Maquinação sustentável: para as empresas, os trabalhadores e o planeta

Quando se trabalha com metais, uma escolha inadequada da ferramenta ou da estratégia de maquinação pode fazer a diferença entre sucesso e fracasso. O desperdício de material, a baixa produtividade e a rejeição de peças são sinais de um processo de maquinação inadequado. Também são sinais de uma maquinação insustentável. Com as ferramentas e os processos corretos, podemos alcançar ganhos em sustentabilidade na maquinação. Porém, muitas fábricas ainda não compreendem estas vantagens. Neste artigo, Matilda Gynnerstedt, diretora de gestão de produtos da Sandvik Coromant, explora as ferramentas e tecnologias que impulsionam a produtividade, reduzem o desperdício e melhoram a sustentabilidade da maquinação.

Os metais são a espinha dorsal do mundo industrializado da atualidade. Do aço nos edifícios e do alumínio nos automóveis, ao titânio nas aeronaves modernas e ao cobre encontrado em componentes eletrónicos, os metais são elementos importantes em toda a economia. E a sua prevalência não vai diminuir. À medida que os governos do mundo inteiro implementam planos de descarbonização, a procura por tecnologias renováveis verá a nossa dependência dos metais continuar a aumentar. Na realidade, o Roteiro de Tecnologia de Aço e Ferro da Agência Internacional de Energia (AIE) estima que a procura mundial de aço aumente mais de um terço entre o momento atual e o ano de 2050.

Entretanto, conforme a procura por metais aumenta, também aumentam as expectativas sobre o modo com que os metais são obtidos, produzidos e usados na manufatura.

A produção de metais é considerada um processo que liberta muito carbono. Apesar de ser verdade que a produção de aço gera muitas emissões, o setor tem feito avanços bem-sucedidos no sentido de reduzir este efeito. Os aços verdes, por exemplo, substituem o carvão coqueificável, tradicionalmente necessário para a fabricação de aço a partir do minério, com hidrogénio e eletricidade renovável. Isto pode reduzir drasticamente as emissões de carbono do processo de produção de metal.

Embora inovações recentes, como o aço verde, possam trazer um futuro mais sustentável para o setor metalúrgico, existem várias outras tecnologias que podem tornar os processos metalúrgicos mais sustentáveis. Os fabricantes devem incorporar estes métodos se quiserem enfrentar os desafios da sustentabilidade do futuro.

Para as fábricas encarregadas de maquinar metais difíceis nas formas desejadas, com tolerâncias apertadas e a máxima qualidade de superfície, a experiência e as ferramentas certas são essenciais. Especificamente, a ferramenta deve ajudar a deixar o processo de maquinação mais eficiente e com menos resíduos e promover grandes benefícios de sustentabilidade.

A taxa de rejeitados é um fator que impede uma fábrica de atingir o seu máximo desempenho. As situações comuns que geram rejeitados incluem o uso de ferramentas erradas, erros humanos na programação da máquina e variações não detetadas na matéria-prima que causam problemas imprevisíveis de maquinação. Além disso, os rejeitados têm um enorme efeito sobre o ambiente se não forem reciclados. O Banco Mundial estima que os resíduos produzidos pelo setor, à escala mundial, são 18 vezes maiores do que os resíduos sólidos produzidos pelos municípios de todo o mundo.

Para que possam reduzir as taxas de rejeitados, as fábricas devem implementar os parâmetros de corte e os set-ups corretos das ferramentas. A falha em assegurar estes fatores pode gerar desgaste irregular da ferramenta e vida útil imprevisível da pastilha - que leva à rejeição de peças e, por sua vez, ao desperdício.

A escolha da ferramenta é especialmente importante para reduzir o resíduo no torneamento, uma operação comum de maquinação em torno. Um torneamento eficiente do aço pode ser alcançado através da redução de refugo e rejeição de peças, como parte de uma estratégia eficaz para reduzir o custo de produção dentro de um set-up de maquinação existente. A estratégia pode incluir a maximização do uso da máquina ou a escolha de soluções de ferramentas mais confiáveis, como a pastilha, para reduzir o custo por peça.

Mas, quais são as características de uma ferramenta mais confiável? Classes de torneamento que proporcionem vida útil longa e previsível da ferramenta, com bom controlo de aparas, devem ser consideradas para se obter uma maquinação segura e produtiva. A seleção de uma ferramenta com maior vida útil, combinada com maior resistência ao desgaste e ao calor, pode produzir benefícios tangíveis como a minimização de paragens não planeadas ou a redução do desperdício do material da peça ou da própria pastilha de metal duro. Todas essas pré-condições são necessárias para uma maquinação sustentável. A dedicação da Sandvik Coromant ao uso de materiais reciclados nas suas classes de torneamento também é um fator importante que torna a manufatura dos clientes mais sustentável. Um dos critérios do nosso projeto de desenvolvimento é aumentar o uso de materiais reciclados nas nossas ferramentas, assim como reduzir o resíduo.

Assim como a consciencialização sobre a sustentabilidade está a ganhar força em praticamente todos os setores, o mesmo acontece com a transformação digital. Numa pesquisa com mais de 400 empresas de manufatura mundiais, 94% dos entrevistados indicaram que a Indústria 4.0 ajudou a manter as suas operações durante a pandemia. Os desafios da Covid-19 também serviram como um alerta para os fabricantes atrasados na implementação de estratégias da Indústria 4.0.

As vantagens da Indústria 4.0 para os fabricantes são, agora, bem conhecidas. Ela ajuda os gestores e trabalhadores a tomar decisões mais bem informadas, gera maior produtividade, pode reduzir erros de produção e proporciona maiores lucros. Porém, um benefício menos percebido da Indústria 4.0 é o papel crucial que ela desempenha na sustentabilidade.

Historicamente, os gestores de fábrica baseiam as suas decisões de maquinação na sugestão e experiência dos seus trabalhadores. As máquinas conectadas através da Internet das Coisas (IoT), por outro lado, podem melhorar a inestimável experiência dos trabalhadores humanos e oferecer novas possibilidades de transparência, planeamento otimizado e produção agilizada. Com isto em mente, hoje em dia, há diversos serviços digitais que podem ajudar os fabricantes a implementar processos de produção mais sustentáveis.

Um bom ponto de partida para iniciar qualquer estratégia de sustentabilidade é realizar uma auditoria do status atual de uma fábrica com informações baseadas em dados. Esta abordagem pode identificar várias áreas de ineficiência que podem impedir a produtividade e a sustentabilidade de uma fábrica. Por exemplo, se a fábrica registar desgaste prematuro das ferramentas, acabamentos superficiais abaixo do padrão ou tempos prolongados de inatividade da máquina, então os dados recolhidos por sensores podem ajudar os operadores a fazer melhorias informadas no seu processo de maquinação de maneiras que ajudem a reduzir o resíduo e aumentar a eficiência energética.

O Programa de Melhoria de Produtividade (PIP) CoroPlus é uma solução para estas dificuldades. O PIP é um processo estruturado e comprovado que pode ser realizado numa única máquina, numa cadeia de processos ou em toda a fábrica. Para iniciar o processo, os especialistas da Sandvik Coromant identificam ineficiências na produção e, a partir daí, implementa soluções de monitorização de máquinas que fornecem informações e dados em tempo real. Esses dados podem ser acedidos remotamente para fornecer uma análise aprofundada de uma célula de produção completa, até à ferramenta de corte.

O PIP CoroPlus pode auxiliar os fabricantes a reduzirem custos e ineficiências, mas também a tornar o processo de manufatura mais sustentável. Ao garantir que as máquinas funcionem da maneira mais eficiente possível e ao reduzir o tempo de maquinação, o programa pode eliminar os resíduos e reduzir o consumo de energia. Não menos importante, os principais ativos, as pessoas do local, terão melhores condições de trabalho sabendo que os processos de maquinação são uniformes, estáveis e previsíveis.

Algumas decisões mal informadas podem fazer a diferença entre a maquinação produtiva e sustentável de metais e um processo de maquinação desperdiçador. Entretanto, à medida que nos tornamos mais conscientes do efeito do setor metalomecânico sobre o ambiente, surgem inovações que podem melhorar significativamente as qualificações do setor. Isto inclui encontrar formas mais sustentáveis de não apenas produzir, como também maquinar metais de forma benéfica para as pessoas, o planeta e os lucros.