Potencial da utilização de ferramentas CAE no processo produtivo de cutelaria: apresentação de caso de estudo

Abstract

A Herdmar é uma empresa com mais de 100 anos de experiência na produção de artigos de cutelaria, com uma capacidade produtiva de 140 000 peças por dia. Produzir um talher como a colher de mesa é um processo que requer múltiplas etapas de fabrico, desde o tratamento das bobinas em que chega o material até à lavagem final do talher; mas produtos diferentes requerem etapas diferentes. Atualmente, a empresa dispõe de alguns modelos de talheres que contêm um rameado cunhado em relevo negativo nas suas superfícies; produzir essa gama de produtos implica acrescentar uma etapa de cunhagem ao fabrico do produto. Apesar de acrescentar valor e personalização aos produtos, ter uma etapa extra implica custos extra, pelo que a Herdmar procura encontrar uma solução que consiga cunhar o rameado e estampar a colher num único par de ferramentas e etapa de conformação. O processo de fabrico da colher da gama Santamarta é, assim, o caso de estudo que estrutura a presente dissertação. No atual processo de desenvolvimento de produto da empresa, a única maneira de conseguir implementar esta alteração seria recorrer ao método de tentativa-erro experimental, testando sucessivas ferramentas, até se conseguir atingir o objetivo final, método este reconhecidamente caro e longo. A empresa Herdmar propôs o desafio de estudar a viabilidade de integrar, para o caso de estudo em análise, em um único par de ferramentas de conformação as etapas de cunhagem do rameado e estampagem da colher, aplicados ao caso de estudo “colher Santamarta”. A via escolhida e seguida consiste em procurar uma solução por via da experimentação numérica, de modo a não apenas convergir para uma solução viável e implementável, mas também demostrar o potencial da utilização de ferramentas CAE no processo produtivo e de desenvolvimento de produto de cutelaria. Para isto, será necessária uma análise detalhada do material e geometria da chapa, das etapas envolvidas do processo produtivo e o estudo e desenvolvimento das ferramentas de estampagem e cunhagem.

Herdmar is a company with over 100 years of experience in the production of cutlery items, with a production capacity of 140,000 pieces per day. Producing cutlery such as a table spoon is a process that requires multiple manufacturing steps, from the treatment of the coils in which the material arrives to the final washing of the cutlery, however, different products require different steps. Currently, the company has some cutlery models that contain a minted rib in negative relief on their surfaces; producing this range of products involves adding a minting stage to the manufacture of the product. Despite adding value and customization to the products, having an extra step implies extra costs, so Herdmar seeks to find a solution that can mint the ribbed and stamp the spoon in a single pair of tools and forming step. The manufacturing process of the Santamarta range spoon is, therefore, the case study that structures this dissertation. In the company's current product development process, the only way to implement this change would be to resort to the trial-and-error experimental method, testing successive tools, until reaching the final goal, a method that is admittedly expensive and lengthy. The company Herdmar proposed the challenge of studying the feasibility of integrating, for the case study under analysis, in a single pair of forming tools the steps of minting the ribbed and stamping the spoon, applied to the case study “Santamarta spoon”. The path chosen and followed consists of looking for a solution through numerical experimentation, in order not only to converge to a viable and implementable solution, but also to demonstrate the potential of using CAE tools in the production process and in the development of cutlery product. For this, it will be necessary a detailed analysis of the material and geometry of the sheet, the steps involved in the production process and the study and development of stamping and minting tools.