(07/11/2021) – Todos os profissionais ligados à área de usinagem conhecem o impacto que fatores como máquina, ferramenta, fixação, controle de cavaco etc. podem provocar no custo e na qualidade de peças usinadas. Porém, nem todos sabem que uma das maiores oportunidades de reduzir o preço de uma peça usinada está na elaboração do desenho técnico.
Para explorar esse tema, a Peerdustry – plataforma voltada para a compra e venda de peças usinadas – elaborou um ebook que aponta as boas práticas de Design for Manufacturing (DFM) que podem auxiliar os profissionais do segmento a otimizar a relação custo x qualidade da peça.
Segundo os autores do ebook “Entenda como o desenho técnico pode reduzir os custos de peças usinadas”, uma das maiores dificuldades encontradas pelos operadores de usinagem na manufatura de peças são os desenhos desconectados da realidade prática da usinagem.
“Um exemplo que ocorre com frequência, e de forma desnecessária, é a exigência de tolerâncias muito apertadas. Quando ocorre um superdimensionamento das tolerâncias, há uma maior exigência de processo e, consequentemente, um maior custo para usinar a peça, aumentando o seu preço final”, destaca Juliano Pallaoro, gerente de Engenharia de Manufatura na Peerdustry e um dos autores do ebook.
Antes de expor as dicas de Design for Manufacturing, os autores lembram que existem quatro variáveis que afetam o preço das peças “e que todo projetista deve ter sempre em mente”, até porque todas as dicas podem impactar uma ou mais dessas variáveis. São elas: Tempo de Usinagem (quanto maior o tempo para usinar uma peça, mais cara ela será); Custo de setup do processo (negligenciada por muitos, esta variável é muito significativa na composição do preço de uma peça, principalmente no caso de baixos volumes); Custo de Material (“Qual a aplicação da peça?”, “É primordial que, para o seu uso, o material seja por exemplo o aço inox?”, “O aço carbono também atenderia aos requisitos da aplicação dessa peça?”).
A quarta variável são os Requisitos especiais. A Peerdustry lembra que projetos de peça com requerimentos especiais, como tolerâncias muito apertadas ou paredes com espessuras muito finas, por exemplo, além de ferramentas especiais, exigem controle de qualidade mais rigoroso e outras etapas de processos. E isto, é claro, aumenta o tempo total de usinagem e o tempo de inspeção da peça, ampliando também seu preço. Outra coisa a ser considerada é que pode ser necessário o uso de equipamentos especiais para manufatura e controle de dimensional, que estão disponíveis em um número menor de fornecedores.
10 dicas para otimizar o preço das peças usinadas – A primeira dica dos especialistas da Peerdustry é adicionar raios em cantos vivos de cavidades. Para fazer uma cavidade de profundidade P, como na imagem que está no início desta matéria, normalmente se utilizam ferramentas de formato cilíndrico. Com isso, naturalmente, um raio é formado nos cantos das cavidades devido ao formato da ferramenta. Portanto, caso o desenho tenha alguma exigência de raios muito pequenos, ferramentas especiais de diâmetros menores serão usadas. Isto significa que múltiplos passes de ferramentas serão necessários, já que uma ferramenta menor não consegue remover a mesma quantidade de material com a mesma velocidade. Consequentemente, o tempo de usinagem aumentará, assim como o custo da peça. No caso de cantos vivos, processos como eletroerosão podem ser necessários.
Os especialistas sugerem algumas ações para reduzir o custo de usinagem neste caso: Especifique um raio R de no mínimo 1/3 da profundidade da cavidade (R > 1/3P); Se possível, tente sempre usar o mesmo valor de raio em todos os cantos. Isso evitará o uso de múltiplas ferramentas diferentes para usiná-los; Exija cantos vivos somente se necessário.
A segunda dica se refere à limitação da profundidade das cavidades. Dizem eles: “Cavidades muito profundas podem encarecer significativamente o preço das peças, pois demandam uma alta remoção de material, aumentando o tempo de usinagem”. E acrescentam: “Além disso, é importante saber que as ferramentas possuem um comprimento limitado. Com isso, elas trabalham melhor usinando cavidades com uma profundidade de até três vezes o seu diâmetro. Usinar cavidades mais profundas é possível, porém demanda ferramentas especiais ou sistemas de usinagem mais complexos, encarecendo a peça”.
Quais as dicas, então, para este caso? Limite a profundidade P da cavidade até quatro vezes o comprimento L da própria cavidade (P < 4L).
Outra dica diz respeito à espessura de paredes finas. Tente identificar paredes muito finas que se formam na sua peça e aumente a espessura delas. Paredes muito finas em peças usinadas podem inviabilizar a manufatura da peça. Consequentemente, há também um aumento no cuidado de usinagem para evitar deformações ou fraturas. Múltiplos passes com uma reduzida profundidade de corte são necessários. Usinar este tipo de peça com precisão é bastante desafiador e aumenta o tempo de usinagem consideravelmente. Paredes finas podem passar despercebidas , como em furos muito próximos das extremidades da peça e furos muito próximos entre si.
Neste caso, a indicação dos especialistas é limitar a profundidade P da cavidade até quatro vezes o comprimento L da própria cavidade (P < 4L); Para metais, projete paredes com espessuras maiores que 0.8 mm; Para polímeros, projete paredes com espessuras maiores que 1.5 mm.
No ebook, os autores apresentam ainda outras sete questões do dia-a-dia da usinagem, com as respectivas dicas para reduzir custos: 4 – Limite o comprimento das roscas; 5 – Projete furos pensando nas ferramentas padrão; 6 – Especifique tolerâncias somente onde necessário; 7 – Considere um projeto com uma quantidade mínima de setup; 8 – Considere a usinabilidade do material; 9 – Considere o custo do material; 10 – Projete pensando nas dimensões comerciais da matéria-prima.
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