REVESTIMENTOS NA INDÚSTRIA VIDREIRA intermolde

5/12/2018 REVESTIMENTOS NA IND STRIA VIDREIRA intermolde - slidepdf.com

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Revestimentos na Indústria Vidreira

Bruno Carrilho Lopes

Empresa: Intermolde

Revestimentos na Indústria Vidreira Moldes Vidreiros Internacionais

IntermoldeIntermolde

Maior produtor de moldes para vidro de Portugal

Fundada em 1973 na Marinha Grande pelo Eng.º Martins Ferreira

A empresa é certificada pela norma ISO 9001:2000

Tem uma elevada capacidade produtiva, contando com o topo datecnologia Mundial

A INTERMOLDE produz actualmente aproximadamente 16 000cavidades e 20 000 boquilhas por ano além de muitos outros acessórios




Aproximadamente 150 colaboradores

4 unidades de produção distintas ocupando uma área bruta de25 000 m2 e área coberta 15 000 m2

Aproximadamente 50% porcento da produção para exportação

Clientes no mundo : Espanha, França, Alemanha, Bulgária,Ucrânia, Panamá, México, Argentina …



Apresenta Apresentaçção da Empresaão da Empresa -- ProdutosProdutos

Molde de Acabar

Material: Ferro Fundido




Molde de Principiarcom Tampão em Bronze Alumínio



Molde de Acabarcom válvula(Garrafa Pepsi)





Molde AcabarBronze Alumínio



BoquilhaBronze Alumínio





Apresenta Apresentaçção da Empresaão da Empresa -- Meios de ProduMeios de Produççãoão

60 máquinas CNC (controlo Numérico)

6 robôs de soldadura

5 máquinas de polimento

5 máquinas de controlo numérico para furações

4 máquinas de electro erosão


Apresenta Apresentaçção da Empresaão da Empresa -- ProjectoProjecto

CAD / CAM - Modelação TridimensionalSecção de Desenho - Projecto de

Moldes e CAD / CAM




Objectivo da contratação:

- Estudo da aplicação de um sistema de soldadura por robô TIG para a soldadurade moldes em bronze alumínio

A Minha Fun A Minha Funççãoão

1º Objectivo

Revestimento por robô de moldes eacessórios em Bronze Alumínio,para substituição de moldes e

acessórios em Ferro Fundido até àdata o único material utilizado naconcepção de moldes


Vantagens e Desvantagens do Bronze Alumínio

Vantagens

Elevada condutividade térmica Maior cadência em fábrica Maior Produtividade

Maior durabilidade (Aprox. 30 % comparativamente com o Ferro Fundido)

Melhores Propriedades Mecânicas que o Ferro Fundido

Desvantagens

Preço 5 a 6 vezes superior face ao Ferro Fundido

Maior dificuldade de maquinação

Maior dificuldade de furações

Maior dificuldade em revestir






Propriedades MecânicasPropriedades Mecânicas

±±

Propriedades doBronze Alumínio

80 a90

Coeficiente de condutividadetérmica (β) [W/mºK]

17Coeficiente expansão térmica (α)[ µm/m ºK]

195Dureza [HB]

385Módulo de elasticidade [GPa]

PropriedadesPropriedades

Propriedades doFerro Fundido

51Coeficiente de condutividadetérmica (β) [W/mºK]

10,3Coeficiente expansão térmica (α)[ µm/m ºK]

140Dureza [HB]

100Módulo de elasticidade [Gpa]

PropriedadesPropriedades


0

100

200

300

400

500

600

700

0 1 2 3 4 5 6

tempo(minutos)

t e m p e r a t u r a ( º C )

Aço

F.Fundido

Bronze alumínio

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 20 40 60 80

tempo(minutos)

t e m p e r a t u r a ( º C )

Aço

F.Fundido

Bronze alumínio

Evolução da temperatura nosdiferentes materiais durante oseu aquecimento (por indução

Evolução da temperatura nosdiferentes materiais durante oseu arrefecimento

Condutividade Térmica

Aquecimento

Arrefecimento

Gráfico 1

Gráfico 2




ARESTAS DOS MOLDESE ACESSÓRIOS

- Zonas de maior desgaste em serviço

Zonas a RevestirZonas a Revestir


ARESTAS DOS MOLDESE ACESSÓRIOS

- Zonas de maior desgaste em serviço

FINALIDADE

- Melhoria de propriedades mecânicasnestas zonas

- Facilidade de reparação pós serviço

Zonas a RevestirZonas a Revestir






Robô de SoldaduraRobô de Soldadura

Robô:

Kuka krc2

Máquina de Soldar:

Fronius Magic Wave 3000

Características robô:

- 6 eixos- Capacidade 15 kg

- Sistema de soldadura TIG acoplado




ParâmetrosParâmetros

Tabela de parâmetros que este equipamento permite controlar

Amplitude oscilação

Comprimento oscilação

Figura oscilação

Tempo de subida

Frequência

Correcção de corte de fio

Correcção de impulso

Avanço do fio [m/min]

Amperagem [A]

Velocidade [m/min]

Parâmetros


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Bronze AlumBronze Alumíínionio

±±

---Restante (≈65%)Cobre

---<0,10%Chumbo

---<0,15%Estanho

---<0,40%Manganês

---<1,00%Ferro

1,00%8,00%Zinco

1,00%9,50%Alumínio

1,00%15,00% Níquel

TolerânciaPercentagemElemento

Composição Química PROBLEMAS DESOLDADURA

Diferentes propriedades doselementos de liga.

(Baixo ponto de fusão dealguns elementos de liga)




SelecSelecçção dos Materiais de Adião dos Materiais de Adiççãoão

ESPECIFICAÇÕES DO CLIENTE±±

Liga de Base Níquel

Razões:

Excelentes propriedades mecânicas a altas temperaturas

Facilidade de reparação nestas ligas






SelecSelecçção dos Materiais de Adião dos Materiais de Adiççãoão

Selecção de materiais de adição de base níquel de acordo com asespecificações do cliente±±

Restante(≈62,5%)

Níquel

0,02%Carbono

4,50%Molibdénio

14,00%Cobalto

19,00%Crómio

PercentagemElemento

Composição Química

Restante (≈65%) Níquel

<1,00%Cobalto

1,25%Alumínio

<2,00%Titânio

<2,50%Ferro

<3,50%Manganês

25,00%Cobre

PercentagemElemento


Restante (≈65%) Níquel

0,03%Carbono

0,2%Silício

<3,00%Fe

19%Crómio

2,8%Manganês

PercentagemElemento


Material 1 Material 2 Material 3


ProblemasProblemas

Porosidades

Razões para o seu aparecimento:

Parâmetros de soldadura

Dificuldade em garantir o melhor posicionamento desoldadura

Limpeza das superfícies a soldar

União dos cordões – Difícil afinação dos parâmetros nestaszonas




ProblemasProblemas

Fissuração

Razões para o seu aparecimento:


Qualidade do material de base


Problemas ActuaisProblemas Actuais

Qualidade do Material de Base

Realização de um estudo mais aprofundado naUniversidade de Coimbra e Universidade do Porto

Análise Metalográfica

Análise na Micro Sonda Electrónica






DificuldadesDificuldades

Falta de conhecimento de programação de robôs

Difícil parametrização da soldadura

Difícil programação do robô devido a zonas de difícil acesso

Difícil estabilização do processo


O que se Ganhou

Rentabilização do equipamento

(já se adquiriu outro idêntico)

Fraca rentabilização do Equipamento

Maior capacidade de resposta aosclientes neste tipo de produtos

( pode ser de semanas)

Fraca capacidade de resposta aosclientes

Revestimento realizado na empresaRevestimento subcontratado numa

empresa especializada em Itália

Depois da estabilização do processo

Antes da estabilização do processo




Exemplo de Estudo EfectuadoExemplo de Estudo Efectuado

FISSURAÇÃO EM MOLDES DE BRONZE PARA VIDRO

Refª. - ?

Fissuraram na Zona Afectada pelo Calor após umperíodo curto de serviço

Apenas produziram 10% do seu período de vida


Moldes ReclamadosMoldes Reclamados

Morfologia de fissuras no molde após utilização

Z F

Z A C

M B

Z F- Zona Fundida

Z A C- Zona Afectadapelo Calor (fissuras)

M B- Material de Base





500 µm

Linha de fusão

Fissuração na ZACCom propagação

Para o ZF




500 µm

Zona Afectada pelo Calor

Fissuração na ZACMorfologia ramificada






Observações realizadas

- Número elevado de fissuras, na zona afectada pelo calor (ZAC) da soldadura

As fissuras aparecem essencialmente em sub camada e apresentam uma morfologiaramificada, sugerindo serem intergranulares. e têm o aspecto típico de fendas por

“liquação”.

Fendas por “liquação” ocorrem devido à fusão de fases de pontode fusão mais baixo do que a matriz, as quais tendem a formar-se

nas fronteiras dos grãos sob acção de tensões térmicas porexemplo.


Moldes em Fim de VidaMoldes em Fim de Vida -- ComparaComparaççãoão

500 µm

Linha de fusão de molde em fimde vida

- Menos Fissurasna ZAC

- Contribuição dafadiga térmica




500 µm

Metal depositado em amostra emfim de vida

Moldes em Fim de VidaMoldes em Fim de Vida

Muitas fissuras noMaterial depositado

-Principal razão :reparações


An Anáálise Comparativalise Comparativa

65,165,10,230,230,0040,0040,0180,01813130,050,050,750,750,0020,00233,9933,996,726,720,0690,0690,0010,001Sem problemasSem problemas(+15% do tempo de(+15% do tempo de vida por n vida por nóóssestipulado)estipulado)

69,469,40,240,240,0050,0050,0100,0108,058,050,090,090,770,770,0090,00914,3614,366,56,50,3850,3850,1880,188Com problemasCom problemas(10% de produ(10% de produçção)ão)

CuCuMnMnSSCrCr Al AlSiSiFeFePPNiNiZnZnPbPbSnSn

ConcentraConcentraçção (%)ão (%) Amostra Amostra

Comparação da composição química entre os moldes reclamados e moldes emfim de vida

Análise química por Espectrometria de Emissão Óptica realizada pelo CATIM




2º Objectivo

Revestimento por robô de moldes eacessórios em Ferro Fundido



Robôs de soldadura e respectivos produtos que metalizam

Anéis e Fundos de ferrofundido

Rot200 (marca: commersald)

Boquilhas bronze alumínio60 (marca: commersald)

Moldes ferro fundido90 (marca: commersald)

RevestimentoRobô

Aquisição de três robôs de soldadura





Robôs PlasmaRobôs Plasma -- Fundos e AnFundos e Anééisis

Máquina Commersald PTA ROT200


- 3 eixos

- Capacidade 30 Kg

- Sistema de soldadura Plasma


Robôs PlasmaRobôs Plasma – – BoquilhasBoquilhas


- 6 eixos

- Capacidade 30 Kg


Máquina Commersald Robô 60




Robôs PlasmaRobôs Plasma – – BoquilhasBoquilhas


Exemplo de uma colecção deboquilhas revestidas


Robôs PlasmaRobôs Plasma – – MoldesMoldes


- 9 eixos

- Capacidade 500 Kg








A revestir um molde




Exemplo de uma colecção demoldes revestidos




ParâmetrosParâmetros

Welding speed (mm/s)RIGHT STOPPING TIME (S)

CENTER STOPPING TIME (S)

LEFT STOPPING TIME (S)

OSCILATION SPEDD

OSCILLATION AMPLITUDE (MM)

AXES MOVEMENT PAUSE (S)

PMA

START SURFACING PAUSE (S)PIR

WELDING POWDER (rpm)PS

POWDER ASCENT TIME (S)TSP

POWDER ASCENT PAUSE (S)PSP

START POWDER (RPM)PI

START POWDER PAUSE (S)PIP

WELDING CURRENT (A)CS

CURRENT ASCENT TIME (S)TSC

CURRENT ASCENT PAUSE (S)PSC

START CURRENT (A)CI

TIME BEFORE POST GÁSPPG

CLOSING ARROW

TIME BEFORE STOP OSCILATIONPFO

TIME BEFORE END POWDERPFP

END POWDERPF

POWDER DESCENT TIMETDP

TIME BEFORE POWDER DECREASEPDP

TIME BEFORE END CURRENTPFC

END CURRENTCF

CURRENT DESCENT TIMETDC

TIME BEFORE CURRENTDECREASE

PDC

Início de Soldadura Fim de Soldadura


Maquinas de PrMaquinas de Préé--aquecimentoaquecimento

3 Máquinas de pré-aquecimento por indução a trabalhar sincronizadascom cada robô




Temperaturas de PrTemperaturas de Préé--aquecimentoaquecimento

Temperaturas de pré-aquecimento para as diferentes peças

250 ºCMoldes

400 a 450 ºCBoquilhas

200 ºCAnéis

200 ºCFundos

Temperatura de pré-aquecimento

Tipo de peças




Ferro FundidoFerro Fundido -- ComposiComposiçção Quão Quíímicamica

±±

±±±±±

---RestanteFerro

0,08%3,57Carbono

+0,50%0,0%Cobre

0,03%<0,10%Vanádio

0,08%0,53%Molibdénio

+0,70%0,0% Níquel

+0,20%0,0%Crómio

+0,30%0,0%Fósforo

0,10%2%Silício

0,10%0,60%Manganês

TolerânciaPercentagemElemento

Composição química






Material de AdiMaterial de Adiççãoão

Especificações do cliente : Liga de base Niquel±±

Restante (≈62,5%) Níquel

0,4%Alumínio

1,2%Ferro

1,22%Boro

2,64%Silício

0,11%Carbono

2,24%Crómio

PercentagemElemento

Composição química


Problemas SoldaduraProblemas Soldadura

Porosidades em anéis(peça que trabalha com a boquilha na moldagem do gargalo das garrafas)

Anel que apresenta porosidades em

todo o revestimento

Solução:

- Aumento de energia noprocesso





Moldes Ferro Fundido

Deparou-se com dois problemas distintos, que provocaramo aparecimento de poros:


Porosidades já existentes na fundição




Solução:

- Optimização doposicionamento desoldadura

- Aumento de energia noprocesso





Molde com poros de fundição

Solução:

-Reclamação aofornecedor

- Maior controlo de

matéria prima antes deentrada em produção



Fissuras em boquilhas no material de base

Fissuras em boquilhas de bronze alumínio





Defeitos de fundição onde normalmente aparece a fissura

Razões:


Sistemas de Aperto DesenvolvidosSistemas de Aperto Desenvolvidos

Sistema de aperto para boquilhasdesenvolvido para o ROBOT 60

(robô das boquilhas)

Sistema de aperto para moldesdesenvolvido para o ROBOT 90




Problemas EquipamentosProblemas Equipamentos

Desconectar a ligação, de seguida proceder a uma limpeza rigorosa dassuperfícies em contacto através de uma lixa, e voltar a conectar os cabos

Solução

Oxidação das ligaçõesCausa

Identificação doproblema

O arco piloto funcionava em perfeitas condições, mas o arco transferido apenasfuncionava ate 80 A

Problema

Máquina: Robô 90

•Verificar a conexão eléctrica identificada na figura abaixo,pode não haver boa condução•Nota importante: máquina desligada

•Abrir a porta de trás da máquina de soldar•No lado direito, a baixo está a indutância



Alteração para 1,6Solução

Valor Micro/Marker = 0,3Causa

Verificação das variáveis micro/marker do eixo ySequência de operações:

Thecnical DataEditPassword(2000CNXCNI)

Selecting QuoteCoordinateMicro/MarkerDepois de chegar ao valor Micro/Marker do eixo y, caso este não se encontre entre 1.6 a 1.7

tem de se ajustar para estes valores


Deslocamento do eixo y 3 a 5 mmProblema

Máquina: Robô 90





Substituição das peças danificadas, e certificação de uma lubrificação eficazSolução

Causa


Oscilação no eixo xProblema

Máquina: Robô 90

Deficiência no sistema de lubrificação

Reservatório do óleo de lubrificação por abrir



Substituição das peças danificadasSolução

Possível defeito de fábricaCausa

Identificação do

problema

O eixo de oscilação não funciona e a máquina dá alarme.Nota: o alarme aparece durante o azeramento

Problema

Máquina: Robô 60

Abrir o eixo de oscilação

Verificar-se que existe um tambor e o respectivocasquilho danificado





Programar novamente o motor, marca: smartmotorTM, animatics, model SM2315DSolução

Avaria ou desprogramação do motor eléctricoCausa

Led do motor de oscilação está vermelho, marca: smartmotorTM, animatics, model SM2315DIdentificação doproblema

Não faz azeramentoProblema

Máquina: Robô 200



Substituição de todo o eixo por um novoSolução

Em análiseCausa

Em análiseIdentificação doproblema

Problema

Máquina: Robô 200

Ruído seguido de oscilação do eixo Z quando este desce para soldar




O que se Ganhou

Redução para aproximadamentemetade do consumo de pó desoldadura

Consumo elevado de pó de soldadura

Pode soldar 3 peças ao mesmo tempoa trabalhar simultaneamente com os

três robôs

Operador através do processo manualapenas soldava um peça de cada vez

Melhoria das condições de trabalhodos operadores

Ambiente de trabalho prejudicial aosoperadores

Aproximadamente 90 porcento detodos os produtos são revestidos por

robô

Todos os revestimentos em ferrofundido realizados manualmente

Depois da estabilização do processo

Antes da estabilização do processo


O que se Ganhou

Aumento Significativo deProdutividade

Redução de Custos




ProjectosProjectos -- Actualmente Actualmente

Implementação de mais dois robôs de soldadura de marca ABB


- 6 eixos + 1 externo com capacidade de 250 Kg de modo a facilitarposicionamentos de soldadura

- Capacidade dos robôs 16 Kg

- Sistema de soldadura TIG acoplado


MontagemMontagem





Desenvolvimento de alimentação automática para os robôs da marcacommersald

Objectivo

Implementar um manipulador que substitua o trabalho do operador



Peças a soldararmazenadas

Peças a soldadas

Robo Kuka

Robô de soldadura Máquina de pré aquecimento




ConsideraConsideraççõesões

- Promover conhecimentos na área das ciências sociais ehumanas (teorias da comunicação e da liderança, gestão de

conflitos, relações interpessoais)

- Aproximar os conhecimentos teóricos à realidade da

industria



“A qualidade no tempo certo aomelhor preço”

REVESTIMENTOS NA INDÚSTRIA VIDREIRA intermolde

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