OrganizaçãO dO TrabalhO indusTrial

Indaial – 2016

OrganizaçãO dOTrabalhO indusTrialProf. Alfredo Pieritz Netto

1a Edição

Copyright © UNIASSELVI 2016

Elaboração:

Prof. Alfredo Pieritz Netto

Revisão, Diagramação e Produção:

Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI

Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca Dante Alighieri

UNIASSELVI – Indaial.

Impresso por:

338.64P615o Netto; Alfredo Pieritz Organização do trabalho industrial/ Alfredo Pieritz Netto: UNIASSELVI, 2016. 209 p. : il.

ISBN 978-85-5150-006-4

1.Organização industrial – teoria econômica. I. Centro Universitário Leonardo Da Vinci.

III

apresenTaçãO

Olá, caro acadêmico! Estamos iniciando uma nova disciplina em seu curso, e vivenciaremos juntos conceitos relativos a esta disciplina, apresentando as principais considerações referentes à organização do trabalho industrial, além de possibilitar a troca de experiências com você.

Daremos início aos estudos da disciplina de Organização do Trabalho Industrial. Estudaremos inicialmente os processos industriais, suas características e as diferentes formas de organizações, mas também discutiremos alguns pontos importantes para que o engenheiro possa compreender as organizações e o local em que possivelmente poderá trabalhar e desempenhar suas atribuições, possibilitando a você aplicar na prática os seus conhecimentos adquiridos nesta disciplina.

Vale salientar que o conhecimento das organizações possibilitará a você, acadêmico, ter uma compreensão de como se dá a práxis profissional do engenheiro nas organizações industriais, além de lhe propiciar compreender melhor o mundo dessas empresas.

O profissional contemporâneo necessita desenvolver uma visão multidisciplinar em sua profissão, obtendo uma visão holística de tudo e de todos os processos intrínsecos da engenharia, assim, estaremos lhe auxiliando a conhecer um elo importante de sua profissão, ou seja, do engenheiro. Por conseguinte, proporcionaremos discussões referentes a temas relacionados à contemporaneidade da organização industrial brasileira e mundial, no intuito de enriquecer a sua visão sobre o tema proposto, pois pretende-se trazer tópicos atuais relativos à profissão, uma vez que vivemos em constantes transformações e as técnicas organizacionais estão constantemente evoluindo, por isso o profissional que trabalha em organizações industriais precisa impreterivelmente estar se aperfeiçoando nos assuntos relativos ao seu fazer profissional.

Na primeira unidade você estudará questões relativas aos processos industriais, suas classificações e uma descrição dos processos contínuos e processos discretos de produção, que o acompanharão ao longo de sua vida profissional.

Na segunda unidade discutiremos os principais processos de fabricação mecânica utilizados nas indústrias de transformação, além de processos de enobrecimento dos materiais, permitindo assim um conhecimento prévio destes processos ao engenheiro.

IV

Você já me conhece das outras disciplinas? Não? É calouro? Enfim, tanto para você que está chegando agora à UNIASSELVI quanto para você que já é veterano, há novidades em nosso material.

Na Educação a Distância, o livro impresso, entregue a todos os acadêmicos desde 2005, é o material base da disciplina. A partir de 2017, nossos livros estão de visual novo, com um formato mais prático, que cabe na bolsa e facilita a leitura.

O conteúdo continua na íntegra, mas a estrutura interna foi aperfeiçoada com nova diagramação no texto, aproveitando ao máximo o espaço da página, o que também contribui para diminuir a extração de árvores para produção de folhas de papel, por exemplo.

Assim, a UNIASSELVI, preocupando-se com o impacto de nossas ações sobre o ambiente, apresenta também este livro no formato digital. Assim, você, acadêmico, tem a possibilidade de estudá-lo com versatilidade nas telas do celular, tablet ou computador. Eu mesmo, UNI, ganhei um novo layout, você me verá frequentemente e surgirei para apresentar dicas de vídeos e outras fontes de conhecimento que complementam o assunto em questão.

Todos esses ajustes foram pensados a partir de relatos que recebemos nas pesquisas institucionais sobre os materiais impressos, para que você, nossa maior prioridade, possa continuar seus estudos com um material de qualidade.

Aproveito o momento para convidá-lo para um bate-papo sobre o Exame Nacional de Desempenho de Estudantes – ENADE. Bons estudos!

NOTA

Na terceira e última unidade você estudará a organização industrial e principais pontos relacionados à organização, como layout industrial, formas de organização, e traremos ainda, em discussão, as tendências modernas das novas organizações fabris. A relevância do tema está ligada à necessidade da modernização das unidades fabris atuais para o desenvolvimento da sociedade.

Pronto para começar a estudar sobre as organizações industriais?

Bons estudos!

Prof. Alfredo Pieritz Netto

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VII

UNIDADE 1 - INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS INDUSTRIAIS ........................................... 1

TÓPICO 1 - PROCESSOS INDUSTRIAIS ....................................................................................... 31 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................... 32 PROCESSOS INDUSTRIAIS ........................................................................................................... 43 TIPOS DE PROCESSOS INDUSTRIAIS ....................................................................................... 7LEITURA COMPLEMENTAR ........................................................................................................... 12RESUMO DO TÓPICO 1.................................................................................................................... 14AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................. 15

TÓPICO 2 - PROCESSOS CONTÍNUOS ....................................................................................... 171 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 172 PROCESSOS CONTÍNUOS DE FABRICAÇÃO ........................................................................ 18LEITURA COMPLEMENTAR ........................................................................................................... 26RESUMO DO TÓPICO 2.................................................................................................................... 28AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................. 30

TÓPICO 3 - PROCESSOS DISCRETOS DE PRODUÇÃO ......................................................... 311 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 312 OS PROCESSOS DISCRETOS DE PRODUÇÃO ...................................................................... 323 EXEMPLOS DE LINHAS DISCRETAS DE PRODUÇÃO ........................................................ 39LEITURA COMPLEMENTAR ........................................................................................................... 45RESUMO DO TÓPICO 3.................................................................................................................... 50AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................. 52

UNIDADE 2 - PROCESSOS DE FABRICAÇÃO MECÂNICA ................................................... 53

TÓPICO 1 - PROCESSOS DE FABRICAÇÃO MECÂNICA ....................................................... 551 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 552 EVOLUÇÃO DOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO ................................................................ 553 CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO ...................................................... 60RESUMO DO TÓPICO 1.................................................................................................................... 65AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................. 67

TÓPICO 2 - PROCESSO DE FABRICAÇÃO SEM REMOÇÃO DE CAVACOS ..................... 691 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 692 PROCESSOS SEM REMOÇÃO DE CAVACO ............................................................................ 69

2.1 FUNDIÇÃO .................................................................................................................................. 712.1.1 Fundição Em Molde De Areia ........................................................................................... 762.1.2 Fundição Com Matriz, Ou Fundição Com Pressão ....................................................... 802.1.3 Fundição De Precisão, Ou A Cera Perdida ..................................................................... 832.1.4 Fundição Contínua ............................................................................................................. 85

2.2 CONFORMAÇÃO ....................................................................................................................... 872.2.1 Laminação ............................................................................................................................ 91

sumáriO

VIII

2.2.2 Forjamento ........................................................................................................................... 932.2.3 Extrusão................................................................................................................................ 962.2.4 Trefilamento ........................................................................................................................ 982.2.5 Estampagem ........................................................................................................................ 99

2.3 SOLDAGEM ............................................................................................................................... 1052.4 SINTERIZAÇÃO (METALURGIA DO PÓ) ........................................................................... 1122.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO COM MATERIAIS PLÁSTICOS ..................................... 117

2.5.1 Processo De Fabricação De Filmes Plásticos ................................................................. 1182.5.2 Termoformação ................................................................................................................. 1192.5.3 Injeção De Plástico ............................................................................................................ 123

2.6 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO DE MATERIAIS CERÂMICOS ...................................... 126RESUMO DO TÓPICO 2.................................................................................................................. 130AUTOATIVIDADE ........................................................................................................................... 131

TÓPICO 3 - PROCESSO DE FABRICAÇÃO COM REMOÇÃO DE CAVACOS E ENOBRECIMENTO DE MATERIAIS ........................................................................................ 1331 INTRODUÇÃO ............................................................................................................................... 1332 PROCESSOS COM REMOÇÃO DE CAVACO ........................................................................ 133

2.1 TORNEAMENTO ...................................................................................................................... 1342.2 FRESAMENTO ........................................................................................................................... 1372.3 FURAÇÃO .................................................................................................................................. 1382.4 APLAINAMENTO ..................................................................................................................... 1392.5 SERRAMENTO .......................................................................................................................... 1392.6 OUTRAS OPERAÇÕES DE USINAGEM ............................................................................... 140

3 PROCESSOS DE ENOBRECIMENTO DE MATERIAIS ........................................................ 1413.1 TRATAMENTO TÉRMICO ...................................................................................................... 1413.2 TRATAMENTO SUPERFICIAL ............................................................................................... 146

RESUMO DO TÓPICO 3.................................................................................................................. 149AUTOATIVIDADE ........................................................................................................................... 150

UNIDADE 3 - ORGANIZAÇÃO INDUSTRIAL ......................................................................... 151

TÓPICO 1 - A ORGANIZAÇÃO INDUSTRIAL ......................................................................... 1531 INTRODUÇÃO ............................................................................................................................... 1532 OBJETIVOS DA ORGANIZAÇÃO INDUSTRIAL ................................................................. 1543 A ORGANIZAÇÃO INDUSTRIAL E A ENGENHARIA INDUSTRIAL ............................ 160LEITURA COMPLEMENTAR ......................................................................................................... 165RESUMO DO TÓPICO 1.................................................................................................................. 166AUTOATIVIDADE ........................................................................................................................... 167

TÓPICO 2 - LAYOUT INDUSTRIAL ............................................................................................. 1691 INTRODUÇÃO ............................................................................................................................... 1692 CONCEITUAÇÃO E TIPOS DE LAYOUT ................................................................................. 1703 PROJETO DO LAYOUT INDUSTRIAL ...................................................................................... 178LEITURA COMPLEMENTAR ......................................................................................................... 180RESUMO DO TÓPICO 2.................................................................................................................. 183AUTOATIVIDADE ........................................................................................................................... 184

TÓPICO 3 - FÁBRICAS MODERNAS .......................................................................................... 1871 INTRODUÇÃO ............................................................................................................................... 1872 FÁBRICA MODERNA E A POLUIÇÃO .................................................................................... 1883 ANÁLISE DE PROBLEMAS EM PROCESSOS INDUSTRIAIS .......................................... 192

IX

E SOLUÇÕES ENGENHEIRADAS ................................................................................................ 192LEITURA COMPLEMENTAR ......................................................................................................... 199RESUMO DO TÓPICO 3.................................................................................................................. 202AUTOATIVIDADE ........................................................................................................................... 203REFERÊNCIAS ................................................................................................................................... 205

X

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UNIDADE 1

INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS INDUSTRIAIS

OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM

PLANO DE ESTUDOS

A partir desta unidade, você será capaz de:

• compreender as características dos processos industriais;

• aprofundar os conhecimentos acerca das características principais dos processos contínuos de produção;

• identificar as diversas questões relacionados ao processo discreto de produção.

A Unidade 1 está dividida em três tópicos e, ao final de cada um deles, você terá a oportunidade de fixar seus conhecimentos realizando as atividades propostas.

TÓPICO 1 – PROCESSOS INDUSTRIAIS

TÓPICO 2 – PROCESSOS CONTÍNUOS

TÓPICO 3 – PROCESSOS DISCRETOS DE PRODUÇÃO

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TÓPICO 1UNIDADE 1

PROCESSOS INDUSTRIAIS

1 INTRODUÇÃO

Prezado acadêmico, sabemos que as organizações industriais podem ser entendidas como organizações complexas e particulares em seu contexto, pois dificilmente encontraremos duas unidades fabris iguais entre si em seus processos de operacionalização. Devido à complexidade operacional, é importante o engenheiro estudar a sua forma de trabalho e conhecer de forma genérica os principais conceitos que envolvem os processos industriais.

Trabalhar de forma eficaz com outras partes da organização é uma das responsabilidades mais importantes da administração de produção e é um fundamento da administração moderna que as fronteiras funcionais não devam atrapalhar a eficiência dos processos internos (SLACK; CHAMBERS; JOHNSTON, 2009, p. 7).

Assim, duas montadoras de carros, apesar de terem um produto similar – automóvel –, as suas linhas de produção não serão iguais, poderão ter muita similaridade, no entanto, terão características específicas imputadas pela sua equipe de engenheiros, que trabalharam para o aprimoramento. Esta situação vale para qualquer tipo de empresa industrial.

FIGURA 1 - UNIDADE FABRIL DE MONTAGEM DE AUTOMÓVEL

FONTE: <http://www.totalqualidade.com.br/2013/09/principais-tipos-de-layout-em.html>. Acesso em: 18 jun. 2016.

UNIDADE 1 | INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS INDUSTRIAIS

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Conforme Slack et al. (2006, p. 36), o processo de transformação é um sequenciamento de input, processo e output, conforme explicitado na Figura 2, e serve de orientação para todo o nosso caderno de estudos. Assim, acadêmico, você precisa atentar ao que entra, no processo, aos trabalhos realizados sobre a matéria-prima e o resultado final. Estudaremos os principais processos de transformação, mas também questões relacionadas à organização, layout e alguns temas referentes às novas organizações industriais.

FIGURA 2 – MODELO DE TRANSFORMAÇÃO

FONTE: Slack et al. (2006, p. 36)

O profissional que vai desenvolver trabalhos na área industrial precisa conhecer os mais diversos tipos de processos industriais para desenvolvê-los e aprimorá-los ainda mais.

Desdobraremos um pouco mais do universo das organizações industriais e seus processos de fabricação.

2 PROCESSOS INDUSTRIAIS

Prezado acadêmico, o universo industrial brasileiro e mundial é muito grande, compreende desde empresas pequenas, com fabricação de peças e materiais relativamente simples, a conglomerados industriais com processos de fabricação extremamente complexos, como a indústria automobilística, fabricantes de aviões, ou ainda, a indústria química em geral.

Podemos definir processo industrial como sendo uma sequência contínua

TÓPICO 1 | PROCESSOS INDUSTRIAIS

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de fatos ou fenômenos que apresentam certa unidade ou se reproduzem com certa regularidade dentro das indústrias para produção de produtos ou matérias-primas para outras indústrias.

As indústrias podem ter os mais diversos processos de fabricação e vemos que, desde os primórdios da era industrial, os engenheiros e técnicos sempre buscavam aprimorar os processos fabris, tornando as fábricas mais produtivas e menos estafantes para os operários.

Conforme Slack, Chambers e Johnston (2009), a modernização das indústrias está ligada diretamente à modernização dos processos organizacionais. O advento da industrialização está relacionado ao início das aglomerações humanas nas cidades, e principalmente pela descoberta da máquina a vapor e a busca constante pelo aumento da produtividade nas fábricas.

IMPORTANTE

História do vapor como precursor da industrialização moderna

O aumento da produtividade não ocorria uniformemente em todos os setores da produção, o que criava a obrigatoriedade de procurar outras melhorias tecnológicas. O desenvolvimento da indústria mecânica concentrada em grandes unidades produtoras teria sido impossível sem uma fonte de energia maior do que podiam oferecer as forças humana e animal e que independesse dos caprichos da natureza. A solução foi encontrada num novo transformador de energia - a máquina a vapor - que dependia da exploração, em escala extraordinária, do carvão como fonte de energia.A máquina a vapor foi fruto de uma série de aperfeiçoamentos das bombas hidráulicas usadas nas minas de carvão, principal fonte de energia na época. Nas proximidades das áreas ricas em carvão, inclusive, foi onde surgiram as primeiras indústrias na Inglaterra.O sistema fabril não teria tido tão grande importância sem o aperfeiçoamento da máquina a vapor. As rodas hidráulicas eram vagarosas e nem sempre dispunham de cursos de água com força suficiente para movê-las. Outras formas de energia foram experimentadas, com resultados menos satisfatórios. O tear mecânico original, inventado por Cartwritgh, era movido por uma vaca, ao passo que seus sucessores empregaram cavalos e até cachorros.O desenvolvimento de máquinas a vapor como uma fonte conveniente de energia produzida por movimento rotacional e a competição entre máquinas de vapor de alta e baixa pressão implicavam em questões de eficiência. O ideal de aproveitamento total da energia não podia ser obtido pela transformação de água em vapor. Aqui, a eficiência era medida pelo trabalho feito pelo consumo de um alqueire de carvão. Em lugares distantes de uma área de mineração de carvão isto teve importância comercial. Watt, pioneiro neste tipo de medida e em avanços no projeto de máquina a vapor, enfatizou ainda mais sua importância.


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FONTE: <http://www.confrariadasideias.com.br/Background%20(RI).htm>. Acesso em: 10 jun. 2016.

FONTE: TAVARES, LUIZ ALBERTO: James Watt: A trajetória que levou ao desenvolvimento da máquina a vapor vista por seus biógrafos e homens de ciências. : <http://docplayer.com.br/7277954-Pontificia-universidade-catolica-de-sao-paulo-puc-sp-luiz-alberto-tavares.html>. Acesso em: 15 jun. 2016.

A evolução dos processos industriais caminhou tão rápido quanto a evolução da engenharia, e ganhou maior aceleração com a evolução dos computadores e das tecnologias de informação, permitindo uma troca saudável de conhecimentos em nível mundial, em que uma evolução tecnológica quase que imediatamente fica disponível a todos, através da internet.

Podemos definir os processos industriais de fabricação como todo ato de transformação de um conjunto de matérias-primas em produtos acabados, através de diversos processos produtivos, utilizando-se de procedimentos definidos e padrões dentro das indústrias por meio de máquinas e equipamentos que auxiliam na produção dos mesmos (LESKO, 2004).

As necessidades da sociedade moderna estão cada vez maiores em relação a novos produtos e materiais, para supri-las surgem novas técnicas de fabricação, gerando assim uma enormidade de variedade de materiais e processos de fabricação.

http://docplayer.com.br/7277954-Pontificia-universidade-catolica-de-sao-paulo-puc-sp-luiz-alberto-tavares.html

http://docplayer.com.br/7277954-Pontificia-universidade-catolica-de-sao-paulo-puc-sp-luiz-alberto-tavares.html


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Esta grande variedade de materiais, processos industriais e de peças tem exigido desenvolvimentos cada vez mais dinâmicos e complexos de produção. No próximo tópico você irá estudar as duas grandes famílias de processos industriais e algumas aplicações.

Chiaverini (1986) ressalta ainda que a escolha correta do processo de fabricação vai depender de vários fatores intrínsecos que deverão ser atentados pelo engenheiro, como o tipo de material a ser trabalhado, a quantidade de peças a serem produzidas, o uso da peça e as suas dimensões, bem como a precisão e a qualidade necessária. Um ponto fundamental para a definição do melhor sistema produtivo, de acordo com o autor, é o seu custo de produção, pois muitas vezes é este o principal fator preponderante para a escolha do processo de fabricação.

DICAS

Caro acadêmico, a era industrial se mostrou uma revolução na forma de viver da humanidade, e seus princípios nortearam a civilização moderna. Assim, sugerimos a leitura do livro Administração da Produção para complementar o seu conhecimento sobre o assunto.

SLACK, N.; CHAMBERS, S.; JOHNSTON, R. Administração Produção. 3. ed. São Paulo: Atlas, 2009.

3 TIPOS DE PROCESSOS INDUSTRIAIS

A evolução dos processos industriais é notória aos profissionais ligados à área fabril, e atualmente a industrialização tem focado na evolução dos processos industriais, estes ajudados pelo advento dos computadores e a era da informação, assim os equipamentos e máquinas produtivos estão cada dia mais automatizados e precisos. Ao voltarmos um pouco no tempo (e não faz tanto tempo assim), observamos que os equipamentos eram movidos à tração animal, depois a vapor, e mais recentemente à energia elétrica, que foi uma grande evolução para a humanidade e para a industrialização.


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FIGURA 3 – LINHA DE TORNOS DE PRODUÇÃO NO INÍCIO DO SÉCULO XX NUMA FÁBRICA NO BAIRRO DO BRÁS, EM SÃO PAULO

FONTE: <http://avferrari.blog.uol.com.br/arch2006-06-01_2006-06-15.html>. Acesso em: 15 jun. 2016.

Na figura acima você pode ver tornos trabalhando, sendo acionados por um sistema de polias e correias tracionadas. Era muito comum tornos, furadeiras, fresas e outros equipamentos produtivos no século XVIII e XIX serem tracionados por rodas d’água e uma árvore de polias que transmitia a força aos equipamentos.

É importante ao estudante de engenharia conhecer que nem sempre tínhamos as comodidades de equipamentos acionados a energia elétrica, e ainda mais com as comodidades dos comandos CNC (Comando Numérico Computadorizado ou do inglês Computer Numeric Control).

FIGURA 4 – PAINEL CNC DOS TORNOS DA LINHA CENTER DO FABRICANTE ROMI

FONTE: <file:///C:/Users/Adm/Downloads/cat_romi_centur_leves_po_am_042016-bx.pdf>. Acesso em: 20 jun. 2016.


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Como você pôde perceber nos dois exemplos que apresentamos nas figuras 3 e 4, a tecnologia em processos industriais tem evoluído muito nos últimos anos, e conforme Martins e Laugeni (2005), a evolução tecnológica está relacionada diretamente à evolução da engenharia e aos investimentos em pesquisa.

Conforme Moreira (2008, p. 8), um sistema de produção pode ser entendido como sendo um “conjunto de atividades inter-relacionadas envolvidas na produção de bens”, e podemos entender que todo processo produtivo é uma combinação de fatores produtivos e de processamento de matérias-primas e componentes de modo a obter um dado produto final. O autor ainda complementa que este conjunto de atividades está relacionado com o conceito do processo de transformação, que é o uso de recursos para mudar o estado ou condição de algo para produzir saídas.

FIGURA 5 - PROCESSOS BÁSICOS QUE COMPÕEM UM SISTEMA PRODUTIVO

FONTE: Moreira (2008, p. 8)

Moreira (2008, p. 8) apresenta estes conceitos como:

• Os INSUMOS são os recursos a serem transformados diretamente em produtos, como as matérias-primas, e mais os recursos que movem o sistema, como a mão de obra, o capital, as máquinas e equipamentos, as instalações, o conhecimento técnico dos processos etc.• O PROCESSO DE CONVERSÃO, em manufatura, muda o formato das matérias-primas ou muda a composição e a forma dos recursos. Em serviços, não há propriamente transformação: o serviço é criado. Em serviços, diferente da manufatura, a tecnologia é mais baseada em conhecimento (know-how) do que em equipamentos. Comparativamente, dizemos que, em geral, as atividades de serviços são mais intensivas em mão de obra (pessoal), enquanto as atividades industriais são mais intensivas em máquinas e equipamentos (capital físico).


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• O SISTEMA DE CONTROLE é a designação genérica que se dá ao conjunto de atividades que visa assegurar que programações sejam cumpridas, que padrões sejam obedecidos, que os recursos estejam sendo usados de forma eficaz e que a qualidade desejada seja obtida. O sistema de controle promove a monitoração dos três elementos do sistema de produção (MOREIRA, 2008, p. 8).

Gonsalez (2016) apresenta um conceito complementar de sistema de produção: “é um conjunto de atividades e operações inter-relacionadas envolvidas na produção de bens ou serviços a partir do uso de recursos (inputs) para mudar o estado ou condição de algo para produzir saídas/resultados (outputs)”. Na Figura 6 apresentamos este conceito esquematizado conforme apresentado por Martins e Laugeni (2005).

FIGURA 6 - INPUT E OUTPUT DAS FUNÇÕES DE TRANSFORMAÇÃO PRODUTIVA

Fonte: Martins E Laugeni (2005, P. 11)

NOTA

Caro acadêmico, você já deve ter identificado que as palavras-chave para entender os processos industriais são os INPUTS (Entradas) e OUTPUTS (Saídas), e que os processos industriais são o elo que liga os dois, ou seja, a transformação gerada na matéria-prima para chegar ao produto final.


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Os sistemas de produção são classificados em três categorias, que são: • Sistemas de Produção Contínua (fluxo em linha): Os sistemas de produção contínua, também chamados de fluxo em linha, apresentam uma sequência linear para se fazer o produto ou serviço; os produtos são bastante padronizados e fluem de um posto de trabalho a outro numa sequência prevista.• Sistemas de Produção Intermitente (fluxo intermitente): A produção é feita em lotes. Terminando-se a fabricação do lote de um produto, outros produtos tomam o seu lugar nas máquinas. O produto original só voltará a ser feito depois de algum tempo, caracterizando-se assim uma produção intermitente de cada um dos produtos.• Sistemas de Produção para Grandes Projetos: Na verdade, cada projeto é único, não havendo, rigorosamente falando, um fluxo do produto (MOREIRA, 2008, p. 10-11).

Desta forma, aprendemos que os sistemas de produção são classificados em três categorias, mas neste material pedagógico o nosso interesse é desenvolver os conhecimentos dos sistemas de produção intermitente, conhecendo os principais processos de fabricação, e descrever também alguns pontos importantes do sistema de produção de fluxo contínuo, os quais iremos detalhar melhor a partir do próximo tópico de estudo.

Após estas considerações relativas à evolução dos processos industriais com o advento da Revolução Industrial, convido você, prezado acadêmico, a ler o texto a seguir para assim poder compreender um pouco mais deste universo. Boa leitura!


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REVOLUÇÃO INDUSTRIAL

LEITURA COMPLEMENTAR

A Revolução Industrial foi um conjunto de mudanças que aconteceram na Europa nos séculos XVIII e XIX. A principal particularidade dessa revolução foi a substituição do trabalho artesanal pelo assalariado e com o uso das máquinas.

Até o final do século XVIII a maioria da população europeia vivia no campo e produzia o que consumia. De maneira artesanal, o produtor dominava todo o processo produtivo.

Apesar de a produção ser predominantemente artesanal, países como a França e a Inglaterra possuíam manufaturas. As manufaturas eram grandes oficinas onde diversos artesãos realizavam as tarefas manualmente, entretanto subordinados ao proprietário da manufatura.

A Inglaterra foi precursora na Revolução Industrial devido a diversos fatores, entre eles: possuir uma rica burguesia, o fato do país possuir a mais importante zona de livre comércio da Europa, o êxodo rural e a localização privilegiada junto ao mar, o que facilitava a exploração dos mercados ultramarinos.

Como muitos empresários ambicionavam lucrar mais, o operário era explorado sendo forçado a trabalhar até 15 horas por dia em troca de um salário baixo. Além disso, mulheres e crianças também eram obrigadas a trabalhar para sustentar suas famílias.

Diante disso, alguns trabalhadores se revoltaram com as péssimas condições de trabalho oferecidas, e começaram a sabotar as máquinas, ficando conhecidos como “os quebradores de máquinas“. Outros movimentos também


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surgiram nessa época com o objetivo de defender o trabalhador.

O trabalhador, em razão desse processo, perdeu o conhecimento de toda a técnica de fabricação, passando a executar apenas uma etapa.

A Primeira etapa da Revolução Industrial

Entre 1760 e 1860, a Revolução Industrial ficou limitada, primeiramente, à Inglaterra. Houve o aparecimento de indústrias de tecidos de algodão, com o uso do tear mecânico. Nessa época o aprimoramento das máquinas a vapor contribuiu para a continuação da Revolução.

A Segunda Etapa da Revolução Industrial

A segunda etapa ocorreu no período de 1860 a 1900, e ao contrário da primeira fase, países como Alemanha, França, Rússia e Itália também se industrializaram. O emprego do aço, a utilização da energia elétrica e dos combustíveis derivados do petróleo, a invenção do motor a explosão, da locomotiva a vapor e o desenvolvimento de produtos químicos foram as principais inovações desse período.

A Terceira Etapa da Revolução Industrial

Alguns historiadores têm considerado os avanços tecnológicos dos séculos XX e XXI como a terceira etapa da Revolução Industrial. O computador, o fax, a engenharia genética, o celular seriam algumas das inovações dessa época.

FONTE: <http://www.sohistoria.com.br/resumos/revolucaoindustrial.php>. Acesso em: 20 jun. 2016.

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Neste tópico, foram abordados os seguintes itens:

• A sociedade moderna exige cada vez mais uma gama de novos produtos e materiais para o seu consumo, para supri-las surgem novas técnicas de fabricação, gerando assim uma enormidade de variedade de materiais novos e processos de fabricação.

• A escolha correta do processo de fabricação vai depender de vários fatores, como o tipo de material a ser trabalhado, a quantidade de peças a ser produzida, o uso da peça e as suas dimensões, bem como a precisão e a qualidade necessária.

• Os processos industriais de fabricação podem ser entendidos como a transformação de um conjunto de matérias-primas em produtos acabados através de processos produtivos utilizando máquinas ou equipamentos que auxiliam na sua produção.

• A evolução dos processos industriais está diretamente relacionada com a evolução da engenharia.

• Os sistemas de produção são classificados em três categorias: Sistemas de Produção Contínua (fluxo em linha); Sistemas de Produção Intermitente (fluxo intermitente); Sistemas de Produção para Grandes Projetos.

RESUMO DO TÓPICO 1

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1 A Revolução Industrial foi um marco importante para a época moderna, e balizou o advento da tecnologia atual que estamos vivenciando em nossa vida moderna. Pelos estudos indicados a partir do texto e outros materiais que você poderá pesquisar na internet, redija um texto dissertativo de, no mínimo, 20 linhas, comparando as evoluções ocorridas dentro das organizações industriais no tocante aos processos de fabricação. Em seu texto aborde os seguintes aspectos:

a) Evoluções tecnológicas.b) Condições de trabalho fabril.

2 O engenheiro busca sempre identificar qual o melhor processo de fabricação a ser utilizado para a obtenção de um produto pela organização industrial. Descreva quais são os fatores que o engenheiro deve considerar para definir os processos de fabricação para a obtenção de um novo produto para a sua linha de produção.

AUTOATIVIDADE

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TÓPICO 2

PROCESSOS CONTÍNUOS

UNIDADE 1

1 INTRODUÇÃO

Prezado acadêmico, agora que você já conheceu uma teoria básica e definições ligadas aos processos industriais, iremos estudar mais detalhadamente os processos contínuos. “Atualmente precisamos desenvolver as nossas empresas para se tornarem competitivas a nível mundial, fornecendo produtos a um custo acessível, de forma contínua e crescente no mercado” (PIERITZ, 2010, p. 25).

Os processos de fabricação contínuos têm importância fundamental na economia, pois geralmente envolvem produtos com grande consumo e de custos baixos, otimizados pelas condições de sua fabricação. Por serem estas características necessárias, precisamos de alta produtividade e volume de produção.

Temos diversos produtos que se utilizam de processos contínuos de produção, como exemplo inicial podemos citar o papel, a gasolina, entre outros produtos que destacaremos na continuidade do texto.

FIGURA 7 – FABRICAÇÃO CONTÍNUA DE PAPEL

FONTE: <http://www.suzanoblog.com.br/maquina-de-papel-de-mucuri-faz-20-anos/>. Acesso em: 21 jun. 2016.


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Vamos conhecer mais o processo de fabricação contínuo?! Bons estudos.

2 PROCESSOS CONTÍNUOS DE FABRICAÇÃO

A indústria moderna tem como principal problema em sua área fabril as questões relacionadas à demanda dos produtos e o volume de produção. Temos muitos produtos que realmente necessitam de processos intermitentes de produção, pois eles são compostos de diversos componentes que precisam ser fabricados individualmente ou de forma seriada para aumentar a sua produtividade e redução de custos de produção.

Existem famílias de produtos de consumo que, devido à sua alta demanda e descoberta de processos fabris otimizados, podem ser produzidas de forma contínua em linhas de produção, ou unidades fabris específicas de produção contínua.

A produção contínua, como já trabalhamos no tópico anterior, realmente

se caracteriza por uma produção constante, sem interrupção de um produto ou matéria-prima, a baixo custo e grande volume de produção.

Vamos agora conhecer mais alguns conceitos apresentados por distintos autores:

Corrêa e Corrêa (2012) descrevem a produção contínua, ou fluxo em linha, como sendo uma sequência única e contínua do processo de produção, a qual pode ser, conforme Moreira (2008), pura (produto único) ou com diferenciação, caracterizada pelas linhas de montagem.

Moreira (2008, p. 10) define os sistemas de produção contínua, ou fluxo em linha, como “uma sequência linear para se fazer o produto ou serviço; os produtos são bastante padronizados e fluem de um posto de trabalho a outro em uma sequência prevista”.

Esses sistemas contínuos de produção apresentam, de acordo com Corrêa e Corrêa (2012), uma sequência linear na produção dos produtos com equipamentos exclusivos, arranjados sequencialmente conforme as etapas do processo de fabricação respeitando a sequência do processo produtivo, já que são produtos bastante padronizados. Os processos contínuos de produção são categorizados em dois grupos:

a) Produção contínua: são as indústrias que trabalham com processos contínuos de produção, possuem um alto grau de automatização e com produtos altamente padronizados. Temos como exemplo característico as empresas de refino de petróleo, algumas empresas de processamento e refinos químicos, a máquina de papel, aço, entre outros (CORRÊA; CORRÊA, 2012).

TÓPICO 2 | PROCESSOS CONTÍNUOS

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FIGURA 8 – PRODUÇÃO CONTÍNUA - INDÚSTRIA PETROQUÍMICA

FONTE: <http://www.cosmos.com.mx/blog/1796/tendencia-de-la-industria-petroquimica-en-el-mundo-oriente-medio>. Acesso em: 22 jun. 2016.

b) Produção em massa: linhas de fabricação que trabalham a montagem ou produção em larga escala, poucos produtos com grau de diferenciação num nível considerado de pequeno a médio (CORRÊA; CORRÊA, 2012).

FIGURA 9 – PRODUÇÃO EM MASSA - LINHA DE MONTAGEM AUTOMOBILÍSTICA

FONTE: <http://mercadoautomotivonet.blogspot.com.br/>. Acesso em: 22 jun. 2016.


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autoatividade

Caro acadêmico, na sequência estaremos aprofundando cada um dos dois grupos, mas agora, tire um tempo para fazer uma pequena pesquisa bibliográfica ou pela internet para identificar características de cada um dos grupos, ou seja, produção contínua e produção em massa.

Produção contínua

Na produção contínua “os produtos são bastante padronizados e fluem de um posto de trabalho a outro em uma sequência prevista. As diversas etapas do procedimento devem ser balanceadas para que as mais lentas não retardem a velocidade do processo” (MOREIRA, 2008, p. 10).

Conforme Tubino (2000), a produção contínua exige um grande volume de produção e baixa variedade de produtos, ou ainda, linhas dedicadas a um único produto, pela dificuldade existente na planta ou linha de produção para se modificar os processos produtivos. São linhas que geralmente trabalham 24 horas por dia, 365 dias por ano, somente parando em determinados períodos para a execução de manutenções preventivas, ou em fatos isolados que gerem paradas de produção.

Slack et al. (2006, p. 106) complementam descrevendo que normalmente “operam por períodos muito mais longos”, pois imagine parar o processo contínuo do refino do petróleo bruto para obtenção de gasolina, que são plantas (fábricas) inteiras dedicadas ao processo de obtenção de gasolina e outros derivados do petróleo. Na Figura 10 apresentamos um desenho esquemático do processo contínuo para obtenção da gasolina e derivados do petróleo. Analise atentamente o fluxograma da figura:

Este esquema de produção é, seguramente, o mais flexível e moderno de todos, por incorporar à configuração anterior o processo de hidrotratamento de frações médias geradas no coqueamento, possibilitando o aumento da oferta de óleo diesel de boa qualidade. Este esquema permite um maior equilíbrio na oferta de gasolina e de óleo diesel de uma refinaria, pois desloca parte da carga que ia do coqueamento para o FCC (processo marcantemente produtor de gasolina) e a envia para o hidrotratamento, gerando, então, mais óleo diesel e menos gasolina (ANP, 2016).


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Parte 1 - fluxograma

Parte 2 - Desenho esquemático

FIGURA 10 – PROCESSO CONTÍNUO PARA OBTENÇÃO DE GASOLINA E DERIVADOS DO PETRÓLEO

FONTE: Parte 1 : <http://www.anp.gov.br/?pg=7854&m=&t1=&t2=&t3=&t4= &ar=&ps= &cachebust=>. Acesso em: 4 jul. 2016.

Parte 2: <http://quimica-petroleo.blogspot.com.br/>. Acesso em: 22 jun. 2016.


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Um ponto importante que o engenheiro deve atentar é que estas plantas fabris são exclusivas e de alto custo, projetadas para uma aplicação específica, ou seja, se em algum momento se desejar alterar o mix de produtos, os investimentos serão altos para a mudança do projeto.

No Quadro 1 apresentamos um resumo das principais características dos processos contínuos de produção, para que você possa assimilar mais facilmente.

QUADRO 1 – PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DO PROCESSO CONTÍNUO DE FABRICAÇÃO

CONTÍNUO

VOLUME DE PRODUÇÃO ALTO

VARIEDADE DE PRODUTOS PEQUENA

FLEXIBILIDADE BAIXA

QUALIFICAÇÃO DA MÃO DE OBRA BAIXA

SEQUÊNCIA LINEAR

AUTOMAÇÃO ALTA

LAYOUT POR PRODUTO

CAPACIDADE OCIOSA BAIXA

LEAD TIME BAIXO

FLUXO DE INFORMAÇÕES BAIXO

PRODUTOS CONTÍNUOS

CUSTO DA PLANTA (FÁBRICA) MUITO ALTO

FONTE: Adaptado de Tubino (2000)

Produção em massa

A produção em massa já é mais comum em nosso dia a dia profissional, pois estamos falando em uma produção em larga escala, e conforme colocado no conceito apresentado no tópico anterior: linhas de fabricação que trabalham a montagem ou produção em larga escala de poucos produtos com grau de diferenciação num nível considerado de pequeno a médio (CORRÊA; CORRÊA, 2012). Moreira (2008, p. 10-11) complementa as características dos processos de produção quando explicita:

Esses processos contínuos tendem a ser altamente automatizados e a produzir produtos com elevado grau de padronização, sendo qualquer diferenciação pouco ou nada permitida.De uma forma geral, os sistemas de fluxo em linha são também caracterizados por uma alta eficiência e acentuada inflexibilidade. Essa


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eficiência é derivada de uma substituição maciça de trabalho humano por máquinas, bem como a padronização do trabalho restante em tarefas altamente repetitivas. Grandes volumes de produção devem ser mantidos para se recuperar o custo de equipamentos especializados, o que requer um conjunto-padrão de produtos estabilizados ao longo do tempo. Dessa forma, é problemático modificar tanto a linha de produtos como o volume de produção, o que leva à inflexibilidade. É quase certo que, se as condições favoráveis ao alto volume e produção padronizada estiverem presentes, a competição forçará o uso da produção contínua por causa da eficiência. A produção em massa, nas chamadas linhas de montagens, é caracterizada pela fabricação, em larga escala, de poucos produtos com grau de diferenciação relativamente pequeno: automóveis, geladeiras, fogões, aparelhos de ar-condicionado etc. A produção em massa pode ser chamada de pura, quando existe uma linha ou um conjunto de equipamentos específicos para um produto final. E dita produção em massa com diferenciação quando adaptações na linha permitem a fabricação de produtos com algumas diferenças entre si.Finalmente, alguns fatores devem ser cuidadosamente pesados antes da adoção de um sistema de fluxo em linha. Além da competição, já referida, pode-se citar o risco de obsolescência do produto, a monotonia dos trabalhos para os empregados e os riscos de mudança tecnológica no processo (que custa a se pagar).

Caro acadêmico, a linha de produção seriada não é um conceito novo e foi inicialmente implantada por Henry Ford, isto mesmo, o fundador da Ford Company nos EUA, e a primeira linha desenvolvida foi no ano de 1914.

Produção seriada – Ford

Com a evolução dos conhecimentos de dentro da fábrica, Henry Ford buscou tornar os produtos mais acessíveis à população em geral. Desenvolveu o conceito de produção em massa, criando, em 1914, uma linha de montagem para produção de automóveis. Conforme Megginson, Mosley e Pietri (1998), as contribuições de Ford foram muito importantes para a industrialização moderna, das quais citamos:

• Adoção da linha de montagem• Intercambialidade de peças e de partes• Montagem simplificada• Redução do ciclo de tarefas executadas por um operário• Divisão das tarefas (trabalho físico/mental) • Cria a figura do engenheiro industrial (Planejamento e Controle da

Produção - PCP)• Uma tarefa para cada trabalhador • Trabalho para redução do esforço humano• Foco no aumento de produtividade• Diminuição dos custos e barateando os produtos• Aumento do volume produzido


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FIGURA 11 - LINHA DE MONTAGEM DA FORD

FONTE: <http://www.ensp.unl.pt/lgraca/history_cars_jakob_highres.jpg>. Acesso em: 3 mar. 2010.

FONTE: Pieritz, Alfredo Netto. Gestão de processos de produção. Centro Universitário Leonardo da Vinci – Indaial: Grupo UNIASSELVI, 2010.

Como você deve ter percebido, as características do Fordismo são muito similares às que estamos estudando no sistema de produção em massa, pois ele é o precursor do sistema moderno de produção em massa. Atualmente vemos algumas adaptações do sistema, principalmente pela influência do Toyotismo, afastando-se dos conceitos tradicionais desenvolvidos pelo engenheiro Frederick Winslow Taylor, autor do tradicional livro "Os Princípios da Administração Científica", publicado em 1911, e do qual Ford era seguidor. O maior ponto de discordância da teoria original está exposto por Chiavenato (2011): o funcionário era especializado unicamente em uma tarefa, enquanto que atualmente ainda verificamos esta situação, mas pelo conceito do Toyotismo com afazeres menos mecânicos, e sim mais humanizados, em que ele virou de “mero apertador de parafuso” para responsável por diversas atividades, com geração de estima para ele, ou seja, o “montador do conjunto motor do carro”. Complementarmente ao exposto, BWS Consultoria (2016) escreve que:

A maioria dos sistemas de produção contínua caracteriza-se por um conceito de produção semi ou totalmente automatizada, o que requer uma grande dose de coordenação. Os sistemas dependem de intervenção humana, bem como os passos são monitorados por computador para se certificar de que tudo está ocorrendo como o


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normal, conforme o planejado.Os sistemas de produção contínuos são empregados quando existe alta uniformidade na produção e demanda de bens ou serviços, fazendo com que os produtos e os processos produtivos sejam totalmente interdependentes, favorecendo a sua automatização.

No Quadro 2 apresentamos um resumo das principais características dos processos de produção em massa.

QUADRO 2 – PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO EM MASSA

PRODUÇÃO EM MASSA

VOLUME DE PRODUÇÃO ALTO

VARIEDADE DE PRODUTOS MÉDIA

FLEXIBILIDADE MÉDIA

QUALIFICAÇÃO DA MÃO DE OBRA MÉDIA

SEQUÊNCIA LINEAR

AUTOMAÇÃO ALTA

LAYOUT POR PRODUTO

CAPACIDADE OCIOSA BAIXA

LEAD TIME BAIXO

FLUXO DE INFORMAÇÕES MÉDIO

PRODUTOS EM LOTECUSTO DA PLANTA (FÁBRICA) ALTO



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PRODUÇÃO CONTÍNUA

Produção contínua é um método usado por muitas empresas de manufatura para fazer a maior quantidade de um produto no menor espaço de tempo possível. A ideia por trás deste conceito é a produção constante, sem qualquer tipo de pausa ou interrupção. É uma ideia muito complicada, pois requer uma grande dose de habilidade e competência para implementá-la com êxito.

Produção contínua é exatamente o que parece: constante, sem interrupção de um bem ou produto. É mais frequentemente utilizada na produção que envolve plantas oleaginosas e outros produtos químicos, e em outros processos que não podem ou não devem jamais ser interrompidos. O tipo de contraste de produção para a produção contínua é chamado de produção em série. Uma das principais razões da escolha de uma em detrimento de outra é a necessidade de produzir uma quantidade constante ou muito grande de produtos sem uma pausa. Na maioria das cadeias de produção de fluxo contínuo o uso de produtos químicos ou outras reações pode continuar, independentemente de quanto tempo as matérias-primas têm estado envolvidas no processo. Um exemplo disso é a produção de vidro. Uma vez que a areia de sílica usada para fazer o vidro foi derretida, ela precisa ficar assim até que seja concluída a moldagem do vidro, ou poderá haver atrasos graves no processo de fabricação.

Outro fator que determina o tipo de produção a ser utilizado é a qualidade exigida do produto. Alguns produtos terão sempre a mesma qualidade, desde que os ingredientes sejam os mesmos e o processo mantenha-se inalterado. Há outros produtos que podem variar muito de um lote para outro, e, assim, a produção do lote é necessária para garantir a qualidade.

Muitas pessoas associam a produção contínua com operações de montagem de tipo de linha, onde há sempre um produto que está sendo feito.


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A linha de montagem de um carro é um bom exemplo de produção contínua (embora este processo possa ser interrompido e iniciado facilmente). O tijolo é outro produto que utiliza métodos de produção contínua. Muitos alimentos processados também usam processos contínuos até o produto final. Eles são, de certa forma, uma combinação de produção contínua e em lotes. Os ingredientes são montados em um lote de acordo com certas medidas e se misturam, mas são depois colocados em uma máquina ou sistema que pode processá-los sistematicamente, sem interrupção. Muitos desses processos alimentares envolvem plantas muito grandes, e fornos extremamente longos, que funcionam a uma temperatura constante para garantir que o produto a cada lote seja o mesmo em todo o processo. Este tipo de produção exige uma grande dose de planejamento e, uma vez que um sistema tenha sido implementado, é muito difícil de resolver eventuais falhas no processo.

A manutenção de um sistema de produção contínua é muito importante, pois qualquer atraso no processo requer que todos, tanto acima como abaixo da linha de produção, parem quando o problema for detectado para sua correção. Muitos produtos de alta tecnologia também estão usando os modelos de produção contínua, e os robôs e máquinas que operacionalizam a produção são muito sofisticados.

A maioria dos sistemas de produção contínua caracteriza-se por um conceito de produção semi ou totalmente automatizado, o que requer uma grande dose de coordenação. Os sistemas dependem de intervenção humana, bem como os passos são monitorados por computador para se certificar de que tudo está ocorrendo como o normal, conforme o planejado. Eles também assumem que a produção pode parar ou continuar 24 horas por dia, sete dias por semana, 365 dias por ano. Esses sistemas exigem um grande investimento em projeto de máquinas e processos antes de qualquer coisa, mesmo quando sai da linha de montagem para um consumidor. Eles também exigem que as medidas de controle de qualidade sejam implementadas e constantemente avaliadas em vários pontos diferentes no processo.

FONTE: <http://www.bwsconsultoria.com/2011/05/producao-continua.html>. Acesso em: 28 jun. 2016.

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RESUMO DO TÓPICO 2

Neste tópico, vimos que:

• A produção contínua, ou também conhecida como fluxo em linha, é caracterizada por sequência única e contínua do processo de produção, que pode ser pura (produto único) ou com diferenciação, caracterizada pelas linhas de montagem.

• Os sistemas de produção contínuos possuem uma sequência linear para se fazer o produto ou serviço; e estes são bastante padronizados e fluem de um posto de trabalho a outro em uma sequência prevista e bem definida.

• Os processos contínuos de produção são categorizados em dois grupos: Produção contínua; Produção em massa.

Produção contínua: são as indústrias que trabalham com processos contínuos de produção, possuem um alto grau de automatização e com produtos altamente padronizados. Temos como exemplos as empresas de refino de petróleo, algumas empresas de processamento e refinos químicos, a máquina de papel, aço, entre outros.

Produção em massa: linhas de fabricação que trabalham a montagem ou produção em larga escala de poucos produtos com grau de diferenciação num nível considerado de pequeno a médio.

• O quadro a seguir apresenta um resumo das principais características dos dois processos.

QUADRO – PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO CONTÍNUO E EM MASSA

CONTÍNUO PRODUÇÃO EM MASSA

VOLUME DE PRODUÇÃO ALTO ALTO

VARIEDADE DE PRODUTOS PEQUENA MÉDIA

FLEXIBILIDADE BAIXA MÉDIA

QUALIFICAÇÃO DA MÃO DE OBRA BAIXA MÉDIA

SEQUÊNCIA LINEAR LINEAR

AUTOMAÇÃO ALTA ALTA

LAYOUT POR PRODUTO POR PRODUTO

CAPACIDADE OCIOSA BAIXA BAIXA

LEAD TIME BAIXO BAIXO

FLUXO DE INFORMAÇÕES BAIXO MÉDIO

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PRODUTOS CONTÍNUOS EM LOTECUSTO DA PLANTA (FÁBRICA) MUITO ALTO ALTO


•Henry Ford buscou tornar os produtos mais acessíveis à população em geral. Desenvolveu o conceito de produção em massa, criando, em 1914, uma linha de montagem para a produção de automóveis.

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Faça uma resenha com, no máximo, 20 linhas, comparando os processos de fabricação contínua e do processo de fabricação em massa. Para ampliar o seu aprendizado, busque fontes auxiliares. Aproveite para debater o tema com seus colegas de sala de aula, pois a troca de experiência e o falar sobre um assunto reforça o aprendizado e a memorização do mesmo. Para completar a atividade, elabore duas questões pertinentes ao assunto que você pesquisou e troque com os seus colegas, ampliando assim ainda mais o horizonte sobre o tema.

AUTOATIVIDADE

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TÓPICO 3

PROCESSOS DISCRETOS DE PRODUÇÃO

UNIDADE 1

1 INTRODUÇÃO

Tudo o que consumimos do mercado, um dia foi vendido por alguém, mas antes deve ter sido produzido ou manuseado por alguma empresa, ou por uma pessoa.

A frase anterior é bem inspiradora para nós, engenheiros, pois nos garante que todo produto passa por algum processo de fabricação, quer seja um processo sofisticado, quer seja um processo manual, como o ourives trabalhando uma peça de ouro manualmente.

Por todos os lugares vemos fábricas de produtos, desde as mais simples, como uma serralheria, ou complexos industriais com ambientes limpos, isentos de sujeiras, pós e contaminantes, controlados remotamente por um sistema informatizado de última geração. Esta é a ponta do iceberg do mundo industrial moderno, o que está submerso é representado por todo o universo fabril para se obter os produtos que todos nós consumimos, que vai da tecnologia dos celulares, computadores e notebooks, carros com toda a sofisticação eletrônica atual, ou produtos simples como um guardanapo, uma camisa, ou algo mais simples ainda na nossa concepção de meros consumidores, como uma porca ou parafuso de aço para fixar um quadro na parede, ou fixar a roda do carro.

Para nós, engenheiros, este universo não é tão simplório, pois até chegarmos a um produto simples, como o parafuso, o aço passou por diversas etapas de produção, como trefilação, estampagem, rosqueamento, tratamento térmico, tratamento superficial, embalagem, entre outros processos especiais pelos quais este aço pode ter passado, dependendo do tipo de parafuso, e é este universo que agora vamos estudar neste tópico, ou seja, vamos desenvolver o tema de processos industriais discretos. Conforme definido por Slack et al. (2006), é quando os produtos finais são compostos de diversas partes discretas quantificáveis.

Chiavenato (2011) detalha que o sistema de produção discreta é utilizado quando se tem por objetivo produzir diferentes tipos de produtos utilizando um conjunto de máquinas e equipamentos disponíveis na unidade fabril, para que cada operação possa ser realizada.

Vamos estudar os conceitos básicos dessa importante forma de produção, a produção discreta de produtos.

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Como exemplos deste tipo de sistemas pode-se citar a produção de eletrodomésticos, computadores, automóveis, aviões, tornos mecânicos, máquinas, ferramentas, livros, entre outros.

FIGURA 12 – PRODUTOS FABRICADOS POR PROCESSOS DISCRETOS

FONTE: O autor

Você, como futuro engenheiro, provavelmente irá desenvolver algum trabalho em empresa com produção discreta, e você deve ter percebido que muitos dos produtos que consumimos no dia a dia são produzidos de forma discreta.

Vamos continuar com o nosso estudo!

2 OS PROCESSOS DISCRETOS DE PRODUÇÃO

Como você leu na introdução deste tópico, percebeu que muitos produtos são fabricados por processos discretos, ou seja, o produto ou peça precisa ser produzida operação por operação, mesmo que algumas operações tenham um foco de continuidade, como o exemplo de trefilação de fio máquina para calibragem de diâmetro para fabricação de parafusos ou porcas, ou o processo de tratamento térmico em fornos contínuos. Em cada um desses processos descritos temos a questão discreta de produção, porque eles são aplicados em produtos discretos.

TÓPICO 3 | PROCESSOS DISCRETOS DE PRODUÇÃO

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FIGURA 13 – PROCESSO DE TREFILAÇÃO DE FIO MÁQUINA

FONTE: <https://www.youtube.com/watch?v=2qR-yuaST_g>. Acesso em: 22 jun. 2016.

Black (apud OLIVEIRA, 2007, p. 12) amplia o conceito apresentado por Slack et al. (2006), descrito anteriormente, para as condições de trabalho em manufaturas discretas, trazendo ainda características relacionadas aos elementos físicos e dos parâmetros mensuráveis do sistema.

QUADRO 3 – PROCESSO DE FABRICAÇÃO DISCRETO

FONTE: Black (apud OLIVEIRA, 2007, p. 12)

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Conforme você pôde ver, são muitos os parâmetros a serem analisados nos processos discretos, e o engenheiro precisa trazer essa bagagem de conhecimentos para que possa gerar os resultados necessários e, acima de tudo, melhorar a tecnologia de fabricação dos produtos. A tecnologia da organização industrial, atualmente, é um dos principais focos a ser trabalhado, pois é através dela que as empresas continuam competitivas no mercado.

Os processos de fabricação discretos são a chave das organizações que possuem uma grande variedade de produtos a ser produzida em uma mesma linha de produção simultaneamente. Apresentamos a seguir alguns conceitos para linha de produção discreta.

Conforme Oliveira (2007, p. 12), o sistema de manufatura (ou sistema de produção discreta) pode ser entendido como:

Tem por objetivo produzir um conjunto de tipos diferentes de produtos, os quais precisam seguir uma determinada sequência de operações (roteiro de produção), sendo que cada operação pode ser realizada por uma ou mais máquinas. O grande número de produtos a serem fabricados de forma simultânea e concorrente, as complexidades de cada produto, sua diversificação, a variação nas quantidades a serem fabricadas, variações nas demandas, a introdução de novos produtos etc. fazem dos sistemas de manufaturas um sistema complexo, sendo que esta complexidade inerente será tanto maior quanto mais complexos forem os produtos a serem fabricados, quanto mais complexa for a estrutura de produção vinculada a esses produtos e quanto mais limitadas forem as liberdades de custos e prazos para a realização da manufatura.

Tubino (2000, p. 27) define os processos produtivos discretos como:

São aqueles em que a produção de bens e serviços podem ser isolados em lotes ou unidades. Não dependem do tipo de produto em si, mas da forma como os sistemas estão organizados para atender à demanda.Esses tipos de sistemas podem ser divididos em:• Produção em massa – utilizado para produção em larga escala, com produtos altamente padronizados, exigindo mão de obra altamente especializada na transformação do produto.• Produção em lotes – esse processo é caracterizado pela produção de um volume médio de bens ou serviços padronizados em lotes. O lead time de processo é maior que nos outros casos, observando que as empresas trabalham com a lógica de estoques entre as fases do processo produtivo para garantir a etapa seguinte do processo de produção.• Produção sob encomenda – a montagem desse sistema de produção é voltada para o atendimento das necessidades do cliente. O cliente é quem especifica como quer o produto. Exige-se alta flexibilidade dos recursos produtivos com foco no atendimento das necessidades dos clientes.

Zacarelli (1979, p. 12) descreve as organizações com produção discreta como indústrias do tipo intermitente, e as define como organizações com uma “diversidade de produtos fabricados e tamanho reduzido do lote de fabricação,


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determina que os equipamentos apresentem variações frequentes no trabalho”, e os classifica como:

• Fabricação por encomenda de produtos diferentes: produto de acordo com as especificações do cliente e a fabricação se inicia após a venda do produto.• Fabricação repetitiva dos mesmos lotes de produtos: produtos padronizados pelo fabricante, repetitividade dos lotes de fabricação, pode-se ter as mesmas características de fluxo existente na fabricação sob encomenda (ZACARELLI, 1979, p. 12).

Moreira (2008, p. 8) ainda descreve que, quando definimos uma produção por encomenda, “o cliente apresenta seu próprio projeto do produto, devendo ser seguidas essas especificações na fabricação”. Ao descrever a produção por lotes, detalha que “ao término da fabricação de um produto outros produtos tomam seu lugar nas máquinas, de maneira que o primeiro produto só voltará a ser fabricado depois de algum tempo”.

É importante conhecer estes conceitos, pois eles nos nortearam a identificação das características reais dos processos discretos.

autoatividade

Caro acadêmico, existem variadas características intrínsecas aos processos produtivos discretos. Nós indicamos somente algumas, conforme os autores Oliveira (2007), Tubino (2000), Zacarelli (1979) e Moreira (2008). Aproveite para descansar um pouco e faça uma pesquisa em livros e na internet para identificar mais características específicas para os processos de fabricação discreta.LEMBRE-SE: na atualidade o engenheiro precisa ser também autodidata e realizar pesquisas para o seu aperfeiçoamento.

Boa pesquisa.

Barros (2006) apresenta um diagrama que nos traz uma visão da classificação dos sistemas discretos, e nos permite entender melhor os conceitos desenvolvidos até o presente momento. Não pretendemos encerrar o tema com estas visões apresentadas, mas elas são bem consistentes para o caminho que estamos desenvolvendo, assim, você poderá descobrir outras classificações também em uso com os autores até então trabalhados, ou com o seu próprio desenvolvimento profissional.

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FIGURA 14 – SISTEMAS DISCRETOS

FONTE: Cassandras (apud BARROS, 2006, p. 26)

IMPORTANTE

Caro acadêmico, vamos entender um pouco melhor o conceito desenvolvido de evento determinístico e estocástico:

Modelo Determinístico: Um modelo é determinístico quando tem um conjunto de entradas conhecido e do qual resultará um único conjunto de saídas. Em geral, um sistema determinístico é modelado


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analiticamente, isto só não ocorre quando o modelo se torna muito complexo, envolvendo um grande número de variáveis ou de relações.

Modelo Estocástico:Fenômeno que varia em algum grau, de forma imprevisível, à medida que o tempo passa.

FONTE: <http://www.mat.ufrgs.br/~viali /estatistica/mat2274/material/laminaspi /Comp_2_6.pdf>. Acesso em: 30 jun. 2016.

Com o que estudamos até o presente momento, mais as características dos processos produtivos apresentados por Tubino (2000), apresentamos um resumo das principais características dos processos de produção em lotes.

QUADRO 4 – PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO EM LOTES

PRODUÇÃO EM LOTES

VOLUME DE PRODUÇÃO MÉDIA

VARIEDADE DE PRODUTOS GRANDE

FLEXIBILIDADE ALTA

QUALIFICAÇÃO DA MÃO DE OBRA ALTA

SEQUÊNCIA LINEAR OU PROCESSO

AUTOMAÇÃO MÉDIA/ALTA

LAYOUT POR PROCESSO

CAPACIDADE OCIOSA MÉDIA

LEAD TIME MÉDIO

FLUXO DE INFORMAÇÕES ALTO

PRODUTOS EM LOTECUSTO DA PLANTA (FÁBRICA) MÉDIA


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Caro acadêmico, você pode comparar os dados do quadro acima com as características do processo de fabricação por lotes, com o que você identificou em suas pesquisas. Pode ser que você tenha identificado ainda mais características, então parabenizamos você, pois este é o espírito incansável do engenheiro por busca de conhecimentos em sua área de especialização.

ATENCAO

FONTE: <http://not1.xpg.uol.com.br/mestres-do-saber-filosofos-e-suas ideias-muito-estranhas-ciencia/>. Acesso em: 22 jun. 2016.

Atualmente os processos discretos têm recebido uma importância grande nas organizações fabris, pois, pela sua versatilidade e flexibilidade produtiva, têm se mostrado uma tendência futura para as organizações, devendo-se chegar, no futuro, à flexibilidade total de produção com as máquinas de produção individual, e como exemplo temos as impressoras 3D.

FIGURA 15 – IMPRESSORA 3D

FONTE: <http://www.tecmundo.com.br/impressora-3d/40248-13-impressoras-3d-ja-disponiveis-no-brasil.htm>. Acesso em: 23 jun. 2016.


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Os processos discretos de produção têm se adaptado às condições atuais de mercado e às suas demandas, por isto vemos tantas evoluções nos sistemas produtivos discretos, nos equipamentos e máquinas à disposição das organizações.

Vamos agora conhecer alguns exemplos de processos discretos.

3 EXEMPLOS DE LINHAS DISCRETAS DE PRODUÇÃO

Caro acadêmico, historicamente vimos a evolução dos sistemas discretos de produção, e cada vez mais a produção individualizada de produtos está se tornando o objetivo. Com o advento da internet, as pessoas têm tomado consciência da existência de produtos específicos para satisfazer as suas necessidades pessoais, e cada vez mais as empresas modernas têm facultado ferramenta para personalização dos produtos.

As tecnologias produtivas evoluíram bastante, desde os primórdios da era da industrialização até o período atual. A própria evolução das matérias-primas permite o desenvolvimento de novos produtos e novos processos de fabricação.

Lesko (2004) classifica os principais métodos de manufatura em quatro grandes famílias:

• Conformação• Corte• Junção/união• Serramento

FIGURA 16 – CLASSIFICAÇÃO DOS MÉTODOS DE MANUFATURA

FONTE: Lesko (2004, p. 7)

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Existem outras formas de classificações dos processos de fabricação, como a que podemos desenvolver através da leitura do livro de Chiaverini (1986), onde podemos identificar a classificação dos processos. Ele apresenta duas grandes famílias: com remoção de cavacos e sem remoção de cavacos.

FIGURA 17 – CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO

FONTE: Chiaverini (1986)

Silveira (2016) tem como base a distinção de operações de processamento (fabricação) e de montagem.


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FIGURA 18 – CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS DE OPERAÇÃO

FONTE: <http://www.mecanica.scire.coppe.ufrj.br/util/b2evolution/media/blogs/joseluis/1-Processos-Fabricacao-Introducao-2016-1.pdf>. Acesso em: 23 jun. 2016.

Você deve ter percebido que não importa a classificação utilizada, seja a realizada por Lesko ou a de Chiaverini, ou ainda a de Silveira, todas terminam com o processo produtivo na base da classificação.

São muitas as peças e processos de manufatura discretos, e por isso, antes de prosseguirmos os nossos estudos, apresentaremos alguns exemplos de produtos e processos discretos:

•Peça torneada

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FIGURA 19 - PEÇA TORNEADA

FONTE: <http://portuguese.alibaba.com/product-gs/turned-parts-machined-parts-precision-parts-10884337.html>. Acesso em: 30 jun. 2016.

• Peça conformada

FIGURA 20 – PEÇA CONFORMADA

FONTE: <http://mmborges.com/processos/Conformacao/cont_html/Forjamento.htm>. Acesso em: 30 jun. 2016.

• Peça plástica

FIGURA 21 – PEÇA PLÁSTICA

FONTE: <http://www.wkvariedades.com.br/utilidades-domesticas/kit-pratico-de-potes-com-10-pecas-jaguar>. Acesso em: 30 jun. 2016.


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• Processo de torneamento

FIGURA 22 – TORNEAMENTO

FONTE: <http://www.ferrawidia.com.br/suporte-para-torneamento-externo.html>. Acesso em: 30 jun. 2016.

• Montagem de automóvel

FIGURA 23 – MONTAGEM DE AUTOMÓVEL

FONTE: <http://admfucamp.blogspot.com.br/2012/06/visita-tecnica-fabrica-da-fiat.html>. Acesso em: 30 jun. 2016.

IMPORTANTE

Prezado acadêmico, apresentamos alguns exemplos de produtos e processos discretos, porém, o universo é muito grande, então amplie o seu conhecimento fazendo uma pesquisa para identificar mais produtos e processos de fabricação pouco usuais, como o brochamento, ou o corte de material metálico à água, ou processos de fabricação de peças a laser.

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FIGURA 24 – FABRICAÇÃO DE PEÇA COM CORTE A LASER

FONTE: <http://admfucamp.blogspot.com.br/2012/06/visita-tecnica-fabrica-da-fiat.html>. Acesso em: 30 jun. 2016.

ESTUDOS FUTUROS

Prezado acadêmico, na próxima unidade você irá estudar e conhecer mais profundamente os principais processos de fabricação discretos, mas a sua curiosidade sobre os temas é fundamental para que você aprenda ainda mais sobre cada um dos processos.

FIGURA 25 – GERAÇÃO DE CONHECIMENTO

FONTE: <https://www.linkedin.com/pulse/20140615161103-125837292-qual-o-perfil-do-gestor-de-conhecimento>. Acesso em: 30 jun. 2016.


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Estamos chegando ao final do terceiro tópico e da primeira unidade, esperamos que você tenha aprendido mais sobre os processos industriais. O convidamos a completar o seu conhecimento com a leitura complementar que apresentamos a seguir, bem como a prosseguir os estudos, pois na próxima unidade estaremos apresentando os principais processos de fabricação.


TIPOS DE SISTEMAS DE PRODUÇÃO

Daniel Augusto Morreira

1 CLASSIFICAÇÃO TRADICIONAL

A classificação dos sistemas de produção, principalmente em função do fluxo do produto, reveste-se de grande utilidade na classificação de uma grande variedade de técnicas de planejamento e gestão da produção. É assim possível discriminar grupos de técnicas e outras ferramentas gerenciais em função do particular tipo de sistema, possibilidade essa que racionaliza a apresentação didática. Tradicionalmente, os sistemas de produção são agrupados em três grandes categorias:

a) sistemas de produção contínua ou de fluxo em linha;b) sistemas de produção por lotes ou por encomenda (fluxo intermitente);c) sistemas de produção para grandes projetos sem repetição.

1.1 SISTEMAS DE PRODUÇÃO CONTÍNUA (FLUXO EM LINHA)

Os sistemas de produção contínua ou fluxo em linha apresentam uma sequência linear para se fazer o produto ou serviço; os produtos são bastante padronizados e fluem de um posto de trabalho a outro em uma sequência prevista. As diversas etapas do procedimento devem ser balanceadas para que as mais lentas não retardem a velocidade do processo. Às vezes, os sistemas de fluxo em linha aparecem subdivididos em dois tipos:

a) a produção em massa, para linhas de montagem de produtos os mais variados possíveis;

b) a produção contínua propriamente dita, nome reservado nessa classificação para as chamadas indústrias de processo, como química, papel, aço etc. Esses processos contínuos tendem a ser altamente automatizados e a produzir produtos com elevado grau de padronização, sendo qualquer diferenciação pouco ou nada permitida.

De uma forma geral, os sistemas de fluxo em linha são também caracterizados por uma alta eficiência e acentuada inflexibilidade. Essa eficiência

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é derivada de uma substituição maciça de trabalho humano por máquinas, bem como a padronização do trabalho restante em tarefas altamente repetitivas. Grandes volumes de produção devem ser mantidos para se recuperar o custo de equipamentos especializados, o que requer um conjunto-padrão de produtos estabilizados ao longo do tempo. Dessa forma, é problemático modificar tanto a linha de produtos como o volume de produção, o que leva à inflexibilidade. É quase certo que, se as condições favoráveis ao alto volume e produção padronizada estiverem presentes, a competição forçará o uso da produção contínua por causa da eficiência.

A produção em massa, nas chamadas linhas de montagens, é caracterizada pela fabricação, em larga escala, de poucos produtos com grau de diferenciação relativamente pequeno: automóveis, geladeiras, fogões, aparelhos de ar-condicionado etc. A produção em massa pode ser chamada de pura, quando existe uma linha ou um conjunto de equipamentos específicos para um produto final. E dita produção em massa com diferenciação quando adaptações na linha permitem a fabricação de produtos com algumas diferenças entre si.

Finalmente, alguns fatores devem ser cuidadosamente pesados antes da adoção de um sistema de fluxo em linha. Além da competição, já referida, pode-se citar o risco de obsolescência do produto, a monotonia dos trabalhos para os empregados e os riscos de mudança tecnológica no processo (que custa a se pagar).

1.2 SISTEMAS DE PRODUÇÃO POR LOTES (FLUXO INTERMITENTE)

Nesse caso, a produção é feita em lotes. Ao término da fabricação do lote de um produto, outros tomam o seu lugar nas máquinas. O produto original só voltará a ser feito depois de algum tempo, caracterizando-se assim uma produção intermitente de cada um dos produtos. Quando os clientes apresentam seus próprios projetos de produto, devendo a empresa fabricá-lo segundo essas especificações, temos a chamada produção intermitente por encomenda.

No sistema de produção intermitente, a mão de obra e os equipamentos são tradicionalmente organizados em centros de trabalho por tipo de habilidades, operação ou equipamentos. Dito de outra forma, os equipamentos e as habilidades, operação ou equipamentos e as habilidades dos trabalhadores são agrupados em conjunto, definindo um tipo de arranjo físico conhecido como funcional ou por processo. O produto flui, de forma irregular, de um centro de trabalho a outro. O equipamento utilizado é do tipo genérico, ou seja, equipamentos que permitem adaptações dependendo das particulares características das operações que estejam realizando no produto. A própria adaptabilidade do equipamento exige uma mão de obra mais especializada, devido às constantes mudanças em calibragens, ferramentas e acessórios. Embora esses equipamentos permitam uma grande facilidade para mudanças no produto ou no volume de produção, o tempo que se perde nos constantes rearranjos de máquina leva a uma relativa ineficiência.


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A flexibilidade conseguida com o uso de equipamentos genéricos leva também a outros problemas, principalmente com o controle de estoques, com a programação da produção e com a qualidade; se a fábrica ou o centro de trabalho estiverem operando próximo da capacidade limite, haverá muito estoque de material em processamento, o que fatalmente aumentará o tempo das rodadas de produção, pois vários trabalhos irão requerer as mesmas máquinas ou a mesma mão de obra ao mesmo tempo.

Em suma, o que o sistema de produção intermitente ganha em flexibilidade diante da produção contínua, ele perde em volume de produção. Justifica-se, portanto, a adoção de um sistema intermitente quando o volume de produção for relativamente baixo. São sistemas comuns no estágio inicial de vida de muitos produtos e praticamente obrigatórios para empresas que trabalham com encomenda ou atuam em mercados de reduzidas dimensões.

1.3 SISTEMAS DE PRODUÇÃO PARA GRANDES PROJETOS

O sistema de produção para grandes projetos diferencia-se bastante dos tipos anteriores. Na verdade, cada projeto é um produto único, não havendo, rigorosamente falando, um fluxo do produto. Nesse caso, tem-se uma sequência de tarefas ao longo do tempo, geralmente de longa duração, com poucas ou nenhuma repetitividade. Uma característica marcante dos projetos é o seu alto custo e a dificuldade gerencial no planejamento e no controle. Exemplos de projetos incluem a produção de navios, aviões, grandes estruturas etc.

2 CLASSIFICAÇÃO CRUZADA DE SCHROEDER

Este modelo de classificação, devido a Schroeder (1981), torna claro que a tipologia clássica, apresentada anteriormente, leva em conta apenas uma dimensão associada aos sistemas: o tipo de fluxo do produto. Essa dimensão geralmente é suficiente para os sistemas industriais, mas incompleta se aplicada aos serviços. Por isso, a classificação cruzada é mais completa e ajuda a entender um maior número de casos práticos.

A classificação cruzada dá-se ao longo de duas dimensões. De um lado, temos a dimensão “por tipo de fluxo de produto” que coincide com a tipologia clássica já apresentada. De outro, temos a dimensão “por tipo de atendimento ao consumidor”. Na dimensão “por tipo de atendimento ao consumidor” existem os seguintes tipos de sistemas:

a) sistemas orientados para estoques;b) sistemas orientados para a encomenda.Um sistema orientado para o estoque oferece serviço rápido (atendimento ao consumidor) e a baixo custo; no entanto, a flexibilidade do cliente na escolha do produto é evidentemente menor que no caso de um sistema orientado diretamente para a encomenda do cliente.

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Em um processo orientado para a encomenda as operações são ligadas a um cliente em particular, com o qual se discute o preço e o prazo de entrega da mercadoria em questão. Em uma tal situação, a medida-chave do desempenho é o prazo de entrega, que o cliente deseja saber de antemão. Em nível de acompanhamento interno, a empresa pode usar a porcentagem de pedidos entregues dentro dos prazos como uma medida viável de competência.

No caso ainda de um sistema orientado para estoque, certas atividades, como a previsão da demanda, a gerência de estoques e o efetivo planejamento da capacidade de produção são cruciais. A empresa deve prover o cliente com produtos padronizados, tirados do estoque, com um certo nível de atendimento. O estoque é criado antes da demanda e é usado para atender as necessidades dessa demanda ou para suavizar as necessidades de capacidade segundo o que foi determinado pelo planejamento agregado da produção (geralmente o planejamento anual, levando em conta a demanda de todos os produtos agregados em função da capacidade). O foco dos sistemas que operam orientados para o estoque está, pois, na reposição destes estoques. É difícil identificar o cliente no processo de produção: os pedidos atuais são atendidos pelo estoque e a produção atual vai atender à demanda futura. As medidas de desempenho estão ligadas à utilização dos ativos alocados à produção – basicamente estoques e capacidade – e também à presteza no atendimento ao cliente, ou seja, ao nível de atendimento obtido na prática. As medidas de desempenho podem incluir, ainda, a rotação (giro) do estoque, o grau de utilização da capacidade, o uso de horas extras para atender às necessidades etc. Em suma, o grande objetivo é o de atender o cliente ao mínimo custo. Na classificação cruzada, os exemplos devem ao mesmo tempo atender aos requisitos de duas dimensões que são levadas em conta. O Quadro a seguir fornece alguns casos, tanto na área industrial como no setor de serviços:

QUADRO: CLASSIFICAÇÃO CRUZADA DE SCHROEDER: EXEMPLOS

ORIENTAÇÃO PARA ESTOQUEORIENTAÇÃO PARA

ENCOMENDA

Fluxo em linha

• Refinaria de petróleo

• Indústrias químicas de grandes

volumes

• Fábrica de papel

• Veículos especiais

• Companhia telefônica

• Eletricidade

• Gás

Fluxo intermitente• Móveis

• Metalúrgicas

• Restaurantes fast food

• Móveis sob medida

• Peças especiais

• Restaurante

Projeto• Arte para exposição

• Casas pré-fabricadas

• Fotografia artística

• Edifícios

• Navios

• Aviões

Como o leitor pode notar, os exemplos aclaram alguns aspectos da tipologia clássica (por fluxo). A produção contínua ou fluxo em linha leva


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tipicamente a sistemas orientados para estoque, enquanto a produção ou fluxo intermitente, por sua vez, leva tanto a um como a outro tipo de sistema, tanto que esta distinção, muito clara, foi apresentada logo de início na tipologia clássica. A vantagem da classificação cruzada é exatamente a de mostrar que, embora um sistema seja mais característico de produção para estoque ou para encomenda, ele pode se adaptar a casos especiais.

FONTE: MOREIRA, Daniela Augusto. Administração da produção e operações. 2. ed. revisada e ampliada. São Paulo: Cengage Learning, 2008. p. 9-12.

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RESUMO DO TÓPICO 3

Neste tópico, você viu que:

• Os processos de fabricação discretos são a chave das organizações que possuem uma grande variedade de produtos a serem produzidos em uma mesma linha de produção, simultaneamente.

• A produção discreta pode ser classificada em Produção por Lote e Produção sob Encomenda.

• A produção em lotes é caracterizada pela produção de um volume médio de bens ou serviços padronizados em lotes. O lead time de processo é maior que nos outros casos, observando que as empresas trabalham com a lógica de estoques entre as fases do processo produtivo para garantir a etapa seguinte do processo de produção.

• A produção sob encomenda está relacionada à montagem de um sistema de produção, é voltada para o atendimento das necessidades do cliente. O cliente é quem especifica como quer o produto. Exige-se alta flexibilidade dos recursos produtivos com foco no atendimento das necessidades dos clientes.

• O quadro a seguir apresenta um resumo das principais características do processo de fabricação discreto.

PRODUÇÃO EM LOTES

VOLUME DE PRODUÇÃO MÉDIO

VARIEDADE DE PRODUTOS GRANDE

FLEXIBILIDADE ALTA

QUALIFICAÇÃO DA MÃO DE OBRA ALTA

SEQUÊNCIA LINEAR OU PROCESSO

AUTOMAÇÃO MÉDIA/ALTA

LAYOUT POR PROCESSO

CAPACIDADE OCIOSA MÉDIA

LEAD TIME MÉDIO

FLUXO DE INFORMAÇÕES ALTO

PRODUTOS EM LOTECUSTO DA PLANTA (FÁBRICA) MÉDIA


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• Os processos discretos de produção têm se adaptado às condições atuais de mercado e às suas demandas, e por isso vemos tantas evoluções nos sistemas produtivos discretos, nos equipamentos e máquinas à disposição das organizações.

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1 O processo de fabricação discreto tem relevante importância para a economia mundial, sendo responsável pela produção de uma vasta gama de produtos que hoje temos à disposição no mercado. Por conseguinte, assinale a alternativa que apresenta, pelo menos, duas características que norteiam um processo discreto de fabricação.

a) ( ) Produção de itens contínuos e discretos.vb) ( ) Produção de itens em lotes e layout de processos.c) ( ) Layout por produto e produção de pequena variedade de produtos.d) ( ) Produção em massa e produção contínua.

2 Os processos discretos por lote possuem características bem específicas. Classifique V para as sentenças verdadeiras que apresentem características de um processo discreto de produção por lote e F para as falsas:

( ) Exige alta qualificação de mão de obra.( ) O layout de produção é organizado por processo.( ) Trabalha com um alto fluxo de informações.( ) Trabalha com uma grande gama de variedade de produtos na linha de

produção.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:a) ( ) F – V – F – V.b) ( ) V – F – F – V.c) ( ) V – F – V – F.d) ( ) V – V – V – V.

AUTOATIVIDADE

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UNIDADE 2

PROCESSOS DE FABRICAÇÃO MECÂNICA


PLANO DE ESTUDOS

Prezado acadêmico, a partir desta unidade você será capaz de:

• compreender a evolução dos processos de fabricação nas organizações industriais;

• identificar e classificar os principais processos de fabricação mecânica;

• aprofundar os conhecimentos acerca dos processos de fabricação por formação e conformação de materiais;

• identificar as diversas questões relacionados ao processo de produção por separação e por união;

• conhecer os principais processo de enobrecimento de materiais.

A Unidade 2 está dividida em três tópicos e, ao final de cada um deles, você terá a oportunidade de fixar seus conhecimentos realizando as atividades propostas. Os tópicos trabalhados nesta unidade são:

TÓPICO 1 – PROCESSOS DE FABRICAÇÃO MECÂNICA

TÓPICO 2 – PROCESSO DE FABRICAÇÃO SEM REMOÇÃO DE CAVACOS

TÓPICO 3 – PROCESSO DE FABRICAÇÃO COM REMOÇÃO DE CAVACOS E ENOBRECIMENTO DE MATERIAIS

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TÓPICO 1

PROCESSOS DE FABRICAÇÃO MECÂNICA

UNIDADE 2

1 INTRODUÇÃO

Não importa o produto que você considerar, a maioria deles passou por um processo mecânico, ou uma máquina desenvolvida por processos mecânicos em sua fabricação.

Prezado acadêmico, a engenharia está em constante evolução, assim como a humanidade e a sua necessidade de produtos para o seu consumo. A frase de introdução a este tópico nos apresenta uma realidade cada vez mais premente em nosso dia a dia profissional, em que vimos uma importância ímpar para o engenheiro conhecer os principais processos de produção dos produtos, ou das máquinas que irão produzir estes produtos.

Conforme Weiss (2012), o processo de fabricação industrial é definido como todo o modo como determinado trabalho de construção e/ou transformação é realizado, geralmente, utilizando uma máquina de fabricação.

Podemos afirmar que a maioria dos produtos que conhecemos passa pelos processos de fabricação mecânica. Como exemplos podemos citar os fósforos, pregos, tijolos a satélites espaciais, espaçonaves, aviões, automóveis, navios, brinquedos, alimentos, lentes de contato, óculos, uma linha de abate de frangos, computadores e equipamentos para informática e eletrônicos. Os processos de fabricação mecânica são utilizados também na construção das máquinas e equipamentos empregados na fabricação dos produtos, todos possuem processos de fabricação mecânicos.

A partir deste tópico estaremos estudando mais aprofundadamente os processos de fabricação mecânicos. Venha, vamos entrar juntos neste universo de conhecimento tão importante ao engenheiro.

2 EVOLUÇÃO DOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO

Prezado acadêmico, a evolução dos processos industriais está ligada à evolução da humanidade, mais precisamente ao domínio do homem em manipular os materiais, ou melhor, a matéria-prima disponível a ele, surgindo

UNIDADE 2 | PROCESSOS DE FABRICAÇÃO MECÂNICA

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lá em seus primórdios da evolução com a manipulação da madeira, da agricultura, das rochas e do barro (nome técnico cerâmica). Conforme o ser humano aprendia a manipular estes materiais, mais necessidades surgiam para consumir tais produtos.

Muitas tecnologias desenvolvidas pelos povos antigos foram verdadeiras revoluções e contribuíram para que a evolução da humanidade chegasse no momento em que estamos vivendo: de afloramento tecnológico e humanístico. Esta evolução só continuará por meio dos produtos e dos processos de fabricação.

Evolução histórica da tecnologia

O nascimento da tecnologia não pode ser dissociado do próprio surgimento do homem no planeta. Setenta mil anos antes da era cristã o homem de Neandertal já apresentava um grau de especialização que lhe permitia utilizar materiais encontrados (pedra, osso, madeira, couro etc.) para auxiliá-lo na sobrevivência. Depois de vários milênios de sociedades tribais dedicadas à caça, à pesca e à coleta de frutos, deu-se a primeira grande revolução tecnológica da história, no final da última glaciação, de 15.000 a 20.000 anos antes da era cristã. Às vezes chamada de revolução neolítica, essa fase marca a transição, ocorrida em algumas comunidades humanas mais favorecidas pela geografia e pelo clima, do nomadismo selvagem característico do longo período do paleolítico para um modo de vida mais estável, baseado na pecuária e na agricultura.

O homem do período neolítico conheceu uma série de transformações sociais e tecnológicas: aprendeu a domesticar animais, descobriu que as sementes silvestres podiam ser plantadas e que a irrigação era benéfica às áreas cultivadas. Desse período datam as culturas de trigo, milho, arroz e alguns tubérculos. A produção de excedentes de alimentos contribuiu para o desenvolvimento da armazenagem de grãos e da preparação de bebidas fermentadas, como a cerveja. Também começaram a surgir as técnicas da fiação, da tecelagem e da cerâmica.

A idade do bronze, iniciada em 4000 a.C. aproximadamente, foi prolífica em invenções e descobertas, o que possibilitou a reorganização econômica e social conhecida como revolução urbana. Entre suas contribuições tecnológicas de grande alcance destacam-se o uso do cobre e do bronze; a prática da fundição de metais; o emprego de veículos de roda; a invenção das embarcações a vela; e o florescimento da cerâmica e da fabricação de tijolos. A generalização da agricultura como meio de subsistência favoreceu a criação de cidades, nas quais se desenvolveram métodos de artesanato industrial, principalmente em cerâmica e técnicas básicas de metalurgia.

O aumento da produtividade não ocorria uniformemente em todos os setores da produção, o que criava a obrigatoriedade de procurar

http://www.coladaweb.com/biologia/botanica/sementes

TÓPICO 1 | PROCESSOS DE FABRICAÇÃO MECÂNICA

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outras melhorias tecnológicas. O desenvolvimento da indústria mecânica concentrada em grandes unidades produtoras teria sido impossível sem uma fonte de energia maior do que podiam oferecer as forças humana e animal e que independesse dos caprichos da natureza. A solução foi encontrada num novo transformador de energia - a máquina a vapor - que dependia da exploração, em escala extraordinária, do carvão como fonte de energia.

FONTE: Correa, Fábio Trindade. História da Tecnologia.vv<http://www.coladaweb.com/geografia/tecnologia>. Acesso em: 28 jun. 2016.

A evolução da tecnologia está diretamente ligada à evolução da humanidade e o momento atual, com o advento da era da informação, está gerando uma explosão de novas tecnologias e materiais sem precedentes na história da humanidade. Na figura a seguir temos um resumo histórico da utilização dos materiais pela humanidade. Esta figura também demonstra que na sociedade moderna temos o maior volume de novos materiais sendo desenvolvidos e utilizados.

FIGURA 26 – EVOLUÇÃO DO USO DE MATERIAIS PELA HUMANIDADE

FONTE: <http://ctborracha.com/?page_id=442>. Acesso em: 30 jun. 2016.

A evolução dos processos de fabricação começou em seus primórdios com os processos básicos à humanidade, com o corte da pedra lascada para a fabricação das ferramentas primitivas de caça, sendo o corte um dos princípios mais básicos de produção e modelagem de peças, conforme podemos ver nos exemplos apresentados na Figura 27.


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FIGURA 27 – PRIMEIROS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO

FONTE: <http://www.miniweb.com.br/historia/artigos/i_antiga/pre-historia1.html>. acesso em: 30 jun. 2016.

DICAS

A evolução atual dos processos de fabricação é enorme, e a automação industrial e a robotização são processos sem volta, cada vez mais caminhando para as fábricas escuras, sem a necessidade do operador humano no processo.Recomendamos a leitura do artigo: O FUTURO MORA AQUI, da autora Cláudia Vassallo, em que descreve o momento atual da evolução das indústrias de transformação, :<http://exame.abril .com.br/revista-exame/edicoes/734/noticias/o-futuro-mora-aqui-m0046900>.

Como você pôde ler no artigo “O futuro mora aqui”, as transformações que estão para se concretizar em nossas fábricas e, principalmente, nos processos produtivos, serão enormes, surgindo toda uma nova forma de produção.

http://exame.abril.com.br/jornalistas/claudia-vassallo


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A fábrica do futuro - seja qual for sua especialidade, tamanho e setor - está alicerçada em bases comuns: capacidade de combinar tecnologia e talentos, gestão e disseminação do conhecimento, resposta rápida às demandas de um mercado de gosto cada vez mais individualizado, flexibilidade, velocidade, desenvolvimento sustentável (VASSALLO, 2001).

Lesko (2004) descreve que as transformações nos processos produtivos com a automação e robótica vieram para humanizar a produção e retirar as pessoas dos trabalhos estafantes, e assim trazer mais humanidade ao trabalho, saindo daqueles princípios defendidos no início da industrialização.

FIGURA 28 – PRIMEIRAS FASES DA INDUSTRIALIZAÇÃO

FONTE: <http://pt.slideshare.net/ProfessoresColeguium/inventos-aplicados-produo-industrial>. Acesso em: 2 jul. 2016.

A história da evolução dos processos produtivos é muito dinâmica, principalmente na época atual, com inúmeras inovações surgindo constantemente. Não tem um ponto final nesta evolução, mas um novo começo em cada nova descoberta, seja ela em novos materiais, como o grafeno, ou em novas ferramentas de trabalho, como as pastilhas para usinagem em cerâmica, ou ainda, as evoluções da informática, como em softwares e hardwares, que permitem novas aplicações e desenvolvimento de equipamentos mais modernos para a produção em nossas fábricas.


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IMPORTANTE

O aprendizado é um caminho de mão dupla, não adianta somente ler o presente caderno para aprender, hoje é necessário que você vá além, pesquise, seja o seu próprio professor, pois o mercado de trabalho busca engenheiros competentes que consigam aprender de forma constante e com as suas “próprias pernas” (jargão popular), assim recomendamos a você que, pela internet, faça uma pesquisa sobre as evoluções ocorridas nos processos de fabricação que você já conhece. Como exemplo podemos citar: a evolução dos processos de fabricação e equipamentos utilizados para usinagem, como tornos, fresas, retíficas, ou ainda, dos processos de conformação, como estampagem, laminação, entre outros. Até mesmo os processos de fabricação de materiais cerâmicos, sinterizados, e outros tantos.

Prezado acadêmico, a história da evolução dos processos de fabricação é muito rica e bastante extensa. Apresentamos, neste tópico, alguns pontos que lhe remeteram ao passado, mas também tínhamos a intenção de você pensar no futuro das linhas de produção e dos seus equipamentos. Espero ter conseguido aguçar a sua curiosidade, pois a produção é o elemento-chave da sociedade moderna.

3 CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO

A classificação dos processos de fabricação está relacionada à transformação da matéria-prima no produto final e ao processo tecnológico, ou a sequência de processos utilizados na fabricação do produto. Dentro das indústrias, o engenheiro, ao definir o processo de fabricação a ser empregado, deve levar em consideração alguns fatores primordiais, conforme apresentado por Callister (2002); Witte (2008):

• Quantidade a ser produzida.• Complexidade quanto à forma do produto.• Matéria-prima.• Tamanho da peça.• Aparência da peça.• Exatidão dimensional – precisão e tolerâncias.• Propriedades da peça/produto.• Custo da matéria-prima, defeitos e taxa de refugo.• Processos subsequentes.


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Considerando estes fatores, o engenheiro poderá identificar quais processos de fabricação são mais adequados para a fabricação das peças ou produtos. Conforme Groover (2014), podemos classificar os processos de fabricação em conformação, de separação, de união e de enobrecimento de materiais.

Neste caderno de estudos utilizaremos a classificação dos processos de fabricação apresentada por Costa e Santos (apud SOUZA, 2011, p. 22), a qual apresenta o conceito de classificação dos processos de fabricação em duas grandes famílias, ou seja, a família de processos com remoção de cavacos e a sem remoção de cavacos, apresentando então os diversos processos de fabricação, conforme mostrados na figura a seguir.

FIGURA 29 – CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO PELO SISTEMA DE REMOÇÃO DE CAVACO

FONTE: Costa e Santos (apud SOUZA, 2011, p. 22)


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Acadêmico, compare a figura acima com as apresentadas na unidade anterior, observe que todas apresentam formas de classificação dos processos de fabricação, foram trazidas com o intuito de lhe mostrar que muitas vezes os conceitos que trabalhamos na prática são relativizados em relação ao conceito momentâneo que temos sobre referido assunto. A partir desse momento, para padronizarmos a nossa forma de trabalho, utilizaremos a classificação apresentada por Costa e Santos (apud SOUZA, 2011, p. 22), demonstrada na figura anterior.

ATENCAO

Na próxima figura, temos alguns exemplos básicos dos processos com remoção de cavaco e sem remoção de cavacos.

FIGURA 30 – EXEMPLOS BÁSICOS DOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO PELO SISTEMA DE REMOÇÃO DE CAVACO

FONTE: <file:///C:/Users/Adm/Downloads/Usinagem%201%20-%20PPT%20-%20Introdu%C3%A7%C3%A3o%20Usinagem.pdf>. Acesso em: 3 jul. 2016.

Lesko (2004) apresenta um quadro sucinto correlacionando os principais processos de fabricação com as principais matérias-primas, identificando a sua possibilidade ou não de utilização na fabricação de peças e produtos.


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QUADRO 5 – PROCESSOS DE MANUFATURA


DICAS

Caro acadêmico, para encerrarmos este tópico, estamos indicando a leitura do livro INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO, do autor Mikell P. Groover.

Groover, M. K., Indrodução aos processos de fabricação. Rio de Janeiro: LTC-Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 2014.


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Estamos terminando mais um tópico de estudo, no qual aprendemos um pouco sobre a história dos processos de fabricação e definimos a classificação que utilizaremos para conhecer os processos de fabricação nos próximos tópicos deste caderno.

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RESUMO DO TÓPICO 1

Neste tópico, vimos que:

• Os processos de fabricação mecânica são utilizados também na construção das máquinas e equipamentos empregados na fabricação dos produtos, todos possuem processos de fabricação mecânica.

• Muitas tecnologias desenvolvidas pelos povos antigos foram verdadeiras revoluções para a humanidade.

• A evolução dos processos de fabricação começou em seus primórdios com os processos básicos à humanidade, como o corte da pedra lascada para a fabricação das ferramentas primitivas de caça, sendo o corte um dos princípios mais básicos de produção e modelagem de peças.

• A idade do bronze, iniciada em 4000 a.C. aproximadamente, foi muito intensa em invenções e descobertas, o que possibilitou a reorganização econômica e social conhecida como revolução urbana. Entre suas contribuições tecnológicas de grande alcance destacam-se o uso do cobre e do bronze; a prática da fundição de metais; o emprego de veículos de roda; a invenção das embarcações à vela; e o florescimento da cerâmica e da fabricação de tijolos.

• Transformações nos processos produtivos, como a automação e a robótica, vieram para humanizar a produção e retirar as pessoas dos trabalhos estafantes, e assim trazer mais humanidade ao trabalho.

• A história da evolução dos processos produtivos é muito dinâmica, principalmente na época atual, com inúmeras inovações surgindo constantemente.

• Dentro das indústrias a definição do processo de fabricação a ser empregado deve considerar:

Quantidade a ser produzida. Complexidade quanto à forma do produto. Matéria-prima. Tamanho da peça. Aparência da peça. Exatidão dimensional – precisão e tolerâncias. Propriedades da peça/produto. Custo da matéria-prima, defeitos e taxa de refugo. Processos subsequentes.

• Os processos de fabricação podem ser classificados em processos com remoção de cavacos e em processos sem remoção de cavacos, conforme segue:

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AUTOATIVIDADE

1 São muitos os fatores que influenciam a definição dos processos de fabricação. Pelos estudos trazidos neste tópico e outros materiais que você poderá pesquisar na internet e nas literaturas indicadas no texto, detalhe a complexidade do processo de fabricação e quanto a forma do produto e a matéria-prima influenciam na escolha do processo de fabricação.

2 Descreva o que são processos de fabricação sem remoção de cavacos.

3 O engenheiro, ao definir o processo de fabricação a ser empregado para produzir determinado produto, deve considerar diversos fatores que influenciam na viabilidade técnica do processo. Analise as assertivas apresentadas a seguir e assinale a alternativa que não apresenta assertivas corretas em relação às características que o engenheiro precisa levar em consideração na definição de um processo de fabricação de um produto ou peça.

( ) Quantidade a ser produzida; Complexidade quanto à forma do produto.( ) Matéria-prima; Tamanho da peça.( ) Aparência da peça; Aparência da fábrica.( ) Aparência da peça; Exatidão dimensional – precisão e tolerâncias.( ) Propriedades da peça/produto; Custo da matéria-prima, defeitos e taxa

de refugo.

4 A tecnologia de fabricação evoluiu em conjunto com a evolução da humanidade. Um dos grandes momentos de efervescência de novas tecnologias, que significou um salto de crescimento tecnológico para a humanidade, foram as transformações sociais e tecnológicas no período neolítico. Assinale a assertiva correta que traz fatos concretos relacionados à evolução tecnológica e social da humanidade no período neolítico.

( ) Aprendeu a domesticar animais, descobriu que as sementes silvestres podiam ser plantadas e que a irrigação era benéfica às áreas cultivadas. Desse período datam as culturas de trigo, milho, arroz e alguns tubérculos. A produção de excedentes de alimentos contribuiu para o desenvolvimento da armazenagem de grãos e da preparação de bebidas fermentadas, como a cerveja. Também começaram a surgir as técnicas da fiação, da tecelagem e da cerâmica.

( ) Aprendeu a domesticar animais, começou a utilizar os cavalos para a guerra. Por este motivo começou a desenvolver técnicas de fundição de materiais para o desenvolvimento de armas de guerra tipo mosquetão e revólveres. Também começaram a surgir as técnicas da fiação, da tecelagem e da cerâmica.

( ) O período neolítico iniciou em 4000 a.C. aproximadamente, foi muito intenso em invenções e descobertas, o que possibilitou a reorganização

http://www.coladaweb.com/biologia/botanica/sementes

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econômica e social conhecida como revolução urbana. Entre suas contribuições tecnológicas de grande alcance destacam-se o uso do cobre e do bronze; a prática da fundição de metais; o emprego de veículos de roda; a invenção das embarcações à vela; e o florescimento da cerâmica e da fabricação de tijolos.

( ) No período neolítico o aumento da produtividade não ocorria uniformemente em todos os setores da produção, o que criava a obrigatoriedade de procurar outras melhorias tecnológicas. O desenvolvimento da indústria mecânica, concentrada em grandes unidades produtoras, teria sido impossível sem uma fonte de energia maior do que podiam oferecer as forças humana e animal e que independesse dos caprichos da natureza. A solução foi encontrada num novo transformador de energia - a máquina a vapor - que dependia da exploração, em escala extraordinária, do carvão como fonte de energia.

( ) Foi no período neolítico que ocorreram as principais invenções da humanidade, como a invenção da faca, do machado e da roda, além de inventar a comunicação a longa distância, e surgiram as primeiras rodas, para facilitar a vida no transporte de mercadorias.

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TÓPICO 2

PROCESSO DE FABRICAÇÃO SEM REMOÇÃO

DE CAVACOS

UNIDADE 2

1 INTRODUÇÃO

Prezado acadêmico, neste tópico veremos o estudo dos processos de fabricação sem remoção de cavacos, também conhecidos como processos por formação e conformação de materiais para obtenção de peças das mais diversas formas, portes e volume de produção.

Quando desenvolvermos os conceitos de produção por formação, precisamos também conciliar outras disciplinas básicas da engenharia, como a de Ciência dos Materiais, que nos permitirá entender como os processos de transformação ocorrem, principalmente com a transformação das fases dos materiais. Como exemplo podemos citar os processos de injeção de plástico, em que a matéria-prima sólida é liquefeita pelo equipamento (injetora de plástico), para posterior solidificação no molde, o qual assumirá o formato final da peça desejada.

Entre os processos de formação temos ainda a fundição de materiais metálicos, um dos primeiros processos de fabricação dominados pela raça humana, que conheceremos na sequência.

Estudaremos ainda os processos de conformação mecânica, que por uso de equipamentos específicos damos forma a tarugos e chapas geralmente de materiais metálicos. A conformação mecânica de materiais tem assumido uma importância grande para a industrialização moderna, pois ela é a base para a fabricação de muitas peças e também das estruturas dos automóveis.

Vamos começar a conhecer os processos de fabricação?!

2 PROCESSOS SEM REMOÇÃO DE CAVACO

Os processos de fabricação sem remoção de cavacos estão cada vez mais presentes em nossas indústrias. Muitos processos sem remoção de cavacos são obtidos através de transformações de fases da matéria-prima, transformam os materiais (como exemplos: pó, materiais sólidos, gás, líquido, pasta) no produto


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final desejado. Com a transformação ocorrida nas matérias-primas chamamos estes processos também de processos de formação, e em muitos casos temos melhorias nas propriedades mecânicas da peça, como no exemplo dos processos de sinterização, em que os pós-metálicos, após sintetizados, aumentam em muito a sua propriedade de resistência, entre outras propriedades mecânicas.

Podemos classificar os processos de fabricação sem remoção de cavacos em:

Materiais Metálicos:• Fundição• Conformação • Laminação • Extrusão• Trefilamento• Forjamento • Estampagem• Soldagem• Sinterização (metalurgia do pó)

Existem outros processos de fabricação por formação que o engenheiro precisa conhecer, que utilizam outros materiais que não os metálicos, os apresentamos a seguir:

Materiais Plásticos:• Filmes• Extrusão tubular• Extrusão planav• Termoformação• Injeção

Materiais Cerâmicos:• Conformação • Prensagem • Conformação plástica• Conformação líquida

IMPORTANTE

Caro acadêmico, salientamos que para cada processo apresentado acima temos uma transformação de fases ocorrendo para obter a peça ou produto desejado.

TÓPICO 2 | PROCESSO DE FABRICAÇÃO SEM REMOÇÃO DE CAVACOS

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FIGURA 31 - FERRO FUNDIDO E PEÇA FUNDIDA

FONTE: <http://sidcolina.com.br/?sec=pecas&acao=metais> (peça fundida) e <http://paginas.fe.up.pt/fundicao/> (ferro fundido). Acesso em: 31 ago. 2016.

A seguir estaremos detalhando os principais processos de fabricação, conforme apresentado na classificação acima, sendo que os processos de conformação serão desenvolvidos no próximo tópico.

2.1 FUNDIÇÃO

Chiaverini (1986) explica fundição como um processo metalúrgico em que, através da fusão de metais, ou ligas metálicas, e posterior vazamento do material fundido em moldes com o formato da peça desejada, obtém-se as formas finais das peças requeridas.

Chiaverini (1986, p. 9) ainda complementa que a fundição permite “a fabricação de peças de praticamente qualquer forma, com pequenas limitações em dimensões, forma e complexidade”. O processo de fundição é bastante utilizado na indústria moderna, por permitir uma variedade grande de formas e tamanhos, mas possui restrições em alguns processos produtivos em relação aos volumes de produção. Conforme Chiaverini (1986), pode-se classificar a fundição como:

• Processo primário (parte da matéria-prima bruta): produz lingotes e tarugos.• Processo secundário: produz peças já acabadas ou semiacabadas.


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Além disto, o autor detalha que a fundição pode ser muito flexível por:

• Permitir produção de peças de formas variadas.• Tamanhos variados: com peças de gramas ou toneladas de peso.• Uma gama enorme de matéria-prima, desde materiais ferrosos (aços, ferros

fundidos) e não ferrosos (alumínio, cobre, zinco, magnésio, estanho, chumbo).• Exige normalmente posterior acabamento e obtenção de detalhes por outros

processos, como a usinagem.

Chiaverini (1986) ainda descreve os fenômenos que ocorrem na solidificação do metal no processo de fundição como:

• Cristalização

FIGURA 32 – NUCLEAÇÃO E CRESCIMENTO DE GRÃOS CRISTALINOS

FONTE: Chiaverini (1986, p. 2)

• Crescimento orientado pode fragilizar as diagonais (solução: arredondar cantos).

FIGURA 33 – EFEITO DO CRESCIMENTO ORDENADO DE GRÃOS CRISTALINOS



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• Contração de volume devido ao processo de mudança de estado de líquida/solidificação/sólida, que pode ocasionar:

Rechupe ou vazio de chupagem

FIGURA 34 – REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO FENÔMENO DE CONTRAÇÃO, COM O VAZIO OU CHUPAGEM RESULTANTE


Trincas a quente

FIGURA 35 – DEFEITOS DE CONTRAÇÃO EM VOLANTES FUNDIDOS E MODO DE CORRIGI-LOS



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o Tensões residuais

Conforme Chiaverini (1986), as tensões residuais podem surgir em uma peça fundida por diversos fatores, como a contração verificada na solidificação da peça. As tensões residuais podem ser controladas por um projeto adequado da peça, e podem ser eliminadas por um tratamento térmico de alívio de tensões.

• Concentração de impurezas, como o fósforo, enxofre, manganês, silício e carbono.

FIGURA 36 – CONCENTRAÇÃO DE IMPUREZAS NAS PEÇAS FUNDIDAS


DICAS

Para ampliar ainda mais o seu conhecimento, recomendamos a leitura das páginas 1 a 8 do livro de Vicente Chiaverini, onde o autor traz mais detalhes desses pontos importantes do processo de fundição.

CHIAVERINI, Vicente. Tecnologia mecânica. 2. ed. São Paulo: McGraw-Hill, 1986.


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Um dos pontos primordiais nos processos de fundição são os moldes das peças, que Chiaverini (1986, p. 16) define como: “é o recipiente que contém a cavidade, ou cavidades, como a forma da peça a ser fundida e no interior das quais será vazado o metal líquido”. Já o modelo é definido pelo autor como o “negativo da peça”.

FIGURA 37 – MODELO E CANAL DE VAZAMENTO


Podemos classificar os processos de produção por fundição, de acordo com Callister (2006), em:


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• Fundição em molde de areia• Fundição com matriz• Fundição de precisão, ou a cera perdida• Fundição contínua.

2.1.1 FUNDIÇÃO EM MOLDE DE AREIA

A fundição com moldes de areia é o processo de fundição mais rudimentar existente, em que o modelo da peça é moldado em uma caixa de areias. Chiaverini (1986, p. 18) descreve:

O recipiente do molde ou ‘caixa de moldagem’ é constituído de uma estrutura, geralmente metálica, de suficiente rigidez para suportar o socamento da areia na operação de moldagem, assim como a pressão do metal durante a fundição.Geralmente a ‘caixa de moldagem’ é construída em duas partes: caixa superior e caixa inferior e os modelos são montados em placa.

FIGURA 38 – CAIXA DE MOLDAGEM



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DICAS

Assista ao vídeo que mostra o processo de fabricação da caixa de areia. : <https://www.youtube.com/watch?v=G50VP7nZqnw>. Acesso em: 3 jul. 2016.

O principal elemento depois do material fundido é o molde, o qual pode ser agrupado, conforme Chiaverini (1986), em cinco grandes grupos:

• Moldagem Convencional: Areia verde, shell moulding, moldagem sem caixa. • Moldagem de Precisão: Coquilha, Fundição Sob Pressão e Fundição de

Precisão. • Processos Especiais de Moldagem e Fundição: Moldagem à Vácuo, Fundição

Evaporativa e Fundição Centrífuga. • Processos Moldagem com Areias Quimicamente Ligadas.• Novos Processos de Fundição: Rheocasting, Squeeze Casting, Fusão por

Eletroescórias.

Para entendermos melhor o processo de fundição, apresentamos o passo a passo do processo de fundição em areia, o qual está detalhado nas figuras a seguir, onde você encontrará diversos exemplos de peças fundidas em moldes de areia.


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FIGURA 39 – PROCESSO DE FUNDIÇÃO EM MOLDE DE AREIA


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FIGURA 40 – EXEMPLOS DE PEÇAS FUNDIDAS EM MOLDE DE AREIA

FONTE: O autor

O processo de fundição com molde de areia é muito utilizado pela versatilidade de sua aplicação na indústria, mas as suas fábricas geralmente são mais insalubres e perigosas que os processos mais modernos e automatizados. Entretanto, para peças de grande porte quase sempre é o único processo possível de fabricação.

2.1.2 FUNDIÇÃO COM MATRIZ, OU FUNDIÇÃO COM PRESSÃO

O processo de fundição sob pressão é o processo de manufatura para peças mecânicas que mais tem evoluído nos últimos anos, principalmente por se conseguir automatizar a sua produção, bem como pela elevada qualidade e precisão nas peças produzidas, principalmente para as ligas de alumínio.

O processo de fundição sob pressão (Die Casting) é definido por Demec (2007) como “o processo de manufatura que consiste na transferência do metal líquido para o interior de um molde metálico sob a ação de um pistão a elevadas pressões, obtendo-se, com isso, peças de alta característica mecânica e com tolerâncias dimensionais restritas”. Por isso vimos a sua aplicação em peças automotivas e eletroeletrônicas ser bastante difundida.

Nas figuras a seguir apresentamos o desenho esquemático do equipamento de fundição sob pressão e um exemplo do equipamento.


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FIGURA 41 – DESENHO ESQUEMÁTICO DO EQUIPAMENTO DE FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO


FIGURA 42 – EQUIPAMENTO DE FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO

FONTE: <http://online.adm.br/layout.asp?c=peage&codigopagina=1153&v=1>. Acesso em: 1º jul. 2016.

Na figura a seguir apresentamos o desenho esquemático de um molde de trabalho com o equipamento de fundição sob pressão, e na próxima figura trazemos um molde para fundição montada no equipamento.


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FIGURA 43 – DESENHO ESQUEMÁTICO DE MOLDE PARA FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO


FIGURA 44 – MODELO DE FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO MONTADO EM EQUIPAMENTO DE FUNDIÇÃO

FONTE: <https://i.ytimg.com/vi/zqnmbLeQOKY/hqdefault.jpg>. Acesso em: 1º jul. 2016.


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Observe os exemplos de peças fabricadas por fundição sob pressão.

FIGURA 45 – EXEMPLO DE PEÇAS FABRICADAS POR FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO

FONTE: <http://www.fundipress.com.br/produtos.php>. Acesso em: 1º jul. 2016.

2.1.3 FUNDIÇÃO DE PRECISÃO, OU A CERA PERDIDA

O processo de fundição por cera perdida ou também conhecida como fundição de precisão é utilizado principalmente em fabricação de peças de precisão e na indústria de joias.

Os processos de fundição por precisão utilizam um molde obtido pelo revestimento de um modelo consumível com uma pasta ou argamassa refratária que endurece à temperatura ambiente ou mediante um adequado aquecimento. Uma vez que essa pasta refratária foi endurecida, o modelo é consumido ou inutilizado. Tem-se assim uma casca endurecida que constitui o molde propriamente dito, com as cavidades correspondentes à peça que se deseja produzir. Vazado o metal líquido no interior do molde, e solidificada a peça correspondente, o molde é igualmente inutilizado.O modelo consumível é confeccionado a partir de matrizes, cujas cavidades correspondem à forma do modelo. Essa matriz é praticamente permanente (CHIAVERINI, 1986, p. 31).

Conforme Chiaverini (1986, p. 33), as suas principais vantagens são:

• Possibilidade de produção em massa de peças de formas complicadas que são difíceis ou impossíveis de obter por processos convencionais de fundição ou por usinagem.• Possibilidade de reprodução de pormenores precisos, cantos vivos, paredes finas etc.• Obtenção de maior precisão dimensional e superfícies mais macias.• Utilização de praticamente qualquer metal ou liga.


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• As peças podem ser produzidas praticamente acabadas, necessitando de pouca ou nenhuma usinagem posterior, o que torna mínima a importância de adotarem-se ligas fáceis de usinar.• O processo permite um rigoroso controle do tamanho e contornos dos grãos de solidificação direcional e orientação granular, o que resulta em controle mais preciso das propriedades mecânicas.• O processo pode adotar fusão sob atmosfera protetora ou sob vácuo, o que permite a utilização de ligas que exijam tais condições.

Para entendermos melhor o processo de fundição por cera perdida, apresentamos o passo a passo do processo. Nas próximas duas figuras você encontrará diversos exemplos de peças fundidas em moldes de areia.

FIGURA 46 – PROCESSO DE FUNDIÇÃO POR CERA PERDIDA



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FIGURA 47 – PEÇAS FUNDIDAS EM MOLDE DE CERA PERDIDA

FONTE: O autor.

2.1.4 FUNDIÇÃO CONTÍNUA

O processo de fundição contínuo não é tão comum quanto os demais processos de fundição estudados até o momento neste caderno, mas é importante para a fabricação de peças longas com perfis constantes.

Nesse processo, as peças fundidas são longas, com secções quadrada, retangular, hexagonal ou de formatos diversos. Em outras palavras, o processo funde barras de grande comprimento com as secções mencionadas, as quais serão posteriormente processadas por usinagem ou pelos métodos de conformação mecânica no estado sólido. Em princípio, o processo consiste em vazar-se o metal líquido num cadinho aquecido. O metal líquido escoa através de matrizes de grafite ou cobre, resfriados na água (CHIAVERINI, 1986, p. 31).

Para entendermos melhor o processo de fundição contínua, apresentamos o diagrama esquemático de uma máquina vertical do processo detalhado na figura a seguir.


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FIGURA 48 – PROCESSO DE FUNDIÇÃO CONTÍNUA



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DICAS

Você poderá estudar mais a fundo os processos de fundição no livro de Vicente Chiaverini, o autor traz mais detalhes sobre o processo de fundição. Todo o Capítulo 1 do livro trata sobre o processo de FUNDIÇÃO.CHIAVERINI, Vicente. Tecnologia mecânica. 2. ed. São Paulo: McGraw-Hill, 1986.Este livro é um clássico no segmento de processos de fabricação no Brasil. Boa leitura!

Estamos encerrando o estudo do processo de fabricação por fundição, este processo tem uma importância grande na indústria moderna, o assunto é muito abrangente. Neste caderno buscamos trazer um conceito básico para a sua vida profissional, pois espera-se que o engenheiro, ao concluir o seu curso, tenha pelo menos uma noção sobre os principais processos de fabricação. Como vimos no início deste subtópico, o próximo processo de fabricação a ser estudado é a conformação.

2.2 CONFORMAÇÃO

São muitos os processos de conformação mecânica disponíveis no mercado industrial. Podemos entender conformação como um “nome genérico dos processos em que se aplica uma força externa à matéria-prima, obrigando-a a adquirir a forma desejada por deformação plástica. Em outras palavras, são todos os processos que exploram a deformabilidade plástica dos materiais” (CIMM, s.d.). Podemos dizer que é a transformação dos materiais metálicos através da aplicação de tensões mecânicas sobre os mesmos, formando as peças. Uma das grandes características dos processos de conformação é que não há remoção de material.

O volume e a massa do metal (matéria-prima) se conservam nos processos. Tais processos alteram a geometria do material através de forças aplicadas por ferramentas adequadas que podem variar desde pequenas matrizes até grandes cilindros (como os empregados na laminação). Em função da temperatura e do material utilizado, a conformação pode ser classificada como trabalho a frio, a morno e a quente. Cada um desses trabalhos fornecerá características especiais ao material e à peça obtida. Além disso, os processos de conformação mecânica, desenvolvidos para aplicações específicas, podem ser classificados com base em critérios tais como: o tipo de esforço que provoca a deformação do material, a variação relativa da espessura da peça, o regime de operação de conformação, o propósito da deformação etc. Basicamente, os processos de conformação mecânica para a produção de peças metálicas incluem um grande número que, entretanto, em função dos tipos de esforços aplicados, podem ser classificados em: forjamento, laminação, trefilação, extrusão e conformação de chapas (estampagem, embutimento, tracionamento, dobramento e corte) (CIMM, s.d., p. 1).


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A figura a seguir apresenta os principais processos de conformação, os quais passaremos a descrever na sequência.

FIGURA 49 – PRINCIPAIS PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO


As principais vantagens dos processos de conformação, conforme Groover (2014), são:

• Baixa ou nenhuma geração de sucata. • Alta produtividade.• Obtenção da forma final. • Melhoria das propriedades mecânicas e metalúrgicas dos materiais, como

resistência mecânica, tenacidade, tamanho de grão etc.

Os processos de conformação ainda são classificados, conforme Chiaverini (1986), em conformação a quente, quando a peça é trabalhada acima da temperatura


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de recristalização do material, nesta situação ocorre uma mudança na estrutura cristalina do aço de CCC (CÚBICA DE CORPO CENTRADO) para CFC (CÚBICA DE FACE CENTRADA). A segunda forma de trabalho é a frio, ou seja, abaixo da temperatura de recristalização. No trabalho a frio não ocorre a recristalização dos grãos do material, mas sim, em alguns casos, uma compactação dos grãos.

DICAS

A nomenclatura utilizada neste material é muito comum para nós, engenheiros, da área de MATERIAIS, ou seja, CCC (CÚBICA DE CORPO CENTRADO) para CFC (CÚBICA DE FACE CENTRADA). Você poderá relembrar alguns destes conceitos nos livros:

CALLISTER, William D. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2002.

VAN VLACK, Lawrence H. Princípios de ciência e tecnologia dos materiais. São Paulo: Edgard Blücher, 2000.

Boa leitura!


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FIGURA 50 - ESTRUTURA CRISTALINA CCC E CFC

FONTE: Adaptado de Van Vlack (2000)

FIGURA 51 – GRÃOS DOS MATERIAIS – TRABALHO A QUENTE E A FRIO

FONTE: Adaptado de CIMM (s.d.)


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2.2.1 LAMINAÇÃO

O processo de laminação pode ser entendido como o “processo de conformação mecânica, o metal é forçado a passar entre dois cilindros, girando em sentido oposto, com a mesma velocidade superficial, distanciados entre si a uma distância menor que o valor da espessura da peça a ser deformada” (CHIAVERINI, 1986, p. 58).

FIGURA 52 – PROCESSO DE LAMINAÇÃO


O processo de laminação pode ser a quente ou a frio, conforme já exposto, e ele é utilizado para a fabricação de chapas e perfis.

FIGURA 53 – MATERIAL OBTIDO PELO PROCESSO DE LAMINAÇÃO

FONTE: O autor


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O equipamento utilizado no processo é o laminador, sendo relativamente comum. Há necessidade de as peças laminadas passarem por mais de um processo de laminação até chegar em seu formato final. Quando existem diversos laminadores sequenciais em uma linha de produção, chamamos de trem de laminação.

FIGURA 54 – CONJUNTO DE LAMINADORES

FONTE: <http://www.dema.ufscar.br/termomec/index.php/teses/10-conteudo/43-simulacao-da-laminacao-de-tiras-a-quente>. Acesso em: 9 jul. 2016.


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FIGURA 55 – ETAPAS DE LAMINAÇÃO

2.2.2 FORJAMENTO

O processo de forjamento, segundo Chiaverini (1986, p.73), pode ser definido como o “processo de conformação mecânica pelo martelamento ou prensagem”. Segundo Callister (2002), o forjamento é o processo de conformação mecânica efetuada através da aplicação de esforço de compressão sobre um material dúctil, até ele assumir a forma da matriz de trabalho.



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Chiaverini (1986) classifica o forjamento em dois tipos, conforme o seu ferramental, e são: Forjamento simples ou livre; e Forjamento em matriz.

NOTA

Ao utilizar o processo de forjamento na fabricação de algum produto é muito importante o engenheiro atentar para a NR-12 (SEGURANÇA NO TRABALHO EM MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS), pois geralmente são processos de fabricação com maior perigo aos operadores.

Apresentamos na figura a seguir um exemplo de forjamento simples ou livre.

FIGURA 56 – FORJAMENTO SIMPLES


Um exemplo de forjamento em matriz é apresentado na próxima figura, e o forjamento é realizado em matriz fechada.


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FIGURA 57 – FORJAMENTO EM MATRIZ


Observe alguns exemplos de peças forjadas.

FIGURA 58 – EXEMPLOS DE PEÇAS FORJADAS

FONTE: O autor


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2.2.3 EXTRUSÃO

Chiaverini (1986, p. 124) define extrusão como “um dos processos de conformação mecânica em que um bloco é forçado a passar através de um orifício de uma matriz sob alta pressão de modo a ter sua secção transversal reduzida”.

A figura a seguir apresenta os desenhos esquemáticos do processo de fabricação por extrusão. O desenho apresenta o processo de extrusão direta, que é quando a peça se forma no mesmo sentido do movimento do êmbolo (figura a), enquanto que na extrusão indireta o êmbolo e a peça formada se movem em sentidos opostos (figura b).

FIGURA 59 – EXTRUSÃO



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Geralmente a extrusão produz peças com alto grau de precisão, e é muito utilizado em fabricação de parafusos e outras peças delgadas. Na figura a seguir podemos conhecer outras técnicas de extrusão.

FIGURA 60 – OUTRAS TÉCNICAS DE EXTRUSÃO


NOTA

Caro acadêmico, caso queiras conhecer como funciona o processo de extrusão, no site do CIMM encontrarás diversos vídeos que simulam o processo. Acesse os sites:

EXTRUSÃO HIDROSTÁTICA:<http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6509-extrusao-hidrostatica#.V4-4BlSAOko>EXTRUSÃO A FRIO<http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6507-extrusao-a-frio#.V4-4slSAOko>Recomendo que efetues pesquisas neste site, pois é referência nacional e traz muitas informações importantes para o engenheiro.


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2.2.4 TREFILAMENTO

A trefilação é um processo em que “a matéria-prima é estirada através de uma matriz em forma de canal convergente (FIEIRA ou TREFILA) por meio de uma força atrativa aplicada do lado de saída da matriz” (CIMM, s.d.).

Geralmente são utilizados para fabricação de barras, tubos e arames. O Centro de Informação Metal Mecânica (s.d.) apresenta uma tabela com as principais dimensões de trabalho em trefilas para obtenção dos materiais, o qual está apresentado no quadro a seguir.

O processo de trefilação é, geralmente, executado a frio, e o material sofre encruamento em sua estrutura. O Quadro 6 apresenta as dimensões básicas das matérias-primas em barras redondas e arrames que geralmente são utilizadas na trefilação.

QUADRO 6 – DIMENSÕES LIMITES PARA TREFILAÇÃO

FONTE: CIMM (s.d.)

Na figura a seguir apresentamos diversos exemplos de peças trefiladas.

FIGURA 61 – PEÇAS TREFILADAS

FONTE: O autor.


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2.2.5 ESTAMPAGEM

O processo de estampagem é o “processo de conformação de chapas, realizado geralmente a frio, que compreende um conjunto de operações por meio das quais uma chapa é submetida de modo a adquirir uma nova forma geométrica, plana ou oca” (CIMM, s.d.).

Conforme Chiaverini (1986), a estampagem pode ser classificada em: Corte; Dobra e encurvamento; Estampagem profunda.

Um detalhe que Chiaverini (1986) expõe é que as operações de estampagem de corte e dobramento são realizadas a frio, enquanto que a estampagem profunda, dependendo do tipo de peça, pode eventualmente ser a quente.

o Corte

O processo de estampagem por corte, conforme Chiaverini (1986), pode ser entendido como o utilizado para obtenção de formas geométricas em chapas com o uso de uma ferramenta de corte, ou, muitas vezes, somente com uma punção de corte, utilizando-se como equipamento uma prensa a qual exerce a carga sobre a chapa apoiada no ferramental.

FIGURA 63 – OPERAÇÃO DE DOBRA



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FIGURA 64 – OPERAÇÃO DE ENCURVAMENTO


Observe o processo de encurvamento por cilindro, também conhecido como calandragem. Pode ser utilizado com chapas planas, principalmente para fabricação de tubos ou segmentos, bem como com perfis.

FIGURA 65 – OPERAÇÃO DE ENCURVAMENTO POR CILINDRO (CALANDRAGEM)


o Estampagem profunda

A estampagem profunda é um processo muito utilizado pela indústria moderna. Ela é conhecida de todos, mas as pessoas não a identificam diretamente, pois é utilizada para a fabricação de chassis dos carros, entre outros exemplos.

É o processo de estampagem em que as chapas metálicas são conformadas na forma de copo, ou seja, um objeto oco. As aplicações mais comuns correspondem a cápsulas, carrocerias e para-lamas de automóveis, estojos, tubos etc.


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A estampagem profunda produz objetos ocos a partir de chapas planas, sem modificar as espessuras destas e realizando a deformação em uma ou mais fases (CHIAVERINI, 1986, p. 114).

Chiaverini (1986) nos explica que no processo de estampagem profunda a chapa em deformação estará recebendo forças radiais de tração e forças tangenciais de compressão em seu processo. Na figura a seguir podemos ver um desenho esquemático da peça bruta, e a peça final após a operação.

FIGURA 66 – PEÇA OBTIDA POR ESTAMPAGEM PROFUNDA



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As ferramentas utilizadas para as operações de estampagem são conhecidas por matrizes, e geralmente são ferramentas bastante complexas e com custo elevado, principalmente devido aos altos esforços a que estão submetidas, são fabricadas com aços especiais.

FIGURA 67 – EXEMPLO DE MATRIZ


O processo de estampagem é executado em equipamento chamado prensa, e estas são classificadas em prensas mecânicas e prensas hidráulicas. A figura a seguir traz o esquema de uma prensa hidráulica e a próxima figura apresenta uma fotografia de prensa hidráulica.


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FIGURA 68 – PRENSA HIDRÁULICA


As prensas hidráulicas são utilizadas para fabricação de grande porte, observe como tudo que falamos em linhas de produção e processos de fabricação depende do tipo de produto que iremos produzir.


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FIGURA 69 – PRENSA HIDRÁULICA 1

FONTE: <http://www.worldinmfg.com/product-detail/straight-side-deep-drawing-hydraulic-press-stamping-1686517.html>. Acesso em: 9 jul. 2016.

Na figura a seguir apresentamos alguns tipos de peças que podem ser produzidas através do processo de estampagem.

FIGURA 70 – EXEMPLOS DE PEÇAS ESTAMPADAS

FONTE: O autor


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DICAS

Acadêmico, apresento a vocês um site com informações complementares sobre o processo de estampagem, este material traz uma simulação dinâmica, demonstrando as tensões no material trabalhado. Não deixe de acessar.

Fonte: <http://wiki.ued.ipleiria.pt/wikiEngenharia/index.php/Estampagem>.

Encerramos mais um processo de fabricação, na sequência estudaremos um pouco sobre o processo de soldagem.

2.3 SOLDAGEM

A humanidade sempre precisou unir peças para fabricar outras mais complexas. O processo de soldagem e a solda de peças e estruturas metálicas têm se difundido em muito na indústria moderna. Conforme Senai-CST (1996), podemos definir solda como “uma união de peças metálicas, cujas superfícies se tornaram plásticas ou liquefeitas, por ação de calor ou de pressão, ou mesmo de ambos. Poderá ou não ser empregado metal de adição para se executar efetivamente a união”.

CIMM (s.d.) ainda descreve que são dois os conceitos envolvidos, ou seja, o do processo e da união, e os define como:

Soldagem: é o processo pelo qual se consegue a união.Solda: é a zona de união onde houve solubilização.


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A engenharia de soldagem envolve vários campos de conhecimento, entre os quais “a metalurgia, a mecânica, a eletrotécnica, a eletrônica analógica e digital, a eletrônica de potência, a química, a física, a resistência dos materiais, além dos processos da produção industrial” (CIMM, s.d.).

Recomenda-se que nos processos de soldagem os materiais das peças a serem soldadas sejam iguais ou o mais semelhante possível em termos de composição.

Os processos de soldagem podem ser classificados em duas grandes famílias de processos, ou seja, soldagem por pressão ou por fusão. Conforme CIMM (s.d.), podemos defini-los como:

POR FUSÃO: Energia é aplicada para produzir calor capaz de fundir o material de base. Diz-se, neste caso, que a solubilização ocorre na fase líquida que caracteriza o processo de soldagem por fusão.Assim, na fusão, a soldagem é obtida pela solubilização na fase líquida das partes a unir, e subsequentemente, da solubilização da junção.POR PRESSÃO: Energia é aplicada para provocar uma tensão no material de base, capaz de produzir a solubilização na fase sólida, caracterizando a soldagem por pressão.

A seguir apresentamos um detalhamento de cada família de soldagem, conforme CIMM (s.d.):


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Descrevemos a seguir os principais processos de soldagem e os equipamentos, acompanhados de suas vantagens e desvantagens.

• Solda ponto

A soldagem por pontos é um processo em que as superfícies são unidas por meio de um ou mais pontos sobre os quais são aplicados calor e pressão; o calor é gerado pela resistência a uma corrente elétrica que passa através das peças mantidas em contato durante um curto período de tempo; o processo utiliza baixa tensão, alta intensidade de corrente e pressão. Quando a intensidade de corrente cessa, a pressão é mantida enquanto o metal se solidifica. Os eletrodos são afastados da superfície depois que se realiza cada ponto. As dimensões e formas das soldas são limitadas, principalmente em função das dimensões e contornos das faces do eletrodo. A soldagem por pontos utiliza eletrodos cilíndricos e a corrente de soldagem é concentrada num ponto na junta (INFOSOLDA, 2016).

FIGURA 71 – SOLDA PONTO

FONTE: <http://www.infosolda.com.br/biblioteca-digital/livros-senai/processos/185-soldagem-por-resistencia-tipos-de-soldagem-por-resistencia.html>. Acesso em: 9 jul. 2016.

Observe o equipamento de solda ponto.

FIGURA 72 – EQUIPAMENTO SOLDA PONTO

FONTE: <http://www.solucoesindustriais.com.br/empresa/siderurgia/casenote-industria-de-maquinas-ltda/produtos/solda/soldadora-a-ponto>. Acesso em: 9 jul. 2016.


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Vantagens:o Soldagem rápidao Por fusão dos materiaiso Fácil automação

Desvantagens:o Material fino o Alto consumo de energia

• Solda a eletrodo revestido

“Este é um processo a arco elétrico produzido entre um eletrodo revestido e a peça a ser soldada. Assim, o eletrodo é consumido à medida que vai se formando o cordão de solda, em proteção contra contaminações do ar” (PORTAL METÁLICA, s.d.).

FIGURA 73 – EQUIPAMENTO DE SOLDA ELÉTRICA

FONTE: Esab (2016)

Esab (2016) defende que as principais vantagens e desvantagens do processo de soldagem com eletrodos revestidos são:

Vantagens:Processo de soldagem de baixo investimento.Não há necessidade de suprimento de gases.Flexibilidade de aplicação.Grande variedade de consumíveis.Equipamentos podem ser usados também para outros processos.


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Desvantagens:Baixa produtividade.Necessidade de cuidados especiais com os eletrodos.Volume de gases e fumos gerados no processo.

• Solda MIG (Metal Inert Gas) e MAG (Metal Active Gas)

“MIG (Metal Inert Gas) é a denominação que se dá ao processo que utiliza um arco em atmosfera de gás inerte que arde visível entre a peça e um eletrodo nu consumível, e no caso de ser usado gás ativo, denomina-se o processo de MAG (Metal Active Gas)” (CIMM, s.d.).

FIGURA 74 – EQUIPAMENTO DE SOLDA MIG/MAG

FONTE: Esab (2016)


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As principais vantagens e desvantagens dos processos de solda MIG e MAG são:

Vantagens:o Não há necessidade de remoção de escória.o Tempo total de soldagem mais rápido.o Baixo custo de produção.o Soldagem pode ser executada em todas as posições.o Processo pode ser automatizado.o Cordão de solda com bom acabamento.o Facilidade de operação.o Baixo custo do arame consumível.

Desvantagens:o Regulagem do processo é complexa.o Alto custo do equipamento.

• Solda TIG (Tungsten Inert Gas)

É a denominação dada ao processo de soldagem que utiliza eletrodos de tungstênio em atmosfera de gás inerte. O processo pode ser empregado com e sem metal de adição. É um processo de solda muito utilizado para soldagem de peças em aço inox e em alumínio.

FIGURA 75 – EQUIPAMENTO DE SOLDA TIG E A TOCHA

FONTE: Esab (2016)


111

As principais vantagens e desvantagens para o processo de solda TIG são:

Vantagens:o Soldas de excelente qualidade.o Ótimo para solda em aço inox e alumínio.o Menor aquecimento da peça soldada.o Ausência de respingos.o Consumíveis e acessórios facilmente encontrados no mercado.

Desvantagens:o Inadequado para soldagem de chapas grossas, com mais de 6 mm.o Produtividade baixa.o Alto custo do equipamento.o Processo depende de soldador experiente.

Os processos de produção por soldagem estão presentes nos mais diversos segmentos da indústria, e na atualidade a sua automação é um dos grandes pontos de sua viabilidade, principalmente nas indústrias de produção seriada.

Um dos pontos importantes a serem considerados no processo de soldagem é a segurança, principalmente quando falamos de soldagem manual. Na figura a seguir você poderá ver os principais elementos de proteção do soldador.

FIGURA 76 – EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO PARA OPERADOR DE SOLDA

FONTE: <file:///C:/Users/Adm/Downloads/radia%C3%A7%C3%A3o_soldagem_revista_corte_e_conforma%C3%A7%C3%A3o.pdf>. Acesso em: 9 jul. 2016.


112

2.4 SINTERIZAÇÃO (METALURGIA DO PÓ)

A metalurgia do pó está presente na indústria moderna e tem a sua aplicação crescente, principalmente pela sua utilização na fabricação de ferramentas intercambiáveis para usinagem.

É um processo utilizado para a fabricação de peças pequenas de grande precisão, e detalhes, geralmente com elevadas propriedades mecânicas. Devido ao bom acabamento superficial, as peças produzidas por sinterização não necessitam de operações posteriores de acabamento superficial.

São exemplos de sua aplicação a fabricação de ferramentas de usinagem, engrenagens, fresas, buchas, mancais, mancais autolubrificantes, válvulas etc. Graças à metalurgia do pó temos ferramentas de usinagem com características e propriedades que dificilmente teríamos com outros métodos de produção (STEMMER, 2007).

FIGURA 77 – FERRAMENTAS DE USINAGEM OBTIDAS PELO PROCESSO DE FABRICAÇÃO DA METALURGIA DO PÓ

FONTE: <http://www.brassinter.com.br/metal_duro.htm>. Acesso em: 7 jul. 2016.

Como a própria denominação do processo diz, a metalurgia do pó (M/P) é um processo de fabricação que tem como matéria-prima básica pós metálicos ou cerâmicos, entre outros.

Lesko (2004) explica que o processo de metalurgia do pó consiste em misturar o pó do material metálico ferroso ou não ferroso com elementos ligantes, para depois ser compactado e então passar por um processo de sinterização.


113

Chiaverini (1986, p. 136) define metalurgia do pó como a “técnica metalúrgica que consiste em transformar pós de metais, metaloides ou ligas metálicas, e às vezes também substâncias não metálicas, em peças resistentes, sem recorrer-se à fusão, mas apenas pelo emprego de pressão e calor”.

Uma das grandes vantagens da M/P está em se conseguir uma mistura bastante homogeneizada de materiais, e principalmente em conseguir trabalhar com materiais metálicos e não metálicos que de outra forma não se teria como trabalhar metalurgicamente. Para o seu conhecimento, apresentamos uma micrografia de material produzido pelo processo de metalurgia do pó em que os grãos mais escuros são de tungstênio e os interstícios entre os grãos são uma liga de níquel ferro.

FIGURA 78 – METALOGRAFIA EM MATERIAL FABRICADO PELA M/P

FONTE: <http://docplayer.com.br/11855954-Metalurgia-do-po-metalurgia-do-po.html>. Acesso em: 7 jul. 2016.

Uma das etapas principais de fabricação da metalurgia do pó é a sinterização dos materiais. Conforme o dicionário de verbetes do Centro de Informação Metal Mecânica (CIMM, s.d.), a definição de sinterização é “o processo de aglutinação de partículas sólidas por aquecimento em temperaturas abaixo da temperatura de fusão”. Chiaverini (1986, p. 136) complementa dizendo que é “a operação de aquecimento, realizada em condições controladas de temperatura, tempo e atmosfera”.

Chiaverini (1986, p. 136) descreve as etapas do processo M/P como:

• Mistura de pós;

http://docplayer.com.br/11855954-Metalurgia-do-po-metalurgia-do-po.html


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• Compressão da mistura resultante, com o emprego de matrizes; essa operação é chamada ‘compactação’;• Aquecimento do compactado resultante, de modo a produzir-se uma ligação entre as partículas e conferir-se resistência mecânica ao compactado – é a sinterização.

Observe a representação esquemática das principais etapas do processo de fabricação de metalurgia do pó.

FIGURA 79 – PROCESSO DE FABRICAÇÃO POR METALURGIA DO PÓ



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As principais vantagens da M/P, segundo Groover (2014) e Chiaverini (1986), são:

• Facilidade de automação do processo de fabricação.• Elevada produtividade, sendo adequado para lotes de fabricação grandes.• Elevado grau de precisão e repetitividade de características das peças.• Homogeneidade estrutural e de propriedades.• Uso mais eficiente de energia.• Aproveitamento máximo de material.• Eliminação de operações posteriores de usinagem.• Possibilidade de fabricação de formas complexas.• Bom acabamento superficial e elevada tolerância de fabricação.• Grande controle e precisão na composição química dos produtos.

FIGURA 80 – COMPARATIVO ENTRE PROCESSOS DE FABRICAÇÃO

FONTE: <http://docplayer.com.br/11855954-Metalurgia-do-po-metalurgia-do-po.html>. Acesso em: 7 jul. 2016.

Na figura a seguir podemos verificar o elevado grau de aproveitamento gerado pelo processo de metalúrgia do pó, e por este fator, ele tem sido muito utilizado pela indústria.

FIGURA 81 – PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE ENGRENAGEM PELA M/P

FONTE: < http://bit.ly/2JJiu6d>. Acesso em: 2 jul. 2016.

http://docplayer.com.br/11855954-Metalurgia-do-po-metalurgia-do-po.html


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As principais limitações da M/P apresentadas por Groover (2014) e Chiaverini (1986) são:

• Alto custo inicial do ferramental, sendo necessárias elevadas produções para amortizar e compensar o investimento realizado.

• Geometria da peça deve permitir extração do ferramental, assim existe a dificuldade para execução de furos laterais, roscas e reentrâncias.

• Impossibilidade de fabricação de peças com variações abruptas de espessura de paredes e cantos vivos.

• Tamanho da peça em função da força para compactação.• Possíveis defeitos de fabricação não podem ser corrigidos (se o material não foi

sintetizado ainda, poderá ser reaproveitado o pó).

Para encerrarmos a apresentação deste processo de fabricação, apresentamos a Figura 82, nela aparecem alguns exemplos de peças fabricadas por metalurgia do pó.

FIGURA 82 – EXEMPLOS DE PEÇAS FABRICADAS POR M/P

FONTE: O autor


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DICAS

Caro acadêmico, a metalurgia do pó é um assunto muito vasto, e para aguçar a sua curiosidade sobre o tema, indico dois tópicos que não foram abordados neste caderno, mas que são importantes. Sugiro que você pesquise e busque conhecer mais sobre estes assuntos, são eles:Como são obtidos os pós dos materiais utilizados na M/P. É muito interessante conhecer os métodos de obtenção do pó, como a moagem, a atomização, decomposição térmica, redução, eletrólise etc.Um outro ponto importante para conhecer são os materiais fabricados pela metalurgia do pó, em que são misturados materiais diferentes, como metais e cerâmicos, também conhecidos como cermets.Aproveite para espairecer um pouco, e pesquise na internet mais sobre estes assuntos.

Boa pesquisa!

2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO COM MATERIAIS PLÁSTICOS

O plástico como matéria-prima se tornou essencial para a indústria moderna. Ele entrou substituindo diversos materiais na indústria de transformação, substituindo o aço, o vidro, entre outros.

A indústria de transformação do plástico evoluiu bastante nos últimos anos devido a novas tecnologias de automação, como os CNC (Controle Numérico Computadorizado, ou Comando Numérico Computadorizado), a evolução das ferramentas de produção e, principalmente, em relação às matérias-primas como plástico biodegradável, e plásticos de engenharia. Conforme Piatti e Rodrigues (2005, p. 12, grifos do original), temos o conceito de plástico dado por:

Plástico: [Do grego plástikos, ‘relativo às dobras de argila’, pelo latim plastiku, ‘que modela’] Adjetivo.1. Relativo à plástica 2. Que tem propriedade de adquirir determinadas formas sensíveis, por efeito de uma ação exterior: O barro é um material plástico 3. Artes Plásticas. Diz-se do relacionamento expressivo (numa obra de arte) dos elementos cores, formas, linhas, volumes etc.) 4. Diz-se de artista que se dedica às artes plásticas. 5. Por extensão, que tem características de beleza e harmonia: os aspectos plásticos da paisagem carioca 6. Medicina. Relativo à cirurgia plástica.Matéria Plástica: Matéria sintética de constituição macromolecular, dotada de grande maleabilidade, facilmente transformada mediante o emprego de calor e pressão e que serve de matéria-prima para a fabricação dos mais variados objetos: vasos, toalhas, cortinas, bijuterias, carrocerias, roupas, sapatos etc.Na linguagem da Química, a palavra plástico pode ser assim definida: Plástico: material cujo constituinte fundamental é um polímero, principalmente orgânico e sintético, sólido em sua condição final (como produto acabado) e que em alguma fase de sua produção foi transformado em fluido, adequado à moldagem por ação de calor e/ou pressão.


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Conforme Van Vlack (2000), os plásticos apresentam as seguintes características, que os tornam tão úteis para o mercado: são leves, duráveis, fáceis de moldar e resistentes à água.

Os plásticos podem ser subdivididos em dois grandes grupos, ou seja, os termoplásticos e termofixos.

Conforme Callister (2002), os termofixos são polímeros de cadeia ramificada para os quais o "endurecimento" (polimerização ou cura) é consequência de uma reação química irreversível, já os termoplásticos amolecem quando aquecidos (liquefaz) e solidificam quando resfriados, sendo que este processo é reversível.

A transformação do plástico é classificada em três grandes processos, os quais são os de fabricação por filmes (sacolas plásticas, filmes plásticos etc.), termoformação e injeção.

2.5.1 PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE FILMES PLÁSTICOS

O processo de fabricação de filmes plásticos pode ser executado por dois sistemas específicos, dependendo do produto final desejado, ou seja, se é tubular ou plano. Este processo de fabricação é genericamente conhecido como extrusão.

Conforme Callister (2002), no processo de extrusão a matéria-prima é amolecida através de aquecimento, sendo a sua saída forçada através de uma matriz a qual é instalada na secção da rosca extrusora, formando o produto ao longo de sua extensão, após seu resfriamento. Na figura a seguir apresentamos uma extrusora de filmes plásticos e seus principais componentes.

FIGURA 83 – EXTRUSORA DE FILMES PLÁSTICOS

FONTE: <http://slideplayer.com.br/slide/332710/>. Acesso em: 7 jul. 2016.

https://pt.wikipedia.org/wiki/Termopl%C3%A1sticos

https://pt.wikipedia.org/wiki/Termofixos

https://pt.wikipedia.org/wiki/Cadeia_ramificada


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Na figura a seguir apresentamos exemplo de filmes plásticos.

FIGURA 84 – FILMES PLÁSTICOS

FONTE: <http://www.guis.com.br/fotos/63532_1.jpg>. Acesso em: 7/ jul. 2016.

DICAS

Caro acadêmico, recomendamos o site: <http://www.innova.ind.br/upload/others/files/Manual_de_Extrusao.pdf> para que você aprenda mais sobre o processo de extrusão de plásticos.

2.5.2 TERMOFORMAÇÃO

O processo de fabricação de termoformação, também conhecido como termoformagem, pode ser entendido como o processo no qual uma chapa de material termoplástico é aquecida e através de conformação adquire a forma desejada.


120

Innova (2016) ainda complementa escrevendo que a “termoformagem é um modo de moldar lâminas dando forma ao contorno através da utilização de calor e pressão tanto positivas como a vácuo”. Descreve ainda que as etapas do processo são:

1) fixação da lâmina; 2) aquecimento; 3) moldado; 4) esfriamento;5) extração.

A utilização do processo de termoformação é bastante ampla e é muito usada em produção de peças delgadas com ou sem nervuras, e os principais produtos fabricados por este processo são carenagens, painéis de refrigeradores, embalagens diversas, brinquedos etc.

FIGURA 85 – EXEMPLOS DE PEÇAS TERMOFORMADAS

FONTE: O autor

Innova (2016) apresenta as seguintes vantagens dos processos de termoformagem:

• Menor custo de equipamento.• Possibilidade de menores espessuras de parede.• Capacidade de moldar peças de grandes superfícies.• Possibilidade de reduzir o tempo de desenvolvimento de um produto.• Menores custos nas mudanças da moldagem, motivado pelo menor custo

ferramental.

http://www.ibtplasticos.ind.br/processo-de-termoformagem


121

• Tempos de ciclo potencialmente menores.

Apresenta ainda as suas principais desvantagens:

• Espessura de parede mais variável e menos controlável.• Menor brilho superficial.• Menor complexidade da peça.• Maior variação de peça a peça.• Processo nas duas etapas (Extrusão mais Termoformagem).

Roda (s.d.) apresenta os principais processos de termoformagem, assim como as suas principais características e esquema de fabricação, da seguinte forma:

• Termoformação a Vácuo ou Vacuum Forming

A pressão negativa (vácuo) suga a chapa plástica preaquecida para dentro do molde.

FIGURA 86 – TERMOFORMAÇÃO A VÁCUO

FONTE: <http://bit.ly/2Luh29R>. Acesso em: 7 jul. 2016.

• Termoformação por Pressão

Conforme Roda (s.d.), o processo é semelhante ao vacuum forming, porém esse utiliza de pressão de ar, que comprime a placa plástica na superfície do molde.


122

FIGURA 87 – TERMOFORMAÇÃO POR PRESSÃO

FONTE: Roda (s.d.).

• Termoformação Mecânica

Conforme Roda (s.d.), “ambos os lados da peça são produzidos em moldes sem qualquer tipo de vácuo ou pressão de ar. A chapa é aquecida até amolecer e então prensada por esses dois moldes para formar a peça. Essa técnica é utilizada, principalmente, em produtos de pequenas dimensões”.

FIGURA 88 – TERMOFORMAÇÃO MECÂNICA

FONTE: Roda (s.d.)


123

• Linha de termoformagem (In-line Thermoforming)

Roda (s.d.) descreve a linha de termoformagem como sendo o processo de fabricação em que “um rolo de filme termoplástico alimenta uma linha de produção, onde ele é aquecido antes de chegar na seção onde o ar comprimido e/ou vácuo força(m) o material contra um molde, em seguida o material é cortado e separado”. É o processo utilizado nas linhas de produção para embalagens fabricadas em série.

FIGURA 89 – LINHA DE TERMOFORMAGEM

FONTE: Roda (s.d.)

DICAS

Recomendamos o site: <http://www.innova.ind.br/upload/others/files/Manual_de_Termoformagem.pdf> para que você aprenda mais sobre o processo de extrusão de termoformação de plásticos.

2.5.3 INJEÇÃO DE PLÁSTICO

O processo de fabricação de injeção é um dos processos mais comuns quando se fala em plástico de uma forma em geral.

Podemos definir o processo de injeção como um processo que molda por injeção e incide em derreter o plástico na extrusora, utilizando o parafuso desta para injetar o plástico em um protótipo, onde é resfriado. O sistema de fabricação de peças plásticas por injeção consiste em um funil, uma rosca, um cilindro – mais conhecido como canhão, e um bico de injeção, além de outros componentes. Esse sistema confina e transporta o plástico progressivamente, fazendo com que passe pelos estágios de alimentação, compressão, fusão e injeção (RODAS, s.d.).


124

As principais partes que compõem uma injetora de plástico são o funil, o canhão ou também conhecido como o cilindro, a rosca, que é uma peça que se encontra dentro do canhão, e possui três fases distintas no processo de injeção, que são: Zona de alimentação; Zona de compressão; Zona de dosagem.

FIGURA 90 – ZONAS DA ROSCA DE INJEÇÃO DE PLÁSTICO

FONTE: <http://bit.ly/2SFnPyd>. Acesso em: 9 jul. 2016.

As demais partes que compõem o equipamento são o bico, o molde, sistema hidráulico e o sistema de controle. Observe o desenho esquemático de uma injetora de plástico.

FIGURA 91 – PARTES COMPONENTES DE UM MOLDE PARA INJEÇÃO DE PLÁSTICO

FONTE: <http://slideplayer.com.br/slide/3471159/>. Acesso em: 9 jul. 2016.


125

FIGURA 92 – INJETORA DE PLÁSTICO

FONTE: Roda (s.d.)

São muitas as peças fabricadas por injeção de plástico, analise alguns exemplos.

FIGURA 93 – PEÇAS FABRICADAS PELO PROCESSO DE INJEÇÃO DE PLÁSTICO

FONTE: O autor


126

DICAS

Caro acadêmico, recomendamos os sites abaixo para que você aprenda mais sobre o processo de injeção de plásticos.: <http://www.tudosobreplasticos.com/processo/injecao.asp#> e <http://www.innova.ind.br/upload/others/files/Manual_de_Injecao.pdf>.

2.6 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO DE MATERIAIS CERÂMICOS

Os materiais cerâmicos são muito utilizados pela humanidade desde os seus primórdios. O aprendizado de sua utilização na antiguidade foi realizado em sua forma mais básica de utilização de cerâmica, ou seja, em utensílios (panelas) e na construção de suas casas. A cerâmica vermelha, através dos tijolos de construção civil, é exemplo desse princípio básico de utilização da cerâmica, mas na atualidade o seu uso é bem mais amplo, sendo hoje material fundamental para os voos espaciais, onde cerâmica de alta tecnologia está presente no próprio ônibus espacial.


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FIGURA 94 – CERÂMICA NA INDÚSTRIA ESPACIAL

FONTE: Adaptado de <http://www.zenite.nu/olarias-espaciais/>. 7 jul. 2016.

Callister (2002) define materiais cerâmicos como todos os materiais inorgânicos, não metálicos, obtidos geralmente após tratamento térmico em elevadas temperaturas, unidos por ligações de caráter misto, iônico-covalente.

Como características principais Callister (2002) cita:

• Os materiais cerâmicos apresentam alto ponto de fusão. • São materiais muito duros e frágeis.• São geralmente isolantes elétricos, mas existem materiais cerâmicos

semicondutores, condutores e supercondutores em condições específicas.• São estáveis sob condições ambientais severas.

Conforme Callister (2002, p. 292), podemos classificar os materiais cerâmicos em:


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DICAS

Caro acadêmico, para aprofundar mais o seu conhecimento, recomendamos a leitura dos capítulos do livro de Callister:

13 – Estrutura e propriedades da cerâmica.14 – Aplicações e processamento das cerâmicas.



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A seguir trazemos algumas aplicações e produtos em cerâmica.

FIGURA 95 – PRODUTOS CERÂMICOS

FONTE: O autor

Estamos terminando mais um tópico desta unidade, espero que você tenha aprendido sobre os processos de fabricação sem formação de cavacos, vamos agora ao resumo.

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RESUMO DO TÓPICO 2

Neste tópico, você estudou que:

• Fundição é um processo metalúrgico que através da fusão de metais ou ligas metálicas, e posterior vazamento do material fundido em moldes com o formato da peça desejada, após a sua solidificação se obtém as formas finais das peças requeridas.

• Conformação é um processo em que se aplica uma força externa à matéria-prima, obrigando-a a adquirir a forma desejada por deformação plástica.

• Os principais processos de conformação mecânica são:

Laminação Extrusão Trefilamento Forjamento Estampagem

• A metalurgia do pó é a técnica metalúrgica que consiste em transformar pós de metais, metaloides ou ligas metálicas, e, às vezes, também substâncias não metálicas em peças resistentes, sem recorrer-se à fusão, mas apenas pelo emprego de pressão e calor.

• A transformação do plástico é classificada em três grandes processos, os quais são os de fabricação por filmes (sacolas plásticas, filmes plásticos etc.), termoformação e injeção.

• Materiais cerâmicos são os materiais inorgânicos, não metálicos, obtidos geralmente após tratamento térmico em elevadas temperaturas, unidos por ligações de caráter misto, iônico-covalente.

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AUTOATIVIDADE

1 Os processos de fabricação são muitos e dependem de diversas características para se escolher o mais indicado. Abaixo listamos cinco itens que deveriam ser atributos para definição de um processo de fabricação:

(I) Custo de produção(II) Forma do produto(III) Custo do ferramental(IV) Características mecânicas da peça(V) Ser de difícil obtenção

Considerando as opções apresentadas referentes à definição de um processo de fabricação de produtos, é correto afirmar:

a) ( ) Os itens I, II, III e IV são verdadeiros.b) ( ) Os itens I, II, III e V são verdadeiros.c) ( ) Nenhum dos itens apresentados atende à especificação para escolha e

definição de um processo de fabricação.d) ( ) Somente o item V é verdadeiro.e) ( ) Todos os itens são verdadeiros.

2 Analisando a rosca de injeção de plástico que faz parte de uma injetora de plástico, identifique as zonas A, B e C.

ZONA A= ___________________________________________________________ZONA B= ___________________________________________________________ZONA C= ___________________________________________________________

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133

TÓPICO 3

PROCESSO DE FABRICAÇÃO COM REMOÇÃO

DE CAVACOS E ENOBRECIMENTO

DE MATERIAIS

UNIDADE 2

1 INTRODUÇÃO

Prezado acadêmico, vamos estudar mais dois grandes grupos de processos produtivos, que são os processos de fabricação com remoção de cavaco, ou seja, a usinagem, e o enobrecimento de materiais, que é representado principalmente pelo tratamento térmico dos materiais.

A usinagem evoluiu muito nos últimos anos com a automação, principalmente com o advento do CNC (Comando Numérico Computadorizado) e com o desenvolvimento de ferramentas de metal duro, cermets e cerâmica. São mais de uma dezena de processos de usinagem existentes no mercado, e cada um com aplicações específicas.

Estudaremos ainda os processos de enobrecimento dos materiais, ou seja, da melhoria de características mecânicas do material da peça, entre outras propriedades realizadas principalmente pelos tratamentos térmicos.

Novamente afirmamos que o engenheiro precisa conhecer os principais processos de fabricação, e aqui reforçamos a usinagem e os tratamentos térmicos para que ele possa projetar e fabricar produtos adequados ao mercado.

2 PROCESSOS COM REMOÇÃO DE CAVACO

Os processos de fabricação com remoção de cavacos estão cada vez mais presentes em nossas indústrias, mas antes de conhecermos os principais processos de fabricação, vamos entender o que é cavaco. Conforme CIMM (s.d.), a definição de cavaco é:

Material removido da peça durante o processo de usinagem pela ação da ferramenta de corte, cujo objetivo é obter uma peça com forma e dimensões definidas. Dependendo das condições de corte e característica do material usinado, pode-se considerar duas características específicas para o cavaco: tipo e forma. Quanto ao tipo eles podem ser: contínuos, cisalhados e arrancados. Quanto à forma, podem ser: em hélice, em espiral, em fita e em vírgula, entre outras. Em todas as formas o cavaco pode ser longo, curto e, ainda, emaranhado.

134


Na figura a seguir apresentamos os diversos tipos de cavacos, conforme consta na norma ISO 3685.

FIGURA 96 – TIPOS DE CAVACOS SEGUNDO A NORMA ISO 3685

FONTE: <https://chasqueweb.ufrgs.br/~ajsouza/ApostilaUsinagem-Aula11-p.83-89.pdf>. Acesso em: 10 jul. 2016.

Classificamos os processos de usinagem em convencionais e não convencionais. Estaremos discorrendo sobre os principais processos na sequência e iniciaremos o estudo com o mais popular e mais utilizado, ou seja, o torneamento.

2.1 TORNEAMENTO

O processo de torneamento de peças está presente nos mais diversos segmentos da indústria, principalmente na produção de peças e componentes para serem montados em outros conjuntos. Assim podemos ter torneamento de peças de porte muito pequeno, pesando gramas, até peças enormes, pesando toneladas. O torneamento pode ser entendido como:

A operação por intermédio da qual um sólido indefinido é feito girar ao redor do eixo da máquina operatriz que executa o trabalho de usinagem (o torno) ao mesmo tempo em que uma ferramenta de corte lhe retira material perifericamente, de modo a transformá-lo numa peça bem definida, tanto em relação à forma como às dimensões (CHIAVERINI, 1986, p. 199).

Ferraresi (1982) descreve torneamento como um processo mecânico de usinagem para a obtenção de superfícies de revolução com utilização de ferramentas monocortantes. Podemos afirmar que a peça a ser torneada gira em torno do eixo principal de rotação da máquina, enquanto que a ferramenta tem um deslocamento simultâneo linear em relação ao eixo. O equipamento utilizado para o processo é chamado de torno.

TÓPICO 3 | PROCESSO DE FABRICAÇÃO COM REMOÇÃO DE CAVACOS E ENOBRECIMENTO

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FIGURA 97 – PRINCIPAIS PARTES DE UM TORNO

FONTE: <http://sites.poli.usp.br/d/pmr2202/arquivos/aulas/PMR2202-AULA%20RS2.pdf>. Acesso em: 10 jul. 2016.

NOTA

Caro acadêmico, apresentamos a seguir os principais tipos de tornos.

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FONTE: <http://sites.poli.usp.br/d/pmr2202/arquivos/aulas/PMR2202-AULA%20RS2.pdf>. Acesso em: 2 jul. 2016.

Conforme Ferraresi (1982), Stemmer (2007), as principais operações realizadas por torneamento são:

• Torneamento externo• Torneamento interno• Faceamento• Sangramento• Recartilhado• Rosqueamento• Polimento

Na figura a seguir são apresentados os principais processos de torneamento.

FIGURA 98 – PROCESSOS DE TORNEAMENTO



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2.2 FRESAMENTO

O processo de fresagem, ou também conhecido por fresamento, é uma “operação de usinagem em que o metal é removido por uma ferramenta giratória – denominada fresa – de múltiplos gumes cortantes. Cada gume remove uma pequena quantidade de metal em cada revolução do eixo onde a ferramenta é fixada” (CHIAVERINI, 1986, p. 215). A máquina-ferramenta que realiza a operação de fresagem é denominada fresadora e a apresentamos a seguir.

FIGURA 99 – FRESADORA

FONTE: CIMM (s.d.)

NOTA

Com base no Portal Metálica (s.d.), a seguir descrevemos as principais operações de fresagem.Operações com fresadora verticalAs operações de usinagem que podem ser executadas com a 1. fresadora vertical são:Fresamento frontal: No fresamento frontal a superfície fresada é plana e, pela

sua alta produtividade, deve ser preferido sempre que possível. Podemos utilizar várias ferramentas para esse tipo de operação, como as fresas de topo e as cilíndrico-frontais.

2. Fresamento de cantos a 90°: No fresamento de canto a 90° também podemos utilizar a fresadora vertical. Normalmente é utilizada uma fresa de topo de haste cilíndrica.

3. Fresamento de ranhuras em T: Para realizar esse tipo de operação, primeiro é preciso abrir o canal da ranhura com uma fresa de topo, para depois

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executarmos a forma T com uma fresa de haste para ranhura T.4. Fresamento de guias em forma de cauda de andorinha: Realizada com

uma fresa frontal angular, a abertura de guias em forma de cauda de andorinha pode ter ângulos de 45°, 50°, 55° e 60°.

5. Fresamento de canais: A operação é feita com fresas de topo (tanto fresas com haste cilíndrica quanto com haste cônica).

6. Faceamento: O faceamento é utilizado para desbaste e rebaixos, gerando superfícies planas perpendiculares ao eixo da ferramenta, quando usada este tipo de fresadora.

FONTE: <http://wwwo.metalica.com.br/caracteristicas-das-operacoes-de-fresamento>. Acesso em: 9 jul. 2016.

2.3 FURAÇÃO

O processo de furação “é a operação de usinagem que tem por objetivo abrir, alargar ou acabar furos em peças. Os furos podem ser produzidos em dimensões que variam desde poucos milímetros até vários centímetros de diâmetro” (CHIAVERINI, 1986, p. 205).

FIGURA 100 – PRINCIPAIS PROCESSOS DE FURAÇÃO



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2.4 APLAINAMENTO

De acordo com CIMM (s.d.), aplainamento é a operação de usinagem “cujo corte gera superfícies planas. O movimento de corte é apenas de translação. A peça se move enquanto a ferramenta permanece estática, ou vice-versa. Pode-se obter no aplainamento superfícies perfiladas”. A máquina utilizada no processo chama-se plaina.

FIGURA 101 – PLAINA

FONTE: <http://www.celizamaquinas.com.br/maquinas/paginas/pesquisa_produtos.php>. Acesso em: 9 jul. 2016.

2.5 SERRAMENTO

Serramento é a operação que consiste em cortar, abrir fenda e iniciar ou abrir rasgos em um material, executada com serra ou serrote, pode ser manual, ou realizada por um equipamento.

FIGURA 102 – SERRA FITA

FONTE: <http://comercialteixeira.com.br/?cat=4>. Acesso em: 10 jul. 2016.

140


2.6 OUTRAS OPERAÇÕES DE USINAGEM

São inúmeros os processos de fabricação de usinagem disponíveis. Na figura a seguir apresentamos esquematicamente mais alguns processos para o seu conhecimento.

FIGURA 103 – OUTROS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO POR USINAGEM

FONTE: O autor

DICAS

Para conhecer mais sobre usinagem, indicamos dois livros para leitura complementar: FERRARESI, Dino. Fundamentos da Usinagem dos Metais. V. 1 São Paulo: Edgard Blücher LTDA., 1982.


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STEMMER, Caspar Erich. Ferramentas de corte I. V. 1 Florianópolis: EdUFSC, 2007.

O processo de fabricação por usinagem é muito importante para a indústria moderna, e aqui apresentamos somente uma noção básica, por isto é importante que você, futuro engenheiro, conheça estes e outros processos de fabricação. Na sequência estaremos lhe apresentando os principais processos de enobrecimento dos materiais.

3 PROCESSOS DE ENOBRECIMENTO DE MATERIAIS

A engenharia moderna tem exigido cada vez mais das peças, principalmente em aplicações de grandes esforços, materiais com as suas propriedades metalúrgicas e mecânicas cada vez mais resistentes. Inclusive, você já estudou neste caderno sobre a aplicação da cerâmica na indústria aeroespacial.

Nós utilizamos em nosso dia a dia diversos produtos que foram melhorados em suas características mecânicas, como no exemplo de ferramentas de trabalho manual, feixe de molas, molas etc. Iremos estudar o principal meio de enobrecimento dos materiais, que são os tratamentos térmicos e os tratamentos superficiais.

3.1 TRATAMENTO TÉRMICO

O tratamento térmico é um processo importante no enobrecimento de materiais, principalmente em materiais metálicos, tem por função melhorar as suas propriedades mecânicas, tanto endurecendo a peça, ou tornando-a mais mole, conforme a necessidade.

Conforme Chiaverini (1987, p. 81), tratamento térmico “é o conjunto de operações de aquecimento e resfriamento a que são submetidos os materiais, sob condições controladas de temperatura, tempo, atmosfera e velocidade de resfriamento, com o objetivo de alterar as suas propriedades ou conferir-lhes características determinadas”.

142


Chiaverini (1987) ainda destaca que as propriedades dos materiais dependem da estrutura de seus grãos. Os diversos tipos de tratamentos térmicos têm como princípio modificar em maior ou menor grau a estrutura do material. Esta alteração de estrutura tem como resultado uma alteração nas propriedades do material.

Os principais objetivos dos tratamentos térmicos, segundo Chiaverini (1987, p. 83), são:

o Remoção de tensões internas (oriundas de esfriamento desigual, trabalho mecânico ou outra causa).o Aumento ou diminuição da dureza.o Aumento da resistência mecânica.o Melhora da ductilidade.o Melhora da usinabilidade.o Melhora da resistência ao desgaste.o Melhora das propriedades de corte.o Melhora da resistência à corrosão.o Melhora da resistência ao calor.o Modificação das propriedades elétricas e magnéticas.

Chiaverini (1987, p. 83) ainda expõe que “a melhora de uma ou mais propriedades, mediante um determinado tratamento térmico, é conseguida com prejuízo de outras”.

O processo de tratamento térmico é realizado com no mínimo três fases distintas: aquecimento; manutenção da temperatura; resfriamento. Em situações específicas pode ocorrer a repetição de processos ou interrupções entre eles para posterior continuidade para obtenção das características necessárias à peça.

Os principais processos de tratamento térmico são: Têmpera, Revenimento, Recozimento, Normalização, Cementação, Nitretação, Têmpera por chama e Têmpera por indução. Vamos conhecer um pouco mais sobre eles!

TÊMPERA: “Consiste no resfriamento rápido do aço de uma temperatura superior à sua temperatura crítica (mais ou menos 50 ºC acima da linha A1 para os aços hipereutetoides) em um meio como óleo, água, salmoura ou mesmo ar” (CHIAVERINI, 1987, p. 95). Na figura a seguir temos uma curva TTT (Temperatura, Tempo e Transformação).


143

FIGURA 104 – TÊMPERA


Todo processo de têmpera de material precisa passar por um processo de revenimento na sequência. Não se pode esperar para revenir de um dia para o outro, pois, dependendo do material, ele poderá trincar, entre outros problemas, pois endurece muito, mas também fica frágil. Se o tempo para realizar o revenimento da peça após a têmpera for longo, pode compremeter a peça.

POR ISTO, CUIDADO AO EXECUTAR A TÊMPERA DE UM MATERIAL.

ATENCAO

REVENIMENTO: O revenido é o tratamento térmico que normalmente acompanha a têmpera, pois elimina a maioria dos inconvenientes produzidos por esta; além de aliviar e/ou remover as tensões internas, corrige as excessivas dureza e fragilidade do material, aumentando sua ductibilidade e resistência ao choque (CHIAVERINI, 1987, p. 99). Na figura a seguir temos uma curva TTT (Temperatura, Tempo e Transformação) do processo.

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FIGURA 105 – TÊMPERA E REVENIDO


RECOZIMENTO:

É o tratamento térmico realizado com o fim de alcançar um ou vários seguintes objetivos: remover tensões devidas ao tratamento mecânico a frio ou a quente, diminuir a dureza para melhorar a usinabilidade do aço, alterar as propriedades mecânicas como resistência, ductilidade etc., modificar os característicos elétricos e magnéticos, ajustar o tamanho de grão, regularizar a textura bruta, remover gases, produzir uma microestrutura definida, eliminar os efeitos de quaisquer tratamentos térmicos ou mecânicos a que o aço tiver sido anteriormente submetido (CHIAVERINI, 1987, p. 87).

Na figura a seguir temos uma curva TTT (Temperatura, Tempo e Transformação) do processo.

FIGURA 106 – RECOZIMENTO PLENO



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Existem diversos tipos de processo de recozimento, são:

• Recozimento total ou pleno• Recozimento isotérmico ou cíclico• Recozimento para alívio de tensões• Recozimento em caixa

NORMALIZAÇÃO:

Consiste no aquecimento do aço a uma temperatura acima da zona crítica, seguido de resfriamento no ar. Para os aços hipoeutetoides, pode-se admitir que a temperatura de aquecimento ultrapasse a linha A3 e para os hipereutetoides a linha Acm sem os inconvenientes, neste último caso, no esfriamento ao ar que se seguem da formação do invólucro frágil de carbonetos. A normalização visa refinar a granulação grosseira de peças de aço fundido, principalmente; frequentemente, e com o mesmo objetivo, a normalização é aplicada em peças depois de laminadas ou forjadas (CHIAVERINI, 1987, p. 93).

Na figura a seguir temos uma curva TTT (Temperatura, Tempo e Transformação) do processo.

FIGURA 107 – NORMALIZAÇÃO


CEMENTAÇÃO: Este tratamento é conhecido não como um tratamento térmico somente, mas sim um tratamento termoquímico, pois ele também modifica a superfície do material.

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Este processo é muito antigo, os romanos já o praticavam, consiste na introdução de carbono na superfície do aço, de modo a que este, depois de convenientemente temperado, apresente uma superfície muito dura. É necessário que o aço, em contato com a substância capaz de fornecer carbono, seja aquecido a uma temperatura em que a solução do carbono no ferro seja fácil. Para isso, a temperatura deve ser a da zona crítica (850 ºC a 950 ºC), onde o ferro se encontrará na forma alotrópica gama. Por outro lado, a profundidade de penetração do carbono depende da temperatura e do tempo, sendo rápida a princípio, decrescendo depois (CHIAVERINI, 1987, p. 123).

DICAS

Existem muitos outros processos de tratamento térmico e termoquímicos. Para aprender mais sobre estes processos recomendamos a leitura do livro:CHIAVERINI, Vicente. Aços e ferros fundidos: características gerais, tratamentos térmicos, principais tipos. 5. ed. ampl. e rev. São Paulo: Associação Brasileira de Metais, 1987.

3.2 TRATAMENTO SUPERFICIAL

O tratamento superficial visa proteger as peças de deterioração da sua superfície e ela pode ocorrer como resultado de impacto, erosão, contato metal-metal, abrasão, oxidação, corrosão, ou por uma combinação destes.

Conforme Chiaverini (1986), os principais processos de proteção superficial são os revestimentos superficiais, os revestimentos metálicos: a cladização; a imersão a quente como a galvanização a fogo; processo de eletrodeposição (galvanização eletrolítica); metalização, entre outros.

Há ainda os processos de revestimentos não metálicos inorgânicos, como: Anodização; Cromatização; Fosfatização; Esmaltação a porcelana. Além dos processos de revestimentos não metálicos orgânicos, como as pinturas.

Vamos conhecer alguns destes processos!

GALVANIZAÇÃO A FOGO: É um processo metalúrgico onde peças em aço carbono ou ferro fundido são imergidos em um tanque com zinco fundido, que recobre a peça com o material fundido, formando camadas intermetálicas através de uma reação metalúrgica entre o aço e o zinco (CHIAVERINI, 1987).


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FIGURA 108 – GALVANIZAÇÃO A FOGO

FONTE: <http://jkgalvanizacaoafogo.com.br/sobre-nos/>. Acesso em: 12 jul. 2016.

GALVANIZAÇÃO ELETROLÍTICA: Também conhecida como zincagem eletrolítica, este tratamento pode ser entendido como a “aplicação de recobrimento de zinco por eletrodeposição em uma peça. É uma técnica que permite um recobrimento mais uniforme do que a imersão a quente, e não influi nas propriedades mecânicas do material” (CIMM, s.d.).

FIGURA 109 – GALVANIZAÇÃO ELETROLÍTICA

FONTE: <http://www.galvanizadorabentosul.com.br/>. Acesso em: 12 jul. 2016.

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FOSFATIZAÇÃO: É um processo de banhos que aplica uma camada de fosfatos sobre a peça, geralmente para receber uma camada de pintura posteriormente, ou pode ser oleada, ficando ao natural.

FIGURA 110 – FOSFATIZAÇÃO

FONTE: <http://www.ufrgs.br/lapec/wa_files/fosfatizacao_20cromatizacao_20_20anodiza-cao_20e_20silanos.pdf>. Acesso em: 12 jul. 2016.

Espero que você tenha aprendido sobre estes dois processos de fabricação, o processo com remoção de cavacos em que estudamos os processos de usinagem, e o processo de enobrecimento de material, em que estudamos os tratamentos térmicos e os tratamentos superficiais. O que aprendemos é uma parte do universo de conhecimento destas áreas, e o engenheiro em sua vida profissional precisa aprofundar ainda mais seus conhecimentos em sua área de atuação.

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RESUMO DO TÓPICO 3


• O enobrecimento dos materiais é fundamental para a indústria moderna.

• São dois os principais processos de enobrecimento de material, o tratamento térmico e o tratamento de superfícies.

• O processo de tratamento térmico é realizado com, no mínimo, três fases distintas: aquecimento, manutenção da temperatura e resfriamento.

• Os principais objetivos dos tratamentos térmicos são:

Remoção de tensões internas (oriundas de esfriamento desigual, trabalho mecânico ou outra causa).

Aumento ou diminuição da dureza. Aumento da resistência mecânica. Melhora da ductilidade. Melhora da usinabilidade. Melhora da resistência ao desgaste. Melhora das propriedades de corte. Melhora da resistência à corrosão. Melhora da resistência ao calor. Modificação das propriedades elétricas e magnéticas.

• Os principais processos de tratamento térmico são: Têmpera, Revenimento, Recozimento, Normalização, Cementação, Nitretação, Têmpera por chama e Têmpera por indução.

• O tratamento superficial visa proteger as peças de deterioração da sua superfície, ela pode ocorrer como resultado de impacto, erosão, contato metal-metal, abrasão, oxidação, corrosão, ou por uma combinação destes.

• Os principais processos de proteção superficiais são os revestimentos superficiais, os revestimentos metálicos, os processos de revestimentos não metálicos inorgânicos, os processos de revestimentos não metálicos orgânicos, entre outros.

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1 O processo de tratamento térmico é realizado com, no mínimo, três fases distintas, que sempre estão presentes. Abaixo indicamos cinco fases.

(I) Aquecimento(II) Manutenção da temperatura(III) Solubilização (IV) Resfriamento(V) Tratamento superficial

Considerando as opções apresentadas, assinale a opção que apresenta as três fases corretas, na sequência em que devem ocorrer.

a) ( ) Os itens I, II e IV são verdadeiros e estão na sequência correta.b) ( ) Os itens I, II e III são verdadeiros e estão na sequência correta.c) ( ) Os itens I, III e IV são verdadeiros e estão na sequência correta.d) ( ) Os itens I, IV e V são verdadeiros e estão na sequência correta.e) ( ) Os itens II, IV e V são verdadeiros e estão na sequência correta.

2 Os tratamentos térmicos dos materiais possuem diversos objetivos. Abaixo listamos cinco itens que deveriam ser objetivos específicos do processo de tratamento térmico.

(I) Remoção de tensões internas (oriundas de esfriamento desigual, trabalho mecânico ou outra causa).

(II) Aumento ou diminuição da dureza.(III) Aumentar o custo do ferramental.(IV) Aumento da resistência mecânica.(V) Ser de difícil obtenção.

Considerando as opções apresentadas referente à definição de um processo de fabricação de produtos, é correto afirmar:

a) ( ) Os itens I, II, e IV são verdadeiros.b) ( ) Os itens I, II, III e V são verdadeiros.c) ( ) Nenhum dos itens apresentados atende à especificação para escolha e

definição de um processo de fabricação.d) ( ) Somente o item V é verdadeiro.e) ( )Todos os itens são verdadeiros.

AUTOATIVIDADE

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UNIDADE 3

ORGANIZAÇÃO INDUSTRIAL


PLANO DE ESTUDOS

Os objetivos de aprendizagem desta unidade são:

• compreender os objetivos das organizações industriais;

• identificar e classificar os tipos de layout em uma organização;

• conhecer a importância do layout em relação aos objetivos organizacionais;

• aprofundar os conhecimentos acerca dos processos industriais e sua relação com a poluição industrial;

• estudar questões relacionadas à poluição industrial;

• identificar a importância da geração de conhecimento para a evolução tecnológica;

• econhecer a importância que as novas tecnologias têm para a engenharia.

A Unidade 3 está dividida em três tópicos. Ao final de cada um deles, você terá a oportunidade de fixar seus conhecimentos realizando as atividades propostas. Os tópicos trabalhados nesta unidade serão:

TÓPICO 1 – A ORGANIZAÇÃO INDUSTRIAL

TÓPICO 2 – LAYOUT INDUSTRIAL

TÓPICO 3 – FÁBRICAS MODERNAS

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TÓPICO 1

A ORGANIZAÇÃO INDUSTRIAL

UNIDADE 3

1 INTRODUÇÃO

“O planejamento não é uma tentativa de predizer o que vai acontecer. O planejamento é um instrumento para raciocinar agora, sobre que trabalhos e ações serão necessários hoje, para merecermos um futuro. O produto final do planejamento não é a informação: é sempre o trabalho” (Autor desconhecido).

A organização industrial é um dos maiores inventos da humanidade, a sua evolução e as diversas fases que as organizações industriais passaram são prova cabal do que estamos falando.

Desde o início da industrialização o foco foi suprir a humanidade com produtos para o consumo, com o intuito de gerar lucro. Aos poucos, por ações dos engenheiros, cientistas, administradores, comunidade, entre outros, vimos o foco mudar, ampliando para produtividade, responsabilidade social, redução da poluição, melhorias organizacionais e outras vertentes. O engenheiro está sempre presente nestas evoluções das organizações.

Duas palavras novas surgiram do jargão técnico organizacional, player e stakeholders, que cada vez mais você irá ouvir e falar em sua vida profissional. Vamos entender o que elas dizem:

Stakeholders: partes ou grupos que estão diretamente interessados nas atividades da empresa: acionistas, governo, clientes, funcionários, fornecedores e sociedade. Player: empresa que está desempenhando algum papel em algum mercado ou negociação. : <http://www.ricardoxavier.com.br/index.php?acao=dicionario&subacao=listar>. Acesso em: 12 jul. 2016.

O engenheiro deve estar atento à sua empresa, mas também na comunidade circunvizinha à organização em que trabalha, buscando o bem-estar da comunidade com a organização.

Você conheceu até agora os principais processos de fabricação, agora vamos entender a organização das fábricas e a ação do engenheiro em temas importantes da organização industrial.

UNIDADE 3 | ORGANIZAÇÃO INDUSTRIAL

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2 OBJETIVOS DA ORGANIZAÇÃO INDUSTRIAL

Um dos temas mais estudados pela humanidade nos tempos atuais está relacionado à organização industrial. Vimos estudos sobre qual o seu foco de trabalho, sobre os seus resultados, sobre processos, sobre o seu impacto na comunidade, na natureza etc.

A verdade é que as organizações industriais são relativamente novas para a humanidade, aproximadamente uns 400 anos, mas as grandes evoluções são do século passado, e a informatização e automação informatizada da produção são de uns 30 a 40 anos atrás.

As organizações modernas não estão hoje somente focadas no seu lucro, mas elas estão engajadas em todo um contexto social com a sua comunidade, zelando, principalmente, sobre os impactos gerados pelas suas fábricas sobre elas.

FIGURA 111 – EFEITOS DAS FÁBRICAS NO AMBIENTE

FONTE: <http://meioambiente.culturamix.com/gestao-ambiental/a-poluicao-na-china-dados-gerais>. Acesso em: 15 jul. 2016.

Podemos afirmar categoricamente que as organizações contemporâneas estão focadas muito além do simples bordão do LUCRO, apesar do lucro ser importante para a continuidade dos negócios.

TÓPICO 1 | A ORGANIZAÇÃO INDUSTRIAL

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Atualmente precisamos desenvolver as nossas empresas para se tornarem competitivas em nível mundial, fornecendo produtos a um custo acessível, de forma contínua e crescente no mercado. Um dos grandes dilemas das organizações industriais estava em que um produto em linha de produção deveria ter uma existência longa no mercado, ou falando em termos mais simples, deveria ser ‘ETERNO’. Mas analisando os produtos existentes no mercado, vemos que existem poucos produtos que estão no mercado há 20, 50 ou 100 anos. Produtos tradicionais, como Coca-Cola, algumas marcas de sabão em pó, produtos básicos, principalmente commodities, geralmente são encontrados nesta situação, porém, atualmente, são as exceções, pois hoje os consumidores estão procurando por produtos inovadores, novidades para consumir.As organizações buscam manter-se competitivas, lançando novos produtos, montando novas unidades fabris por diversos motivos, tais como a expansão da capacidade produtiva, logística de distribuição (estar mais próximo dos polos consumidores), custos de fabricação (nos últimos anos muitas empresas montaram novas fábricas em locais em que o custo de mão de obra, matéria-prima, impostos e outras vantagens competitivas são oferecidos aos empresários. Muitas empresas multinacionais montaram fábricas na China por estes motivos).Atualmente estamos assistindo à inclusão no mercado de elementos que até pouco tempo atrás não eram tratados de uma forma tão profissional (PIERITZ, 2010b, p. 25).

Desse modo temos que a importância primeira está na visão do “HOMEM E DA NATUREZA”, pois sem ela nada existiria, e assim as decisões voltam ao gestor, ao decisor das questões organizacionais. As organizações industriais não são boas, ou ruins, mas sim os seus gestores é que tomaram decisões boas ou ruins, e nós, engenheiros, temos uma responsabilidade grande com a sociedade em relação aos resultados que as nossas empresas deixam para elas, e não estamos só falando de empregos, mas sim de todo o contexto social e ambiental.

A partir da visão holística do conjunto Boas Práticas da Produção e Operações, Estratégias de Produção e Processo Decisório, estaremos desenvolvendo um caminho para o desenvolvimento da capacidade analítica do gestor que trabalhará em seus problemas vivenciados dentro da produção de nossas empresas, bem como buscar trabalhar a formação do conhecimento no indivíduo para transformá-lo em um líder dentro da organização.

[...] O trabalho dos gestores de produção dentro das fábricas tem se tornado cada vez mais complexo devido aos diversos campos de ação em que estão envolvidos e as suas influências no resultado final esperado do setor. Verificamos dentro das fábricas cada vez mais um processo de solução de conflitos imediatistas (que no popular quer dizer apagar o incêndio ou fogo), levando muitas vezes a decisões superficiais que não resolvem o problema e simplesmente o solucionam de forma superficial e que irá retornar em um outro momento próximo (PIERITZ, 2010b, p. 27).


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IMPORTANTE

Acadêmico do curso de Engenharia, hoje as universidades com cursos de Engenharia não podem simplesmente prezar o ensino técnico, mas precisam desenvolver o cidadão ético e capaz de achar soluções para os problemas modernos das organizações, como competitividade, poluição ambiental, conflitos de interesses dos stakeholders, entre outros pontos.

Caulliraux et al. (2009), Drucker (1999), Chiavenato (2011), Falconi (2009), Morgan (1996), Maximiniano (2004), entre outros autores, descrevem a organização como sendo um sistema de trabalho que transforma recursos em produtos e serviços, como podemos ver esquematicamente na figura a seguir.

FIGURA 112 – ORGANIZAÇÃO

FONTE: Adaptado de Maximiano (2004)

A complexidade das organizações, conforme Caulliraux et al. (2009), está na integração de todas estas interações, e assim podemos ampliar ainda mais esta visão extrapolando a organização em si e indo com as suas interações na sociedade.

A visão ampliada das organizações industriais e sua complexidade levam-nos a diversos objetivos. Estes objetivos organizacionais também evoluíram com


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a humanidade e com as organizações, e hoje podemos afirmar que as mesmas possuem cinco grandes grupos de objetivos, que podemos classificar em:

o Lucratividadeo Pessoaso Socialo Ambientalo Conhecimento.

IMPORTANTE

Acadêmico, os cinco grandes objetivos organizacionais apresentados são todos igualmente importantes, não existe um mais prioritário que outro. O que existe é o gestor elencar um objetivo mais prioritário para a organização, mas a prática tem mostrado que quando a organização prevalece a um objetivo, ela acaba se prejudicando no futuro.

Vamos destacar a importância do engenheiro para o atingimento de cada um desses objetivos.

o Lucratividade: São muitos os objetivos organizacionais ligados à questão da lucratividade. Podemos listar o lucro em si, a produtividade, a modernidade dos processos de fabricação, os processos de fabricação, os produtos, a inovação, layout da fábrica, projeto industrial, automação, mão de obra qualificada, custos industriais, entre outros.

o Pessoas: Quando falamos de pessoas dentro de uma organização industrial contemporânea, estamos saindo da visão mecanicista de Taylor e Fayol, trabalhando uma visão mais humanista, buscando a integração do ser humano com o ambiente de trabalho. Precisamos cuidar na interpretação dos objetivos organizacionais relacionados a pessoas, para que não os confundamos com o que a legislação impõe às empresas. Assim, são objetivos ligados a pessoas dentro das organizações, objetivos relacionados ao crescimento pessoal nas organizações, o bem-estar no ambiente do trabalho, a segurança pessoal, a produtividade pessoal, entre outros.

A interação do engenheiro no ambiente fabril, principalmente a fatores ergonômicos e ambientais, é um elemento importante a ser considerado em relação aos objetivos ligados às pessoas em uma organização.

o Social: Uma organização também está ligada a objetivos sociais em relação à sociedade. Mesmo que não seja um objetivo claro para muitos, podemos afirmar que a geração de impostos, o envolvimento social da empresa na comunidade, entre outros focos, são, sim, objetivos da organização em relação à sociedade.


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Ambiental: Muitos consideram nos objetivos ambientais somente as questões do meio ambiente em si, ou seja, os rios, as florestas, os animais, mas de acordo com Lora (2002), o conceito envolvido nos objetivos relacionados ao ambiente é muito mais amplo que este conceito de meio ambiente. Precisamos entender que nós também estamos dentro do ambiente, ou seja, além dos rios, florestas e dos animais, o ser humano em seu trabalho também está envolvido em um ambiente, e tudo o que o cerca igualmente está relacionado a este conceito. Assim, podemos citar os seguintes objetivos em relação ao ambiente: redução do nível de poluição, redução do nível de ruídos da fábrica, descarte de materiais, redução da geração de lixo, melhoria do ambiente de trabalho, entre outros.

ESTUDOS FUTUROS

No próximo tópico deste caderno estaremos desenvolvendo melhor os conceitos ligados à questão ambiental e seus efeitos dentro das organizações e na sociedade.

o Conhecimento: Os objetivos relacionados ao conhecimento muitas vezes não são claros para as organizações, mas tudo que está relacionado à melhoria de processos, à evolução dentro de uma organização, novos produtos, entre outros pontos de crescimento organizacional, está ligado ao conhecimento, pois sem a geração do conhecimento não haveria a evolução. O conhecimento está ligado à aprendizagem.

Conforme Takashina (apud PIERITZ, 2002, p. 34), “o conhecimento é baseado na evolução do uso dos dados e das informações, e a sabedoria é o grande foco”. Na figura a seguir demonstramos um esquema da geração de conhecimento organizacional e da engenharia.

FIGURA 113 – GERAÇÃO DE CONHECIMENTO

FONTE: Takashina (apud PIERITZ, 2002, p. 34)


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O conhecimento não é algo que nasce puramente, mas na engenharia e nas indústrias ele é construído desde a sua base, ou seja, da base factual de seu dia a dia.

Os objetivos organizacionais são muito importantes para o engenheiro, pois geralmente são um norte para a execução das suas atividades dentro das empresas, e, como vimos, são muitas as áreas de trabalho para que se possa atingir os resultados esperados pela organização.

IMPORTANTE

“Os fatores tradicionais de produção – terra, mão de obra e até dinheiro, pela sua mobilidade – não mais garantem vantagem competitiva a uma nação em particular. Ao invés disto, o gerenciamento tornou-se o fator decisivo de produção” (DRUCKER, 1992 apud FALCONI, 2009, p. 23).

DICAS

Prezado acadêmico, o tema OBJETIVOS ORGANIZACIONAIS é bastante interessante e o engenheiro deve estar familiarizado com toda esta visão integrada de uma organização. Recomendamos a leitura de dois livros que tratam sobre o tema.A nossa primeira indicação é: MORGAN, Gareth. Imagens da organização. São Paulo: Atlas, 1996. Um dos livros clássicos para se entender a evolução das organizações, onde o autor traça diversos comparativos entre os vários tipos de organização, além de remeter o leitor à reflexão das possibilidades evolutivas.

O segundo livro que indicamos e que faz parte da nossa bibliografia básica é: CAULLIRAUX et al. Gestão de Processos. Porto Alegre: Bookman, 2009. Este livro já traz uma visão mais processual, envolvendo uma pesquisa realizada pelos autores no campo prático da gestão de processos.

Boa leitura!


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3 A ORGANIZAÇÃO INDUSTRIAL E A ENGENHARIA INDUSTRIAL

A engenharia industrial está intimamente ligada à organização industrial, pois todos os processos industriais estão relacionados a algum campo da engenharia.

Quando falamos de engenharia industrial, entendemos que estamos falando de todo o processo de desenvolvimento e gestão dos sistemas industriais para uma produção eficiente, envolvendo desde o desenvolvimento de métodos e equipamentos necessários para o atingimento dos objetivos da organização.

Vimos a engenharia industrial se transformar com o advento da era da informação, possibilitando simulações dos processos industriais, melhorias nos processos de automação, segurança do trabalho, entre outros.

FIGURA 114 – ROBÔ EM LINHA DE PRODUÇÃO – SEGURANÇA DO OPERADOR

FONTE: <http://www.whbbrasil.com.br/index.php?pt/whb/tecnologia.html>. Acesso em: 12 jul. 2016.

Você estudou sobre os diversos processos de fabricação na Unidade 2 deste caderno, agora imagine integrar estes processos de forma otimizada para produção de peças e produtos manufaturados. É isto o que visa a engenharia industrial em todos estes processos para obtenção do produto, mas as suas interfaces com a administração do negócio é que dão sustentação às organizações industriais.

O engenheiro industrial transcende ao mero calculista e tecnicista, virando um cientista que realiza experiências agora possíveis com os modelos matemáticos e computacionais, permitindo a modelagem e simulação de possíveis resultados, antes mesmo de necessitar gastar maiores volumes de dinheiro para a execução dos projetos (GARCIA, 2009).


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O engenheiro que trabalha na engenharia industrial usa mais o cérebro do que os músculos, mais planejamento que reação, pois antecipar é a nova realidade do engenheiro moderno. As indústrias não podem mais errar em seus resultados. Atualmente o engenheiro precisa estar muito bem preparado para os desafios que a indústria moderna está exigindo, pois as ferramentas de trabalho estão à disposição com os simuladores CAD/CAM, ERPs, entre outros. Assim, podemos concluir que a engenharia industrial gera o suporte para que uma organização industrial seja competitiva nos mercados atuais e possa atingir o grupo de cinco objetivos, já estudados nesta unidade.

A engenharia industrial é um elo importante para os resultados de uma organização, pois é ela que busca aprimorar e desenvolver a área industrial aos objetivos organizacionais, e você fará parte desta corrente.

Ao trabalharmos um processo de planejamento industrial, iremos encontrar diversas variáveis influenciando os resultados do trabalho, assim como influenciam as empresas em funcionamento no mercado. Na figura a seguir trazemos um resumo de alguns elementos ambientais e da organização que influenciam o desempenho da empresa.

FIGURA 115 - INFLUÊNCIAS NO DESEMPENHO DE UMA EMPRESA

FONTE: Back (2008, p. 13)

Para tentarmos minimizar estes elementos é que precisamos realizar um bom processo de planejamento e avaliação dos fatores que afetarão o projeto de nossa nova planta industrial. Observe o esquema estruturado a seguir.


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FIGURA 114 - MODELO COM AS ETAPAS DO PLANEJAMENTO INDUSTRIAL

FONTE: O autor


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O presente modelo abrange desde as etapas iniciais de identificação de necessidades do porquê fazer a ampliação ou a nova fábrica, a avaliação econômica das principais variáveis influentes no projeto como potencial de mercado, localização, escala de produção. A próxima etapa de trabalho são as avaliações técnicas, onde são avaliados os principais fatores relacionados à questão estrutural da nova fábrica. A etapa seguinte trabalha a avaliação financeira do projeto. Precisamos trabalhar detalhadamente esta etapa, pois muitas vezes cometemos erros grandes no processo de previsão financeira por falhas nos levantamentos nas diversas etapas do projeto, e estes erros poderão comprometer a avaliação financeira.

A próxima etapa está no estudo das necessidades de pessoas e administrativos do projeto para a execução. A seguir temos as avaliações institucionais relacionadas a questões legais e ambientais.

Na parte final do projeto precisamos agrupar estas informações e trabalharmos a avaliação da viabilidade econômica do projeto. Aqui a exatidão das informações financeiras e projeções de mercado e vendas são de fundamental importância para a precisão do projeto.

Para terminar o processo, temos a fase de projeto, em que todos os detalhamentos são documentados, o projeto civil, arquitetônico, infraestrutura, arranjo físico, logística e outros são desenvolvidos. A próxima etapa é a execução de todas as frentes de trabalho, com as questões de controle do projeto até a fase de início de operação da nova planta – START-UP.

No quadro a seguir você encontra uma visão simplificada sobre as etapas do projeto.

QUADRO 7 - DESCRIÇÃO DOS PROCESSOS DE UM PROJETO

PROCESSOS CARACTERÍSTICAS

Processos de Iniciação

Neste grupo estão os processos que definem e autorizam o início de um projeto ou de uma fase. Eles devem reconhecer que o projeto ou a fase devem começar e gerar o comprometimento necessário para execução.

Processos de Planejamento

Neste grupo estão os processos que planejam e mantêm um esquema de trabalho viável para se atingir os objetivos do projeto.

Processos de Execução

Neste grupo estão processos que coordenam pessoas e outros recursos para realizar o plano estabelecido. Não devem ser confundidos com os processos orientados ao produto: são processos de gerenciamento de execução.

Processos de Monitoramento e Controle

Neste grupo estão os processos que asseguram que os objetivos do projeto estão sendo atingidos.Eles monitoram e avaliam o progresso e tomam ações corretivas.

Processos de Encerramento

Este grupo focaliza a aceitação do projeto ou fase do projeto, além de promover outras atividades de encerramento.

FONTE: Adaptado de Mendes (2006, p. 19-20)


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Na figura a seguir temos uma esquematização dos relacionamentos entre os grupos de processos trazidos no quadro acima. Importante você identificar que principalmente a etapa de controle pode atuar como feedback para as diversas etapas, e deve direcionar ajustes nos processos.

FIGURA 116 - RELACIONAMENTOS ENTRE GRUPOS DE PROCESSOS PMIS COPYRIGHTED MATERIAL

FONTE: Mendes (2006, p. 20)

Uma outra visão que é importante ao Gestor de Projeto, principalmente em processos industriais, é que geralmente estes processos não são estanques, ou seja, as atividades acontecem em paralelo, não necessitando que uma etapa termine para se iniciar outra. Esta questão é demonstrada na figura a seguir.

FIGURA 117 - SOBREPOSIÇÃO DOS GRUPOS DE PROCESSOS

FONTE: Mendes (2006, p. 21)

FONTE: PIERITZ, Alfredo Netto. Planejamento industrial. Indaial: Centro Universitário Leonardo da Vinci, Grupo UNIASSELVI, 2010, p. 14-19.


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PRINCIPAIS CAMPOS DE CONHECIMENTO QUE SÃO UTILIZADOS EM UM PLANEJAMENTO INDUSTRIAL

1. ENGENHARIA DE OPERAÇÕES E PROCESSOS DA PRODUÇÃO (Projetos, operações e melhorias dos sistemas que criam e entregam os produtos (bens ou serviços) primários da empresa; Projeto de Fábrica e de Instalações Industriais: organização industrial, layout/arranjo físico; Processos Produtivos Discretos e Contínuos: procedimentos, métodos e sequências; Engenharia de Métodos).

2. LOGÍSTICA (Gestão da Cadeia de Suprimentos; Gestão de Estoques; Projeto e Análise de Sistemas Logísticos; Transporte e Distribuição Física).

3. PESQUISA OPERACIONAL (Análise de Demanda).

4. ENGENHARIA DA QUALIDADE (Confiabilidade de Processos e Produtos).

5. ENGENHARIA DO PRODUTO (Planejamento e Projeto do Produto).

6. ENGENHARIA ORGANIZACIONAL (Gestão Estratégica e Organizacional; Gestão de Projetos; Gestão do Desempenho Organizacional).

7. ENGENHARIA ECONÔMICA (Gestão Econômica; Gestão de Custos; Gestão de Investimentos; Gestão de Riscos).

8. ENGENHARIA DO TRABALHO (Projeto e Organização do Trabalho).

9. ENGENHARIA DA SUSTENTABILIDADE (Gestão Ambiental; Gestão de Recursos Naturais e Energéticos; Gestão de Efluentes e Resíduos Industriais; Produção mais Limpa e Ecoeficiência).

FONTE: Adaptado de <http://www.abepro.org.br/interna.asp?p=399&m=424&s=1&c=362>. Acesso em: 10 jan. 2010.

NOTA

O autor condensou o texto acima, apresentando somente os principais pontos relacionados ao planejamento industrial, porém, os demais campos do conhecimento do engenheiro de produção também poderão ser usados no projeto, dependendo do tipo de negócio de que trata o projeto.

http://www.abepro.org.br/interna.asp?p=399&m=424&s=1&c=362

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RESUMO DO TÓPICO 1

Neste tópico, você estudou:

• Podemos entender o conceito de stakeholders como grupos ou partes de grupos que estão diretamente interessados nas atividades da empresa.

• O engenheiro deve estar atento à sua empresa, mas também na comunidade circunvizinha à organização em que trabalha, buscando o bem-estar da comunidade com a organização.

• As organizações industriais são relativamente novas para a humanidade, aproximadamente uns 400 anos, mas as grandes evoluções são do século passado, e a informatização e automação informatizadas da produção são de uns 30 a 40 anos atrás.

• As organizações contemporâneas estão focadas muito além do simples bordão do LUCRO, apesar do lucro ser importante para a continuidade dos negócios.

• As organizações contemporâneas possuem cinco grandes grupos de objetivos, sendo classificadas em:

o Lucratividadeo Pessoaso Socialo Ambientalo Conhecimento.

• Vimos a engenharia industrial se transformar com o advento da era da informação, possibilitando simulações dos processos industriais, melhorias nos processos de automação, segurança do trabalho, entre outros.

• A engenharia industrial gera o suporte para que uma organização industrial possa ser competitiva nos mercados atuais e assim atingir o grupo de cinco objetivos apresentados.

• Um processo de planejamento industrial possui diversas variáveis influenciando os seus resultados, assim como influenciam as empresas em funcionamento no mercado.

167

1 O planejamento industrial é um dos principais pontos de trabalho na engenharia industrial. Liste e exemplifique quais são os principais campos relacionados ao planejamento industrial que um engenheiro precisa conhecer.

2 O engenheiro é muito mais do que só tecnicismo. “Uma visão holística é importante para o desenvolvimento dos projetos de engenharia industrial”. Explique a afirmação apresentada dentro do contexto dos cinco grandes grupos de objetivos da organização industrial.

AUTOATIVIDADE

168

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TÓPICO 2

LAYOUT INDUSTRIAL

UNIDADE 3

1 INTRODUÇÃO

“Ao estudarmos os processos produtivos para uma nova unidade fabril, precisamos desenvolver uma linha de produção que torne a empresa competitiva no mercado, buscando estratégias de produção e custo que viabilizem o negócio” (PIERITZ, 2010a, p. 157).

Ao estudarmos uma organização industrial, são muitos os fatores que podem influenciar em seu resultado. Vimos anteriormente que uma organização industrial sempre deve focar objetivos que estão relacionados aos cinco grupos, ou seja, objetivos de lucratividade, relacionados a pessoas, a questões sociais, área ambiental e conhecimento.

Quando analisamos pelo foco da engenharia industrial, muitos pontos precisam ser analisados sobre os caminhos a serem trilhados pelas organizações industriais. Atualmente temos uma tendência mundial de pressão sobre os preços dos produtos, o que por consequência gera pressão em relação à lucratividade dos negócios, que gera pressão nos custos de produção, e assim começam as pressões com relação aos resultados dos negócios.

FIGURA 118 - OBJETIVOS ORGANIZACIONAIS

FONTE: O autor

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As pressões sofridas pela engenharia industrial têm diversos focos relacionados aos objetivos apresentados, mas um dos principais está em manter os negócios competitivos no mercado. Muitos gestores de empresas só têm focado no resultado de curto prazo, e explorado de forma intensa a sua unidade fabril sem se preocupar com o próprio futuro da empresa, não investindo em melhorias de produção, ou até em modernização de seu parque fabril.

Vemos diversas empresas com máquinas antigas, ambientes de trabalho com problemas, entre outros pontos mais que prejudicam o seu resultado. Um dos pontos prementes a serem desenvolvidos em muitas empresas é a modernização do processo industrial e, por consequência, o desenvolvimento de um novo layout produtivo. Neste tópico estaremos desenvolvendo o estudo sobre o tema layout, que tem se tornado muito importante para que as empresas continuem competitivas no mercado.

2 CONCEITUAÇÃO E TIPOS DE LAYOUT

O conceito de layout é muito simples, nada mais é do que como a nossa fábrica está organizada, identificando o posicionamento das máquinas, o lugar disponível para as matérias-primas e componentes, os corredores para circulação etc.

O “layout” ou leiaute ou também conhecido pelo termo arranjo físico, pode ser entendido como sendo a distribuição no espaço físico disponível de uma organização de máquinas, equipamentos, espaço para circulação de materiais, peças, pessoas, bem como de estoques intermediários de produtos e materiais em processo. Através deste conceito, espera-se que esta distribuição seja feita de forma lógica, de tal modo que os processos produtivos sejam otimizados. (PIERITZ, 2010a, p. 133).

Atualmente existe uma grande preocupação das empresas em reduzir os seus custos produtivos, em desenvolvimento de novos produtos, em melhorar a produtividade de suas operações, entre outros fatores ligados à questão da produção. O que muitas vezes os responsáveis pelos resultados esquecem de trabalhar é o fator layout, que é muito importante nos processos industriais.

Para trabalhar o layout de um processo produtivo, Slack et al. (2006) descrevem que se necessita todo um processo de posicionamento físico dos recursos de transformação tomando decisões referentes ao posicionamento e instalações de máquinas e pessoal de produção, determinando como os produtos e materiais fluem pela produção.

Verificamos a necessidade de se melhorar o layout da fábrica quando identificamos que está ocorrendo uma demora excessiva entre os processos produtivos e não produtivos, principalmente ocasionados por perda de tempo em deslocamento, quando o fluxo de trabalho é muito atrapalhado, tem-se

TÓPICO 2 | LAYOUT INDUSTRIAL

171

necessidade de excessiva necessidade de pessoas e documentos para controle de processo e quando identificamos que o local de trabalho já não traz condições favoráveis para os funcionários, inclusive gerando alta rotatividade de funcionários (MOREIRA, 2008).

autoatividade

Antes de prosseguir, queremos sugerir um pequeno exercício de análise. Se você trabalha, não importa o tipo de empresa ou função que desempenha, analise se o fluxo de trabalho e o layout são adequados, ou haveria necessidade de melhorias.Se você não trabalha, pode fazer o mesmo exercício com o arranjo fisico do seu quarto. Será que ele poderia ser melhorado?De 80% a 90% das respostas que temos tido são positivas, ou seja, há possibilidades sim de melhoria do layout e de processos.Então fica a grande pergunta: Por que as empresas não melhoram os seus processos e layout? Principalmente se atentarmos que este layout gera aumento de custos e improdutividade.

Moreira (2008, p. 239) descreve os três principais motivos que tornam as decisões em relação ao layout tão importantes:

• Elas afetam a capacidade da instalação e a produtividade das operações: uma mudança adequada no arranjo físico pode muitas vezes aumentar a produção que se processa dentro da instalação, usando os mesmos recursos que antes, exatamente pela racionalização no fluxo de pessoas e/ou materiais.

• Mudanças no arranjo físico podem implicar no dispêndio de consideráveis somas de dinheiro, dependendo da área afetada e das alterações físicas necessárias nas instalações, entre outros fatores.

• As mudanças podem representar elevados custos e/ou dificuldades técnicas para futuras reversões; podem ainda causar interrupções indesejáveis no trabalho.

Para Corrêa e Corrêa (2004, p. 407), os principais objetivos a serem alcançados para se ter um bom layout são:

• Acomodar todos os processos da empresa dentro do espaço físico disponível, mediante um dimensionamento técnico e uma correta análise de prioridades e de custo x benefício.

• Distribuir os processos e suas atividades e tarefas segundo a lógica sequencial para a execução correta e segura dos mesmos.

• Racionalização, otimização e melhoria do uso do espaço, prevendo a minimização de distâncias e de tempos de deslocamentos e mudanças (setups) de operações, se for o caso.

• Otimizar os fluxos de materiais e pessoas, minimizando e/ou eliminando as operações e os fluxos secundários e/ou desnecessários.

172


• Garantir instalações para a acomodação adequada dos colaboradores, tais como banheiros, vestiários, enfermarias, refeitórios e outras atividades de apoio.

• Boa sinalização (informação) e segurança, com demarcações das áreas de circulação e com isolamento de operações perigosas.

• Prever os fatores físico-ambientais e a utilização de princípios de ergonomia, para a maior produtividade, segurança e conforto dos operadores e trabalhadores.

• Permitir a transmissão e acesso a dados e informações para a supervisão e controle dos trabalhos, facilitando a gestão e coordenação.

• Possibilitar à empresa atingir os objetivos com o menor investimento de capital em instalações e espaços necessários.

O layout deve levar em consideração diversos fatores correlacionados aos postos de trabalho. Para Moreira (2008), o processo de transformação dos produtos e dos fluxos dos materiais na empresa leva em consideração os espaços disponíveis. O autor ainda descreve que ao realizarmos um estudo de layout devemos:

• Planejar os espaços adequados para a operação de máquinas e equipamentos. • Minimizar as distâncias entre os processos produtivos.• Otimizar os ciclos de produção diminuindo os tempos improdutivos entre

processos.• Flexibilidade e variedades de produtos a fabricar.• Espaço para manutenção das máquinas e equipamentos.• Espaços para a carga e descarga adequados.• Áreas de estoque de matéria-prima e produtos acabados.

Slack et al. (2006) descrevem que quando vamos fazer um estudo de layout devemos levar em consideração os seguintes fatores básicos: o produto a ser fabricado, o volume a ser produzido, fluxo de produção, tempo de operação para dimensionar a capacidade setorial, e os serviços de apoio necessários à produção.

Slack et al. (2006) complementam ainda que as decisões tomadas em um processo de mudança de layout em uma empresa podem afetar a capacidade e a produtividade dos processos produtivos tanto positiva como negativamente. Se for mal planejada, a mudança pode gerar custos altos para a sua execução e, muitas vezes, dificuldades técnicas se houver necessidade de retornar ao layout original no futuro, porém, ressaltam que um layout não é algo imutável dentro das empresas, devendo ser alterado conforme necessidade e possibilidade de melhoria de processo e, principalmente, de produtividade.

Você deve ter percebido que o layout industrial é um fator importante para a competitividade industrial. Então vamos conhecer os tipos de layout existentes.

Conforme Moreira (2008), Slack et al. (2006), Martins e Laugeni (2005, entre outros autores que tratam do assunto, o layout industrial pode ser classificado em quatro tipos:


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• Layout Posicional ou de Posição Fixa• Layout Funcional ou por Processo• Layout Celular• Layout Linear ou por Produto

Segundo Slack et al. (2006 apud PIERITZ, 2010a, p. 136, grifos nossos), a definição dada para cada tipo de layout é:

Layout posicional: é o tipo de layout utilizado em projetos ou produtos muito grandes, ou delicados de serem manuseados, com dificuldade de serem movidos.Layout por processo: neste tipo de layout as máquinas e equipamentos similares são mantidos agrupados. Normalmente utilizado por empresas que possuem uma grande variedade de produtos em seu mix.Layout celular: os processos são agrupados por células de trabalho dedicado para um mix de produtos, com ajuste de processos, e as máquinas são dispostas para fabricação de um grupo de peças predefinido.Layout por produto: os processos de fabricação são colocados em um fluxo de processo configurado na sequência específica, otimizado para uma linha de produto.

Descrevemos a seguir as principais vantagens e desvantagens para cada tipo de layout.

Layout Posicional ou de Posição Fixa

Características:

• Produto a ser produzido em grandes dimensões, como aviões, prédios, navios, construção de uma rodovia, entre outros.

• Baixo volume de produção.• Produto fica fixo e os materiais, máquinas e mão de obra se deslocam até ele.• Utilização de equipamentos flexíveis.• Geralmente um tempo longo de fabricação.• Muitos projetos de construção única.

Ex.: Construção Civil, Construção Naval, Aeronáutica e Espacial.

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VANTAGENS:

o Desenvolve-se o produto por projetos.o Transporte do produto final reduzido, ou inexistente.o Oportunidade de melhorar o processo da produção com a execução

do trabalho.o Promove a motivação pessoal para o trabalho, pois um funcionário pode

realizar todo um processo produtivo.o A qualidade final depende dos funcionários.o Fácil de fazer mudanças nos produtos, mesmo após seu término.o Arranjo adaptado a cada projeto.o Foco para grandes projetos.o Não exige muita habilidade dos trabalhadores.o Alta variedade de tarefas para a mão de obra.

DESVANTAGENS:

o Muitas vezes necessita de mão de obra especializada.o Utilização de mão de obra intensiva.o Mudanças no produto podem tornar o layout obsoleto.o Baixa eficiência de produção.o Grande esforço de coordenação.o Alto custo produtivo.o Baixo grau de automação.o Resulta na duplicação de equipamentos.o Exige uma supervisão geral.o Estações de trabalho geralmente mais lentas que podem limitar o fluxo

de trabalho da linha de produção.

Layout Funcional ou por Processo

Características:

• Os postos de trabalho são fixos e o produto é que se movimenta.• Os produtos e os fluxos de produção variam conforme sequência de

produção.• Utilizado em produção intermitente.• As máquinas e equipamentos são organizados e agrupados por função.

Ex.: Confecções, indústrias metalúrgicas, entre outros.


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VANTAGENS:

o Flexibilidade do sistema produtivo em adaptar-se ao mix de produtos ou serviços diversos.

o Problemas em determinadas partes do sistema não afetam o sistema como um todo.

o Os processos produtivos atuam de forma independente.o Possibilidade de desenvolvimento de sistemas de avaliação de

desempenho.o Adaptado à demanda intermitente.

DESVANTAGENS:

o Grandes estoques de material em processo. o Complexidade para a elaboração da programação da produção.o Fluxo complexo e de difícil controle.o Ineficiência no manuseio de materiais em processo.o Para volumes baixos ou médios de produção.o Fluxo de produção e transportes elevados dentro da linha de produção.o Espaços para estoques intermediários grandes.o Necessidade de mão de obra e equipamentos para deslocamento de

materiais na linha de produção.o Baixa utilização de máquinas e equipamentos.

Layout Celular

Características:

• Lotes de tamanho médio com produtos e fluxos variados.

176


• Agrupamento de máquinas e equipamentos complementares geralmente na forma de “U”.

• Utilização de mão de obra polivalente e especializada para equilíbrio das funções no processo.

• Fácil utilização do just-in-time.• Versatilidade de produção e ajuste de produção.• Fluxo contínuo de produção.

Ex.: Linhas de produção em células nas indústrias de confecção, células de montagem do rotor em fábricas de motores elétricos.

VANTAGENS:

o Versatilidade de produção pelas células.o Controle da produção eficaz.o Um operador pode controlar várias máquinas ao mesmo tempo.o Os operários são treinados para executarem multitarefas.o Fácil de trocar de produto na linha de produção.o Trabalho do grupo pode trazer melhores resultados.o Grande posição de flexibilidade na alocação de pessoal e equipamento.

DESVANTAGENS:

o Exige mão de obra com conhecimento multitarefa.o Pode requerer capacidade de produção adicional.o Redução de níveis de utilização de máquinas e equipamentos.o Aumento da necessidade de movimentação de materiais.o Longa linha de produção.

Layout por Produto

Características:


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• Para produtos fabricados em grandes volumes e similares entre si. • Equipamentos dispostos de forma otimizada de acordo com sequência

de operações do produto.• Utilizado em sistema de produção contínua.• Programação e controle da produção mais simplificado.• Exige balanceamento mais preciso da linha de produção.

Ex.: Fabricação de automóvel

VANTAGENS:

o Baixo custo unitário do produto para grandes volumes.o Manuseio simplificado de materiais.o Baixos custos de treinamento da mão de obra.o Alta produtividade.o Baixa quantidade de estoque de produtos em processamento.o Especialização de equipamentos e mão de obra.o Otimização nas movimentações dos materiais.o Melhoria no fluxo de produção e diminuição das distâncias percorridas.o O agrupamento dos produtos na produção resulta numa alta utilização

das máquinas no processo.

DESVANTAGENS:

o Trabalho repetitivo e extenuante aos funcionários.o Falta de flexibilidade de produtos.o Máquinas e operários especializados que muitas vezes não podem ser

aproveitados em outras tarefas.

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o Uma quebra de máquina afeta todo o processo.o Melhorias de processo podem ser difíceis e de custo alto.o O controle da produção depende do balanço do fluxo que passa pelos

processos produtivos.

FONTE: Pieritz (2010a, p. 136-140)

Como você pôde ler acima, existem muitos padrões de layout, não existe melhor ou pior, mas sim o mais adequado para as condições da organização.

3 PROJETO DO LAYOUT INDUSTRIAL

Conhecer os tipos de layout mais utilizados dentro das organizações industriais é fundamental ao engenheiro industrial, pois será comum em sua vida profissional executar alguma mudança de layout na empresa em que trabalha.

Podemos afirmar que a necessidade de desenvolver o projeto de um novo layout em uma empresa advém de diversas circunstâncias, entre as quais elencamos:

• Projeto de uma fábrica nova.• Ampliação da capacidade produtiva com aquisição de novas máquinas. • Mudança de processos de fabricação (otimização da produção, mudança de

fluxo de produção, entre outros).• Mudança de metodologias de produção (células produtivas, Sistema de

produção de estoque Zero, entre outros).

Para desenvolver um novo layout organizacional o engenheiro poderá proceder da seguinte forma:

1. Determinar os produtos que serão produzidos no novo layout.2. Montar o Fluxo dos Processos.3. Analisar todos os processos buscando pontos de melhoria.4. Levantar as capacidades das máquinas e quantidades necessárias ao projeto,

grau de robotização e automações na linha de produção.5. Estudar todas as máquinas e equipamentos necessários, quanto à área útil,

movimentações necessárias, entre outros pontos importantes.6. Levantar o volume de movimentações na fábrica e entre os processos e

máquinas.7. Estudar o espaço físico disponível, identificando áreas de estocagem

intermediárias, supermercados de peças, entre outros.8. Estudar condições ambientais, como espaço de descanso, iluminação,

segurança e outros.9. Fazer o projeto do layout.


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Poderão existir outros fatores que venham a influenciar o projeto de um novo layout, por isto o engenheiro deverá se atentar às realidades existentes em sua empresa.

Slack et al. (2006 apud PIERITZ, 2010a, p. 142) descrevem que, para definir um layout para um processo produtivo dever-se-ia observar os passos apresentados na figura a seguir.

FIGURA 119 - A DECISÃO DE ARRANJO FÍSICO

FONTE: Slack et al. (2006 apud PIERITZ, 2010a, p. 142)

Perceba que não existe uma solução única para o layout de um processo produtivo. Observe o gráfico a seguir, o qual traz um comparativo de custos conforme o tipo de layout utilizado pela organização.

GRÁFICO 1 - ANÁLISE DOS CUSTOS POR TIPO DE LAYOUT

FONTE: Slack et al. 2006 (apud PIERITZ, 2010a, p. 141)

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Prezado acadêmico, analise o texto a seguir e verifique que sempre há detalhes relacionados ao tipo de indústria que influenciam no desenvolvimento de um layout.


O PROCESSO CONVENCIONAL DE PLANEJAMENTO DE LAYOUT

O planejamento de instalações industriais significa planejar detalhadamente a localização de todos os recursos disponíveis, tais como: máquinas, utilidades, estações de trabalho, áreas de atendimento ao cliente, áreas de armazenagem de materiais, corredores, banheiros, refeitórios, divisórias internas, e ainda, padrões e fluxos de trabalho, ou seja, materiais e pessoas.

Segundo Heizer e Render (2001), o planejamento do layout das instalações deve ser visto como uma extensão natural da discussão do planejamento do processo, onde escolhemos ou projetamos a maquinaria de processamento em conjunto com o projeto do produto (metalurgia), definimos a composição da liga a ser entregue ao cliente (no caso da indústria de alumínio), e introduzimos tecnologia nas operações.

A necessidade de fazer o planejamento de layout surge tanto na fase de implantação da indústria como na fase de operação da mesma. No segundo caso surge devido à opção de expansão da produção. Stevenson (2001) relata que os motivos mais comuns para a reformulação do projeto de layout industrial são:

• Ineficiência das operações.• Acidentes e riscos à integridade física das pessoas.• Mudanças no projeto do produto ou do processo.• Introdução de novos produtos e serviços.• Mudanças no volume de produção.• Mudança de método e de equipamentos.• Mudanças de requisitos ambientais.• Problemas relacionados ao moral das pessoas.

Segundo Meyers (2005), os principais objetivos do projeto de instalações industriais são:

(1) Promover o uso eficiente de pessoas, equipamentos, espaço e energia; (2) Prover aos empregados conveniência, conforto e segurança; e (3) Fornecer flexibilidade operacional razoável para atendimento da demanda. Tal afirmativa é válida e serviu como base para a pesquisa.


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Planejamento de Instalações Enxutas

O processo de planejamento de layout baseado na Manufatura Enxuta tem como vantagem direta a redução dos custos de produção através da eliminação de perdas. Com a estratégia de Manufatura Enxuta procuramos ouvir as pessoas e utilizamos o conhecimento delas no processo a ser melhorado para desenhar as melhorias (DRUCKER, 1992, p. 111). Tal iniciativa passa pela avaliação do layout atual em termos de movimentação de pessoas, materiais e equipamentos, bem como ergonomia dos processos produtivos e a segregação de pedestres e equipamentos móveis.

Baseando-se na experiência dos consultores e pesquisadores envolvidos no projeto, podemos citar como princípios de Manufatura Enxuta para o Projeto de Layout:

• Projeto de máquinas e equipamentos: as estações de trabalho, bem como máquinas e equipamentos são projetados para setups rápidos (SMED – Single Minute Exchange of a Die), quebra zero e facilidade de operação.

• Eliminação de perdas nas estações de trabalho: as estações de trabalho devem ser projetadas para um baixo custo e simplicidade de fabricação, reduzindo assim o custo de manutenção e o risco de fornecimento de peças e serviços.

• Economia de espaço no chão de fábrica: os fabricantes reduzem substancialmente o espaço ocupado no chão de fábrica com um projeto de um layout enxuto para atender às necessidades de produção e para o uso efetivo do espaço vertical disponível.

• Flexibilidade: o projeto leva em consideração a necessidade de ampliação de capacidade e a capacidade de adaptação às variações da demanda, com consequência de mudança no posicionamento de máquinas e equipamentos, e acréscimo ou retirada de células, estações de trabalho, inclusão de operadores nas estações e mudanças de fluxo de processos.

• Controle Visual: a gestão em um sistema de Manufatura Enxuta possui como principal característica o acesso rápido às principais informações da fábrica, para isso são utilizados quadros, marcação do piso, cores como indicadores de desempenho etc.

• Setup Rápido (técnica SMED): A técnica consiste em separar tarefas que podem ser realizadas antes da máquina parar (setup externo) das atividades que exigem que a máquina esteja parada. O planejamento adequado das atividades de setup deve ser considerado em todo projeto de layout enxuto, até porque implicará em melhoria das condições ergonômicas (físico e mental) e na necessidade de espaço para a execução do setup externo e do setup interno, durante a parada de máquina. Em seguida eliminamos todas as tarefas que não adicionam valor (perdas). Prevendo a eliminação de ajustes e retrabalho, bem como o posicionamento das ferramentas e pessoas necessárias para atividade de setup.

• Pontos de armazenagem: a área necessária para armazenagem de matéria-prima, produtos em processo e produtos acabados deve ser dimensionada baseada em um fluxo just-in-time (JIT) de processamento. Com a estratégia JIT

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conseguimos reduzir o nível de estoque drasticamente e, por conseguinte, a necessidade de espaço para armazenagem, resultando em área de estoque cada vez menor. Outro fator importante é a eliminação de transportes desnecessários.

• Organização da estação de trabalho: a organização da área de trabalho maximiza a eficiência e é essencial para a redução do lead time de fabricação dos produtos e para o controle do processo. Ferramentas, materiais, manuais, normas e procedimentos devem ficar próximos e à vista do operador de acordo com a frequência de uso. Tarefas devem ser avaliadas quanto à ergonomia, por exemplo, posições corporais inadequadas durante a realização da tarefa. Quando o layout é corretamente projetado (ou modificado), seguindo os princípios descritos acima, o impacto na redução de perdas pode ser significativo em todas as áreas, contribuindo assim para o alcance das metas da organização.

FONTE: MENEZES, João Orlando R. de; MONTEIRO JR., Aluisio Santos; RODRIGUES, Sebastião M. Análise e redesenho do layout de uma empresa: Estudo de caso de uma fundição de alumínio. XIII SIMPEP – Bauru, SP, Brasil, 6 a 8 de novembro de 2006. Disponível <http://www.rioconsulting.com.br/SI-2006-01.pdf>. Acesso em: 8 mar. 2010.

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RESUMO DO TÓPICO 2


• Precisamos analisar criteriosamente o processo produtivo, os equipamentos e os bens que iremos utilizar, levando em consideração para o estudo das capacidades produtivas e de layout pontos como:

o Volume de produção.o Variedade de produtos a ser produzido.o Variação da demanda. o Questões relacionadas à entrega.

• Os principais fatores que podem influenciar um projeto de layout são:

o Tipo de processo produtivo.o Máquinas.o Matéria-prima.o Movimentação de materiais (matéria-prima e materiais em processo).o Ambientes de estocagem de materiais em processo.o Adaptar a linha de produção para uma linha variada de produtos ou a

prestação de diversos serviços.

• Podemos dizer que a necessidade de se trabalhar o projeto de um novo layout em uma fábrica advém de diversas circunstâncias, entre as quais estão:

o Projeto de uma fábrica nova.o Ampliação da capacidade produtiva com aquisição de novas máquinas.o Mudança de processos de fabricação (otimização da produção, mudança de

fluxo de produção, entre outros).o Mudança de metodologias de produção (células produtivas, Sistema de

produção de estoque Zero e outros).

• Os principais tipos de layout são: posicional, funcional, celular e por produto.

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AUTOATIVIDADE

1 O planejamento de instalações enxutas tem sido um dos principais focos de trabalho no desenvolvimento de layouts, pois traz como uma das grandes vantagens a redução dos custos de produção através da eliminação de perdas. Com a estratégia de manufatura enxuta, procuramos ouvir as pessoas e utilizamos o conhecimento delas no processo a ser melhorado para desenhar as melhorias. Tal iniciativa passa pela avaliação do layout atual em termos de movimentação de pessoas, materiais e equipamentos, bem como ergonomia dos processos produtivos e a segregação de pedestres e equipamentos móveis.

Abaixo apresentamos quatro princípios de manufatura enxuta que devemos considerar no projeto de layout.

I. Projeto de máquinas e equipamentos.II. Eliminação de perdas nas estações de trabalho.III. Economia de espaço no chão de fábrica.IV. Flexibilidade

Correlacione os tópicos acima com a sua definição correta apresentada a seguir:( ) O projeto leva em consideração a necessidade de ampliação de capacidade

e a capacidade de adaptação às variações da demanda, com consequência de mudança no posicionamento de máquinas e equipamentos, e acréscimo ou retirada de células, estações de trabalho, inclusão de operadores nas estações e mudanças de fluxo de processos.

( ) Os fabricantes reduzem substancialmente o espaço ocupado no chão de fábrica com um projeto de um layout enxuto para atender às necessidades de produção e para o uso efetivo do espaço vertical disponível.

( ) As estações de trabalho devem ser projetadas para um baixo custo e simplicidade de fabricação, reduzindo assim o custo de manutenção e o risco de fornecimento de peças e serviços.

( ) As estações de trabalho, bem como máquinas e equipamentos, são projetados para setups rápidos (SMED – Single Minute Exchange of a Die), quebra zero e facilidade de operação.

Assinale a opção que apresenta a sequência correta dos conceitos apresentados acima:a) ( ) IV; III; II e Ib) ( ) IV; I ; III e IIc) ( ) I; II ; IV e IIIe) ( ) III; IV; I e II.

2 O layout de uma empresa se tornou fundamental para a manutenção de sua competitividade no mercado. A engenharia tem buscado otimizar

185

os processos produtivos com aquisição de novas máquinas produtivas, melhorias de fluxo de processos, redução de estoques intermediários, entre outros pontos. Assinale a opção que apresenta o conceito correto de layout.

( ) O “layout” ou leiaute ou também conhecido pelo termo arranjo físico pode ser entendido como sendo a distribuição dos equipamentos de transporte em uma fábrica e os seus fluxos de descarga.

( ) O “layout” ou leiaute ou também conhecido pelo termo desarranjo físico pode ser entendido como sendo a distribuição do espaço físico não utilizável na organização de áreas de lazer, equipamentos de ginástica em uma fábrica.

( ) O “layout” ou leiaute ou também conhecido pelo termo arranjo físico pode ser entendido como sendo a distribuição no espaço físico disponível de uma organização de máquinas, equipamentos, espaço para circulação de materiais, peças, pessoas, bem como de estoques intermediários de produtos e materiais em processo.

( ) O “layout” ou leiaute ou também conhecido pelo termo fábrica física pode ser entendido como sendo a distribuição no espaço físico disponível de materiais, peças, bem como de estoques intermediários de produtos e materiais em processo, permitindo um pior controle de estoque e assim reduzindo os seus custos operacionais.

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TÓPICO 3

FÁBRICAS MODERNAS

UNIDADE 3

1 INTRODUÇÃO

Ter uma fábrica moderna é o sonho de todo empresário, máquinas automatizadas, alta produtividade, baixos custos. Mas quantos estão propensos a investir?

Chegamos ao nosso último tópico deste caderno. Iremos agora estudar conceitos relacionados ao que precisamos ter dentro de nossas organizações industriais de modo a possuir fábricas modernas e competitivas em relação ao mercado.

Podemos imaginar que era muito mais fácil no passado, as fábricas e suas máquinas coexistiam durante anos, sem grandes mudanças tecnológicas, um produto levava anos, às vezes décadas para ficar obsoleto. Nos primórdios da industrialização, e até nas décadas de 70 e 80 do século passado, era comum um projeto de carro demorar cinco a dez anos para estar concluído.

Atualmente esta realidade está totalmente ultrapassada. Novos carros são lançados a cada dois ou três anos, as fábricas automatizadas, com comandos numéricos, CLP (Controlador Lógico Programável), robôs na produção e células de produção controladas remotamente estão presentes em nosso dia a dia na produção.

As fábricas modernas estão aí, não são mais sonhos do amanhã. E você é o futuro engenheiro que as empresas esperam contratar para manter as suas unidades produtivas competitivas.

É importante frisar que apesar de já existirem muitas inovações dentro das fábricas, muitas mais irão surgir, e existe um novo ponto de disfunção tecnológica surgindo no horizonte, relacionado à tecnologia de impressão 3D e utilização dos smartphones e tablets nas áreas fabris.


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ESTUDOS FUTUROS

Estaremos apresentando um pouco mais sobre o tema Impressão 3D na sequência, quando estudarmos sobre a Análise de problemas em processos industriais e soluções engenheiradas.

FIGURA - IMPRESSORA 3D

FONTE: <http://litbimg6.rightinthebox.com/images/384x384/201605/okjqql1463136733651.jpg>. Acesso em: 15 jul. 2016.

Neste tópico abordaremos pontos relacionados a tendências das fábricas modernas, o relacionamento da industrialização com as questões ambientais e poluição ambiental.

2 FÁBRICA MODERNA E A POLUIÇÃO

A evolução industrial foi um marco muito importante para a humanidade, como já falamos diversas vezes aqui neste texto, mas também gerou momentos trágicos em sua trajetória. Conforme Lora (2002), muitos destes momentos estão relacionados ao título POLUIÇÃO AMBIENTAL. A poluição pode se apresentar de diversas formas, pode ser ocasionada diretamente pelo processo de industrialização, ou consequência do consumo dos produtos, como no caso da poluição gerada pelos carros ao consumir o combustível fóssil, ou ainda no descarte das embalagens plásticas após bebermos um refrigerante, o plástico das sacolas dos supermercados, entre outros.

Precisamos entender que o nosso mundo é finito, e que a poluição nada mais é do que a transformação de materiais existentes na natureza, em que a natureza segregou estes materiais, ou os manteve em formas aceitáveis para a sua perpetuação, sem maiores consequências à mesma, e agora o ser humano transforma e produz um outro elemento estranho à natureza que prejudica o equilíbrio gerado por ela durante milhões de anos (LORA, 2002).

TÓPICO 3 | FÁBRICAS MODERNAS

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A poluição nada mais é que a transformação de algo que existe em uma forma latente na natureza, em algo que faz mal à natureza. E voltamos à frase de Lavoisier: “Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”.

Atualmente vemos as novas fábricas, e mesmo muitas das existentes, já trabalhando para aumentar a sua produtividade através das novas tecnologias que estão surgindo, mas principalmente na redução de geração de poluentes pela emissão de gases tóxicos na atmosfera.

Leia o artigo que traz o exemplo de Cubatão, cidade que controlou a poluição, assim como avançou no controle de recuperação ambiental.

Como Cubatão deixou o Vale da Morte

[...]O desenvolvimento avançava sem preocupação alguma com a

questão ambiental. Emissões no ar, nos rios e no solo eram realizadas sem grande controle. A resposta veio rápida. Num período de aproximadamente 15 anos, Cubatão apresentava sinais de uma degradação ambiental sem precedentes na história brasileira. Na Serra do Mar era possível ver áreas sem vegetação, verdadeiras cicatrizes na montanha. Cerca de 60 km² da Mata Atlântica foram atingidos, provocando erosão nas encostas, escorregamentos de solo e assoreamento das drenagens superficiais, resultando em riscos às instalações industriais e bairros próximos, além de inundações em Cubatão. A topografia desfavorável à dispersão dos poluentes mantinha o ar sempre pesado e com cheiro de produtos químicos, sinais evidentes das condições atmosféricas inapropriadas, os peixes e as aves desapareceram.

Foi então que novos alertas começaram, desta vez envolvendo seres humanos. Cubatão era campeã nacional em doenças respiratórias. Em seis meses, no período de outubro de 1981 a abril de 82, nasceram 1.868 crianças: 37 estavam mortas; outras cinco apresentavam um terrível quadro de desenvolvimento defeituoso do sistema nervoso; três nasceram com anencefalia (ausência de cérebro) e duas tinham um bloqueio na estrutura de células nervosas que liga o cérebro ao resto do corpo através da espinha dorsal (fechamento do tubo neural). Então ficou claro que o descaso e o desrespeito com o meio ambiente não passariam impunes.

Era hora de o Estado intervir de forma mais rigorosa do que apenas promulgar as advertências e multas contra as empresas que violavam os níveis máximos de emissão de poluentes. Esse contexto levou o Governo do Estado a iniciar, em 1983, um plano de recuperação ambiental, cuja implementação ficou sob a responsabilidade da CETESB – Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental –, ligada à Secretaria do Meio


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Ambiente do Governo de São Paulo. O engenheiro Luiz Antonio Brun participou, na época, desse projeto de recuperação, desde os primeiros estudos até a constatação dos resultados positivos, quando então já ocupava o cargo de gerente regional da CETESB.

Segundo ele, a primeira medida foi o mapeamento das emissões. “Foram detectadas 320 fontes de alto potencial, sendo 230 lançados no ar, 44 nas águas e 46 no solo. Também se constatou uma emissão de cerca de 115 mil toneladas/ano de poluentes, dentre os quais substâncias como o dióxido de enxofre, hidrocarbonetos, óxido de nitrogênio, amônia e fluoretos” – contou o engenheiro.

Exigiu-se das empresas soluções para o controle gradativo dessas emissões. O prazo máximo estipulado foi de cinco anos. Até lá, quando a situação atingia níveis críticos de poluição, as empresas eram obrigadas a parar a produção. Isso podia durar por dois ou três dias, o que representava prejuízos incalculáveis para os negócios. Brun explica que também se iniciou um trabalho de conscientização junto à população, que pôde acompanhar todo o processo. Reuniões trimestrais na Prefeitura apontavam as ações que estavam sendo realizadas. O cubatense sofreu bastante com o problema, tanto com as doenças quanto com o estigma de ser morador da região mais poluída do país. O problema virou até letra de música de sucesso na época: “... Aqui o ar realmente existe, dá até para pegar. Ai! O verde... As árvores são verdes, o rio é verde, o céu, a terra, o sol, as borboletas, as pessoas, tudo verde...”

O fato é que o trabalho conduzido pela CETESB conseguiu reverter a situação. De acordo com Brun, em 1989, as 320 fontes poluentes estavam controladas. Foi implantada então a segunda fase, o Plano de Operação e Manutenção. “Não bastava instalar equipamentos, eram necessários o monitoramento e procedimentos confiáveis para garantir esse controle” – explicou. Nessa fase foram listadas as fontes secundárias de poluição, que apesar de menores, quando somadas tornavam-se significativas. Novo levantamento apontou mais 263 fontes, sendo 163 lançamentos por ar, 85 por água e 16 por solo. Também foi feito o projeto de reflorestamento da Serra do Mar. “A CETESB desenvolveu um método onde sementes de espécimes nativas envoltas em gel foram lançadas na serra, com auxílio de helicóptero” – disse.

Atualmente, com o avanço tecnológico dos instrumentos de medição e informática, está em fase de implantação um programa de medição contínua de poluentes das principais fontes, com transmissão de dados em tempo real. De acordo com o relatório “Como está Cubatão”, que serviu


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de base para a Agenda 21, até 2005 foram investidos pelas indústrias de Cubatão valores superiores a um bilhão de dólares e controladas cerca de 98,8% das fontes de emissão atmosférica.

A melhor parte ainda é constatar a volta dos peixes ao rio Cubatão, observar a cobertura vegetal da Serra do Mar e acompanhar o voo da garça, do guará vermelho e de tantas outras aves que já podem ser avistadas nos mangues. As indústrias continuam lá, produzindo, competitivas, mas conciliando desenvolvimento com critérios de sustentabilidade socioambiental.

[...]

FONTE: Texto originalmente escrito em 22 jan. 2009. : <http://www.neomondo.org.br/editoriais/meio-ambiente/como-cubatao-deixou-o-vale-da-morte>. Acesso em: 15 jul. 2016.

Na leitura do artigo acima você pôde constatar a importância atual e futura para que nós engenheiros cuidemos, mas principalmente desenvolvamos unidades fabris de baixo impacto ambiental. Assim, além da variável produtividade, custos e lucros, também precisamos nos preocupar, no momento de projetar novas fábricas ou melhorar as existentes, com o fato de que precisamos minimizar os seus impactos ambientais.

Conforme Santos (2006), precisamos controlar os níveis de poluição gerados pelas organizações, mas, antes de mais nada, precisamos evitar produzir a poluição, o que seria mais inteligente para a humanidade. Assim, em nossos projetos de engenharia precisamos focar no desenvolvimento de fábricas mais limpas, ou seja, menos geradoras de poluição.

Podemos ver que a poluição ainda é um ponto nevrálgico para as organizações industriais, e precisamos desenvolver fábricas que minimizem a sua produção, como já comentamos. Santos (2006) desenvolveu uma ferramenta de avaliação de impacto ambiental fundamentado em análises relativas a diversos índices que ele chamou de indicadores e índices ambientais, compostos pelo índice de aquecimento global, o índice de destruição da camada de ozônio, índice de acidificação, índice de eutrofização, índice de formação de oxidantes fotoquímicos, índice de toxicidade, índice de consumo de recursos naturais, índice de consumo de energia, índice de destruição de oxigênio dissolvido, e o índice de distúrbio local por material particulado, e uma relação entre eles formando o índice médio, chamado de índice de pressão ambiental (IPA), ou seja, ele serve para mensurar o nível de impacto exercido sobre o meio ambiente e os diversos fatores poluidores gerados pela fábrica.


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DICAS

Recomendamos a leitura do livro Avaliação ambiental de processos industriais, neste livro o autor descreve detalhadamente como chegar ao IPA (Índice de Pressão Ambiental), além de outros detalhes sobre o tema e sobre questões relacionadas à geração de poluição pelas organizações industriais.

SANTOS, Luciano Miguel Moreira dos. Avaliação ambiental de processos industriais. São Paulo: Signus, 2006.

A poluição gerada pelas empresas pode ser classificada em três grandes famílias, as quais são:

• As poluições gasosas, principalmente provocadas pelas queimas ou evaporação de produtos químicos.

• As poluições líquidas, através de lançamentos de produtos líquidos na natureza, como o exemplo de produtos lançados por empresas têxteis (tinturaria, entre outros exemplos) no meio ambiente. E por último os poluentes sólidos, como os descartes sólidos das fundições, carvoarias, entre outros.

• Temos ainda uma poluição gerada de forma indireta pelas indústrias, que são as geradas através do consumo realizado pelo homem, ou seja, todo o lixo gerado também é uma forma de poluição que provocará problemas na natureza. Olhe o descarte das embalagens plásticas, o lixo urbano, e tantos outros. Tudo está contribuindo para a poluição de nosso planeta.

Este tema é muito extenso, mas acreditamos que conseguimos trazer pontos importantes para a sua reflexão, além de esclarecer sobre a sua importância para o desenvolvimento das novas indústrias ou modernização das existentes.

3 ANÁLISE DE PROBLEMAS EM PROCESSOS INDUSTRIAIS E SOLUÇÕES ENGENHEIRADAS

A engenharia se pauta na resolução de problemas em diversas áreas através do conhecimento técnico, desenvolvendo raciocínio lógico, achando uma solução adequada ao problema analisado.


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Conforme Pieritz (2010a), a resolução de um problema de engenharia passa por cinco passos básicos, que são: a coleta de dados relacionados ao problema, que pode ser uma dimensão para projeto, ou dados do que se necessita na produção; a análise correta dos dados, pois muitas vezes, por miopia do processo, pode ocorrer uma deturpação da interpretação dos dados; a identificação da solução adequada, de um leque de possíveis soluções; a ação sobre o problema; e por último, o controle de resultados, ou também chamado de feedback.

FIGURA 120 - PASSOS BÁSICOS PARA SOLUÇÃO DE PROBLEMAS

FONTE: Pieritz (2010a, p. 57)

Apesar destes cinco passos serem essenciais para a solução de um problema, muitas vezes nos vemos compelidos a deixar de executar algum deles, e por isto, muitas vezes, estamos comprometendo a solução do problema. Isto tem muito a ver com o “jeitinho brasileiro”, e na engenharia muitas vezes implica em prejuízo para a empresa.

As organizações precisam ficar atentas às mudanças tecnológicas que estão ocorrendo no mercado, e que consequentemente irão influenciar o seu setor de trabalho. Conforme Pieritz (2010a), as novas tecnologias geraram mudanças nos produtos (veja a evolução dos celulares), em máquinas, equipamentos e ferramentais (veja os tornos CNC), e por último, em processos e sistemas (como exemplo temos a evolução dos processos produtivos dos automóveis). Em muitos casos, uma mudança tecnológica pode gerar mudança nos três fatores apresentados.


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FIGURA 121 - INFLUÊNCIA DA TECNOLOGIA NO SETOR PRODUTIVO


O mesmo autor ressalta que as novas tecnologias provocaram mudanças ainda mais profundas em dois elementos essenciais às organizações: nas pessoas, que muitas vezes são difíceis de serem trabalhadas; e nos processos e sistemas. Imagine um processo de implantação de um novo sistema de controle industrial, quantas mudanças deverão ser implementadas por todos os funcionários para a sua implantação.

FIGURA 122 - TECNOLOGIA VERSUS PROCESSOS DE MUDANÇAS


As mudanças, processos de melhorias e novas tecnologias são os propulsores do desenvolvimento de novas soluções engenheiradas. As empresas não podem se considerar satisfeitas com a sua situação atual, pois sempre existirá um concorrente que irá tentar fazer melhor, como o exemplo a seguir que demonstra esta realidade.


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GRÁFICO 2 - TECNOLÓGICA VERSUS GANHO DE PRODUTIVIDADE EM UM EQUIPAMENTO PARA A INDÚSTRIA DE CONFECÇÃO


O gráfico acima mostra uma situação típica sobre o ganho de produtividade ou perda de produtividade pela decisão em relação ao uso de determinada tecnologia em um processo de fabricação. Atualmente vimos uma degradação tecnológica muito maior do que existia há alguns anos, basta analisarmos como os computadores domésticos se desatualizaram rapidamente.

Podemos concluir que a evolução tecnológica é um fator constante pressionando o mercado, e as organizações industriais precisam se preparar para acompanhar estas ondas evolutivas para não ficarem para trás em relação aos seus concorrentes. A análise de problemas em processos industriais e soluções engenheiradas está diretamente ligada à evolução do conhecimento.

Ressaltamos aqui que estamos entrando na sociedade do conhecimento, em que o conhecimento é considerado como recurso econômico básico, e não mais o capital.

Para a gestão do conhecimento é fundamental distinguir o que é o conhecimento tácito e o conhecimento explícito. Nonaka e Takeuchi (1997) esclarecem que: Conhecimento Tácito é o conhecimento representado pelas experiências individuais, que é trocado e compartilhado diretamente através do contato pessoal, e certamente mais difícil de ser transmitido.

Conhecimento Explícito é o conhecimento formal da organização, que pode ser encontrado nas formalizações que as organizações têm sobre


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si mesmas, tais como organogramas, fluxos internos, estatutos, missão, áreas de atuação, entre outros. Também representa o conhecimento que tradicionalmente tem sido manipulado através da tecnologia da informação, e pode ser encontrado nos documentos de qualquer organização, como relatórios, artigos, manuais, bancos de dados, vídeos etc.

Hoje, uma das funções da tecnologia da informação está no direcionamento à captação do conhecimento tácito e sua transformação em conhecimento explícito, função essa que foi considerada sem importância durante muito tempo, embora o conhecimento tácito e o conhecimento explícito representem igual valor no conjunto de conhecimentos da organização.

Nonaka e Takeuchi apud Thives (2000) descrevem que a interação entre o conhecimento tácito e o conhecimento explícito resulta nos quatro modos de conversão do conhecimento. Estes quatro modos são: (1) socialização (conhecimento compartilhado); (2) internalização (conhecimento conceitual); (3) combinação (conhecimento sistêmico); e (4) externalização (conhecimento operacional). Podemos visualizar essa interação na figura a seguir.

FIGURA 123 - CONTEÚDO DO CONHECIMENTO CRIADO PELOS QUATRO MODOS DE CONVERSÃO DO CONHECIMENTO

FONTE: Nonaka e Takeuchi (1997)

A seguir descreveremos cada um destes modos de conversão do conhecimento.

A socialização é o processo de compartilhamento de experiências entre os indivíduos de um grupo, desenvolvendo-se frequentemente através da observação, imitação e prática, sendo que o segredo para a aquisição do conhecimento tácito é a experiência compartilhada.


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A externalização é o processo de organização do conhecimento tácito em conhecimento explícito através da utilização de metáforas, analogias, conceitos, hipóteses ou modelos. A externalização é a chave para a criação do conhecimento, pois cria conceitos novos e explícitos a partir do conhecimento tácito.

A combinação é o processo de sistematização de conceitos em um sistema de conhecimento. Esse modo de conversão do conhecimento envolve a combinação de conjuntos diferentes de conhecimento explícito, como a classificação, sumarização, pesquisa e categorização das informações, como a utilização da tecnologia de banco de dados, que pode levar à criação de novos conhecimentos.

A internalização é o processo de incorporação do conhecimento explícito do conhecimento tácito. Quando analisamos relatórios, documentos apresentados em um seminário, mentalmente agregamos estes novos conhecimentos às nossas próprias percepções e experiências anteriores, criando novos conhecimentos tácitos.

Conforme exposto anteriormente, o conhecimento possui uma natureza dinâmica e interativa. Esta natureza pode ser representada através da espiral do conhecimento, proposta por Nonaka e Takeuchi.

FIGURA 124 - ESPIRAL DO CONHECIMENTO


Esta espiral representa a dinâmica da interação entre o conhecimento tácito e o conhecimento explícito na organização. A organização deve mobilizar o conhecimento tácito criado e acumulado nos níveis individuais de forma que a conversão do conhecimento ocorra continuamente, ampliando-se em escala cada vez maior, cruzando as fronteiras entre seções, departamentos e divisões organizacionais, caracterizando a necessidade da estruturação em torno dos processos.


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Prax apud Thives (2000) desenvolve um modelo de gestão do conhecimento estruturado em três dimensões.

FIGURA 125 - DIMENSÕES DA GESTÃO DO CONHECIMENTO


FONTE: PIERITZ, Alfredo Netto. Conhecimento organizacional: premissas no processo de decisão empresarial: um estudo multicaso: analisando uma empresa pertencente ao setor gráfico e a segunda do setor metal-mecânico. Blumenau: Programa de Pós-Graduação em Administração - PPGAD do Centro de Ciências Sociais Aplicadas da Universidade Regional de Blumenau – Furb, 2002. (Dissertação de mestrado) p. 43-46.

Como você pôde ler, o conhecimento é evolutivo e contínuo. Em todas as áreas do conhecimento da engenharia estamos vendo evoluções, e você deverá acompanhá-las para que não fique ultrapassado.

Atualmente a engenharia tem resolvido diversos problemas das organizações industriais, desde as mais básicas, relacionadas a problemas de produtividade e desenvolvimento de produtos, até as mais complexas, como as ligadas à questão de redução de geração de poluição.

A evolução tecnológica tem sido uma aliada importante dos engenheiros, e atualmente temos visto a redução dos níveis de poluição das nossas fábricas através de tecnologias mais limpas, com a eliminação do uso de produtos nocivos ao homem e à natureza. As legislações criadas recentemente também têm colaborado com a preservação de ambientes naturais, pois se identificou a necessidade de conservação da natureza e do próprio homem, como podemos ler no texto: Como Cubatão deixou o Vale da Morte.

Nós estamos vivendo um momento de grande evolução tecnológica, mas novas tecnologias surgirão para revolucionar ainda mais as nossas fábricas, e estamos no limiar de um novo momento que virá das novas tecnologias de automação, e também das impressoras 3D, que tenderão a gerar grandes mudanças na forma de produção.


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Cada vez mais temos ferramentas para nos auxiliar a resolver os nossos problemas de engenharia, seja através dos softwares de ERP, os CAD, os simuladores de processos, os softwares de cálculo, os supercomputadores, entre outros. A engenharia e a engenharia industrial têm evoluído, e muito, nos últimos anos, e evoluirão muito mais. E você, futuro engenheiro, poderá contribuir.


IMPRESSORAS 3D NA ATUALIDADE

As impressoras 3D vêm se popularizando e promovendo mudanças profundas no mercado tecnológico, possibilitando aos usuários produzirem seus próprios produtos e acessórios. E, além disso: a impressão 3D quebra a barreira entre o mundo digital e real.

O setor está deixando de ser apenas o hobby de alguns para se dissipar para o mercado corporativo, que engloba tanto quem deseja testar o que uma impressora 3D pode fazer até aqueles que desenvolverão produtos específicos. O alto preço e dificuldade de produção afastavam os interessados, mas isso está mudando. Os últimos modelos possibilitam criar produtos apenas por um modelo de design virtual, que pode ser modificado, e então enviar o arquivo para impressão.

Os aparelhos montam objetos, camada sobre camada, a partir de pedaços de materiais, criando peças em três dimensões. A impressão 3D tem início a partir


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do nada: os materiais começam a ser adicionados até que o item esteja pronto. Transformar desenhos virtuais em objetos físicos é a grande possibilidade das impressoras 3D. Projetos antes restritos à imaginação ou realizados apenas virtualmente passam a surgir de forma prática e cada vez mais econômica.

Desde 2007, com o fim de algumas patentes que impediam sua distribuição, a tecnologia de impressão 3D ficou mais acessível e vem sendo utilizada por consumidores e pequenas empresas. Antes inacessível ao usuário doméstico, essa tecnologia foi simplificada, tornando-se mais barata.

• Vantagens da impressora 3D

Sem desperdício: os itens são criados usando apenas o material que necessitam.

Engajamento comunitário: os proprietários compartilham e incentivam produções de outras pessoas, objetivando melhor desempenho das máquinas.

Customização: a produção em massa dá espaço às produções próprias e personalizadas de cada indivíduo de acordo com a sua necessidade.

Inovação: caem as barreiras e a produção de novos negócios e produtos se abre.


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• Desvantagens da impressora 3D

Complexidade: trabalhos mais complexos exigem máquinas mais apuradas e desenvolvidas. As impressoras 3D mais comuns imprimem apenas objetos simples.

Manuseio: montar e operar uma impressora 3D exige certo conhecimento - podendo levar meses até que a impressora esteja calibrada e apropriada para uso.

Preço: apesar de ter caído muito nos últimos anos, as impressoras 3D ainda são caras para o usuário doméstico.

Tempo: o processo de impressão é lento, levando cerca de 45 minutos até muitas horas para imprimir um objeto, dependendo de sua estrutura e tamanho.

Materiais: esses dispositivos ainda imprimem principalmente com plástico. Contudo, a diversidade de materiais compatíveis está sendo ampliada.

FONTE: <http://www.scriptbrasil.com.br/informatica/impressoras/impressoras-3d.html>. Acesso em: 15 jul. 2016.

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RESUMO DO TÓPICO 3


• A evolução industrial foi um marco muito importante para a humanidade e para a engenharia.

• O nosso mundo é finito, e a poluição nada mais é do que a transformação de materiais existentes na natureza em algo prejudicial a ela e ao ser humano, através da industrialização e do consumo de produtos pela humanidade.

• Além do engenheiro se preocupar com a produtividade, custos e lucros, também precisa se preocupar, no momento de projetar novas fábricas ou melhorar as existentes, em minimizar os seus impactos ambientais.

• Precisamos controlar os níveis de poluição gerados pelas organizações.

• A engenharia se pauta na resolução de problemas em diversas áreas, através do conhecimento técnico, desenvolvendo raciocínio lógico, buscando uma solução adequada ao problema analisado.

• A resolução de um problema de engenharia passa por cinco etapas básicas, que são:

o Coleta de dados.o Análise dos dados.o Identificação da solução adequada.o Ação sobre o problema.o Controle de resultados.

• As novas tecnologias provocaram mudanças ainda mais profundas em dois elementos essenciais às organizações, ou seja, nas pessoas, que muitas vezes são difíceis de serem trabalhadas, e nos processos e sistemas.

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AUTOATIVIDADE

1 As impressoras 3D estão chegando para revolucionar o mercado, tanto para uso pessoal, como forma de produção para as organizações industriais. Abaixo apresentamos vantagens e desvantagens atuais das impressoras 3D. Assinale com V para vantagens do equipamento, e com D as suas desvantagens.

I - ( ) Tempo: o processo de impressão é lento, levando cerca de 45 minutos até muitas horas para imprimir um objeto, dependendo de sua estrutura e tamanho.

II - ( ) Complexidade: trabalhos mais complexos exigem máquinas mais apuradas e desenvolvidas. As impressoras 3D mais comuns imprimem apenas objetos simples.

III - ( ) Sem desperdício: os itens são criados usando apenas o material que necessitam.

IV - ( ) Preço: apesar de ter caído muito nos últimos anos, as impressoras 3D ainda são caras para o usuário doméstico.

Assinale a alternativa que traz a sequência CORRETA:a) ( ) V – V – D – D b) ( ) V – D – V – D c) ( ) V – V – V – D d) ( ) D – D – V – D e) ( ) D – V – D – D

2 A inovação tecnológica é um fator importante para a engenharia moderna e para as organizações que quiserem se manter competitivas no mercado. Analisando as assertivas apresentadas a seguir, assinale a opção correta em relação à tendência atual referente à inovação tecnológica.

a) ( ) A inovação tecnológica nada mais é que um modismo momentâneo, e ela terá pouca influência nas fábricas do futuro.

b) ( ) A engenharia já possui bases fortes em sua estrutura de conhecimentos, e provavelmente ocorrerão poucas mudanças no futuro, que influenciarão no desenvolvimento tecnológico.

c) ( ) A inovação tecnológica gerará novos conhecimentos para a engenharia, levando o engenheiro a se aprimorar constantemente para que ele possa acompanhar e desenvolver novas tecnologias industriais.

d) ( ) A inovação tecnológica, principalmente dentro das organizações industriais, gerará mais poluição e degradação ambiental e os engenheiros não se preocuparão em diminuir a geração de poluição.

e) ( ) A inovação tecnológica não é benéfica ao homem e ao meio ambiente.

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