vir a

danificar o equipamento ou causar algum acidente. Um exemplo clássico é que a extrusora

não pode ser acionada sem que a temperatura de ‘‘derretimento’’ do polímero esteja

adequada. Portanto, o software não permite que o operador execute essa operação. Outro

exemplo é que a máquina possui alguns sensores dedicados à prevenção de acidentes

(sensores de abertura de portas).

Relacionando os conceitos de gerenciamento de projetos com o gerenciamento do

desenvolvimento da sopradora elétrica, podemos observar algumas das sub-etapas

definidas pelo PMI. A Gerência de Tempo, através do cronograma de fabricação do

protótipo, a Gerência de Custos e Aquisição, através do orçamento das principais peças do

protótipo e definição das datas ideais para aquisição do material.

Através deste estudo pudemos perceber que o causador de atrasos no

desenvolvimento da sopradora é sua concepção mecânica. Mais especificamente, a

determinação do melhor conceito de dispositivo de movimentação da mesa principal (as

guias lineares) foi o fator complicador. Por outro lado, os dispositivos elétricos e eletrônicos

para a concepção da sopradora estão muito bem testados e muito bem desenvolvidos (já de

uso comum).

As sopradoras são projetadas a partir de utilização de movimentos a força hidráulica

desde o início do século passado e, até hoje, é o processo predominante. Até o momento a

solução de utilizar motores elétricos na substituição daqueles, tem se tornado cada vez mais

positiva.

O ponto crítico do desenvolvimento da sopradora elétrica o qual fez com que a

fabricação do protótipo do equipamento não pudesse ser concluída até o presente momento

foi a viabilidade financeira do projeto.

De acordo com o planejamento financeiro, a empresa financiadora deveria cumprir

com alguns pagamentos de acordo com a programação de compras (ver anexo 1). Como

isso não ocorreu, a Tecnibra viu-se obrigada a interromper o processo de fabricação do

protótipo.

41

Para que fica bem claro o principal ponto crítico, o desenvolvimento do equipamento

em estudo pode ser dividido em 2 partes. A primeira é a concepção da idéia, a busca de um

financiador e posterior desenvolvimento e planejamento da fabricação do protótipo. A

segunda etapa seria a fabricação do protótipo de acordo com o projeto e planejamento.

A primeira etapa foi totalmente executada e concluída dentro do prazo proposto,

enquanto a segunda, mesmo ocorrendo retrabalhos e ajustes do projeto mecânico (além de

não ter havido a possibilidade de testar os componentes elétricos e o programa do

equipamento), não pode ser prosseguida pela escassez de capital.

Essa inviabilidade financeira é o maior complicador para uma empresa de pequeno

porte. A estratégia de utilizar capital externo foi muito interessante, contudo o detalhe de não

se poder contar com o valor nos prazos corretos fez com que o desenvolvimento fosse

prejudicado. Se fossem feitas todas as compras contando com a entrada do dinheiro em

todas as datas corretas, a empresa, com certeza sofreria uma grave crise financeira.

Ressalta-se que o setor financeiro foi profundamente afetado pelo atraso do

desenvolvimento do produto. Isso claramente gerou algumas conseqüências negativas para

a empresa. Além do protótipo não ter ser concluído e, portanto, não ter sido possível

entregar ao cliente a tempo, a empresa ficou impedida de mostrar para o mercado o novo

equipamento e não pôde constatar sua real viabilidade comercial. Outro ponto negativo foi o

investimento de mão-de-obra que a empresa se dispôs a ceder e não teve retorno no tempo

esperado.

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BIBLIOGRAFIA

1. BARNETT, B. D.; CLARK, K. B. Problem solving in product development: a model for

the advanced materials industries. International Journal of Technology

Management, vol. 15, n. 8, 1998.

2. BRALLA, J. G. Design for excellence. New York: McGraw-Hill, 1996

3. CASTRO, E.B.P. Notas de Aula da Disciplina Automação da Produção. Juiz de

Fora, UFJF, 2005.

4. Ferro, Simone. Revista Plástico Moderno, São Paulo: QD Ltda., 2002

5. FRASCATI. Manual 2002. “The Measurement of Scientific and Technological

Activities: Proposed standard practice for surveys on Research and Experimental

Development”. Paris, OCDE, 2002.

6. FILHO, Nelson Casarotto et. al. Gerência de Projetos / Engenharia Simultânea,

São Paulo: Atlas, 2006

7. HARTLEY, John R. Engenharia Simultânea: um método para reduzir prazos,

melhorar a qualidade e reduzir custos. Trad. Francisco José Soares Horbe. Porto

Alegre: Artes médicas, 1998.

8. MARTINS, Petrônio G. e LAUGENI, Fernando P. Administração da Produção. São

Paulo: Saraiva, 1998.

9. Pachione, Renata. Revista Plástico Moderno, São Paulo: QD Ltda., 2005

10. Project Management Institute, Project management institute practice standard for

work breakdown structures. Newtown Square, PA, USA: Project Management

Institute, 2004.

11. ROZENFELD, Henrique et. al. Gestão de Desenvolvimento de Produtos. São

Paulo: Saraiva, 2006

12. SALERMO, Mario Sergio. Reestruturação Industrial e novos padrões de produção:

tecnologia , organização e trabalho. São Paulo em Perspectiva, São Paulo, v.6, n.3,

jul./set. 1992.

13. SIQUEIRA, RODRIGO GEORGE PIUBELLO. Planejamento de escopo de

projetos: o caso de uma consultoria. Monografia, Departamento de Engenharia de

Produção, UFJF, 2007

14. SITE – ABERGO: www.abergo.org.br, acessado em Novembro de 2007

15. SITE – Interfaces Homem-máquina:

www.pr.gov.br/batebyte/edicoes/1997/bb69/interfac.htm, acessado em Novembro

2007

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Anexo 1 – Cronogramas do Projeto em MS-Project

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46

Anexo 2 - Mesa