Método para Desenvolvimento de Fornecedores de Lubrificant2026-040110-160745

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Método para Desenvolvimento de Fornecedores de Lubrificante para Estampagem Automotiva

José Carlos Ferreira1 Luiz Carlos Duclós2

A produção nacional de veículos tem aumentado em valores exponenciais nesta última década. Para acompanhar esta demanda, há o crescimento tecnológico de manufatura de peças estampadas. Os materiais utilizados, como o aço automobilístico, as ferramentas de estampagem, as prensas e todos os acessórios recebem atenção especial para atender as exigências de mercado. Os óleos lubrificantes para estampagem tiveram que se adaptar a este cenário. Nos últimos anos, com os novos designs dos veículos, as peças externas estampadas receberam formas geométricas que exigem do conjunto ferramenta-lubrificante determinadas características. Se o lubrificante não atendê-las, o processo será ineficiente, havendo baixo rendimento do processo.

Palavras chave: Desenvolvimento de Fornecedores. Lubrificante para Estampagem. Estampagem Automotiva.

1 Bacharel em Administração – Universidade Federal do Paraná – Campus Dr. Faivre, Curitiba – MBA em Gestão de Compras de Serviços e Materiais. IBPEX. E-mail: josé.ferreira41@pop.com.br . 2 Ph.D. em Computer Applications in Industrial and Systems Engineering – University of Southern California. Los Angeles. Prof. colaborador do Grupo Educacional UNINTER. E-mail: luiz.duclos@gmail.com.br .

1 INTRODUÇÃO

O processo de estampagem na indústria mecânica é caracterizado pela modificação que se realiza na geometria de uma determinada chapa (PROVENZA, 1987). Neste processo de conformação, as ferramentas são projetadas segundo normas de construção peculiares para garantir o fluxo do material da peça desejada e o seu dimensional. A qualidade do produto final, seja dimensional, seja pela superfície, é avaliada sob normas de inspeção de qualidade padronizadas. Registrase nos produtos estampados para a indústria automotiva a presença de defeitos como, enrugamento, trincas, estiramento, rachaduras, ondulações e picos e caroços, causadas pelo conjunto de ferramentas de estampagem ou pelo processo. As companhias siderúrgicas têm procurado uma melhora tecnológica para o desenvolvimento dos aços produzidos por elas para atender as especificações exigidas dos fabricantes de automóveis.

Para melhor entendimento, a tecnologia de fabricação de um veículo envolve, em sua totalidade, 5% de aço como principal matéria-prima constituinte. Esta matéria-prima é subdivididida por classes e subtipos, dependendo da aplicação no veículo. Estima-se que a indústria do automóvel representa diretamente cerca de 20% da venda mundial de aços planos em bobinas. Assim, também, acompanhando as novas tendências, a indústria de lubrificantes evoluiu, lançando novos lubrificantes para estampagem, como por exemplo, os biodegradáveis, haja vista que as exigências do meio ambiente estão cada vez mais severas e devem estar de acordo com a norma ISO-14000.

Mesmo com um conjunto projetado de máquina e ferramenta com todos os requisitos técnicos é possível a ocorrência de defeitos provocados pelo processo. Isto ocorre em função das propriedades dos materiais empregados, do projeto do conjunto de ferramentas e das variáveis de processo. Para minimizar tais defeitos faz-se necessário que o processo de estampagem, em sua maioria, utilize entre a ferramenta-chapa de aço um fluido líquido denominado óleo lubrificante. Este óleo lubrificante tem como função na estampagem (CARRETEIRO, 1987):

• Diminuição do atrito, transformando o atrito sólido em atrito fluido, evitando a perda de energia;

• Diminuição do desgaste, reduzindo ao mínimo o contato entre as superfícies;

• Manter a temperatura de trabalho, absorvendo o calor de contacto das superfícies, sem um grande aumento do gradiente térmico.

O atrito e a lubrificação são de vital importância nas operações de estampagem e conformação de metais. Um adequado sistema de lubrificação atenua o coeficiente de atrito, distribui as tensões e reduz o carregamento. A condição de lubrificação pode eliminar problemas como o desgaste do ferramental e falhas nas peças, melhorar a distribuição de temperatura entre o ferramental e a peça trabalhada e, às vezes, permite a redução do número de estágios para conformar uma peça, além de melhorar a precisão dimensional do produto final. Sempre que uma superfície se move em relação à outra, haverá uma força contrária a este movimento. Essa força denomina-se força de atrito ou resistência ao movimento desfavorável, dos estados de tensão necessários (CARRETEIRO, 1987).

Segundo descreveu Helman (1993) no processo de conformação dos metais, o atrito está presente em todos os processos. Entre os aspectos relevantes da estampagem mais diretamente ligado ao atrito, pode-se assinalar:

• Alteração, geralmente desfavorável, dos estados de tensão necessários à deformação;

• Produção de fluxos irregulares de metal durante a estampagem;

• Aparecimento de tensões residuais no produto;

• Influência sobre a qualidade superficial dos produtos;

• Elevação da temperatura do material e do equipamento em níveis capazes de comprometer-lhe as propriedades mecânicas;

• Aumento do desgaste da ferramenta;

• Aumento do consumo de energia necessária à deformação.

Apesar desses aspectos desfavoráveis, os processos de conformação e estampagem dependem do atrito, pois se faz necessário para a modelagem do material. Zhong (1993), relatou que o efeito do atrito pode representar funções importantes na maioria das aplicações de engenharia. No processo de conformação de metal, o efeito entre a peça trabalhada e a matriz influencia fortemente o processo de conformação e a qualidade do produto final.

Kobayashi (1989), descreveu que em muitas aplicações de conformação dos metais, a lubricidade e o lubrificante são fatores significantes, determinando diretamente o atrito na interface. Para a avaliação da performance dos vários lubrificantes e a capacidade de determinar a pressão de conformação, torna-se necessário expressar em valores o atrito na interface, em termos de fator ou coeficiente. Lubrificar é aplicar uma substância lubrificante entre duas superfícies em movimento relativo, formando uma película ou filme que evita o contacto direto entre as superfícies, promovendo redução do coeficiente de atrito, minimizando o desgaste e a geração de calor.

Koistinem (1978), mostrou que a presença de um filme lubrificante reduz a quantia do contato direto de superfícies entre a ferramenta e o corpo de prova. Isso aumenta a vida da ferramenta, diminui o desgaste e melhora a qualidade do produto, reduzindo o índice de perda e defeitos na superfície. Os problemas térmicos também podem ser minimizados com uma lubrificação eficiente, permitindo o aumento da velocidade e reduzindo as tensões residuais.

Segundo Kobayashi (1989), a maioria do conhecimento da lubrificação da estampagem e de qualquer conformação é empírica, com pouca informação com base em análise. Conforme Carreteiro (1987), a função precípua do lubrificante é possibilitar que o movimento se faça com um mínimo de aquecimento, ruído e desgaste. Isso é possível, substituindo-se o atrito direto entre duas superfícies metálicas por uma camada ou filme lubrificante que deve ser superior a soma das alturas das rugosidades superficiais das mesmas.

2 REFERENCIAL TÉCNICO SOBRE LUBRIFICANTES DE ESTAMPAGEM

Faz-se necessário o conhecimento técnico do lubrificante para que se tenha êxito no desenvolvimento de fornecedor(es) deste. Apesar da composição química ser uma característica intrínseca e exclusiva do fornecedor de lubrificante, as observações e práticas de produção do cotidiano merecem atenção. Tendo uma arquitetura técnica do produto desejado a discussão e seleção dos fornecedores terá êxito.

2.1 CLASSIFICAÇÃO DOS LUBRIFICANTES

Os modernos lubrificantes são constituídos de óleos básicos que podem ser minerais ou sintéticos, com aditivos. Os lubrificantes se classificam de acordo com o seu estado físico:

• Sólidos: como o almasol (composto químico entre alumínio, magnésio e silício), a grafita, o talco, a mica e o bissulfeto de molibdênio (composto químico entre molibdênio e enxofre);

• Líquidos: como os óleos em geral;

• Gasosos: como o ar e o nitrogênio;

• Semi-sólidos ou pastosos: como as graxas.

Os lubrificantes são classificados, também, de acordo com sua origem:

• Óleos Graxos: foram os primeiros lubrificantes a serem utilizados, sendo mais tarde substituídos pelos óleos minerais. Seu uso nas máquinas modernas é raro, devido a sua instabilidade química, principalmente em altas temperaturas, o que provoca a formação de ácidos e vernizes. Os óleos graxos podem ser de origem animal e vegetal;

• Óleos Minerais Puros: São substâncias obtidas a partir da destilação e refino do petróleo. De acordo com sua estrutura molecular são subclassificados em óleos parafínicos (90% do consumo da indústria nacional), naftênicos (10% do consumo nacional) e aromáticos (não tem finalidade industrial);

• Óleos Aditivados: são óleos minerais puros aos quais foram adicionados sbstâncias chamadas de aditivos, com o objetivo de reforçar, acrescentar ou reduzir determinadas propriedades encontradas no óleo básico;

• Óleos Sintéticos: São produzidos em indústrias químicas que utilizam substâncias orgânicas e inorgânicas para fabricá-los. Estas substâncias podem ser silicones, ésteres, glicerinas, poliglicóis e PAO (polialfaoleolefinas);

• Óleos Compostos: São constituídos de misturas de óleos minerais puros e graxos. A percentagem de óleo graxo é pequena, variando de acordo com a finalidade do óleo. Os óleos graxos conferem aos óleos minerais algumas propriedades características, melhorando o desempenho até certo limite.

2.2 PRINCIPAIS PROPRIEDADES DOS LUBRIFICANTES DE ESTAMPAGEM

Os lubrificantes usados para Estampagem de alta produtividade nas indústrias automotivas são óleos no estado físico líquido, podendo ser minerais ou sintéticos. Independente da sua origem, as propriedades destes devem ser previamente conhecidas, seja por meio de especificação técnica do equipamento, em seu manual de operação, ou pela análise em laboratório da amostra do lubrificante que está sendo utilizado no momento, ou ainda, pela própria especificação técnica do lubrificante adquirido e utilizado no momento. A alternativa mais adequada para encontrar tais propriedades é previamente avaliar em quais das condições anteriores o desempenho do processo foi relativamente melhor, sem prejuízo à produção e qualidade do produto.

2.2.1 Viscosidade

É a característica mais importante de um óleo lubrificante. Ela determina a resistência interna oferecida pelas moléculas de uma camada de óleo, quando esta é deslocada em relação à outra (Viscosidade Absoluta ou Dinâmica). A razão entre a viscosidade absoluta e o peso específico ou densidade relativa do fluido é denominada Viscosidade Cinemática. Esta é a mais usual em especificações técnicas de lubrificantes. No Sistema CGS a viscosidade cinemática tem sua unidade em Stokes (St) e é determinada por equipamentos denominados de viscosímetros. A viscosidade é inversamente proporcional à temperatura.

2.2.2 Índice de Viscosidade (VI)

Mostra como varia a viscosidade de um óleo conforme as variações de temperatura. Os óleos minerais parafínicos são os que apresentam menor variação da viscosidade, quando varia a temperatura e, por isso, possuem VI mais elevados que os óleos básicos naftênicos. Parafínico ou Naftênico é uma subclassificação dos óleos minerais, de acordo com o tamanho da cadeia carbônica, diretamente ligado a origem da extração do petróleo.

2.2.3 Densidade Relativa

É a relação entre a densidade do óleo à 20ºC (60ºF) e a densidade da água à mesma temperatura. Na linguagem dos lubrificantes a densidade do óleo tem como unidade o ºAPI ou º Baumé. Isto significa que se a densidade da água é igual a 1 o óleo é 10, na escala API ou Baumé.

2.2.4 Ponto de Fulgor ou Flash Point

É a temperatura mínima em que pode inflamar-se o vapor do óleo, no mínimo durante 5 segundos. O Ponto de Fulgor é uma importante informação quando se trata de lubrificantes que operam à altas temperaturas.

2.2.5 Ponto de Combustão É a temperatura mínima em que se sustenta a queima do lubrificante.

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