Análise das implicações do uso dos novos aços de alta resistência mecânica na indústria...

Análise das implicações Análise das implicações do uso dos novos aços do uso dos novos aços

de alta resistência mecânica de alta resistência mecânica na indústria automobilísticana indústria automobilística

Análise das implicações Análise das implicações do uso dos novos aços do uso dos novos aços

de alta resistência mecânica de alta resistência mecânica na indústria automobilísticana indústria automobilística

Adilson Tenório da SilvaAdilson Tenório da SilvaGeneral Motors do Brasil Ltda

Adilson Tenório da SilvaAdilson Tenório da SilvaGeneral Motors do Brasil Ltda

Congresso SAE Brasil 2004 – São Paulo – novembro de 2004

SumárioSumárioSumárioSumário• Introdução• Aspectos a considerar

• Geometria da peça• Ferramenta• Equipamento• Processo de estampagem• Processo de solda• Volume de produção• Avaliação em peças existentes

• Conclusão

IntroduçãoIntrodução IntroduçãoIntrodução

Nos últimos anos a indústria siderúrgica tem desenvolvido novas famílias de aços de alta resistência mecânica, inclusive impulsionada pelo Projeto ULSAB, cujos resultados mostraram a possibilidade de uso intensivo desses aços na indústria automobilística.

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IntroduçãoIntrodução IntroduçãoIntrodução

Em diversos eventos, ao longo dos últimos anos, as usinas brasileiras e também algumas estrangeiras têm se manifestado aptas a produzir os novos aços de alta resistência mecânica, como Dual Phase e TRIP, e que só depende das montadoras sua utilização em grande volume.

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IntroduçãoIntrodução IntroduçãoIntrodução

No entanto, a utilização massiva desses aços não é tão simples como pode parecer à primeira vista. Muitas práticas precisam ser reformuladas para se adequar às características desses novos aços. Neste trabalho serão apresentadas algumas análises daquilo que precisa ser repensado para atingir esse uso intensivo esperado pelas usinas.

Aspectos a considerarAspectos a considerarAspectos a considerarAspectos a considerar

1-Geometria da peçaAços de alta resistência mecânica implicam em nova conceituação da peça estampada. Devem ser projetadas visando:

• Estampar por embutimento• Formar num único estágio• Transições suaves• Profundidade de repuxo uniforme• Prever nervuras para restringir ret. elástico• Maiores tolerâncias dimensionais.

Geometria favorávelGeometria favorávelGeometria favorávelGeometria favorável

extremidade aberta

transições suavesnervuras

2-Projeto e construção da ferramenta Precisam se adequar às características desses aços:

• Dimensões adequadas às da prensa• Prever maior força no prensa-chapas• Raios pequenos• Frisos anti-rugas de formato diferente• Melhores fundidos• Tratamento de superfície• Ângulo de compensação de retorno elástico• Rigidez da ferramenta• Folgas justas.

Aspectos a considerarAspectos a considerarAspectos a considerarAspectos a considerar

Formato dos frisosFormato dos frisosFormato dos frisosFormato dos frisos

frisos anti-rugas

3-EquipamentoConforme o grau de resistência do aço, a capacidade da prensa pode ser insuficiente para formar adequadamente a peça. Parte-se, então, para uma prensa de maior capacidade, consequentemente, maiores dimensões (relação tamanho ferramenta x tamanho prensa). Pode-se com isso gerar condições indesejáveis para a vida do equipamento.

Aspectos a considerarAspectos a considerarAspectos a considerarAspectos a considerar

EquipamentoEquipamentoEquipamentoEquipamento

Prensa de 1600 tMesa de 3000 x 4800 mm

Prensa de 1000 tMesa de 2500 x 4500 mm

Ferramenta1200 x 1800 mm

4-Processo de estampagemUm risco incorrido no uso de aços de alta resistência é a alocação da ferramenta em prensa de maior capacidade, trazendo problemas de ergonomia. No caso de trabalho com robôs pode ter problema de alimentação ou retirada da peça, quando se usa braço muito comprido, ou perda de produtividade.

Aspectos a considerarAspectos a considerarAspectos a considerarAspectos a considerar

ErgonomiaErgonomiaErgonomiaErgonomia

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5-Processo de soldaEmbora o processo de solda não seja uma restrição, existem questões em estudo pela engenharia:

• Perda de dureza na ZAC• Aumento da dureza na solda• Comportamento em fadiga• Soldabilidade dos aços com Ceq alto.

Aspectos a considerarAspectos a considerarAspectos a considerarAspectos a considerar

6-Volume de produçãoO tamanho das peças que são aplicação típica para esses aços, e a quantidade de veículos produzidos no Brasil somam um volume pequeno.

• Baixos consumos mensais• Corridas de aço relativamente grandes• Administração do estoque• Custos de inventário.

Aspectos a considerarAspectos a considerarAspectos a considerarAspectos a considerar

7-Avaliação em peça existentePode conduzir a resultados negativos, considerando que:

• Folgas diferentes do necessário• Retorno elástico não compensado

corretamente• Formato do blank possivelmente diferente• Raios não adequados.

Aspectos a considerarAspectos a considerarAspectos a considerarAspectos a considerar

4 mm mais aberto que o modelo

4 mm mais aberto que o modelo

Avaliação preliminarAvaliação preliminarAvaliação preliminarAvaliação preliminar

Avaliação preliminarAvaliação preliminarAvaliação preliminarAvaliação preliminar

Falta de material

Falta de material

Esta análise não quer dizer que é impossível usar estes novos graus de aço, mas que seu uso requer adaptações. Esta deve ser a principal razão do crescimento lento de sua utilização no Brasil.

Para uma empresa que já tem uma estrutura produtiva montada, a decisão de usar estes aços pode levar a custos não visíveis à primeira vista.

ConclusãoConclusão ConclusãoConclusão

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Para uma empresa que está instalando ou planejando novas instalações, a expectativa de crescimento do uso desses aços pode viabilizar a especificação de um processo produtivo voltado para essas aplicações.

ConclusãoConclusão ConclusãoConclusão