Depois de fabricado um protótipo de fundição, os clientes dispõem de uma peça física que podem inspecionar e testar. O passo seguinte consiste em transformar o projeto num processo de fabrico adequado à produção.
Isto envolve, normalmente, a finalização do desenho, o desenvolvimento das ferramentas de produção, a realização de um teste de produção e a obtenção da aprovação do cliente. Se o protótipo e as peças de produção forem fabricados utilizando métodos diferentes, poderá ser necessário verificar novamente algumas dimensões ou requisitos de desempenho através de peças de teste. Compreender estas etapas ajuda os clientes a preparar a informação necessária para um orçamento e a planear o tempo necessário para a produção das ferramentas, a inspeção e a revisão.
Por que razão se deve fazer um protótipo antes da produção?
Um protótipo permite aos clientes ver a forma e as dimensões da peça e verificar como esta se encaixa com outros componentes antes do início da produção. Pode também ajudar a identificar precocemente problemas de fabrico, dando à equipa de conceção e à fundição a oportunidade de introduzir alterações antes de avançarem para a produção em maior escala.
O processo, desde o protótipo até à produção
1. Analisar o protótipo e rever o desenho
Após os testes do protótipo, o cliente e o fornecedor analisam quaisquer problemas detetados durante a amostragem. Se for necessário ajustar uma interface ou alterar um ajuste de usinagem, essas revisões devem ser refletidas no desenho utilizado para a produção.
Para além das dimensões finais, o desenho definitivo deve definir os requisitos relativos ao material, à superfície e à inspeção. No caso de peças fundidas que requeiram maquinagem, o desenho ou a documentação de apoio devem indicar claramente quais as superfícies que permanecerão tal como foram fundidas e quais as que serão maquinadas até atingirem as dimensões finais.
O pessoal responsável pelo equipamento de ferramentas, pela fundição, pela maquinagem e pela qualidade pode estar envolvido na preparação da produção. Trabalhar com a mesma revisão do desenho ajuda a evitar que as diferentes equipas interpretem as dimensões e os requisitos técnicos de forma diferente.
2. Selecionar o processo de produção e desenvolver o equipamento de produção
A fundição seleciona um processo de produção com base na geometria da peça, no material e no volume previsto, e, em seguida, concebe as ferramentas e os dispositivos de fixação necessários. As ferramentas devem dar forma às características externas e internas da peça fundida, permitindo simultaneamente o vazamento, a alimentação e a remoção da peça.
Por exemplo, fundição em areia pode apoiar projetos desde o desenvolvimento do protótipo até à produção em série.
Os requisitos de maquinagem também afetam a conceção da peça bruta fundida. Um orifício ou uma superfície de montagem indicados no desenho da peça acabada podem ter de ser perfurados, alargados ou fresados para atingirem as suas dimensões finais. A fundição deve deixar material nas áreas adequadas e ter em conta a forma como a peça será posicionada durante a maquinagem.
Se o protótipo tiver sido fabricado com ferramentas simples e a produção vier a utilizar uma nova ferramenta, a peça fundida em bruto terá de ser verificada novamente durante o teste de produção. As áreas que serão maquinadas devem ter material suficiente nos locais certos. Uma margem de maquinagem insuficiente pode deixar parte de uma superfície por maquinada, enquanto uma margem excessiva implica que seja necessário remover mais material e que a maquinagem demore mais tempo.
3. Fazer um teste e inspecionar as peças
Assim que as ferramentas de produção e o processo estiverem prontos, o fornecedor fabrica peças de teste em condições representativas do processo de produção previsto. O teste permite verificar se as peças fundidas cumprem os requisitos do desenho e pode revelar problemas entre a fundição e a maquinagem subsequente.
O âmbito da inspeção depende do estado em que as peças serão entregues. Uma peça em bruto tal como foi fundida é verificada em relação às dimensões especificadas para o estado de fundição, aos requisitos de superfície e a outros critérios aplicáveis. Se o fornecedor também realizar a maquinagem, são verificadas as dimensões críticas e as características posicionais da peça acabada. São realizados ensaios de materiais, inspeções internas de qualidade e ensaios funcionais, conforme exigido pelo projeto.
Se uma peça de teste apresentar um problema, o fornecedor deve determinar se este se deve à peça bruta fundida, à maquinagem ou aos parâmetros de inspeção. Por exemplo, se parte de uma superfície maquinada permanecer por cortar, as dimensões da peça em bruto e a posição de fixação podem ser revistas para determinar se a causa é a distribuição da margem de maquinagem ou o método de posicionamento. As características afetadas são verificadas novamente após a resolução do problema.
4. Apresentar a documentação e obter a aprovação
Após o teste e a inspeção, o fornecedor apresenta as amostras e os relatórios acordados para análise pelo cliente. Os relatórios devem corresponder às peças inspecionadas e à revisão do desenho, para que o cliente possa verificar quais os requisitos que a apresentação abrange.
Alguns projetos exigem um relatório de inspeção do primeiro artigo. Se o cliente exigir um Processo de Aprovação de Peças de Produção (PPAP) Na fase de apresentação, o fornecedor também prepara a documentação necessária para o nível de apresentação especificado. Os documentos a apresentar, as pessoas responsáveis pela revisão e o calendário para a aprovação da produção devem ser incluídos no plano do projeto.
Após a aprovação, o fornecedor organiza a produção e a entrega conforme acordado. Os lotes subsequentes continuam a seguir as especificações controlos de processo e inspeções. As alterações relacionadas com ferramentas, materiais ou processos de fabrico são tratadas de acordo com os requisitos do cliente.
Que informações precisa de preparar?
No início de um projeto, os clientes podem fornecer os desenhos, as informações sobre os materiais e as quantidades necessárias de que já dispõem. À medida que o projeto vai sendo finalizado, podem acrescentar requisitos relativos a ensaios, aceitação e aprovação.
| Informações | Conteúdo principal | Objetivo |
|---|---|---|
| Desenhos e maquetes | Desenho 2D atual, modelo 3D disponível e revisão | Definir a geometria, as dimensões e os princípios de conceção da peça |
| Requisitos de material | Tipo de material e especificações aplicáveis relativas ao material e ao tratamento térmico | Definir os requisitos relativos à aquisição de materiais e à verificação do desempenho |
| Condições de maquinagem e entrega | Estado de fundição, usinado em bruto ou usinado com acabamento; superfícies usinadas e dimensões críticas | Definir os requisitos relativos às peças em bruto de fundição e o âmbito de atuação dos fornecedores |
| Requisitos de qualidade | Requisitos de qualidade superficial e interna, ensaios funcionais e critérios de aceitação | Determinar as inspeções de teste e de entrega |
| Plano de produção | Quantidade de amostras, volume de produção previsto e calendário de entregas | Planear o equipamento, os testes de produção e a capacidade de produção |
| Documentos de aprovação | Relatório do primeiro artigo, relatório de materiais, PPAP ou outros documentos especificados | Definir o que é necessário para a revisão pelo cliente e a lançamento |
A condição de entrega tem um impacto específico na cotação. Para a mesma peça, o fornecimento de uma peça em bruto tal como foi fundida implica um âmbito de trabalho e de inspeção diferente do fornecimento de um componente totalmente maquinado. Por conseguinte, ambas as partes devem basear-se nos mesmos requisitos ao preparar e analisar a cotação.
Fatores que afetam o custo e o prazo de entrega
Ferramentas de produção é, normalmente, um investimento à parte. O equipamento utilizado para o protótipo pode não ser adequado para a produção em série. Caso seja necessário equipamento novo, o calendário do projeto deve prever tempo para o seu projeto, fabrico e testes.
O momento em que as alterações são aplicadas também afeta a quantidade de trabalho. Antes do fabrico das ferramentas, é possível introduzir uma alteração nos documentos de projeto. Uma vez concluídas as ferramentas, as alterações que envolvam a cavidade, as passagens internas ou as áreas maquinadas podem exigir modificações nas ferramentas e uma inspeção adicional.
A inspeção e a revisão pelo cliente também afetam a primeira entrega. Após o teste piloto, os ensaios de materiais, as inspeções externas ou os documentos de aprovação podem ainda estar em curso. Pedir ao fornecedor que indique separadamente os prazos estimados para a produção de ferramentas, a produção experimental e os relatórios ajuda o cliente a planear a sua revisão interna.
Conclusão
Após a validação de um protótipo de fundição, o projeto deve traduzir os requisitos de conceção num processo de produção e em ferramentas de moldagem e, em seguida, recorrer a um ciclo de teste para inspecionar as peças fabricadas através do processo de produção previsto.
O cliente fornece o desenho, o material, a quantidade e os requisitos de aceitação; a fundição utiliza esses dados para preparar o processo de fabrico e a documentação de inspeção. Abordar as questões-chave antes do desenvolvimento das ferramentas contribui para que o teste, a aprovação e a entrega subsequente decorram de forma mais harmoniosa.
Perguntas mais frequentes
É possível que uma peça moldada passe diretamente para a produção após a aprovação do protótipo?
Após a aprovação do protótipo, o desenho de produção, o processo e as ferramentas ainda têm de estar prontos. Se o cliente exigir um teste de produção, uma inspeção do primeiro artigo ou outra aprovação, essas etapas também têm de ser concluídas antes da entrega da produção acordada.
A fundição do protótipo e a da produção têm de utilizar o mesmo processo?
Não. O processo de produção pode variar consoante o volume de produção, os requisitos das peças e o plano de ferramentas. Se o processo se alterar, ambas as partes terão de avaliar quais as dimensões, propriedades dos materiais ou requisitos funcionais que devem ser verificados novamente.
Todos os projetos de fundição exigem o PPAP?
Não. A necessidade de um PPAP depende do cliente e do projeto. Noutros projetos, pode recorrer-se à inspeção do primeiro artigo ou a outro método de aprovação de amostras acordado entre ambas as partes.
Quanto tempo demora a transição de um protótipo de fundição para a produção?
O prazo depende da aprovação dos desenhos, do desenvolvimento das ferramentas, da produção experimental, dos ensaios e da avaliação do cliente. Ao solicitar um orçamento, os clientes podem pedir à fundição que forneça os prazos estimados para cada fase.
