Industrialização de ferramentas progressivas, e como o CAE pode acelerar a fase de pré-produção: casos de estudo

Abstract

Com a evolução contínua vivida no panorama atual das empresas, é necessário otimizar todos os processos que incutem inércias e dificuldades ao bom funcionamento das indústrias, para além disso, é necessário não desprender a atenção de tudo aquilo que ainda pode ser melhorado. Dado este contexto, surge o tema de partida do trabalho desenvolvido neste documento, proposto pela empresa ETMA Metal Parts. A empresa ETMA Metal Parts, tem uma capacidade produtiva bastante diversificada, encontrando-se em lugar de destaque a produção de peças metálicas segundo as tecnologias de conformação de chapa, através de ferramentas progressivas. O processo de criação e construção de novas ferramentas progressivas é dotado de uma grande complexidade, e por esse motivo surgem várias dificuldades durante o seu projeto, nomeadamente na fase final de validação da ferramenta. Tendo em conta estas dificuldades, e as suas consequências, foi proposto como tema de partida a melhoria do processo de validação. Dado este contexto, é sugerido no presente trabalho, a inserção de uma fase de validação virtual de ferramentas progressivas recorrendo a ferramentas de simulação numérica. Desta forma, o trabalho desenvolvido, passou por analisar problemas ocorridos durante a fase de validação de quatro ferramentas progressivas diferentes. Desta análise surgiram soluções que adotam dois tipos de abordagens: uma abordagem mais tradicional que dispensa o recurso às ferramentas de simulação numérica e outra onde apenas estas ferramentas poderiam prever a ocorrência dos problemas, evitando que tivessem acontecido. Posto isto, foi possível perceber se a simulação numérica seria ou não uma solução promissora para as dificuldades sentidas pela empresa. Um dos problemas apresentados, foi também utilizado como caso de estudo e foram feitas simulações de etapas da ferramenta em questão, a título de demonstrar a capacidade que as ferramentas de simulação numérica têm de mimetizar o processo executado pela ferramenta real. Em síntese, considera-se demonstrado que a adoção de uma etapa de validação numérica, pela utilização de ferramentas de simulação numérica, permitirá, em geral, acelerar a etapa de validação das ferramentas progressivas, na medida em que permitirá identificar à priori problemas que, na praxis atual, só são identificados nas etapas de validação experimental das ferramentas.

The continuous evolution experienced in the current companies’ panorama, makes it necessary to optimize all the processes that induce inertia and difficulties to the good functioning of industries. In addition, it is necessary not to detach attention from everything that can still be improved. In this context, and proposed by the company ETMA Metal Parts, the subject of this research work is put forth and developed. ETMA Metal Parts has a very diversified productive capacity, where the production of metal parts according to the sheet metal forming technologies, through progressive tools, stands out. The process of creating and building new progressive tools is a very complex one, and for this very reason several difficulties arise during the project, namely in the final validation phase of the tool. In view of these difficulties, and their consequences, improving the validation process of these tools was proposed as an object of investigation. Given this context, the insertion of a virtual validation phase of progressive tools using numerical simulation tools, is suggested in this paper. In this way, the work developed was to analyze problems that occurred during the validation phase of four different progressive tools. From this analysis emerged solutions that adopt two types of approaches: a more traditional approach that dispenses the use of numerical simulation tools and another where only these tools could predict the occurrence of problems, preventing them from happening. That said, it was possible to understand whether or not numerical simulation would be a promising solution to the difficulties experienced by the company. One of the problems previously presented was also used as a case study and simulations were made of the steps of the tool in question, in order to demonstrate the ability that numerical simulation tools have to mimic the process executed by the real tool. In summary, it has been demonstrated that adopting a stage of numeric validation through the use of CAE tools will generally allow for the acceleration of the validation stage of progressive tools insofar as it will enable the identification of problems beforehand, which currently are only identified in the stages of experimental validation of the tools.