AMB: foco na sustentabilidade no fabrico de máquinas-ferramentas e na maquinação de metais

Na AMB 2020 expositores e visitantes irão debater temas como a conservação de recursos e a sustentabilidade dos produtos. Foto: Messe Stuttgart.

Inúmeras empresas participantes na AMB 2020 estão a tratar de encontrar novas fórmulas para contribuir para uma gestão sustentável. É compreensível, já que esta feira dedicada ao setor metalomecânico conta com cada vez mais visitantes interessados neste tema. Recorde-se que, este ano, a AMB tem data marcada para os dias 15 a 19 de setembro, em Estugarda (Alemanha).

No âmbito da conservação dos recursos, o fabricante de porta-ferramentas Hainbuch aposta principalmente na durabilidade: “Muitos produtos existentes no mercado vão diretamente para o lixo quando se desgastam devido à utilização”, afirma Stefan Nitsche, diretor de gestão de produtos da Hainbuch. Por este motivo, a prioridade da empresa é garantir uma vida útil especialmente longa para os seus produtos, que se prolongue para além do desgaste natural dos seus diferentes componentes. Com este objetivo, a Hainbuch proporciona aos seus clientes manutenções e inspeções regulares. Por exemplo, realiza-se uma nova vulcanização dos elementos de fixação em contacto com as peças, compensam-se as irregularidades surgidas e revestem-se de novo os pontos de desgaste. Os custos da recuperação representam apenas uma parte do custo de aquisição de um produto novo. Portanto, um serviço com benefício mútuo para o ambiente e para a indústria.

Mas também os próprios utilizadores podem contribuir, na opinião de Nitsche, para garantir a durabilidade dos seus porta-ferramentas com uma manutenção preventiva: “O ideal será parar os equipamentos brevemente uma vez por dia para eliminar aparas e sujidade. O problema é que tal não é possível para muitos clientes, uma vez que se dedicam à produção de um elevado volume de peças”.

Uma razão de peso para visitar a AMB é conseguir um posicionamento rentável face ao futuro para a própria empresa ou departamento, adquirindo a tecnologia adequada do melhor fabricante. Para muitos utilizadores, a prioridade máxima continua a ser a rentabilidade da sua empresa, confirma também Nitsche. Isto deve-se, segundo a sua experiência, à concorrência cada vez mais intensa. Por este motivo, na opinião do mesmo, a tarefa da indústria de ferramentas é conjugar sustentabilidade e eficiência para os seus clientes. A Hainbuch disponibiliza aos utilizadores um sistema modular que permite adaptar as máquinas-ferramenta a diferentes pedidos de fabrico sem custo adicional: mais concretamente, já não é necessário substituir o porta-ferramentas completo para obter diferentes geometrias de peças, mas apenas inserir a adaptação específica no porta-ferramentas. Uma diferença fundamental, sobretudo para as empresas subcontratadas, comenta. Neste caso, as empresas de fabrico substituem várias vezes ao dia os seus porta-ferramentas para a maquinação de diferentes peças. Para a substituição de um porta-ferramentas completo, o processo de substituição exige 20 a 30 minutos; com o sistema modular, este tempo reduz-se para um ou dois minutos. “Os nossos elementos de ligação para a substituição rápida permitem aos clientes um reequipamento tão ágil que lhes permite poupar máquinas completas graças ao tempo de configuração que se evita”, explica Nitsche. Sem dúvida, um contributo importante do ponto de vista da sustentabilidade, opina.

Um aspeto importante da sustentabilidade consiste em pôr permanentemente à prova os próprios produtos e processos de fabrico. Em especial no setor da construção de maquinaria, um aspeto fundamental consiste em permitir aos utilizadores e equipamentos a possibilidade de produzir da forma mais eficiente e respeitadora do ambiente. Os visitantes da AMB recorrem com grande interesse ao programa-quadro para abordar estes aspetos, mas também solicitam informação aos expositores diretamente nos stands. “Atualmente, os nossos clientes já tentam fabricar peças da forma mais ecológica possível. Como fabricantes de máquinas-ferramenta, proporcionamos-lhes o apoio tecnológico necessário para concentrar numa única máquina o maior número possível de passos de maquinação”, afirma o diretor-geral da Burkhardt+Weber, Olaf Furtmeier. Segundo as suas palavras também não é invulgar hoje em dia, por exemplo, que uma peça seja fabricada utilizando nove processos de fixação em quatro máquinas distintas de torneamento, maquinação cúbica, recorte e retificação. ”Se estes passos se realizarem com três processos de fixação numa única máquina, o procedimento será mais eficiente no seu conjunto. E também se evita o denominado turismo de peças", destaca.

Também diminuirão os tempos de fornecimento e o risco existente, no caso de uma peça que fosse fabricada com apenas um processo de fixação. “A pegada ecológica melhora quando se poupam recursos, energia, tempo e espaço. Para o conseguir, o desafio para os fabricantes de máquinas consiste em trabalhar com métodos de maquinação que até agora nos eram estranhos, como a retificação ou o recorte”, explica Furtmeier, descrevendo os esforços necessários. Ainda mais, na sua opinião, porque outras possibilidades estão já praticamente esgotadas. O termo essencial é a eficiência energética: “Neste aspeto, para conseguirmos um excelente posicionamento dos nossos equipamentos há muito tempo que utilizamos os eficientes pacotes de acionamento e controlo do nosso fornecedor Siemens nas nossas máquinas-ferramenta. Este tema já chegou ao seu limite”.

Um aspeto da sustentabilidade, no que se refere aos fabricantes de máquinas-ferramenta, que os visitantes da AMB podem experimentar em primeira mão é a concentração: “Fabricamos máquinas para a maquinação pesada. O objetivo dos nossos clientes é realizar uma maquinação de precisão de peças muito grandes durante um período prolongado”, afirma Furtmeier. “Não é invulgar ver máquinas nossas, com 25 anos de idade, a trabalhar ainda hoje com a mesma precisão. Isto deve-se ao facto de os nossos engenheiros conceberem as máquinas para a maquinação pesada com a máxima fiabilidade”, comenta Furtmeier. Outros fabricantes preferem colocar o enfoque na alta flexibilidade, ou seja, produzir máquinas que possam ser utilizadas de forma flexível para a maquinação de metais ligeiros com elevadas velocidades do fuso e acelerações rápidas e também para peças pesadas. “Não esperamos conseguir ambas as coisas, mas centramo-nos na maquinação pesada e adaptamos grandezas cruciais, como o dimensionamento mecânico. Isto é o que faz com que as nossas máquinas sejam tão duradouras: um aspeto essencial para a sustentabilidade, na minha opinião”, explica Furtmeier.

“Também notamos que, frequentemente, as tecnologias de ferramentas e de maquinação evoluíram muito mais que as máquinas nas quais se utilizam”, acrescenta Furtmeier. A consequência deste facto será a impossibilidade de se aproveitar em muitos casos as opções de rendimento que as ferramentas modernas oferecem. “No nosso caso sucede justamente o contrário: levamos as ferramentas ao limite. Um exemplo disso é a maquinação de titânio para peças de avião: neste âmbito é possível aumentar o rendimento até 30%. Uma máquina supostamente cara é rentabilizada e protege o ambiente quando se utiliza durante mais tempo, proporcionando uma maior densidade de potência e uma precisão garantida durante muitos anos”, afirma. A sustentabilidade tem muito a ver com retirar o máximo partido do conjunto do processo, completa. Isto porque desta forma se poupam recursos como máquinas, tempo de trabalho, espaço, energia e matérias-primas.

Por outro lado, a poupança de matérias-primas na maquinação de peças deve ser considerada um progresso técnico já alcançado. Assim, segundo Gerhard Knienieder, diretor-geral do fabricante Emuge, da região da Francónia, no processo de maquinação consumou-se desde há alguns anos a tendência para a ‘near net shape’ (forma quase final): antes da maquinação, as peças já se adaptam à forma da peça final para reduzir ao máximo a necessidade de acabamento da superfície. Quanto mais parecida for a peça em bruto com a peça já pronta, mais rapidamente se realiza o trabalho e menor é o desprendimento de aparas durante o fabrico, sendo esta uma vantagem adicional. Como consequência, reduz-se, por exemplo, o trabalho de desbaste durante a fresagem, ao passo que o trabalho de acabamento assume maior importância.

Também a reciclagem dos resíduos está há muito tempo presente na indústria de maquinação de metal. As aparas de metal e outros resíduos da produção são recolhidos pelas próprias empresas de fabrico ou por empresas especializadas de reciclagem de resíduos e reintroduzidos na produção de matérias-primas. Segundo Knienieder trata-se de um processo importante e bastante habitual, sobretudo no caso de metais nobres com teor de cobalto e tungsténio, como os que a Emuge também utiliza para o fabrico de ferramentas.

Outra tendência sustentável dentro da indústria de maquinação de metais sobre a qual muitos visitantes da AMB solicitam informações: em vez de se utilizarem grandes quantidades de refrigerantes e lubrificantes aposta-se cada vez mais na lubrificação com quantidades mínimas. “Este sistema apenas utiliza uma quantidade mínima de óleo para a maquinação, o que logicamente implica uma grande poupança de recursos”, afirma Knienieder. A técnica já se utiliza principalmente para o fabrico em série no seio da indústria automóvel. A tarefa dos fabricantes de ferramentas será agora, segundo as suas palavras, preparar cada vez um maior número de ferramentas para este tipo de utilização. Knienieder vê o maior potencial de poupança de energia no próprio fabrico: “Devemos conseguir reduzir o consumo de energia na produção. Não só para evitar a emissão de CO2, mas também por interesse próprio, do ponto de vista da poupança de custos”. Também a digitalização vai contribuir, na sua opinião, para o desenvolvimento de processos com um reduzido custo energético. Não obstante, a longo prazo é indispensável que as empresas revejam a sustentabilidade de toda a sua cadeia de produção e fornecimento, afirma. Assim, por exemplo, a sua própria empresa deverá no futuro aproximar-se dos fornecedores para estar a par da pegada de carbono do aço bruto adquirido: "Dentro de poucos anos teremos que poder justificar a pegada de carbono de cada um dos nossos produtos.

Portanto, é importante não só documentar o consumo de energia, mas também poder imputá-lo. E, naturalmente, continuar a reduzir as emissões a longo prazo".

Tendo em conta que numerosos potenciais já chegaram ao seu limite, muitos observadores veem uma grande oportunidade na digitalização do processo de produção e não apenas pelos efeitos de transparência. Neste contexto vale a pena estarmos atentos às novidades durante a visita à AMB: “Reposicionámo-nos recentemente no mercado com o nosso sistema Esprit CAM para máquinas CNC. Um aspeto fundamental foi o tema da sustentabilidade”, comenta Kai Lehmann, diretor de vendas e canais da empresa DP Technology. Na sua opinião, um software para a programação de uma máquina-ferramenta deve ser sobretudo fácil de utilizar, tendo em conta a crescente escassez de trabalhadores qualificados. O objetivo, continua, deverá ser chegar de forma rápida e simples ao produto pronto na máquina. “Integrámos uma grande quantidade de conhecimentos no software para conceber a preparação da maquinação de forma sustentável no que diz respeito à programação. Um aspeto essencial é que conseguimos uma elevada reprodutibilidade”, afirma Lehmann. Se cada vez existe um maior número de peças em conformidade entre as peças maquinadas, porque foi melhorada a reprodutibilidade dos processos, isto tem efeitos diretos sobre a conservação dos recursos.

Também a flexibilidade desempenha neste contexto um papel fundamental: “Com a utilização de elementos de inteligência artificial demos uma reviravolta na produtividade. Quando o número de máquinas sem carga é menor e não é necessário adaptar um pedido durante muito tempo, tal implica também um efeito ambiental positivo”, afirma Lehmann. Conseguiu-se graças ao facto de que o software reagirá de agora em diante de forma mais rápida perante situações de mudança. Assim, um trabalho de maquinação originalmente criado para um controlo Siemens poderá também ser realizado rapidamente num Heidenhain e uma maquinação planificada para uma fresadora poderá também ser realizada em poucos passos num torno/fresadora.

A influência concreta que tem a resolução dos desafios clássicos relacionados com a sustentabilidade no âmbito da maquinação de metais é difícil de quantificar. É claro que a proteção das ferramentas e uns cursos das ferramentas eficientes do ponto de vista do tempo e da energia utilizada têm uma influência que se tem de ter muito em conta no balanço global: “Vejamos apenas a otimização da inserção da ferramenta. Aqui, o software já propõe procedimentos com um cálculo tão complexo que não podem ser realizados por pessoas com programação manual no controlo. Assim evitam-se, entre outras coisas, pancadas ou pontos de tensão na ferramenta e consegue-se uma formação de apara homogénea com uma elevada velocidade de maquinação”, comenta Lehmann.

Para além dos aspetos de preparação do trabalho e da própria máquina, a experiência de Lehmann indica que observando também o parque de maquinaria completo e o seu funcionamento é possível encontrar um potencial de otimização. “Quando falamos com os utilizadores damo-nos conta de que o nível tecnológico de cada um é diferente. É certo que não são poucos aqueles que pensam fazer melhorias, mas muitos não são capazes de acompanhar o ritmo dos vertiginosos avanços tecnológicos e de ter uma visão geral de todas as opções”, afirma. Um exemplo são as possíveis melhorias da eficiência geral de uma unidade de produção. Realizando simplesmente uma breve análise dos tipos de máquinas, do aproveitamento, da organização dos turnos, dos tempos de equipamento e dos tempos de manutenção, surgem estratégias para reduzir os tempos de inatividade. “O que é bom para o ROI, também é sustentável neste caso”, resume.

É óbvio que se tivermos em conta as exigências que as alterações climáticas colocam devemos aumentar os esforços. Do ponto de vista de um fornecedor de CAD/CAM, Lehmann vê o caminho já traçado: para aumentar o potencial futuro em questões de sustentabilidade, é necessária uma mudança radical da relação entre fornecedor de software e utilizador. “Muitas empresas pequenas não são capazes de se adaptar aos avanços tecnológicos. Ao mesmo tempo devemos conseguir entrar nas empresas de forma mais individual e profunda no que diz respeito à análise e à otimização. Vejo-nos no futuro mais como parceiros tecnológicos do que como fornecedores. Então, poderemos abordar também ainda melhor os aspetos da sustentabilidade”, prevê, aludindo com isso a uma tendência que se expande por todo o setor.

A Digital Way da AMB 2020 aborda a aplicação prática da digitalização na produção e as soluções que existem.

Também os fabricantes de lubrificantes e refrigerantes investigam e desenvolvem os seus produtos tendo em vista a sustentabilidade. Um exemplo disso é o expositor da AMB, a Oelheld GmbH, que indica que otimiza os seus produtos para “seres humanos, natureza e máquinas”. Para além da funcionalidade e da compatibilidade com os componentes da máquina, a empresa tem em conta a utilização de matérias-primas sustentáveis e concentra-se no desenvolvimento de produtos respeitadores do ambiente e eficientes que, de acordo com as regulamentações, não contenham metais pesados nem hidrocarbonetos aromáticos e que, além disso, sejam inodoros e não irritem a pele. Na sua declaração de princípios, a Oelheld incluiu uma utilização responsável dos recursos e aposta, na sua própria produção, em tecnologia de sistemas e unidades de produção de baixo consumo energético. Os nossos edifícios, como o centro de tecnologia e um edifício corporativo nos E.U.A., foram especialmente concebidos para proporcionar a máxima eficiência energética e dispõem, por exemplo, de uma moderna tecnologia de climatização, de ventilação e de iluminação, afirma a empresa.

Um passo importante para alcançar a neutralidade climática

Em dezembro do ano passado tornou-se público o apoio do Conselho Europeu ao Green New Deal da Comissão Europeia, com a exigência de um plano de ação concreto para se conseguir a neutralidade climática antes de 2050. Matthias Zelinger, porta-voz de política climática e energética da VDMA, explica: “A decisão do Conselho mostra que a UE leva a sério as obrigações decorrentes do Acordo de Paris. O consenso dos 28 estados membros é um importante primeiro passo no caminho para a neutralidade climática. Mas o compromisso político não é suficiente. A transição para uma economia com neutralidade climática é um desafio para todos os setores da sociedade, incluindo a indústria. A VDMA exige desde há algum tempo um enquadramento que estabeleça os incentivos adequados para que as empresas possam realizar a conversão para tecnologias alternativas ecológicas. É animador ver que o Conselho da UE não só salienta a importância dos objetivos, mas que também exige condições estruturais que facilitem a transição para as empresas”.