ESTG - Mestrado em Engenharia Mecânica - Produção Industrial
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- Abordagem LEAN aplicada aos processos de maquinação na indústria de moldesPublication . Martins, Joana de Sousa; Ferreira, Irene Sofia Carvalho; Órfão, Nuno Manuel Rosa dos SantosO principal objetivo deste estudo prendeu-se com a análise do processo produtivo de uma organização que fábrica moldes para a injeção de plásticos: a Geocam Maquinação e Moldes, Lda, com o intuito de identificar melhorias a nível da eficácia produtiva tendo por base a metodologia LEAN. Para tal, foi realizado um estudo do modo de funcionamento da secção de maquinação CNC, escolhida pela organização como a mais indicada a intervir. Neste estudo, verificou-se que a redução do tempo de setup seria uma oportunidade para aumentar o tempo de produtividade das máquinas (avaliado inicialmente por uma taxa de ocupação média de 44%). Tendo como foco a redução dos tempos de setup foram recolhidos, por observação direta, dados detalhados de várias etapas de setup nos equipamentos da seção. Com base nos dados recolhidos foi possível identificar atividades que poderiam ser realizadas quando a máquina se encontra em funcionamento: as atividades de setup externo. Assim, foram propostas diversas melhorias por forma a transformar estas atividades em setup externo conseguindo-se uma redução no tempo de setup de cerca de 24%. Adicionalmente, foram ainda sugeridas melhorias ao nível das atividades de setup interno que podem implicar a redução do tempo de setup em 45%. Ao nível da redução dos tempo de paragem de máquina por outros motivos que não ode mudança de ferramenta, foi ainda efetuada uma análise à atividade de preparação das ferramentas de corte, onde foi possível encontrar aspetos a melhorar de modo a reduzir substancialmente o tempo de paragem. Estas melhorias prendem-se essencialmente com a organização do material e do espaço associado. Por último, e no respeitante à necessidade de maior organização foram também realizados planos de manutenção das máquinas da secção.
- Análise ao comportamento mecânico de estruturas de suporte produzidas por fdmPublication . Martins, Joana Domingues; Correia, Mário António Simões; Almeida, Henrique de AmorimA produção aditiva tem vindo a ganhar cada vez mais importância no contexto atual pois, através destes processos, é possível criar protótipos de forma rápida que permitem de forma eficaz a visualização do modelo mas também, nalguns casos, a verificação da funcionalidade do mesmo. Este tipo de fabrico está em ascensão e estão constantemente a serem exploradas novas aplicações. Na produção aditiva, o material de suporte gerado para suportar a construção tem elevada importância no tempo e custo do processo. Neste contexto, torna-se cada vez mais evidente que é necessário entender o comportamento mecânico desta estrutura de modo a tornar o processo mais rápido e com menores custos sem comprometer a resistência das peças produzidas por este. O processo de FDM é um dos processos de produção aditiva que constrói modelos camada a camada a partir de ficheiros CAD que são tratados no software da máquina por forma a dividir o modelo em várias camadas finas que geram várias secções com as geometrias correspondentes. A construção do modelo físico é feita através da extrusão e deposição de polímeros consoante a secção pretendida. O principal objetivo deste trabalho é a caracterização mecânica do material de suporte gerado aquando a construção da peça final pretendida. Foi com este objetivo que foram criados modelos de teste através do processo de FDM para serem submetidos a ensaios de compressão de modo a entender de que forma o material de suporte influencia na resistência final do modelo. Da análise dos dados obtidos é possível concluir que o material de suporte não aumenta a resistência das peças produzidas.
- Análise comparativa do uso de tecnologias de fabrico rápido no processo produtivo de elementos moldantes para moldes de injeção de plásticosPublication . Domingues, Liliana Cristina Ferreira; Martinho, Pedro Miguel Gonçalves; Alves, Maria Leopoldina Mendes Ribeiro de SousaCom a evolução da indústria e da exigência do mercado, existe cada vez mais a necessidade de dar resposta a essas mesmas exigências, criando uma constante evolução e procura de processos/produtos novos. Uma dessas indústrias é a indústria de injeção de plástico. Inicialmente, as ferramentas utilizadas na injeção plástica eram exclusivamente fabricadas por processos convencionais, contudo, devido ao custo e tempo de entrega das mesmas, tornou-se necessário encontrar alternativas. Estas alternativas têm por base os princípios da prototipagem e fabrico rápido. O uso de moldes híbridos pressupõe a utilização de processos convencionais e de processos alternativos na mesma ferramenta. Este projeto aborda o uso dos processos alternativos para o fabrico de ferramentas para a moldação por injeção e a influência que esses processos alternativos têm nas peças injetadas. Foram projetados blocos moldantes em resina epóxi, carregadas com diferentes percentagens de alumínio, com o intuito de serem utilizadas num molde existente no Laboratório de Tecnologia Mecânica, da Escola Superior de Tecnologia e Gestão de Leiria. Para tal, a chapa da bucha foi substituída por uma chapa projetada para alojar os blocos moldantes, tendo em conta as dimensões da chapa original. A injeção plástica foi realizada com dois polímeros diferentes, polipropileno e poliestireno. As amostras obtidas foram submetidas a três análises: dimensional, visual e mecânica. A análise dimensional teve como objetivo perceber se existe influência do material do bloco moldante na estabilidade dimensional da peça injetada; a análise visual permitiu identificar os problemas geométricos ocorridos nos provetes; e por fim, a análise mecânica permitiu identificar a influência nos parâmetros mecânicos dos provetes, que cada bloco moldante provocou. As conclusões obtidas neste projeto mostram que apesar dos processo alternativos serem uma alternativa, ainda continuam a ter algumas limitações, as quais foram identificadas neste projeto, tais como, permitir um sistema de refrigeração adequado e proporcionar boas características mecânicas nos componentes, quando comparados com processos convencionais.
- Análise da fiabilidade humana aplicada a um processo de montagemPublication . Custodio, Paulo Antonio Gomes Neto; Almeida, Henrique de Amorim; Vieira, Milena Maria NogueiraEste estudo identifica situações potenciadoras de falhas humanas num processo industrial de montagem, através da aplicação de metodologias de Análise da Fiabilidade Humana, que foram desenvolvidas para outras indústrias, principalmente para a indústria nuclear. Ao longo do trabalho é identificada uma panóplia de fatores que contribuem para o incremento da probabilidade de falha em ações humanas. Para testar o uso destas metodologias, foi realizado um Caso de Estudo respeitante à montagem de uma Frente de Autorrádio, onde os métodos de análise HEART, SHERPA e SPAR-H foram ensaiados. Concluiu-se que o método HEART, pela sua abrangência genérica pode perfeitamente ser usado neste tipo de linha de montagem industrial, assim como o método SHERPA. Contudo, o método SPAR-H apresentou-se mais restritivo, dado que a sua origem está orientada para a indústria nuclear.
- Análise da influência do vácuo no processo de injeção de termoplásticosPublication . Carreira, Ana Rita Silva; Neves, Carlos Fernando Couceiro de Sousa; Vasco, Joel Oliveira CorreiaO trabalho aqui desenvolvido surgiu enquadrado nas atividades de I&D do projeto Coolmold (QREN SI&IDT 34062), promovido pela DRT Rapid – Protótipos e Moldes, Lda., onde estava previsto o estudo e análise da influência do vácuo no processo de injeção de termoplásticos, através de dados recolhidos num molde protótipo especificamente desenvolvido para o efeito. A peça em estudo neste projeto deverá produzir efeitos estéticos que inviabilizam a existência de marcas visíveis resultantes da aplicação do vácuo. No âmbito do projeto Coolmold foi desenvolvida e implementada no molde uma válvula de vácuo, localizada no final do enchimento da peça, por forma a produzir os efeitos desejados e minimizando as marcas na peça. O molde está equipado com dois sensores de pressão, localizados estrategicamente para produzir o sinal para o algoritmo implementado num microcontrolador que controla a abertura e o fecho da válvula de vácuo, prevenindo a entrada indevida de material na fase de injeção. Foram realizados testes experimentais com este molde, nomeadamente, ensaios de injeção convencional e de injeção assistida por vácuo, por forma a avaliar os seus efeitos nas peças injetadas. Em paralelo, foram realizadas simulações numéricas no software Moldex R.14.0, tendo sido implementado o efeito de venting como forma de simular o efeito do vácuo. Nos testes experimentais de injeção assitida por vácuo, foi testado o fecho da válvula de vácuo com o sensor mais próximo da entrada de material na cavidade e mais tarde, com o sensor mais próximo do final do enchimento. A pressão limite para fecho da válvula foi sendo sucessivamente incrementada, até ao momento em que pudesse ser posto em causa o funcionamento da válvula de vácuo. Desta avaliação resultaram alterações no algoritmo de comando da válvula de vácuo, contemplando a distância percorrida pelo material fundido, a pressão limite a que é despoletado o fecho da válvula e o tempo necessário para o fecho da válvula. É avaliada também a possibilidade de utilizar ambos os sensores em simultâneo como forma de estimar a velocidade do material fundido e assim permitir o planeamento futuro da localização dos sensores em outros moldes. Da comparação de resultados entre a simulação numérica e os testes experimentais de injeção, verificaram-se algumas diferenças entre ambas as abordagens, na pressão no interior da cavidade, no tempo de enchimento e compactação e na pesagem das peças. Em ambas as abordagens, experimental e numérica, o vácuo produz efeitos importantes no peso das peças e na sua compactação, sem que isso implique aumento no tempo de ciclo.
- Análise de custo do processo de fabrico de estruturas pré‐fabricadas em betão armadoPublication . Ferreira, Guilherme Paulo Jorge; Correia, Mário António SimõesO mercado da construção tem vivido, aos longos dos últimos anos, significativas alterações, criando novos desafios às empresas do ramo, nomeadamente, a falta de mão-de--obra qualificada e o mercado concorrencial cada vez mais agressivo. O objetivo principal deste trabalho passa pela análise do processo de fabrico de peças pré-fabricadas em betão armado, procurando perceber o layout de produção e quais os seus constrangimentos, de forma a poder propor soluções que melhorem a eficiência do processo produtivo. Para conseguir atingir o objetivo proposto, foi realizado o estudo da arte, procurando conhecer a filosofia Lean Thinking, seus métodos, técnicas e ferramentas e as tipologias de layouts existentes, bem como, aprofundar conhecimentos sobre a indústria dos pré-fabricados de betão, nomeadamente, os elementos que a constituem, soluções e métodos construtivos. Com os dados recolhidos e levantamento das condições existentes na empresa, foi possível analisar o processo produtivo do ponto de vista económico e, também, ao nível do fluxo de processo e layout existente, procurando encontrar desperdícios no processo e utilizando para o efeito ferramentas como, o Mapeamento de Fluxo de Valor e os Diagramas de Esparguete. Tendo por base os métodos, técnicas e ferramentas Lean, foi possível identificar situações de desperdício no processo, com atividades que não geram valor acrescentado, e que permitiu propor duas soluções de layout distintas, com melhorias de eficiência do processo, ao nível de distâncias percorridas pelos operadores para a realização de todas as atividades.
- Análise de reparação por soldadura de moldes de injeção para termoplásticosPublication . Rasteiro, João Pedro dos Santos; Correia, Mário António Simões; Vieira, Milena Maria NogueiraA crescente demanda de termoplásticos tem exercido pressão na indústria de moldes, exigindo cada vez mais ferramentas com melhores acabamentos, em espaços de tempo mais reduzidos. Durante a produção do molde ou no funcionamento do mesmo, a geometria das zonas moldantes pode ficar comprometida por diversas razões, pelo que é preciso a sua reparação ou substituição. A substituição é uma opção mais demorada e dispendiosa, visto que implica novamente a realização de todas as operações, como maquinação, tratamentos térmicos (se aplicável) e acabamentos. Assim a opção mais comum é a reparação da ferramenta já existente por processos de soldadura, por se tratar de um processo rápido e económico, comparado com a outra solução apresentada. O processo de soldadura utiliza uma fonte de calor para fundir o material localmente, que seguido da solidificação do banho de fusão, origina a ligação da peça com o material de adição. No entanto, apesar de ser uma solução rápida e com custos associados relativamente baixos, a introdução de calor na ferramenta origina uma zona termicamente afetada, com propriedades diferentes do material base. Estas diferenças podem complicar o processo de polimento, deixando marcas visíveis nas peças plásticas. Neste trabalho será examinada a influência dos tratamentos térmicos, antes e após a soldadura, em três tipos de aços utilizados na indústria de moldes. O objetivo do presente trabalho reside na identificação da melhor sequência de operações, que resultem numa zona soldada o mais impercetível possível. No decorrer do trabalho serão analisados: um aço pré-tratado, um aço de trabalho a quente, e um aço inoxidável martensítico, soldados a TIG e Laser Nd:YAG. A análise das amostras preparadas compreende a avaliação visual, seguido da medição de rugosidade, elaboração de perfis de dureza e por fim, após o seccionamento, análise metalográfica. Os resultados obtidos permitem determinar a melhor solução para cada material base.
- ANÁLISE E MELHORIA DA LINHA DE PRODUÇÃO DE ESPAÇADORES DE BETÃOPublication . Leal, Bruno Miguel Santos; Correia, Mário António Simões; Gaspar, Marcelo Rudolfo CalveteAtualmente as empresas tem como desafio produzir mais com menos recursos e de forma rápida e eficiente, tendo em conta que os mercados onde estão inseridas é cada vez mais competitivo, e para isso é necessário que as empresas apostem na melhoria contínua dos seus processos produtivos. O principal objetivo deste projeto consiste na otimização de uma linha de produção de espaçadores de betão, de forma a aumentar a sua produtividade com vista à melhoria continua e consequentemente reduzir os recursos e tempo de produção. Este trabalho teve lugar na Vipremi, uma empresa dedicada ao fabrico e comercialização de elementos pré-fabricados em betão. Com vista a alcançar os objetivos em causa foi desenvolvido um plano para implementação das ferramentas Lean Manufacturing. O projeto foi desenvolvido para uma linha de produção de espaçadores de betão previamente existente, sendo que foram facultados e registados os dados iniciais, de forma a poder otimizar e ir de encontro com os objetivos definidos, nomeadamente os valores de produção diária (12 000 espaçadores de betão) e o tempo de produção de cada espaçador (159 segundos). Após descrição do funcionamento e fluxo da linha inicial, foi realizada uma análise de forma a poder verificar quais os principias desperdícios assim como formas de os eliminar. O objetivo consistia na otimização da linha e na eliminação de desperdício, sendo este um aspeto que afeta negativamente a empresa. Foram realizadas alterações à linha de produção com o foco na eliminação dos desperdícios identificados, de forma a tornar o sistema existente num fluxo contínuo e eficiente. Como resultado, foi possível através da implementação das melhorias propostas, o aumento da produção diária de espaçadores de betão para 21 000, redução do tempo de produção para 60 segundos, o que resultou num aumento de produtividade de 75% e ainda uma redução do desperdício de matéria-prima. Estes resultados permitiram assim à Vipremi aumentar a sua produtividade e competitividade. Contudo, como o objetivo do presente projeto é a melhoria continua, foram ainda apresentadas novas alterações de forma a tornar a linha mais eficiente e produtiva.
- Análise e melhoria do processo produtivo no processamento de madeiraPublication . Macedo, Renato Amaral; Gaspar, Marcelo Rudolfo Calvete; Correia, Mário António SimõesCom o aumento de competitividade no mercado, com a crise económica e energética que atravessamos e com as crescentes preocupações ambientais, surge a necessidade das indústrias se reajustarem, implementado melhorias nos seus processos produtivos, com foco à redução de tempos e desperdícios de produção e assim baixar os seus custos. Tornando-se mais competitiva e sustentável. O presente projeto foi realizado na empresa Martos & Companhia Lda., concretamente na linha de serragem para a produção de paletes. Este projeto tem como principal objetivo analisar o processo de serragem da empresa e mostrar as vantagens da utilização da Simulação Industrial propondo melhorias que proporcionem a redução de custos produtivos. Neste trabalho são descritos conceitos das ferramentas utilizadas. É definido, descrito e analisado o processo de serragem. Foi projetada uma simulação industrial aproximada da realidade, no Tecnomatix® Plant Simulation, software da Siemens, que possibilitou uma análise do processo de forma digital. Posteriormente, realizou-se uma pesquisa por soluções existentes no mercado capazes de responder às necessidades do processo, que foram incorporadas no plano de simulação a fim de monitorizar a sua influência no processo, sem que houvesse a necessidade de proceder a alterações na linha de serragem. Por último, foi proposto um plano de ações a implementar na linha em estudo e desenvolvidas as conclusões finais deste projeto. Com este projeto foi possível obter uma melhoria da capacidade produtiva do processo, em cerca de 15,3%.
- Análise e Otimização de Processos com base em Indicadores de Desempenho na Indústria VidreiraPublication . Silva, Miguel José; Alves, Maria Leopoldina Mendes Ribeiro de Sousa; Gaspar, Marcelo Rudolfo CalveteNos tempos que correm, para os gestores e os decisores, é importante que tenham nas suas organizações os mecanismos que lhes permitam antecipar e preparar a tomada de decisão em tempo útil e eficaz. Neste âmbito, os processos de negócio de uma empresa são o fator possível de diferenciação através da correta gestão de dados e informação, junto com os Sistemas de Suporte à Decisão (SSD), e da aplicação de ferramentas analíticas que permitam acrescentar valor a esses processos. De modo a poder atingir os objetivos propostos, foi feita uma revisão bibliográfica acerca de Business Intelligence e do seu impacto na tomada de decisão, definição de Indicadores- Chave de Desempenho (KPIs) e integração da melhor forma nos dashboaards, construção destes e, por fim, o uso do Lean UX para desenvolvimento de um produto. O presente projeto foca-se no desenvolvimento de ficheiros de recolha de dados e na criação de dashboards para o departamento da Oficina de Moldes e, na criação de alguns dashboards para outros departamentos da empresa Gallo Vidro – Vidrala, sediada na Marinha Grande, Leiria - Portugal. Assim, após a definição, por parte dos responsáveis dos vários departamentos, dos indicadores capazes de avaliar o estado geral de cada departamento, foram desenvolvidos dashboards em Excel com a integração dos KPIs. Adicionalmente, esta ferramenta permite analisar se o desempenho da empresa cumpre com os objetivos préestabelecidos e promove o desenvolvimento de ações de melhoria. Por intermédio deste projeto foi possível contribuir para o conhecimento na área dos sistemas de informação e em como os dashboards contribuem e facilitam a atividade de reporting e tomada de decisão.