Indústria Metalmecânica – Tendências e Desafios na América Latina

Rafael Esteves – Gerente de contas

Tendências na América Latina

Agenda Indústria Tendências e desafios Novos materiais Saúde e meio ambiente

Indústria Metalmecânica Tem um papel importante na economia Latino Americana Três principais regiões : Brasil, México e Argentina Rica em diversidade de usuários e produtores

• 4 principais setores de produção

Setor* Vendas estimadas* Indústria Operações Brazil Mexico Argentina

Metais de fabricação

>$20 B   >$25 B Metais presentes em produtos finais

Forjaria, conformaçãotrefilação, estampagem e usinagem

Máquinas e equipamentos

>$ 36 B  >$10 B Máquinas e peças correlatas

Equipamentos de transporte

>$70 B  >$60 B >$13 B Peças e veículos para todos os tipos de transporte

Metais primários > $53 B  ~17 MM Tons

~6 MM Tons Metais e ligas Fundição, laminação e conformação

*Brazil: IBGE (Brazilian Institute of Geography & Statistics). Pesquisa Industrial Anual 2007 (Empresa). Table 1.1, page 45. Values in USD based on 2006 average dolar rate of 1USD = 2.15 Real *Mexico: MWF 2010 Global Series: Americas Market Analysis and Opportunities, Kline and Co. *Argentina: www.indembarg.org.ar/cn/gbvat_guide.htm

Fluidos para Metalmecânica

Consumo médio de fluido por setor Transportes: 30 a 35% Metais de fabricação e Metais

primários: 25 to 30% Máquinas e Equipamententos: 35 a

45%

Soluble 28%

Consumo estimado de fluídos de usinagem na América Latina por tipo – 118 kt

Consumo estimado na América Latina por categoria – 237 kt

Têmpera 10%

Conformação 30%

Proteção 10%

Usinagem 50%

Solúveis 20 to 25% Semi sintéticos

40 to 45%

Sintéticos 11 to 12%

Integrais 15 to 20%

Outros - 30%

México - 25%

Brasil - 35%

Argentina - 10%

Consumo estimado na América Latina por país - 237 kt

Existem vários fatores direcionando o usuário final da indústria Metalmecânica na América Latina:

Forte impacto sobre o grau de agilidade com o qual os formuladores podem adaptar as formulações para atender aos requerimentos dos clientes: Redução nos custos de produção

• OEMs, usuários finais e formuladores Gerenciamento da complexidade

• Metais a serem trabalhados, equipamentos, inovação na tecnologia de ferramentas, tipo de água dos sites de produção, diferenças dos óleos básicos, etc.

Proteção à saúde dos trabalhadores e do ambiente • Aditivos e fluidos toxicologicamente não agressivos à saúde

humana e ao meio ambiente.

Tendências da Indústria Metalmecânica na América Latina

Necessidade de inovação

Redução de custos - Usuário final Objetivos Baixa frequência de reposição e paradas

para manutenção + Baixos custos de descarte: • Aumento da vida útil dos fluidos

– Performance – Baixa espuma. Boa inibição de corrosão e ferrugem. Estabilidade em águas de diferentes qualidades. Compatibilidade com materiais das ferramentas. Baixa formação de resíduos

– Bioestabilidade – Boa resistência ao crescimento microbiano

• Reduzir, reutilizar e reciclar. Simplificação da cadeia de suprimentos

• Preferência por fornecedores com portfólio abrangente, capaz de atender a maior parte das necessidades de lubrificação de suas plantas.

Objetivos Aumento da produtividade

• Ampla utilização de modernos equipamentos CNC de alta velocidade – Altos níveis de produção e

ambientes produtivos flexíveis – Produção de peças mais complexas

que requerem maior precisão de usinagem

– Necessidade de produtos de alta performance » Utilização de fluidos multi –

propósito de alta performance para maximizar produtividade (Ex. Semi-sintéticos e alguns sintéticos)

Redução de custos - Usuário final

Fabricantes de Máquinas Ferramenta – Requerimentos

Muitos fabricantes China, Japão, Alemanha, Itália, Coréia

do Sul, Tailândia, Suiça, USA, Áustria, Brasil

Atendem ampla gama de aplicações • Retífica, torneamento, furação, corte, etc.

Desafios Maior número de eixos Maiores velocidades = Menores custos

de produção • Fusos de alta velocidade • Redução do tempo de trajeto para outros

centros de trabalho • Redução da distância de trajeto da

ferramenta – Melhoria no tempo de troca de

ferramenta • Alta pressão dos fluidos (500 a 1000 psi)

Desafios Menor contaminação dos fluidos

• Mudar as operações com guias e barramentos para deslizadores lineares

• Mancais e rolamentos selados Eficiência energética Precisão

• Menor tolerância de variação dimensional nas peças produzidas

Minimização da vibração das máquinas

Máquinas menores – Menores reservatórios de fluidos

Automação para redução de custos • Permite a uma só pessoa o

comando de várias máquinas simultaneamente

9

Fabricantes de Máquinas Ferramenta – Requerimentos

Operações de usinagem – Complexidade Velocidade

Retifica Corte Torneamento Mandrilhamento Furação Fresamento Furação profunda Rosqueamento Corte de engranagens Fresamento de engrenagens Brochamento

Operações de fácil usinabilidade =

regimes de mais alta velocidade

Usinabilidade

Difícil

Alta

Baixa

Fácil

Requerimentos dos fluidos

Lubr

ifica

ção

Res

fria

men

to

Forte impacto no custo das operações Vida útil da ferramenta

• Número de peças produzidas x ferramenta (Quanto mais, melhor)

• Longa vida útil reduz custos com reposição e tempos mortos.

Vida útil – Relacionada a aplicação e ao fluido. Resistência ao desgaste e

deformação Quimicamente inertes e estáveis Resistentes a choques térmicos

• Minimizar o risco de fraturas

A Ferramenta

Seleção da ferramenta – Maior Complexidade Aços rápidos Cerâmicos Carbetos cementados Aço carbono Ligas de fundição (Estelite)

Para uso geral Operações de média velocidade Perdem dureza a T ~ 1200 F (650 ºC) Cada incremento de 10 ºC / polegada na superfície da ferramenta reduz sua vida útil em até 5 vezes

Raramente utilizadas Perdem dureza a ~ 400 F (200ºC)

Utilizado em muitas aplicações Carbetos de W, Sn ou Ta Agentes EP contendo Enxofre podem atacar as ligas de cobre presentes no recheio

Utilizadas em torneamentos de alta velocidade Duro porém frágil Impactado por stress térmico e altas cargas

Utilizado em operações de alta velocidade Tempraturas >1200 F (650ºC). Operações contínuas para prevenir aquecimentos e resfriamentos bruscos Duro, frágil e sensível a mudanças bruscas de temperatura

Ref

riger

ação

Requerimentos do fluido

Metalurgia atual: Usinabilidade Ligas de magnésio* Latão* Bronze* Aço carbono doce Ligas de alumínio* Ferro fundido Aços carbono (Baixos e médios) Ligas de Cobre* Bronze de alta tensão* Aços de alto carbono Aços de alta tensão Aço inoxidável Ligas de Titaneo* Ligas de níquel Nimonic (Ligas de Ni/Cr/Co) Inconel (Ligas de Ni/Cr)

*Metais não ferrosos

Difi

culd

ade

Metais mais duros agregam dificuldade às operações

Materiais ao longo do tempo …

Até 1980’s 1980’s 1980’s adiante Atualmente e futuro…

Rodas de aço laminado

Centros de aço prensado

Soldados em conjunto

Fundidas sob pressão

Usinagem bruta para dar forma

Acabamento superficial e tratamento

Rodas moldadas em

fibra de carbono

Centro de aço usinado

Duas peças montadas em

uma

100% Componentes

moldados

Moldes usinados

Grande redução no consumo de

fluidos

14

Novos materiais Ind. Automotiva – Aumento de eficiência e redução de emissões Menor uso de aço e ferro fundido Aumento do uso de materiais

poliméricos e cerâmicos Maior uso de materiais leves

• Exóticos: Pt, Zn, Pd, Ga, Cu, Mg, Ti – Maior precisão na usinagem para

alcançar requerimentos cada vez mais rígidos

– Mg - Desafios » Inflamável » Usinado por óleos integrais–

Resfriamento pobre » Solúvel em água– Pode aumentar a

concentração de sais no fluido causando o rompimento da emulsão

Um turbo compressor convencional inclui componentes de aço

temperado, Inconel, latão, Alumínio, Ferro fundido e aço fundido

Aeroespacial – Aumento de eficiência e redução de emissões Maior uso de materiais resistentes ao calor

• Nimonic e Inconel – Ligas para uso em pás de turbinas – Incremento de temperatura do ar de entrada de

1200 ºC para 1500 ºC provendo 6 – 8 % aumento de eficiência

Maior uso de materiais leves e ligas avançadas, para reduzir peso. • Óxidos de Al ou Ti, Nitritos e carbetos

– Difíceis de usinar • Uso de comópositos aumenta o uso de moldes

feitos de materiais com baixa usinabilidade – Polímeros reforçados com fibra de Carbono (CFRP) – Polímeros reforçados com fibra de Quartzo (QFRP) – Polímeros reforçados com fibra de vidro (GFRP)

» Materiais mais leves usados em áreas específicas da aeronave

Novos materiais

Novos materiais – Compósitos Alguns requerem usinagem A maioria é produzida por moldes Fluidos de usinagem - Oportunidades … Maior uso de compósitos = Maior produção de moldes Moldes são feitos com materiais difícies de usinar …

• Requerem usinagem intensa > Necessidade de fluidos especiais e uso de desmoldantes.

O futuro da aviação! Uso de mais de 50% de compósitos!

17

Saúde e meio ambiente

Esforços na América Latina ainda são menores que na Europa e USA … Existem algumas exceções

• Regulamentos Federais no Brasil identificam fluidos contendo alto percentual de óleo mineral como cancerígenos – Diminuição de uso de óleos

integrais – Favorecimento para sintéticos e

semi-sintéticos • Alguns estados no Brasil adotam

limites agressivos para descarte de certos compostos químicos – Boro (5 mg/L) Limite máximo para

descarte em efluentes.

Eliminação de materiais cancerígenos Parafinas cloradas de cadeias curtas(~ C11 to C13) e outras sob revisão DEA e amidas de DEA Redução/eliminação de químicos com perfil toxicológico Utilização de fluidos bio resistentes minimizam o uso de biocidas

• Europa – Biocidas devem ser exaustivamente testados Eliminação de fenóis (etoxilados) – Associado a problemas glandulares Química do Boro sob revisão

• Limites de ácido bórico em concentrados – Risco de dano pré – natal.

Questões ambientais Promoção de óleos vegetais como básicos “benignos” ao meio ambiente Químicos com toxicidade ambiental aceitável (Aquática) Limites de presença de ácido bórico em concentrados

• Se presente em águas de irrigação tornam os cítricos amargos

Saúde e meio ambiente: Requerimentos de OEM´s

Obrigado !

Rafael Esteves – Gerente de contas