Usinagem sustentável: para as pessoas, o planeta e os lucros

Os metais são a espinha dorsal do mundo industrializado da atualidade. Do aço em nossos edifícios e do alumínio em nossos carros, ao titânio em aeronaves modernas e o cobre encontrado em componentes eletrônicos, os metais são elementos importantes em nossa economia. E a prevalência deles não vai diminuir. Conforme os governos do mundo inteiro implementam planos de descarbonização, a demanda por tecnologias renováveis verá nossa dependência dos metais continuar a aumentar. Na realidade, o Roteiro de Tecnologia de Aço e Ferro da Agência Internacional de Energia (AIE) informa que a demanda mundial de aço aumentará em mais de um terço entre o momento atual e o ano de 2050.

Entretanto, conforme a demanda por metais aumenta, também aumentam as expectativas sobre o modo com que os metais são obtidos, produzidos e usados na manufatura. 

Aço verde

Há muito tempo, a produção de metais é considerada um processo que libera muito carbono. Apesar de ser verdade que a produção de aço gera muitas emissões, o setor tem feito avanços bem-sucedidos no sentido de reduzir seu efeito. Os aços verdes, por exemplo, substituem o carvão coqueificável, tradicionalmente necessário para a fabricação de aço a partir do minério, com hidrogênio e eletricidade renovável. Isso pode reduzir drasticamente as emissões de carbono do processo de produção de metal.

Embora inovações recentes, como o aço verde, possam trazer um futuro mais sustentável para o setor metalúrgico, existem várias outras tecnologias que podem tornar os processos metalúrgicos mais sustentáveis. Os fabricantes devem se tornar mais conscientes desses métodos se quiserem enfrentar os desafios da sustentabilidade do futuro.

A ferramenta certa para o trabalho

Para as fábricas encarregadas de usinar metais difíceis nas formas desejadas, com tolerâncias apertadas e a máxima qualidade superficial, a experiência e as ferramentas certas são essenciais. Especificamente, a ferramenta deve ajudar a deixar o processo de usinagem mais eficiente e com menos resíduos e promover grandes benefícios de sustentabilidade.

O refugo é um fator que impede uma fábrica de atingir seu desempenho máximo. As situações comuns que geram refugo incluem o uso de ferramentas erradas, erros humanos na programação da máquina e variações não detectadas na matéria-prima que causam problemas imprevisíveis de usinagem. Além disso, o resíduo tem um enorme efeito sobre o meio ambiente se não for reciclado. O Banco Mundial estima que os resíduos produzidos pelo setor, em escala mundial, são 18 vezes maiores do que os resíduos sólidos produzidos pelos municípios de todo o mundo. 

Para que as fábricas possam reduzir o refugo, devem implementar os parâmetros de corte e os set-ups corretos das ferramentas. A falha em assegurar esses fatores pode gerar desgaste irregular da ferramenta e vida útil imprevisível da pastilha - que leva à rejeição de peças e, por sua vez, ao refugo.

A escolha da ferramenta é especialmente importante para reduzir o resíduo no torneamento, uma operação comum de usinagem em torno. Um torneamento eficiente do aço pode ser alcançado através da redução de refugo e rejeição de peças, como parte de uma estratégia eficaz para reduzir o custo de produção dentro de um set-up de usinagem existente. A estratégia pode incluir a maximização do uso da máquina ou a escolha de soluções de ferramentas mais confiáveis, como a pastilha, para reduzir o custo por peça.

Mas quais são as características de uma ferramenta mais confiável? Classes de torneamento que proporcionem vida útil longa e previsível da ferramenta, com bom controle de cavacos, devem ser consideradas para se obter uma usinagem segura e produtiva. A seleção de uma ferramenta com maior vida útil, combinada com maior resistência ao desgaste e ao calor, pode produzir benefícios tangíveis como a minimização de paradas não planejadas ou a redução do desperdício do material da peça ou da própria pastilha de metal duro. Todas essas pré-condições são necessárias para uma usinagem sustentável.

A dedicação da Sandvik Coromant ao uso de materiais reciclados em nossas classes de torneamento também é um fator importante que torna a manufatura de nossos clientes mais sustentável. Um dos critérios do nosso projeto de desenvolvimento é aumentar o uso de materiais reciclados em nossas ferramentas, assim como reduzir o resíduo.

Amenizando as dificuldades

Assim como a conscientização sobre a sustentabilidade está ganhando força em praticamente todos os setores, o mesmo acontece com a transformação digital. Em uma pesquisa com mais de 400 empresas de manufatura mundiais, 94% dos entrevistados indicaram que a Indústria 4.0 ajudou a manter suas operações funcionando durante a pandemia. Os desafios da COVID-19 também serviram como um alerta para os fabricantes atrasados na implementação de estratégias da Indústria 4.0.

As vantagens da Indústria 4.0 para os fabricantes agora são bem conhecidas. Ela ajuda os gerentes e trabalhadores a tomar decisões mais bem informadas, gera maior produtividade, pode reduzir erros de produção e proporciona maiores lucros. Porém, um benefício menos percebido da indústria da manufatura avançada é o papel crucial que ela desempenha na sustentabilidade.

Historicamente, os gerentes de fábrica baseiam suas decisões de usinagem na sugestão e experiência de seus trabalhadores. As máquinas conectadas através da Internet das Coisas (IoT), por outro lado, podem melhorar a inestimável experiência dos trabalhadores humanos e oferecer novas possibilidades de transparência, planejamento otimizado e produção agilizada. Com isso em mente, hoje em dia, há diversos serviços digitais que podem ajudar os fabricantes a implementar processos de produção mais sustentáveis.

Um bom ponto de partida para iniciar qualquer estratégia de sustentabilidade é realizar uma auditoria do status atual de uma fábrica com informações baseadas em dados. Essa abordagem pode identificar várias áreas de ineficiência que podem impedir a produtividade e a sustentabilidade de uma fábrica. Por exemplo, se a fábrica estiver sofrendo desgaste prematuro das ferramentas, acabamentos superficiais abaixo do padrão ou tempos prolongados de inatividade da máquina, então os dados coletados por meio de sensores podem ajudar os operadores a fazer melhorias informadas em seu processo de usinagem de maneiras que ajudem a reduzir o resíduo e aumentar a eficiência energética.

Programa de Melhoria de Produtividad da Sandvik

O Programa de Melhoria de Produtividade (PIP) CoroPlus é uma solução para essas dificuldades. O PIP é um processo estruturado e comprovado que pode ser realizado em uma única máquina, em uma cadeia de processos ou em toda a fábrica. Para iniciar o processo, os especialistas da Sandvik Coromant identificam ineficiências na produção e, a partir daí, a Sandvik Coromant implementa soluções de monitoramento de máquinas que fornecem informações e dados em tempo real. Esses dados podem ser acessados remotamente para fornecer uma análise aprofundada de uma célula de produção completa, até a ferramenta de corte.

O PIP CoroPlus pode auxiliar os fabricantes a reduzirem custos e ineficiências, mas também a tornar o processo de manufatura mais sustentável. Ao garantir que as máquinas funcionem da maneira mais eficiente possível e ao reduzir o tempo de usinagem, o programa pode eliminar os resíduos e reduzir o consumo de energia. Não menos importante, os principais ativos, as pessoas do local, terão melhores condições de trabalho sabendo que os processos de usinagem são uniformes, estáveis e previsíveis.

Algumas decisões mal informadas podem ser a diferença entre a usinagem produtiva e sustentável de metais e um processo de usinagem desperdiçador. Entretanto, à medida que nos tornamos mais conscientes do efeito do setor metalúrgico sobre o meio ambiente, estão sendo realizadas inovações que podem melhorar significativamente as qualificações do setor. Isso inclui encontrar formas mais sustentáveis de não apenas produzir, como também usinar metais para as pessoas, o planeta e os lucros.