Indústria Metalmecânica: Da fundição à vanguarda dos processos de fabricação

Indústria Metalmecânica: Da fundição à vanguarda dos processos de fabricação.

Uma visão geral dos principais processos de fabricação utilizados no setor metalomecânico, incluindo usinagem, soldagem, conformação, fundição, entre outros; destaque para as últimas tendências e avanços tecnológicos em processos de fabricação.

A transformação da matéria-prima metal define o setor metalmecânico. A transversalidade de seus mecanismos e processos expandem-se por diversos segmentos da manufatura, dos menos complexos aos mais tecnológicos, tornando-o fundamental para a cadeia de produção da indústria.

Por isso, a metalmecânica tem papel estratégico. Nela estão concentradas atividades de manipulação metais – como aço, alumínio e cobre – essenciais para a indústria de base e de bens de consumo e diretamente ligadas à fabricação, a exemplo, de máquinas e equipamentos, veículos e eletroeletrônicos. Há marca do setor na colheitadeira usada no campo, no caminhão que transporta os grãos, no maquinário que industrializa o alimento, no forno que cozinha os ingredientes e nos talheres dispostos à mesa.

Trata-se, portanto, de um segmento industrial bastante diverso e que engloba diferentes métodos e técnicas. Derretimento, moldagem e aprimoramento das características do metal são algumas destes importantes recursos. Rodrigo Mianes, gerente do Instituto Senai de Tecnologia em Mecatrônica do Rio Grande do Sul, elencou, a pedido do CIMM, os principais processos de fabricação empregados na indústria metalmecânica. Veja, a seguir, quais são e o que os definem:

Usinagem: é um processo de moldagem de peças metálicas amplamente utilizado para criar formas, cortes precisos e superfícies específicas. Este método engloba diversas operações, como torneamento, fresagem, retificação e furação.

Soldagem: consiste em unir diferentes partes de metal, seja por fusão ou por pressão das peças a serem unidas, geralmente usando um material de ligação chamado metal de solda. Trata-se de uma técnica flexível que possibilita a formação de conexões robustas e resistentes entre componentes metálicos.

Forjamento: envolve a moldagem do metal, seja por meio de aquecimento ou a frio, a fim de alcançar formas desejadas. Esse método é amplamente utilizado na produção de peças resistentes, como engrenagens, eixos e ferramentas.

Fundição: é um método que envolve o derretimento do metal e seu despejo em moldes para criar peças. Essa técnica é frequentemente aplicada na fabricação de componentes complexos ou volumosos, como blocos de motor e partes de equipamentos pesados.

Estampagem: é um método de produção empregado para moldar chapas metálicas, frequentemente planas, de modo a convertê-las em peças com formatos específicos. Esse procedimento envolve a aplicação de força mecânica, tipicamente por meio de uma prensa, e o uso de matrizes que incorporam o formato desejado na chapa de metal.

Extrusão: é um processo que consiste em forçar o metal a passar através de uma matriz ferramenta com a forma desejada, geralmente sob alta pressão, para produzir perfis ou formas específicas. Esse método é amplamente utilizado na manufatura de peças tubulares, perfis de alumínio e outros produtos que requerem geometrias especiais.

Corte a Laser e Plasma: essas técnicas de corte fazem uso de feixes de alta energia, como o laser ou o plasma, para realizar cortes extremamente precisos em materiais metálicos.

Tratamento Térmico: abrange a aplicação controlada de calor e subsequente resfriamento de peças metálicas com o objetivo de aprimorar suas características físicas, como a dureza e a resistência.

Pintura e Revestimentos: Após a fase de produção, é comum submeter várias peças metálicas a procedimentos de pintura ou aplicação de revestimentos, visando protegê-las contra a corrosão e aprimorar sua aparência estética.

Tendências

Processos de fabricação não são estáticos e estão sempre em contínua evolução. Mecanismos elaborados centenas de anos atrás continuam sendo aperfeiçoados pelo avançar da tecnologia industrial, enquanto métodos mais modernos surgem para atender demandas que emergem de novos contextos.

A produção do aço, por exemplo, matéria-prima da indústria metalmecânica, resulta hoje em ligas muito mais resistentes ao mesmo tempo em que o setor da siderurgia trabalha aceleradamente para tornar sua cadeia de produção mais sustentável e compatível com a agenda de redução de emissão de carbono.

No setor metalmecânico, o impacto das novas soluções industriais, atreladas principalmente a sistemas digitais característicos da manufatura 4.0, trilha um amplo caminho de prognósticos e tendências.

Sondagem divulgada em 2022 pela Confederação Nacional das Indústrias (CNI) mostra que quase 70% das empresas industriais do país, de todas as áreas, já emprega ao menos uma tecnologia digital em uma lista de diferentes 18 aplicações. Isso significa que automação digital, impressão 3D, inspeção automatizada, entre outros recursos, já são realidade por aqui, embora em ritmo lento. De acordo com o levantamento, o setor de produtos de metal, de forma geral, ainda se enquadrava dentro da categoria média-baixa de intensidade tecnológica na mensuração feita à época.

Mas para Rodrigo Mianes, gerente do Instituto Senai de Tecnologia, uma tendência importante na indústria metalmecânica tem sido estruturada no uso da inteligência artificial e do aprendizado de máquina (machine learning, em inglês). As duas tecnologias são, segundo ele, formas de aprimorar a eficiência e a qualidade em diversos aspectos das etapas de fabricação. A otimização de processos é um dos benefícios obtidos, com algoritmos de IA e machine learning ajustando automaticamente parâmetros de máquinas, como velocidade de corte e temperatura, para alcançar resultados ideais.

“Outra aplicação relevante é a manutenção preditiva , em que sensores conectados a máquinas monitoram seu desempenho em tempo real. Algoritmos de machine learning analisam esses dados para prever quando a manutenção será necessária, evitando paradas não programadas e reduzindo custos operacionais. Além disso, a IA e a visão computacional estão sendo empregadas para realizar inspeções de qualidade de forma extremamente precisa em peças metálicas, assegurando a produção de componentes de alto padrão. Essas tecnologias estão promovendo uma revolução na indústria metalmecânica, automatizando processos, melhorando a eficiência e aumentando a competitividade. Com a constante evolução da IA e do machine learning, espera-se que essas tendências continuem a impulsionar o crescimento desse setor”, afirma.

Simulação e realidade virtual (RV) também foram apontados pelo profissional como recursos promissores do setor – inclusive com capacidade de transformar a maneira de concepção dos produtos pela indústria metalmecânica.

“Na simulação , empresas do setor metalmecânico estão adotando o uso de softwares avançados para criar protótipos virtuais de produtos. Essa abordagem permite a identificação de problemas de design e a economia de recursos e tempo, pois as falhas são identificadas e corrigidas antes mesmo da produção física. Além disso, a simulação está sendo aplicada para otimizar os processos de fabricação, como usinagem, soldagem e fundição, determinando os melhores parâmetros operacionais e, assim, minimizando desperdícios e aumentando a eficiência”, pontua.

Quanto ao uso da realidade virtual, Mianes explica ser uma tecnologia que contribui para diminuir riscos e custos associados ao treinamento em equipamentos físicos na indústria metalmecânica, pois consolida-se como meio alternativo de treinar, em ambientes virtuais, operadores e técnicos. “A RV também permite a visualização tridimensional detalhada de produtos metalmecânicos antes da fabricação, facilitando ajustes e refinamentos finos no design. Além disso, auxilia na manutenção e reparo de equipamentos, fornecendo orientações passo a passo para técnicos, melhorando a precisão e a eficiência”, acrescenta.

De acordo com o levantamento “Monitor da Indústria 4.0”, elaborado pela International Market Analysis Research and Consulting (IMARC), o mercado da indústria 4.0 no Brasil pode atingir US$ 5,62 bilhões em 2028, o que sugere mais inovação e avanço tecnológico nos diferentes setores da manufatura, incluindo atividades da metalmecânica. 

Ao longo dos sete episódios da série abordaremos desde a definição do setor até sua evolução tecnológica, explorando temas como processos de fabricação, materiais avançados, papel da tecnologia, sustentabilidade, perfil profissional e os desafios e oportunidades futuros. Prepare-se para uma imersão objetiva e esclarecedora no universo da indústria metalmecânica.

Fonte: CIMM