O gerente de projeto Tormod Jensen (à esquerda) e o pesquisador do SINTEF Terje Mugaas discutindo o potencial de uma nova ferramenta equipada com sensores. Crédito:Håvard Egge.
Uma pequena empresa de usinagem na Noruega é a primeira no mundo a usar ferramentas digitalizadas para torneamento avançado. A tecnologia possibilita a prevenção de danos a peças complexas e caras utilizadas na indústria aeronáutica e de gás.
As ferramentas digitais estão entrando no setor de usinagem - e tudo está acontecendo em Trondheim, Noruega. Com ajuda no desenvolvimento de sensores de pesquisadores da SINTEF Digital e da empresa Tecnec Larsen, A empresa de usinagem Sandvik Coromant desenvolveu ferramentas instaladas com sensores que fornecem aos operadores controle total do processo de torneamento. Isso economizará tempo e dinheiro para as empresas, garantir altos e consistentes níveis de qualidade, e evitar que muitas peças sejam descartadas como sucata.
Sensores instalados nas ferramentas garantem que as empresas fabricantes de componentes para setores como a indústria aeronáutica e de gás obtenham dados importantes durante o processo, e que os resultados são documentados. Isso significa que é possível otimizar a produção e evitar incidentes indesejados.
"A data, o projeto foi um grande sucesso e muito bem recebido, "diz o pesquisador do SINTEF, Terje Mugaas." É claro que grandes economias serão feitas com a adoção de uma tecnologia que evita que ocorram danos durante esses processos - um fenômeno que atualmente não é incomum na produção de peças muito complexas e caras, " ele diz.
Impossível ver o resultado final
A empresa Sandvik Teeness em Ranheim, uma subsidiária da Sandvik Coromant, foi responsável pelo desenvolvimento da tecnologia. É especializada em torneamento, ferramentas de fresagem e perfuração para uso com metais, com foco em ferramentas longas e delgadas que tendem a começar a vibrar durante esses processos. Isso torna difícil usinar as superfícies lisas que são essenciais para que os rígidos requisitos de produção sejam atendidos.
O principal desafio é que a operação geralmente ocorre no interior de grandes componentes, o que torna impossível ver o resultado final antes que o processo seja concluído - quando não há como voltar atrás. Não é preciso muito para que um componente seja descartado.
"No passado, o operador teve que confiar em sua experiência, e ouvir o processo para descobrir defeitos. Contudo, agora que as máquinas estão cada vez mais fechadas, esta abordagem tornou-se um tanto difícil, "diz Mugaas.
Sensores fornecem informações sobre todo o processo
Então agora, uma série de sensores instalados na ferramenta irão garantir que as informações sobre todo o processo sejam comunicadas aos usuários, informando-os do que está acontecendo mesmo nos buracos mais profundos.
"Instalamos sensores mais adiante, e o mais próximo da vanguarda, possível para que possamos obter um conjunto de dados ideal, "diz Tormod Jensen, quem é Gerente de Projetos na Sandvik Coromant. "Somos capazes de fazer isso porque fazemos as ferramentas e os sensores nós mesmos, " ele diz.
Os sensores são conectados a um remetente localizado na parte traseira da ferramenta, que transfere todos os dados sem fio para um PC ou tablet.
Inovação líder mundial
Em 2018, a tecnologia foi reconhecida como o produto mais inovador na IMTS expo em Chicago, uma das maiores feiras de usinagem do mundo, ostentando 2, 563 expositores e 129, 000 visitantes.
"Temos bons motivos para estar orgulhosos de nosso produto - ganhando o primeiro prêmio entre tantos expositores, todos competindo para exibir as novidades, "diz Mugaas.
A tecnologia foi desenvolvida como parte de um projeto de pesquisa BIA (dirigido pelo usuário) financiado pelo Conselho de Pesquisa da Noruega. Jensen diz que o sucesso da Sandvik Coromant depende inteiramente do financiamento de pesquisas.
Esta ferramenta longa e delgada é instalada com sensores na parte frontal, perto da vanguarda. Os sensores são conectados a um remetente que transfere os dados sem fio para um PC ou tablet. Crédito:Håvard Egge
"Quando nossos pesquisadores começaram a trabalhar no projeto, não havia ninguém na Sandvik Teeness trabalhando com eletrônica ou programação, "diz Mugaas." Hoje, a antiga fábrica de pregos e rebites em Ranheim, nos arredores de Trondheim, está na vanguarda da chamada revolução da Indústria 4.0 no setor de usinagem, " ele diz.
"Na SINTEF Digital, nosso objetivo é contribuir para a digitalização da indústria norueguesa, e este é um bom exemplo de projeto que nos oferece a oportunidade de digitalizar um processo tradicionalmente mecânico, " says Mugaas. "This is the first machining company in the world to install sensor technology in its tools, " ele diz.
The technology enhances the process involved in the machining of deep holes in the following ways:
Data displayed on a PC or tablet
Data from the sensors are displayed on an easy-to-read interface on a PC or tablet.
"The interface displays data sent directly from the tool to the user, " says Jensen. "The algorithms display vibration levels so that the user can be notified when these become too high. We can go in here to reset threshold levels and make adjustments. In this way we become familiar with the process, " ele diz.
Além disso, there is a column that transmits a warning when it detects unwanted vibrations, and another that indicates how much power is being used. This provides information about the load stresses on the tool.
"There are also warning signals, correction recommendations and auto-mechanisms that stop the machine if this becomes necessary, " says Mugaas.
Advanced components
Sandvik Coromant's tool is being used to make components for applications such as subsea installations, aircraft landing gear and car engines. It goes without saying that such industries operate with strict requirements regarding interior surfaces. Contudo, by using sensors, operators are provided with the information they need to achieve the fastest possible guidance of a process in the right direction, and thus prevent unwanted machining defects.
"It is common for the same component to be made multiple times using the same tool. However, making the first example can be very time-consuming because of the small margins involved in working with difficult materials. Variations will also arise in connection with mass production, such as changes in materials that require machining adjustments. It is in these areas that the technology we are developing offers its greatest value, " says Dan Östling, who is an engineer at Sandvik Cormorant.
The technology means that the process is independent of the machine operator, and this makes information about the process even more valuable.
Self-regulating technology
The earliest versions of the technology are already on the market. Work is now ongoing to close the feedback loop. The aim is to be able to send information back to the machine to enable the technology to make necessary adjustments itself.
Many companies in the sector have embarked on digitalization processes, including Aarbakke in Bryne, which has launched a project designed to investigate how Sandvik Coromant's tools can improve their production process.
"This is an example of how the digitalization of tools once again provides opportunities for Coromant's clients, " says Mugaas.
