Método para Desenvolvimento de Fornecedores de Lubrificant2026-040110-160745

Método para Desenvolvimento de Fornecedores de Lubrificant2026-040110-160745

(Parte 3 de 4)

Estampado (Lateral Direita 4Portas) Fonte : w.schuler.com.br (2009); Volkswagen do Brasil (2009)

Figura 03 – Linha robotizada de soldagem porFigura 04 – Tipo de defeito após contato Pintura Fonte : Volkswagen do Brasil (2009)Fonte : BASF (2007)

A Fase 1 do desenvolvimento de fornecedores de lubrificante para estmpagem automotiva requer o conhecimento e experiência do mesmo em todos os processos de manufatura. Essas exigências são necessárias porque o produto a ser desenvolvido passa por muitas variáveis de processo e condições ambientais. O lubrificante é utilizado no processo de Estampagem (Figura 2) por meio de pulverização ou até mesmo, em processos menos automatizados, manualmente (por pincel), durante a estampagem com a ferramenta de estampar (denominada de Estampo). O produto obtido deste processo é uma peça unitária que deverá estar de acordo com os padrões de qualidade estabelecidos. A superfície regular, livre de rugas, e a isenção de rachaduras (defeito que pode, também, ser causado por falta de lubrificação ou por lubrificante de características inadequadas ao processo) são atributos de qualidade superficial exigidos. A não aprovação da peça estampada por falta destes atributos ocorrerá em retrabalhos e refugos. Estes retrabalhos incorrem em desperdícios de tempo, mão-de-obra, materiais e custos diretos, prejudicando a eficiência global do processo.

A Figura 3, mostra uma representação do processo automatizado de soldagem. O desenvolvimento deve ser robusto, de tal forma que o fornecedor tenha experiência neste processo. A soldagem por contato é o processo que emprega a força de contato entre duas chapas e a passagem de uma determinada corrente elétrica em um determinado tempo, podendo ou não, ser distintas em espessura, em características físico-mecânicas ou até químicas. É neste processo de soldagem que há a união de várias peças que formam um conjunto completo. O lubrificante neste processo deve ter características dielétricas, ou seja, não pode interferir na eficiência da passagem da corrente elétrica. O não atendimento desta característica ocorrerá em produto reprovado, pois afetará a qualidade da união das chapas, quando submetidas a ensaios de Resistência a Tração, nos pontos de uniões do conjunto. A

Figura 4 nos revela a preocupação neste desenvolvimento de forma ampla. O processo de Pintura Cataforética empregada, na atualidade, pelas grandes montadoras de veículos requer atenção. Um lubrificante mal desenvolvido pode ser o responsável pela parada de produção por motivo da má qualidade da pintura. Neste processo, os veículos passam por determinados banhos para garantir a qualidade da Pintura. Se o lubrificante impregnado desde o processo de Estampagem (finalidade de proteção) não estiver compatível com os produtos químicos dos banhos da Pintura, ocorrerá uma reação química. O produto desta reação química aumentará a tensão superficial da chapa e a deposição de tinta não ocorrerá. O defeito que se apresentará é denominado de cratera. Este defeito ocorrerá na Pintura. Pode este defeito ser eliminado no processo de lixamento, que será determinante para a redução de velocidade do processo, devido ao retrabalho na superfície. Como o lubrificante está impregnado à chapa e todo o veículo é imerso ao banho de proteção, antes da Pintura, é certo que haverá contaminação geral. Para continuar o processo é preciso retirar o banho, lavar muito bem o equipamento e repor o banho. A filtragem contínua deste(s) banho(s) deve ser contínuo e eficiente. O custo e o prejuízo são elevados por omissão na formulação adequada do lubrificante a este processo.

A Fase 2, da metodologia de desenvolvimento, envolve as questões ambientais do produto e a responsabilidade social do fornecedor. As exigências neste âmbito são severas. Faz-se necessário que os fornecedores nesta etapa, demonstrem o seu compromisso com o meio-ambiente, fornecendo o documental que comprove o registro em Órgão Certificador Ambiental renomado, conferindo-lhe a ISO-14000. Fornecedores que estão em vias de receber tal Certificação devem comprovar por documentos protocolados o andamento desta exigência. Casos em que fornecedores não comprovem esta situação, estarão desclassificados nesta etapa. A Indústria Automobilística, além de pioneira na Certificação Ambiental tem por obrigação exigir dos seus fornecedores e produtos o mesmo compromisso. A norma VDA 232-201 (2003) exige dos fornecedores a obrigatoriedade, sob pena de exclusão, de reportar os elementos químicos que compõem a formulação do produto lubrificante a ser oferecido no processo de construção do veículo.

2.1.4Relativamente à composição, todos os produtos envolvidos devem corresponder à VDA 232-101 “Lista de substâncias sujeitas à obrigatoriedade de declaração” emitida pela Associação Alemã dos Fabricantes de Veículos Automotores (SONNENBERG, 2003, p. 2). 2.2.3Não são permitidos compostos de cloro e bário (SONNENBERG, 2003, p.2). 2.3.1Requisitos químico-físicos como odor, deve ser suave, característico do tipo, não incoveniente (SONNENBERG, 2003, p.2).

As especificações acima, de acordo com a norma automotiva VDA, assegura uma série de informações toxicológicas exigidas aos fornecedores de lubrificantes de estampagem. Estas informações deverão ser comprovadas mediante ensaios em laboratório técnico de análise ambiental. As informações relevantes que asseguram a correspondência às especificações acima, são:

• Grau de toxidade na inalação; • Grau de irritação epidérmica;

• Grau de irritação ocular;

• Grau de toxidade na ingestão;

• Sensibilidade;

• Efeitos específicos;

• Controle de exposição e proteção individual.

As informações determinadas acima estão diretamente ligadas à composição química do lubrificante. Os aditivos empregados para obtenção das características mecânicas do lubrificante influenciam nestas informações e no grau de toxicologia do produto.

2.9.1Os produto envolvidos devem ser isentos de substâncias danosas a filmes úmidos de pintura (p.ex. silicone, politetrafluoretileno), causadores de crateras (SONNENBERG, 2003, p.5).

A norma VDA determina que os elementos citados acima devem ser exclusos na formulação da composição do lubrificante. De acordo com a Figura 4, as crateras provocadas por estas substâncias e seus derivados, são minúsculos pontos não recobertos pela tinta ou por outro protetor superficial, havendo a possibilidade de corrosão e do seu alastramento pela superfície interna da proteção. Este defeito, quando apresentado em ensaios de um veículo acabado é extremamente inconveniente. Os lubrificantes de estampagem automotiva não devem conter elementos químicos em sua formulação e aditivação que comprometam a formação das crateras no processo de pintura. O fornecedor deve atender a exigência, Removibilidade, requerida pela norma VDA 230-201 para os lubrificantes de estampagem automotiva.

2.10 Removibilidade Os produto envolvidos devem ser completamente removíveis, sem efeitos colaterais, via jateamento, imersão e através de procedimentos combinados de jateamento e imersão, com agentes químicos de limpeza ácidos, de alta alcalinidade, predominantemente os chamados produtos de alcalinidade moderada. O resultado desta exigência será satisfatório no atendimento integral: 1. Após oleamento recém aplicado; 2. Após os testes de corrosão; 3. Após 4 semanas de armazenamento sob as condições da Norma VDA 230-201 (item 4.3), com posterior armazenamento ao calor por 20 min à 180 (+-2) ºC (SONNENBERG, 2003, p.5).

A exigência ao atendimento deste item da norma é rigorosa. Percebe-se que o fornecedor deve atentar ao Método de Remoção do lubrificante à superfície e quanto a reação química, se houver, quando do uso de agentes químicos de limpeza. Além disso, três condições são obrigatórias ao atendimento: logo após a estampagem, após os testes de corrosão sem a proteção de tinta ou proteção cataforética e após armazenamento da peça estampada com o lubrificante, aplicando calor. Estes ensaios espelham o real processo de fabricação automotiva e eliminam o fornecedor que não tenha experiência neste ramo de produção, porque há complexidade na parametrização do produto, não somente ao processo de estampagem como os demais processos de manufatura. O fornecedor necessita de parcerias com outros fornecedores, seja com fornecedores de chapas de aço, fornecedores dos banhos químicos de proteção cataforética ou mesmo com o fornecedor de tinta automotiva. Esta parceria trará um repasse de informações úteis ao fornecedor do lubrificante, adequando o desenvolvimento do produto ao processo de modo rápido e seguro.

A Fase 3, Análise das Propriedades, são os ensaios, ainda em laboratório que representam as características físico-químico-mecânicas do lubrificante de estampagem. De acordo com a seção 2.2 há diversas características a serem atendidas, de acordo com a especificação ou pelo acordo de desenvolvimento inicial. Nesta fase, alguns fornecedores foram eliminados pela etapa anterior. O número de fornecedores são menores. O critério de avaliação é a confiabilidade do produto de acordo com a especificação inicial, se houver. Em caso da não existência de uma especificação do produto desejado, o fornecedor terá maior argumento que o cliente. Isto não é admissível. Faz-se necessário, nesta fase, o conhecimento do que se deseja adquirir. Em vias de regra, a Análise das Propriedades é uma necessidade de se atribuir valores técnicos ao produto adquirido. Estes valores passam a ser referência dentro de uma especificação inicial. Esta referência, em conjunto com a especificação, será o ponto de origem de um controle do fornecedor e de seu produto. Este controle de fornecimento, por meio das informações obtidas, seja por um certificado emitido pelo fornecedor ou, seja por análise amostral em laboratório do cliente-comprador, pode se transformar em uma ferramenta de desempenho da estamparia. Usando a Carta CEP, p.ex., para determinadas características, p.ex., viscosidade e densidade, pode-se obter informações cruzadas com o desempenho da estampagem, mediante a qualidade do produto estampado. É válido atentar que estas características não devam ser as únicas que determinarão o desempenho de qualidade do processo. Outros parâmetros como ajuste de ferramentas de estampar (estampo), parâmetros de prensa (força de estampagem e velocidade), características de matéria-prima como a resistência a tração, alongamento e espessura, pressão de oleamento da chapa, quando o método de aplicação for por pulverização, p.ex., devem ser observados.

As Propriedades convencionais que há necessidade de controle e ensaios de desenvolvimento do fornecedor são:

• Viscosidade Cinemática à 100ºF (= 40ºC); • Densidade à 60ºF (=20ºC);

• Ponto de Fulgor (ASTM D 92);

• Ponto de Combustão ou Ebulição;

• Teor de água (DIN ISO 3733).

Observamos que as características acima são quantitativas e não qualificam se o fornecedor terá êxito ou não no desenvolvimento. Elas assumem caráter indicativo e de um futuro controle de processo x qualidade. Um lote de lubrificante fornecido que apresente, p.ex., a coloração diferente dos demais lotes recebidos, deve ser registrado e comunicado ao fornecedor. É possível uma variação de coloração da matéria-prima integrante ao lubrificante, mas não indicativo de problema grave que se possa rejeitar. Porém, esta observação é importante para o usuário, na estampagem. A mesma variação de cor da matéria-prima integrante da composição poderá ser um indício de determinado componente não agir de forma adequada, provocando defeitos e transtornos de processo. Neste caso, quando há transtornos evidenciados no processo e na produtividade da estamparia, os ensaios deverão ser mais intensificados na contra-amostra, para obtenção de uma informação precisa da composição. Estes ensaios de contra-prova deverão ser realizados em laboratórios do fornecedor e de um terceiro autorizado e certificado. Os métodos de ensaios deverão ser padronizados para ambos. O resultado final deverá ser comparado e o fornecedor deverá, de forma técnica, argumentar sobre a causa. Isto tornará o crescimento tecnológico de ambos e o controle do processo do fornecedor, específico para aquele cliente mais exigente. Plano de ação e a correção para o lote próximo são determinações que o usuário comprador deve exigir deste fornecedor.

A Fase 4 é a etapa que não há valor padronizado. É um valor atribuído em ensaios de laboratório que são traduzidos, quando comparados com outro fornecedor a um valor-referência. Os ensaio de Lubricidade, por ser intrínseco ao desenvolvimento, deve ser discutido com a área técnica do fornecedor. Isto porque há uma série de fatores que podem levar a erros de interpretação e, quando se trata de um produto desenvolvido em parceria, faz-se necessário a troca de informações e observações quanto ao resultado.

Koistinen (1978) descreveu que o tipo de regime de lubrificação na operação de estampagem tem uma forte influência na condição de atrito, além de minimizar o desgaste da ferramenta e melhorar a qualidade superficial da peça produzida. O atrito se torna muito importante, quando formas geométricas de três dimensões são conformadas por estiramento, estampagem profunda ou outra combinação. No estiramento puro, a chapa é fixada por um subconjunto da ferramenta, denominado prensa-chapas, como mostra a figura 05, abaixo.

Figura 05 – Processo de Estiramento Fonte : Booser (1983)

O prensa-chapas é uma alternativa de projeto utilizado na estampagem de chapas com espessura inferior ou igual a 1,2mm. As partes externas constituintes de um veículo são dotadas de espessuras que variam de 0,60 à 0,75mm. Logo, o uso de prensa-chapa é necessário. Koistinen (1978), mostrou que a presença de um filme lubrificante reduz a quantia do contato direto de superfícies entre a ferramenta e a chapa. Isso aumenta a vida útil da ferramenta, diminui o desgaste e melhora a qualidade do produto, reduzindo o índice de perda e defeitos na superfície. Segundo Kobayashi (1989), a maioria do conhecimento da lubrificação da conformação de metais, p.ex., estampagem, é empírica, com pouca informação fundamentada em

Prensa- Chapa análises. Desta forma, testes simulatórios comparativos são praticados para obtenção de informações não conclusivas mas, auxiliares à determinação de parâmetros próximos ou melhores ao existente. Assim, há uma garantia de que nos testes de laboratório as falhas serão minimizadas, atenuando possíveis falhas em produção. Freire (2003), listou alguns tipos de ensaios simulatórios, utilizados para os Testes de Lubricidade em Estampagem. São eles:

• Teste de Dobramento; • Teste de Dobramento-Estiramento;

• Ensaio Erichsen, Olsen e Nakazima;

• Teste do punção abaulado;

• Teste de expansão de furo;

• Teste rápido de copo (Swift);

• Teste de copo cônico (Fukui);

• Teste de enrugamento por copo cônico;

• Teste de flambagem (Yoshida);

• Teste de retorno elástico (Spring back).

A norma VDA 230-201 trata o item Lubricidade na seção de Propriedades de atrito:

2.6 Propriedades de Atrito Para atender à designação Lubrificante o comportamento tribológico do óleo anticorrosivo deve ser melhorado através de adequada aditivação de modo que, na transformação seja necessária a menor quantidade possível de outros lubrificantes auxiliares ao processo. Exigências:

As pressões superficiais até 12N/mm2 , os lubrificantes têm a função de evitar fenômenos negativos como soldagens a frio (Grimpagem) e/ou defeitos Stip-Slick (Agarra-Desliza). (SONNENBERG, 2003, p.4).

Vemos a importância do ensaio de lubricidade, mesmo sendo um ensaio empírico comparativo. Em estudos recentes de desenvolvimento de fornecedores para lubrificante de estampagem, obtiveram-se informações acerca deste ensaio, resultando uma coletânea de dados que se transformaram em características determinantes ao desenvolvimento. A Tabela 01, elaborada a partir dos estudos conclusivos de Freire (2003), demonstra que o Ensaio Erichsen, adaptado, pode ser utilizado como alternativa no desenvolvimento de fornecedores. Isto porque a diferença de resultado entre o modelo experimental, utilizando o Ensaio Erichsen, e o modelo matemático, utilizando Elementos Finitos, possuem pequena diferença. Na prática, estas diferenças são desprezíveis (FREIRE, 2003).

Este trabalho alcançou os objetivos previstos inicialmente, dentro da metodologia proposta, que foi verificar a influência do lubrificante no processo de estampagem, usando o Ensaio Erichsen. Os resultados experimentais e numéricos mostram que a mudança de condição de lubrificação influencia muito nos resultados obtidos (FREIRE, 2003, p.141).

Tabela 01 – Ensaio Erichsen de Lubricidade: Comparativo entre fornecedores Fonte : Autor (2008)

De acordo com a Tabela 01, vemos que o fornecedor B é o atual. O fornecedor A é importado e o fornecedor C, nacional. A média dos valores do Ensaio Erichsen, mostra que o fornecedor nacional tem seu índice de estampabilidade reduzido, quando comparado aos demais fornecedores. Isto significa que a sua lubricidade e poder de lubrificação é menor que os demais. Proporcionalmente a estes valores, significa, também, que o coeficiente de atrito deste lubrificante é maior que os demais. Logo, sua capacidade de carga para suportar a pressão de trabalho é, também, menor. O objetivo em apresentar a Tab. 01 é a importância do Ensaio de Lubricidade no desenvolvimento de fornecedores. Para um completo estudo, neste requisito, outros fornecedores, aprovados em etapas anteriores, completariam a tabela acima. Desta forma, estudos aprofundados podem ser realizados. Ensaios de variabilidade de viscosidade e de aditivação Extrema-Pressão (EP), são exemplos de estudos completos em que se pode encontrar o fornecedor mais adequado e, até mesmo, superior ao fornecedor benchmark atual.

Os ensaios como Fourball e o Erichsen adaptado, são ensaios alternativos de desenvolvimento, quando o fornecedor não possui em seu laboratório o equipamento prescrito na norma VDA 230-201 (seção 5.6). Esta exigência, determinante para aprovação de fornecedores de lubrificante para estampagem automotiva, pode ser executado em laboratórios de terceiros, credenciados ou, até mesmo em laboratórios no exterior. Como os resultados seriam de médio a longo prazo, em detrenimento ao cronograma de desenvolvimento e até mesmo a urgência de desenvolver um novo fornecedor, os ensaios Fourball e Erichsen adaptado, são alternativas do momento que podem responder a estes requisitos, com incerteza de precisão do resultado (apenas como comparativo).

A Figura 07 apresenta o equipamento destinado ao ensaio de Lubricidade de acordo com a norma VDA 230-201 para os fornecedores de lubrificante de estampagem automotiva. A própria norma VDA mostra e informa os detalhes do equipamento e dos parâmetros de ensaio. As demais Figuras (6 e 8) mostram o equipamento Fourball e o resultado dos ensaios alternativos Erichsen adaptado.

Figura 06 – Ensaio Fourball Fonte: Rhenus Lubrificants (2007)

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