Após anos de crescimento robusto e uma economia de consumo crescente com um apetite cada vez maior por automóveis particulares, a covid-19 afetou duramente o maior continente do planeta e seus 4,7 bilhões de pessoas.
Da China, que foi o primeiro país a sofrer os efeitos da pandemia, até a contínua escassez de microchips em Taiwan (decorrente, em parte, da seca mais grave na ilha em mais de 50 anos e às necessidades hídricas de alta intensidade dos metais extraídos), enquanto o mundo estava se recuperando, muitos na região estavam se sentindo exaustos.
Mas, se a pandemia nos traz algo de positivo em termos coletivos é na categoria de lições aprendidas. Isso vale principalmente para a indústria automotiva na Ásia, um setor que teve uma queda de 10% na produção. Trata-se de um número expressivo, considerando-se que a Ásia compreende mais da metade da produção mundial de veículos. A lição principal aprendida foi: independentemente da ameaça global externa existente, seja covid-19, terrorismo, mudança climática, etc., o controle de qualidade e a inspeção (QC&I) são cruciais para o sucesso da indústria automotiva. E não só o QC&I referente aos veículos que saem das linhas de montagem, mas também o que vai monitorar – e mover – as máquinas que moldam e estampam tantas das 30 mil peças de um automóvel.
Defesa contra desvios
A realidade é que, quando uma matriz ou máquina de estampagem de metais estampa milhares de peças em bruto por dia, é natural que ocorram desvios e erros de alinhamento. Existe também a necessidade de reagir a novos designs de produtos quando um novo modelo de carro (ou veículo inteiro) é introduzido, trazendo a possibilidade de novos erros de alinhamento. Quando o desvio se torna muito grande, a peça deixa de estar em conformidade com as especificações estabelecidas. Caso ele não seja detectado prematuramente durante o processo ou durante a inspeção de protótipo, podem ocorrer erros em cascata. Com as cadeias de suprimentos já em risco, a indústria automotiva (e outras) está buscando formas inovadoras de reduzir esses erros que custam tempo e dinheiro.
Entre no mundo do sofisticado software e hardware de metrologia em 3D e sua capacidade coletiva de oferecer as informações práticas que ajudam os fabricantes automotivos a superar os desafios de QC&I. Ao disponibilizar dados digitais mais rápidos e precisos para aumentar a qualidade e a produtividade, a tecnologia de metrologia ajuda os fabricantes a tomar decisões fundamentadas, permitindo análises mais preditivas, verificação da precisão dimensional e testes de tolerâncias. Isso é verdade quando se trata da satisfação do cliente ou mesmo no que se refere ao controle regulatório, tempo de lançamento no mercado ou uma combinação de todos esses elementos.
"Há muito tempo, eram usados métodos de medição tradicionais, e esses dispositivos, como trenas, compassos e micrômetros, mediam em 1D", explica Jay Sakai, engenheiro supervisor de aplicações de campo da divisão japonesa da FARO® Technologies. "Depois, tecnologias mais novas foram capazes de medir em 2D. Agora, as máquinas podem medir em três dimensões e, com produtos como scanners a laser ou braços de digitalização, podemos comparar a peça que está sendo medida com o projeto, em programas como CATIA, Siemens, Pro/ENGINEER [agora PTC Creo] e SolidWorks®."
Da perspectiva do fluxo de trabalho de estampagem de metais, esses tipos de tecnologia simplificaram muito o que antes era um processo complicado. A estampagem de metais para aplicações automotivas é, naturalmente, uma operação complexa e de várias etapas, e é empregada na criação de inúmeras peças automotivas, que vão de componentes do motor a portas e outros painéis da carroceria. Essa montagem muitas vezes ocorre em unidades de subconjunto e as peças estampadas são enviadas posteriormente para uma oficina de carrocerias de metal onde todo o veículo é montado.
Ao avaliar o processo de estampagem de metais, diversos fatores devem ser considerados:
- Os efeitos da estampagem na funcionalidade do projeto: as peças estão estampadas dentro das tolerâncias especificadas do modelo de CAD?
- A matriz está produzindo peças com uniformidade e com a mesma especificação? Há alguma tendência de que as peças saiam da tolerância devido ao desgaste?
- Todos os requisitos específicos do setor: a peça é segura e funcional?
- Qual é o tempo necessário para o controle da produção e da qualidade?
- Economia (qual é o ROI)?
Interoperabilidade das máquinas
Em todas as etapas do processo, a digitalização a laser em 3D e a capacidade de ver, em tempo real, as representações virtuais dos dados coletados permitem que os operadores da unidade e os engenheiros de supervisão de sistemas tenham uma linha de visão direta quanto à exatidão, precisão e qualidade das próprias unidades de estampagem automotiva, bem como das peças nelas fabricadas.
"Nas empresas japonesas e asiáticas em geral que seguem nosso exemplo, o elemento mais importante é a qualidade", acrescenta Hideaki Itakura, engenheiro sênior de aplicações de campo, também da divisão japonesa da FARO. "Todas as peças precisam de alta qualidade. É por isso que dependem cada vez mais desses tipos de máquinas. Elas também estão buscando fazer o trabalho de forma mais rápida e barata."
Mas isso é apenas o começo do alcance da tecnologia. Além da própria estampagem de metais, o uso de hardware e software sofisticados de metrologia em 3D permite determinar o layout mais eficiente da própria linha de montagem, o alinhamento mais adequado de máquinas grandes e volumosas (que incluem estampagem), onde elas devem ficar no chão de fábrica e até mesmo o espaçamento entre elas. Tudo isso pode ser obtido com muito mais rapidez. O que antes levava dias ou semanas, com um grande esforço da equipe, agora pode ser concluído em questão de horas – explica Sakai.
As próximas etapas são duas:
- A integração de várias máquinas (scanners, braços, trackers, tracers, etc.) operando em um único ecossistema de software cada vez mais automatizado
- O desenvolvimento contínuo da fábrica automatizada, em que robôs com inteligência artificial podem realizar a inspeção de peças com pouca ou nenhuma intervenção humana
Embora a segunda meta esteja um pouco mais distante de ser alcançada, Sakai e Itakura estão confiantes de que os esforços contínuos das montadoras asiáticas e empresas parceiras continuarão a explorar os limites do possível, tanto em termos de hardware quanto de software.
"Se você conversasse com [Henry] Ford há muito tempo e visse sua linha de produção... e se hoje ele visitasse uma fábrica da Nissan ou da Honda, por exemplo, onde os robôs realizam tantas tarefas, ele diria: "Meu Deus, tudo automatizado", afirma Sakai. "Mas, ainda hoje, certas partes da linha de produção não são tão automatizadas. A inspeção de qualidade é uma delas. Precisamos que as pessoas verifiquem as máquinas e confiram se estão alinhadas. É uma área em que nós e os fabricantes estamos trabalhando. Muitas tecnologias serão necessárias. Uma delas, a inteligência artificial, já está aí. Está melhorando. Mas não é perfeita. Não ainda. Mas creio que um dia chegaremos lá."
Enquanto o mundo se esforça para alcançar a estabilidade e acabar com a pandemia, a recuperação do setor automotivo na Ásia parece segura, em parte graças às tecnologias avançadas de medição em 3D, capazes de gerar eficiência de ponta a ponta com tempo e custos reduzidos.
Para o controle de qualidade e a inspeção, a estrada à frente é promissora.
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