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Laser de fibra dobra produtividade de corte de fabricante de reboques

DAVID LARCOMBE

Na fábrica de Bolton, Lancashire, Inglaterra, do fabricante de reboques Indespension, a produtividade do corte de chapas metálicas dobrou após a substituição, em dezembro de 2016, de uma máquina alimentada por laser de CO2 por um centro de perfilagem a laser de fibra Bystronic ByStar Fiber 6520, que custou quase £800.000 (aproximadamente US$ 1,3 milhão; FIGURA 1). O laser de fibra de 4 kW tem 6.5 × Cama com capacidade de 2 m, tornando-se a maior máquina de fibra entregue até o momento no mercado do Reino Unido 

laser cutting

FIGURE 1. Com o sistema de laser de fibra ByStar Fiber 6520, o nitrogênio é empregado como gás de corte em materiais de até 5 mm de espessura, acima do qual é usado oxigênio menos caro; há pouca diferença na qualidade da borda de corte 

O diretor de compras da Indespension, Steve Sadler, comentou: "Cortamos principalmente aço carbono 43A e pré-galv, além de algum alumínio, de 1 mm a 12 mm de espessura. Até 3 mm, o laser de fibra corta três vezes mais rápido que o CO2. Ele atravessa aço de 1 mm, produzindo 10 furos por segundo. A vantagem diminui à medida que a espessura aumenta, mas, no geral, o ByStar é duas vezes mais rápido em todas as bitolas que processamos. De uma só vez, ele eliminou o gargalo em nossa fábrica que estava sendo causado pela máquina de CO2 não conseguir acompanhar nossa crescente carga de trabalho de corte a laser."

O laser de fibra foi comprado em troca de um modelo de CO2 da Bystronic de capacidade equivalente fornecido pela Indespension em 2009. Sadler confirmou que um bom preço foi obtido pela máquina antiga, apesar de ela ter trabalhado até 20 horas por dia, destacando a retenção de valor como uma vantagem de comprar um equipamento deste fabricante.

No início, o principal motivo para investir em corte a laser era obter um maior grau de controle interno sobre a produção de reboques e economizar despesas com terceirização de serviços de chapas metálicas. Outra consideração importante foi otimizar o processo de prototipagem e design e levar novos produtos ao mercado mais rapidamente.

"Antes de 2009, durante o desenvolvimento do produto, tínhamos que comprar um, dois ou três conjuntos de protótipos de peças de chapa metálica", continuou Sadler. "Os subcontratados não estavam muito interessados em produzir quantidades tão pequenas, então o preço tendia a ser alto e levava de quatro a seis semanas para entregar os protótipos. Se precisássemos fazer uma mudança no design e voltar ao subcontratado para mais protótipos,—poderia ser algo tão simples quanto um novo conjunto de para-lamas,—o que poderia acrescentar mais um mês ou mais. Agora, podemos produzir as peças internamente em questão de dias, reduzindo o prazo de entrega de um novo trailer de normalmente seis ou sete meses para menos de cinco, ou de um trailer modificado de três ou quatro meses para menos de dois."

Sadler destacou que, há uma década, poucos trailers incorporavam recursos cortados a laser, enquanto hoje eles são amplamente utilizados. De fato, os produtos são projetados com base nas capacidades consideráveis das modernas máquinas de corte a laser. Uma vantagem é que a usinagem é tão precisa que os componentes se encaixam de forma precisa e rápida durante a montagem, sem a necessidade de ajustes demorados. 

O outro benefício é que a usinagem é tão rápida, especialmente com o laser de fibra, que é uma maneira econômica de reduzir o peso dos componentes ao incorporar vários furos e ranhuras. Seria muito trabalhoso e, portanto, antieconômico fazê-lo manualmente.

A célula de corte a laser opera em turnos diurnos e noturnos, além de horas apagadas durante os meses de verão, totalizando de 18 a 20 horas por dia, cinco dias por semana. No restante do ano, ele funciona em turno diurno e com as luzes apagadas por 10 a 12 horas por dia.

A Indespension decidiu não instalar equipamentos de automação porque eles processam uma grande variedade de tamanhos de folhas, o que torna o carregamento automatizado problemático. A variedade de tamanhos de componentes também é grande, variando de mais de 5,8 m para baixo. Portanto, a presença do operador é necessária para gerenciar a diversidade, por isso um sistema de elevação manual com ventosa é usado para o manuseio das folhas (FIGURA 2).

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FIGURE 2. O manuseio de folhas dentro e fora da mesa de transporte da ByStar Fiber 6520 é realizado manualmente na Indespension usando um dispositivo de elevação com ventosa.

No entanto, isso representa um problema para a empresa se uma série de produções envolver um conjunto de apenas algumas peças simples, cortadas de uma chapa de espessura fina. O ciclo de corte é tão rápido na máquina de laser de fibra que o operador não tem tempo para terminar de sacudir as peças do esqueleto anterior antes que a próxima folha usinada esteja pronta, ou para carregar a próxima peça bruta na mesa de transporte 

Então, a empresa está pensando em incluir microetiquetas em alguns programas de corte de chapas metálicas para que as peças perfiladas permaneçam presas ao esqueleto, permitindo que toda a chapa processada seja transferida para uma estação off-line, onde outro membro da equipe pode ajudar a remover os componentes.

Das peças de chapa metálica cortadas a laser que vão nos trailers da Indespension, 80% precisam ser dobradas. Assim, quando a primeira máquina a laser foi instalada, uma prensa dobradeira tandem do mesmo fornecedor também foi fornecida (FIGURA 3) 

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FIGURE 3. Um dos trailers da fábrica da Indespension, chamado Digadoc, mostrando o grande número de recursos cortados a laser e dobras necessárias para seus componentes de chapa metálica.

Há benefícios de produtividade ao adquirir a máquina de corte a laser e as prensas dobradeiras do mesmo fornecedor, pois todos usam o mesmo software BySoft 7. Quando um novo componente é projetado no sistema SolidWorks CAD da Indespension e exportado para o software de controle Bystronic, que contém uma poderosa funcionalidade CAD/CAM 3D, o modelo gera um programa para corte a laser e uma sequência para dobrar o componente, incluindo a posição do batente traseiro e o plano da ferramenta, minimizando assim o atraso e o tempo de inatividade.

O mesmo software, que tem recursos completos de simulação, é responsável por aninhar o número máximo de peças de uma folha, criar planos de corte e fornecer uma visão geral do processo de fabricação, incluindo acesso imediato aos dados de produção e da máquina.

"Estamos comprometidos em liderar o mercado em termos de inovação, qualidade e credenciais ambientais", concluiu Sadler. "A aquisição do laser de fibra Bystronic nos ajuda a atingir esses objetivos, além de proporcionar um aumento muito necessário na capacidade de produção. Isso também marca nosso comprometimento com a fabricação no Reino Unido, o que é uma parte importante da filosofia da nossa empresa."

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