CAD/CAM – Ferramenteiros avaliam vantagens e pontos fracos desses softwares

Plástico Moderno, CAD/CAM - Ferramenteiros avaliam vantagens e pontos fracos desses softwares
Programa confere competitividade e eficiência à Polimold

As vantagens alardeadas pelos diversos fabricantes de softwares CAD (Computer Aided Design), CAM (Computer Aided Manufacturing) e CAE (Computer Aided Engineering) muitos ferramenteiros brasileiros sabem de cor e salteado, pois tal investimento vem sendo imposto a essa indústria há anos. Afinados há mais tempo com a busca de sistemas produtivos modernos, na corrida sem fim atrás de produtividade e competitividade, renomados fabricantes de moldes e acessórios elogiam o aprimoramento constante e os benefícios cada vez maiores e imprescindíveis desses sistemas, que antecipam erros e economizam muito dinheiro e tempo.

Mas não há garantias de que o lápis e a prancheta sejam uma dupla extinta, enquanto a concorrência acirrada de moldes chineses escancara uma realidade brasileira que não comporta mais projetos artesanais. Sobretudo numa época em que a indústria transformadora de plásticos exige moldes com garantias maiores de vida útil. Há até casos mencionados por fabricante de moldes de produtores de eletrodomésticos que exigem garantias de ciclo e amarram condições contratuais a esse item. São situações que obrigam a análises ainda mais rigorosas.

Hoje cai para perto de nula a probabilidade de alguém despender dias com testes ou refazer um molde de injeção às custas de milhões. Também a chance de uma peça plástica apresentar defeitos por conta de um molde mal projetado despencou para perto de zero. Os projetistas antecipam na tela do computador, com precisão e perfeição, o processo de usinagem e a movimentação do molde, possibilitando avaliar o seu desempenho prévio e o preenchimento de suas cavidades, prevendo situações críticas antes da usinagem propriamente dita.

Padrão europeu – “É impensável executar moldes sem essas soluções”, sentencia Jhonny Manuel Bandeira Monteiro, gerente de projetos da Simoldes Aços Brasil Ltda. Nascida em 1959 em Portugal, em Oliveira de Azeméis, a empresa ganhou proporções de um grande grupo ao longo dos anos e hoje comanda unidades fabris na Europa e no Brasil. Fincou raízes em solo nacional há dez anos, em São José dos Pinhais-PR, e trouxe para cá a sua reconhecida bagagem tecnológica. A fabricante de moldes se afina com os sistemas CAD/CAM desde o final da década de 80. Monteiro avalia que a crescente necessidade de estilos e formas do plástico forçou a tecnologia de moldes a buscar soluções.

O gerente conta que a Simoldes adotou o CAD Unigraphics em 2000, quando procurava no mercado uma ferramenta que permitisse efetuar o projeto do molde totalmente em 3D, com a possibilidade de criação de padrões e bases de dados para executar projetos com maior velocidade e que assegurassem a qualidade do produto final. Outro quesito importante era garantir identidade aos moldes do grupo: precisavam ser semelhantes, sem importar a fábrica de sua origem. Havia outras opções com tais benefícios além do Unigraphics, mas como grandes clientes da Simoldes utilizavam esse software, a fabricante de moldes adicionou o benefício de evitar problemas de traduções e também se decidiu por ele. Como explica Monteiro, os softwares de CAD precisam de conversões para ler informações entre si, o que poderia implicar perda de qualidade da definição matemática do produto.

Mas a credibilidade e a dimensão que a Unigraphics oferecia também pesaram e muito na balança. “Tínhamos a certeza de que era uma solução capaz de atender bem em qualquer parte do mundo e que não ia desaparecer ao fim de alguns anos, como aconteceu com muitas empresas de CAD que surgiram”, explica Monteiro.

O gerente usa o software de design para desenvolver o produto de uma forma que considera mais segura e rápida. Com as ferramentas de CAD, ele obtém um molde de forma virtual idêntica, seguindo rigorosamente a sua existência na realidade. O uso do software lhe permite fazer todos os tipos de simulação, tais como a mecânica do molde, verificando se os mecanismos vão funcionar corretamente, a injeção, o resfriamento, um eventual empenamento etc. Além disso, o CAD permite integração imediata com outros softwares responsáveis por executar o resto do projeto.

Renomada fabricante de moldes para PET, a canadense Husky investiu nessas estações em 2005 com o objetivo de atender com maior facilidade o mercado brasileiro. A ideia era agilizar o tempo de projeto e eliminar a barreira do idioma. Isso porque, explica Rafael Geremonte, gerente de operações para engenharia e manufatura de câmaras quentes no Brasil, até então, os clientes brasileiros precisavam entrar em contato com os responsáveis pelo projeto nos Estados Unidos, o que poderia gerar alguma falha na comunicação. Segundo informa, hoje toda a atualização das máquinas é feita diretamente nos Estados Unidos, onde o software é instalado e revisado. A biblioteca dos componentes utilizados nos projetos é mundial e fica em um banco de dados no exterior.

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Geremonte: aplicativos propiciam maior confiança na liberação da usinagem

Também a Husky optou pelo Unigraphics, utilizado para os projetos e para a usinagem. “Os motivos são a confiabilidade do software, integração entre engenharia e programação, e a possibilidade de se criar ferramentas para facilitar as operações a serem executadas em ambos os departamentos”, justifica Geremonte.

Brasileira de origem, a Moltec, fundada há 40 anos, desenvolve embalagens para transformadores em CAD há longa data. A empresa aproveita sua experiência em ferramentaria para assistir o transformador no desenho das peças. Foi pioneira no uso de 3D para projetar moldes de sopro e se considera uma das poucas no mundo a dominar esse recurso. Já os moldes de injeção são desenvolvidos em 3D há cerca de oito anos. “A integração entre os setores traz vantagens, com operações em uma mesma linguagem, sem precisar converter arquivos”, diz o gerente de engenharia Bruno Chagas.

Além disso, a indústria de transformação não está deixando por menos, e exige do fornecedor de moldes uma análise de engenharia, de elementos finitos, proporcionada pelo CAE. “E o CAE está diretamente associado ao CAD”, pondera Chagas.

O departamento de projeto utiliza softwares, os quais o gerente prefere não identificar, para efetuar diversas análises, tais como de fluxo, de termodinâmica, de estrutura de resistência dos materiais, entre outras avaliações. Segundo ele, a escolha privilegiou necessidades técnicas e de engenharia como um todo, desde o desenvolvimento de embalagens ao projeto do molde, processo e programação de usinagem.

Com o uso do CAD, Chagas destaca a obtenção do desenho em 3D e a facilidade de alterar o projeto de forma eletrônica. Como o aplicativo permite enxergar a peça sólida, é possível analisar os diversos níveis que um projeto de molde pode ter. O arquivamento pode ser feito em um servidor e propicia a execução de partes do molde em diferentes departamentos para só depois montá-lo por inteiro, sem riscos de erro na adaptação.

O gerente também consegue simular o molde em operação e avaliar os seus movimentos. “Essa simulação é feita num CAE do módulo CAD”, pormenoriza. O CAD ainda carrega outras vantagens, como possuir biblioteca de componentes padrão (porta-moldes e os mais variados acessórios) existentes no mercado e utilizados na produção de moldes.

Além da usinagem – Em termos de CAM, a Simoldes dispõe do Powermill, utilizado para a maquinação do volume das peças, ou seja, região que dá forma ao produto. O gerente aponta a escolha da marca pela facilidade de execução e capacidade de ser adaptado às necessidades da Simoldes. Também pesou o fato de a ferramentaria possuir unidades em vários países e desejar um padrão de qualidade. E Monteiro novamente assevera ser impensável executar a usinagem de um molde sem o CAM. “As geometrias e complexidades dos projetos não permitem isso.”

Já para a elaboração em 2D (tudo que precisa ser usinado, mas não envolve gravação, como furos de refrigeração, execução de alojamento de parafusos etc.), a Simoldes dispõe de um software denominado RTM.

“Com o Unigraphics fazemos toda a simulação mecânica do molde; com o RTM e o Powermill conseguimos simular as usinagens do molde, saber o tempo de usinagem e simular as ferramentas para evitar colisões etc.” Geremonte explica que além de transferir para a realidade o projeto do CAD, alguns softwares de CAM possibilitam imitar e visualizar a usinagem do molde na tela do computador. Entre as vantagens, ele destaca o impedimento de uma possível trombada do cabeçote de um centro de usinagem e da produção de peças refugadas, até a identificação de problemas que ocorreram durante a programação etc. O resultado: menor tempo de usinagem, menos quebra de ferramentas e maior confiança do programador ao liberar um programa a ser usinado.

O gerente da Moltec conta com profissionais especialistas para programar e definir estratégias de usinagem a encargo do CAM. São informações que saem diretamente da engenharia para os equipamentos de usinagem. “No CAM visualizamos a ferramenta sendo usinada e analisamos possíveis trombadas de cabeçote com algum elemento da máquina ou do molde”, reforça Chagas.

Cautela com as informações – Com relação ao CAE, Monteiro alerta quanto aos cuidados necessários com a entrada de dados, os quais, se corretos, possibilitam uma simulação muito apurada. Mesmo assim, ele não descarta desvios nos resultados. “Manchas são difíceis de prever totalmente”, exemplifica. O uso do Modflow ajuda a empresa a analisar o preenchimento, condições de injeção como pressão, força de fechamento da máquina, tempo de injeção, além do resfriamento do molde, empenamento e contração da peça.

Na opinião de Geremonte, os sistemas CAE conquistaram maior espaço nas ferramentarias nos últimos anos, com a demanda crescente por moldes mais rápidos e precisos. Tal fato tem imposto aos fabricantes a entrega de moldes sem tolerâncias para retrabalhos e atrasos. A redução no tempo de obtenção do molde pronto e com alta qualidade é um dos principais benefícios do CAE para o fabricante de molde. Isso porque o software permite identificar e corrigir eventuais problemas antes de executar o projeto, evitando os primeiros try-outs dos moldes.

Sem dúvida, a simulação do preenchimento do molde consiste em um dos principais papéis do CAE. Mas esse software também possui outros atributos. De acordo com Chagas, o programa oferece a garantia de estrutura do molde. Auxilia, por exemplo, na definição de espessura de uma placa de aço, executando análises de torção, de flexão ou de cisalhamento, entre outros parâmetros.

Conversações simultâneas – Os projetistas da Simoldes recorrem às três ferramentas praticamente ao mesmo tempo. “Enquanto começamos a projetar o molde no CAD, já começamos a fazer todas as análises CAE para simulação de injeção, refrigeração etc.; e à medida que os modelos vão ficando prontos eles são revisados, analisados e executados no CAM”, relata Monteiro.

A base de dados entre os programas é outro facilitador. O gerente de projetos diz conseguir criar bases de dados para elementos CAD que poupam muito tempo de projeto e de execução, e lembra que os programas de CAM para execução de modelos 3D obedecem a regras padronizadas de maquinação específicas para cada tipo de molde. A título de exemplo, menciona o reconhecimento automático pelo RTM de todas as operações que devem ser executadas para cada tipo de alojamento criado no Unigraphics.

Mas tudo isso tem um custo. E alto. Não bastam softwares de última geração, também é preciso investir em máquinas. Só em CAD/CAM/CAE os recursos necessários representam milhares de dólares para cada licença, além de manutenção de software e hardware, como bem ressalta Monteiro.

O gerente da Husky explica que CAD, CAM e CAE estão interligados e um depende do outro. O primeiro auxilia na execução do projeto, na obtenção de um desenho rápido e de fácil visualização. “Mesmo com superfícies mais complexas.” O CAM é necessário para reproduzir para um produto real o que foi feito no CAD; enquanto o CAE é utilizado para garantir o melhor desempenho possível durante a produção. Segundo Geremonte, o CAE reduz o número de try-outs e ajuda a obter um produto fidedigno com o molde finalizado.

Existem muitos benefícios associados ao uso desses módulos, considerados pelo gerente instrumentos na obtenção de produtos confiáveis de alta qualidade. “Com esses softwares é possível simplificar usinagens, verificar como a peça ficará após ser usinada, mesmo sem usinar, identificar pontos fracos em um produto, obter uma distribuição térmica adequada etc.”, pondera.

No CAD, o projetista consegue agilidade na montagem de componentes, assim como em alterações do desenho, efetuadas rapidamente e sem complicações. Com o 3D é possível realizar vistas de corte por todos os lados e verificar facilmente interferências em um conjunto de peças.

Embora a utilização do CAD, do CAM e do CAE pelos projetistas da Husky esteja interligada, pois um depende do outro, a operação não é simultânea. O que pode ocorrer, explica Geremonte, é ter um projeto em início no CAD, com a definição da geometria do produto desejado; passar para o CAE para verificar se a peça plástica terá algum tipo de problema de preenchimento; e voltar para o CAD para projetar o molde completo.

Também existe a possibilidade de o projeto ir para o CAE para avaliar estruturas e distribuições térmicas. Após a finalização CAD/CAE, o projeto segue para o CAM, para que sejam feitos os programas para posterior usinagem.

Quanto maior e mais complexa a geometria do molde a ser analisado, mais tempo o software precisará para efetuar todos os cálculos. Por isso, Geremonte opta em algumas ocasiões por analisar partes separadas, a fim de reduzir o tempo de análise. Também na Moltec existe uma integração entre os softwares. Por conta disso, eventuais alterações durante a elaboração do projeto são realizadas com facilidade, repassadas de um módulo para outro. A base de dados é integrada entre eles, que conversam entre si.

Superando pontos críticos – Para o gerente da Husky, a saída de gases, a refrigeração das placas e cavidades, a localização do ponto de injeção e o balanceamento de cavidades estão entre os pontos críticos do molde que podem ter problemas evitados com o uso desses softwares. “Com a utilização do CAE e o auxílio do CAD, podemos prever um determinado ponto de queima do produto, prevenir empenamentos e preenchimentos desbalanceados, localizar a linha de emenda em um produto com mais de um ponto de injeção ou com geometria complexa”, comenta Geremonte.

Plástico Moderno, CAD/CAM - Ferramenteiros avaliam vantagens e pontos fracos desses softwares
Oliveira contribui na avaliação das atualizações dos programas

Como disse um especialista, o molde é o coração do processo. “Se não for bem dimensionado e construído, o processo não atingirá o máximo de eficiência durante sua produção”, infere Geremonte. Falhas como acabamento inadequado das cavidades, refrigeração ineficiente, saídas de gases mal dimensionadas ou distribuídas, entre outras, comprometem a peça e até mesmo interferem na vida útil da ferramenta. “O uso dos sistemas CAD/CAM/CAE pode auxiliar e muito na prevenção de alguns desses problemas, entre outros mais”, compartilha.

As linhas de divisão, a perfeita usinagem, os movimentos do molde, a refrigeração, aspectos críticos do molde, são avaliados virtualmente na Moltec e eliminam os problemas antes de eles acontecerem. “O CAM garante o mesmo perfil do desenho para o aço”, assegura também Chagas.

Além disso, os programas são salvos e armazenados eletronicamente, gerando uma biblioteca, ou banco de dados. Fácil de acessar, sempre que necessário.

Os nós dos softwares – Não há só ganhos. Para Monteiro, a desvantagem do mundo virtual fica por conta da utilização de vários tipos de software. No entender dele, é preferível optar por um que agregue o maior número de soluções, com ganho de tempo e qualidade da informação. “Para utilizar o melhor software do mercado para cada solução, as empresas acabam tendo dificuldades na ‘conversação’ desses softwares”, opina.

Os serviços oferecidos pelas fornecedoras desses aplicativos também podem melhorar, entre os quais os chamados pacotes específicos para cada tipo de trabalho. A Simoldes utiliza um pacote chamado Moldwizard da Unigraphics, módulo com ferramentas específicas para a execução de projetos. O problema, explica Monteiro, é que as ferramentas são muito simples, muitas delas mal elaboradas e geralmente pensadas para pequenas ferramentas. “Acabamos por não utilizar a maioria por se tratar de ferramentas que não se tornam viáveis para os nossos tipos de moldes.”

Ele também se queixa do suporte dado pelos fornecedores de CAD/CAM/CAE no Brasil, em especial quando se trata de assistir empresas pequenas, lembrando que o CAD atende a muitos tipos de indústrias, gigantescas às vezes (a de entretenimento, por exemplo). “Cada vez mais se fala em ferramentas que cuidem de toda a cadeia de valor, mas isso ainda tem muito a avançar.”

Plástico Moderno, CAD/CAM - Ferramenteiros avaliam vantagens e pontos fracos desses softwares
Gualberto: sistema possui uma biblioteca bem ampla de dados

Mesmo com todos os benefícios, Geremonte também enfrenta dificuldades e aponta algumas desvantagens. Ele explica que, conforme a versão que a empresa utiliza, ela pode se deparar com problemas como o de um arquivo salvo em um programa de versão mais atual, sendo que alguns precisam ser salvos em versões mais antigas, caso contrário não conseguem ser abertos.

“Isso acaba gerando um ‘vai e volta’ de e-mails, pois você só descobre que não consegue abrir o arquivo na hora que precisa dele”, informa.

O gerente também ressalta que outros programas dispõem de uma interface menos atrativa e demandam conhecimento mais aprofundado, como a exigência, em alguns casos, de vários passos para obtenção do comando desejado. Outra desvantagem lembrada por ele é o fato de alguns softwares também não disporem de comandos em português para o mercado nacional.

As dificuldades aparecem mais durante o período de aprendizagem do uso, com vários comandos para efetuar a mesma tarefa, ou na mudança de um software para outro, o que acaba exigindo novos aprendizados – embora a teoria continue a mesma, a execução muda. “Nada que em poucas semanas de uso não se resolva”, constata.

Embora necessárias e úteis, as atualizações oferecidas pelos fabricantes para os seus softwares algumas vezes causam transtornos, como incompatibilidade. Portanto, Geremonte destaca a importância da participação do fornecedor não só nos processos de implantação como também nas atualizações das versões, de modo que crie maneiras de adaptação às necessidades do ferramenteiro.

Plástico Moderno, Ruy Korbivcher, Diretor, CAD/CAM - Ferramenteiros avaliam vantagens e pontos fracos desses softwares
Korbivcher: produção sem interferência humana e com os setores integrados

Sem interferência humana – Fabricante referência no mercado de componentes para moldes (seus produtos constam dos bancos de dados de renomados sistemas CAD/CAM/CAE ofertados aos ferramenteiros), a Polimold entrou para a realidade virtual com os softwares de usinagem (CAM) na década de 90 e poucos anos depois já alinhava sua produção também com as facilidades de projetar peças no CAD. O 3D trouxe a integração total: do projeto à programação e à manufatura, como conta o diretor Ruy Korbivcher. “Evita interferência humana e promove a integração de setores.”

Mas a integração nem sempre é fácil, pois nas conversações entre arquivos há riscos de perda de informações. Agenor Gualberto, gerente de produto de sistemas de canal quente, e Márcio A. Oliveira, gerente industrial técnico, compõem parte de uma equipe que contribui para evitar tais problemas. “É preciso ter instrumentos para controlar isso e cada empresa tem seu grupo de técnicos que atuam para obter essas soluções”, contam. As atualizações dos programas também ajudam a evitar dissabores do gênero. “As empresas fornecedoras de softwares oferecem atualizações, mas precisamos ter especialistas para controlar internamente essas atualizações e avaliar se são benéficas ou não, pois nem sempre são”, comenta o diretor.

A título de entendimento, Korbivcher compara a situação com os lançamentos de novas versões de Windows oferecidas ao mercado pela Microsoft: as novas gerações nem sempre trazem mais benefícios aos usuários. Os especialistas da Polimold testam as novas versões separadamente para verificação. “Se for pior, ficamos com a versão anterior e repassamos a informação para o nosso fornecedor”, diz Oliveira.

Segundo informam os gerentes, hoje é comum os fabricantes dos sistemas promoverem encontros com usuários. Alguns fornecedores até permitem que o usuário acesse aplicações dentro do software e as otimize para especificações próprias.

“Hoje o sistema está completo, tem uma biblioteca muito grande e integrada entre os setores; a integração também reduz falhas, a produção oferece maior confiabilidade, incorre em menos erros, há redução de tempo, conseguimos eficiência e competitividade”, resume Gualberto.

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A Autodesk lotou as salas do Expo Center Norte, em São Paulo, no dia 21 de setembro, durante a realização do Autodesk University Brasil, um dos maiores encontros promovidos pela empresa com profissionais de design e projetos. Com a intenção de ampliar a capacitação e a competitividade de empresas e profissionais de design, da indústria e de produtos, o evento consistiu em um dia inteiro de seminários e treinamentos envolvendo diversos assuntos, entre os quais manufatura.

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A partir da esquerda, Patrick Williams, Martín Moreno,
Acir Marteleto e Karen Brewer

O encontro brasileiro contou com a presença do vice-presidente sênior, Patrick Williams, da vice-presidente mundial de marketing, Karen Brewer, do líder para a América Latina, Martín Moreno e do presidente da Autodesk Brasil, Acir Marteleto. Eles discorreram sobre as potenciais áreas de crescimento no país, como infraestrutura e manufatura, e falaram de novidades como os suítes, produtos que aliam produtividade e integração.

No entendimento dos executivos, a manufatura é o mercado que mais cresce e a meta da empresa é continuar a implementar soluções nessa área. Para facilitar o acesso à tecnologia, o presidente da empresa no país oferece opção de crédito via seus distribuidores nacionais: a Autodesk oferta crédito aos distribuidores para que repassem aos seus clientes.

A empresa foi a responsável, há 30 anos, pela introdução no mercado do mundialmente renomado Autocad. A empresa também detém a marca Moldflow, muito apreciada na simulação de processos de injeção de termoplásticos.

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Márcio Pinto: pacote tem menor custo

Para o mercado de moldes, um dos produtos interessantes é o Auto Cad Mechanical, que possui uma biblioteca de elementos de máquinas. Outro software que atende o segmento é o Inventor, uma solução pesada para modelagem em 3D que ‘conversa’ com o Auto Cad Mechanical. Segundo explica o gerente de marketing nas Américas, Márcio R. Pinto, o Inventor possui alguns módulos, recursos básicos de simulação de análises de elementos finitos, módulos de design de superfície, entre outros.

“A indústria de moldes sofre concorrência fortíssima da China e é imprescindível investir em tecnologia para ganhar competitividade”, pondera Pinto. Na visão dele, o 3D ainda não está consolidado no mercado de ferramentaria. A indústria de projeto de produto já o incorporou há mais tempo.

A novidade para o setor é o suíte, um pacote que incorpora alguns softwares com a vantagem do custo: muito menor do que os programas adquiridos individualmente. “A economia é da ordem de 60%”, compara Pinto. A Autodesk desenvolveu vários tipos de suíte. Para a manufatura e o projeto de produto, desenhou o Product Design Suíte, que agrega softwares e integra projeto conceitual, engenharia, análise, simulação e visualização de produtos de consumo, máquinas e equipamentos.

Há três opções de pacotes Product Design Suíte: o Standard, o Premium e o Ultimate, este último mais completo. O primeiro inclui Autocad Mechanical, Vault, Sketchbook Designer, Showcase e Mudbox. O Premium carrega todos esses e mais o 3Ds Max Design e o Inventor. O Ultimate embute todos os programas do Standard mais o Inventor Professional e o Alias Design.

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