Tolerâncias do laser: os engenheiros podem especificá-las, mas se não forem realmente necessárias, elas só estão lhe custando dinheiro!

Publicado em 07/03/2019
Publicado por Hypertherm

Embora o laser e o plasma cortem metal usando um processo térmico, eles funcionam de maneiras muito diferentes. Independentemente do tipo — CO2 ou fibra — o laser usa um intenso e coerente feixe de luz monocromática criado por uma emissão estimulada de radiação eletromagnética. Uma das vantagens de um feixe de luz focado é que ele pode cortar a tolerâncias extremamente precisas. Há menos variabilidade no processo. Geralmente, um laser pode conter tolerâncias dimensionais de partes cortadas inferiores a 0,25 mm.* Por outro lado, o plasma usa um gás energizado no ponto de ionização para criar um arco superconcentrado que focaliza a energia a uma temperatura extraordinariamente alta. Isto resulta em tolerâncias dimensionais de peças cortadas de cerca de 0,5 mm,* com o uso de um sistema de plasma X-Definition®.

Há concessões a serem consideradas nas especificações de tolerância e de processo de fabricação, e uma delas é o custo gerado pelos requisitos desnecessariamente rigorosos, as diferenças entre as tolerâncias do laser e do plasma, conforme descrito acima, são quase que a espessura de um cartão de visita comum! Assim, antes de pedir pela “qualidade de laser” ou fazer uma intermediação para que equipamentos a laser e as atualizações de instalações acomodem o novo equipamento, você deve se perguntar: “Eu preciso mesmo dessas tolerâncias tão rigorosas nessa peça?”

Custos ocultos da tolerância mais rígida

Como regra geral, tolerâncias dimensionais mais rígidas geram custos adicionais em sua operação de fabricação e nos produtos. Se a forma, o ajuste ou a função da peça realmente não exigir uma tolerância precisa, essas especificações mais rigorosas sobrecarregam sua operação com custos desnecessários, custos que podem reduzir os lucros ou colocar a empresa em desvantagem em relação à concorrência, ou ambos!

Pedir tolerâncias mais precisas do que as necessárias pode comprometer o dinheiro das suas operações das seguintes maneiras:

  • O custo inicial da ferramenta mecanizada necessária para fornecer as tolerâncias. No caso de um sistema a laser em comparação a um sistema de plasma X-Definition, XPR™, o custo de investimento diferencial pode ser de muitas centenas de milhares de dólares. Os investimentos significativos impactam o balanço patrimonial e as despesas de depreciação de uma empresa.
  • O custo do equipamento de inspeção. Tolerâncias mais rigorosas geralmente se correlacionam com custos mais altos de equipamentos de inspeção. Se as suas tolerâncias puderem ser medidas com uma fita métrica ou outro equipamento de baixa tecnologia, o custo do seu equipamento de inspeção é mínimo. Se, por outro lado, as tolerâncias exigirem uma ferramenta de medição mais sofisticada, por exemplo, uma MMC (máquina de medição por coordenadas), seu custo de investimento poderá chegar a US$ 120 mil. Pior ainda, se você especificar tolerâncias que não conseguir medir com precisão, você pode estar gastando dinheiro em algo que não está obtendo.
  • Frequência de medição e treinamento necessários para implementar o regime de medição. Geralmente, quanto mais precisas as tolerâncias, mais frequente é a necessidade de medição e mais treinamento se faz necessário para usar o equipamento de medição. Usando o exemplo anterior, o nível de treinamento e de salário exigido para um empregado medir as tolerâncias usando uma fita métrica é muito diferente de um funcionário que usa uma MMC.
  • Sucata. Outro aumento de custo está relacionado com a sucata. O processo usado para cortar deve ter capacidade comprovada no atendimento das tolerâncias especificadas. Se a capacidade estiver no limite ou se a capacidade puder se degradar com o tempo, é provável que haja uma taxa maior de sucata.
  • Problemas da cadeia de fornecimento. Definir tolerâncias mais restritas também pode limitar sua capacidade de terceirizar ou de encontrar fornecedores capacitados. A concorrência entre os fornecedores pode ser reduzida, o que, por sua vez, pode resultar em um preço mais alto.
  • Menor produtividade. O requisito de tolerâncias mais rígidas pode ter o efeito de reduzir a velocidade de corte e a produtividade. Dependendo do tipo de material e espessura, os resultados podem ser custos operacionais substancialmente maiores e menos peças produzidas em cada período.

Para otimizar os lucros, considere a implementação de um processo rigoroso de DFM (Design for Manufacturability) com engenharia e operações, para que as peças sejam dimensionadas e especificadas adequadamente para as funções que elas desempenham.

Se uma peça vai da mesa de corte para o compartimento de soldagem onde, por exemplo, a tolerância da solda pode exceder em muito a tolerância dimensional permitida pela especificação da peça, as tolerâncias restritas especificadas no projeto da peça podem não fazer sentido.

Não fique preso na mentalidade de quanto mais apertado melhor quando se trata das tolerâncias. As especificações das peças devem ser consideradas com atenção no custo das peças e nas concessões funcionais para evitar investimentos e custos de fabricação desnecessários.

 

*As tolerâncias dimensionais podem variar de acordo com a espessura do metal que está sendo cortado.

Publicado em 07/03/2019
Publicado por Hypertherm

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