Fábrica de Ford e Mazda reduz espera de peças de meses para 1 dia | Divulgação/Ford
Uma fábrica que produz veículos de Ford e Mazda passou a fabricar internamente peças e ferramentas que antes podiam levar dois a três meses para chegar de fornecedores. Com impressão 3D, alguns desses componentes agora ficam prontos em um único dia.
O caso ocorre na AutoAlliance Thailand (AAT), joint venture criada pelas duas montadoras em 1995 e instalada em Rayong, na Tailândia. A unidade produz atualmente veículos como Ford Ranger e Everest, além de modelos Mazda.
A solução adotada vai além de protótipos. A fábrica utiliza impressão 3D para produzir peças de reposição, garras para robôs, gabaritos de montagem e proteções de ferramentas utilizadas diretamente na linha de produção.
De dois ou três meses para um arquivo CAD e um dia
Antes da produção interna, determinadas peças precisavam passar por fornecedor externo, usinagem ou fabricação de moldes.
Segundo Thanakorn Rungsaroj, responsável por processos industriais no lado Ford da AutoAlliance, o ciclo entre a discussão com fornecedores e a chegada de uma única peça podia levar aproximadamente dois a três meses.
Com a impressão 3D instalada dentro da fábrica, o fluxo mudou.
Quando existe um modelo CAD pronto, a equipe pode enviar o arquivo para a impressora e produzir determinadas ferramentas ou peças no mesmo dia.
A Formlabs, fornecedora dos equipamentos utilizados, calcula uma redução de 97% no tempo de produção.
Esse percentual deve ser tratado como dado da própria fabricante. O estudo divulgado não apresenta a memória completa do cálculo usada para chegar aos 97%, embora informe separadamente a comparação entre dois a três meses de espera e produção em um dia.
Estoque vira arquivo digital
A mudança também mexeu com outra parte menos visível de uma fábrica: o estoque de peças sobressalentes.
Determinados componentes metálicos precisavam ficar armazenados simplesmente porque uma falha poderia interromper a operação durante o período necessário para comprar outro.
Agora, parte desse estoque físico pode ser substituída por arquivos digitais.
Nano Decking Jig mantém a distância entre componentes durante a montagem do veículo e ajuda a evitar contato, riscos e desgaste. A AutoAlliance passou a produzir esse tipo de ferramenta internamente com impressão 3D. | Reprodução/Nano Decking Jig
Segundo Rungsaroj, a equipe guarda o projeto CAD e imprime uma nova unidade quando precisa.
Isso não significa que qualquer componente de um automóvel ou da linha possa ser substituído por plástico impresso. A aplicação depende das cargas mecânicas, temperatura, material, tolerâncias e função de cada peça.
No caso relatado pela AutoAlliance, a impressão 3D é utilizada justamente onde os materiais disponíveis atendem às exigências da aplicação.
Nylon substitui algumas peças de metal
Uma das máquinas utilizadas é a Formlabs Fuse 1+ 30W, que trabalha com sinterização seletiva a laser, ou SLS.
Nesse processo, um laser funde seletivamente regiões de um leito de pó, camada após camada. Como o próprio pó não sinterizado sustenta as peças durante a fabricação, o SLS consegue produzir geometrias complexas sem estruturas de suporte convencionais.
Na AutoAlliance, um dos materiais utilizados é o Nylon 12.
A fábrica emprega o material em determinadas peças que anteriormente eram metálicas, incluindo componentes de reposição e ferramentas auxiliares.
Um dos exemplos apresentados é uma garra personalizada para robô colaborativo. A peça permite que o equipamento manipule componentes durante a montagem, substituindo determinadas operações manuais e reduzindo custos de ferramental.
Rungsaroj afirma que, nas aplicações selecionadas pela equipe, o Nylon 12 oferece uma solução mais leve e barata que a peça metálica anteriormente empregada.
TPU impresso protege a pintura dos carros
Outro uso é aparentemente simples, mas ataca um problema caro: arranhões na carroceria durante a montagem.
A AutoAlliance imprime coberturas flexíveis em TPU 90A para ferramentas utilizadas no aperto de componentes.
Essas capas ficam entre a ferramenta e as superfícies do veículo. Assim, um contato acidental tem menor chance de atingir diretamente a pintura.
Capas em TPU 90A impressas em 3D protegem ferramentas usadas na montagem e ajudam a evitar riscos na carroceria dos veículos. | Reprodução/Formlabs
O TPU é um elastômero flexível. Na linha SLS da Formlabs, o TPU 90A Powder é compatível com a Fuse 1 e Fuse 1+ 30W e pode ser processado em atmosfera de ar, sem necessidade de nitrogênio.
Segundo a AutoAlliance, essas proteções também melhoram a ergonomia para o operador.
Peça impressa impede componentes de rasparem no chassi
Outro exemplo mostra por que uma pequena ferramenta pode ter impacto na montagem de um carro.
A fábrica criou por impressão 3D um Nano Decking Jig, espécie de gabarito colocado durante a instalação de componentes grandes, como tanque de combustível ou sistema de escapamento.
A peça mantém uma distância definida entre o eixo de transmissão e o chassi de aço durante a montagem.
Isso evita contato entre as partes, que poderia resultar posteriormente em ruído, desgaste, riscos ou amassados.
Também foi produzido um protetor para o gargalo usado no abastecimento de DEF/AdBlue, destinado a recolher gotas e evitar que o fluido atinja a pintura.
São objetos pequenos diante de um automóvel completo. Porém, eles mostram onde a fabricação aditiva encontra espaço industrial: peças altamente específicas, produzidas em pequenas quantidades e que precisam ser modificadas rapidamente.
Form 4 fica com os protótipos rápidos
A AAT também utiliza outra tecnologia.
Além do SLS da Fuse 1+, a fábrica possui uma Form 4, impressora de estereolitografia, ou SLA.
Nesse processo, luz solidifica seletivamente uma resina líquida para formar a peça.
A AutoAlliance também usa impressão SLS para substituir determinadas peças metálicas, como componentes personalizados de garras usadas por robôs colaborativos na linha de montagem. | Reprodução/Formlabs
Segundo o estudo, a AutoAlliance utiliza a Form 4 principalmente para prototipagem rápida, com muitos trabalhos concluídos em menos de duas horas.
Assim, as duas tecnologias cumprem papéis diferentes.
O SLA permite iterar rapidamente um projeto. Já o SLS entra também na fabricação de determinadas peças funcionais e ferramentas utilizadas no chão de fábrica.
Investimento teria retornado em seis meses
A AutoAlliance afirma ainda que o investimento nos equipamentos da Formlabs teve retorno em seis meses.
Segundo Rungsaroj, a economia veio da combinação de menor dependência de fornecedores externos, redução do tempo de desenvolvimento e queda dos custos com protótipos.
Novamente, trata-se de um dado fornecido pela própria empresa no estudo de caso da fabricante das impressoras. Não foram divulgados no material valores absolutos do investimento, economia acumulada ou metodologia financeira suficiente para um cálculo independente do retorno.
Ainda assim, há uma consequência prática que independe da cifra: uma ferramenta que antes poderia ficar presa por meses em um processo externo passa a poder ser modificada, testada e novamente impressa dentro da própria fábrica.
AutoAlliance é uma joint venture de Ford e Mazda
A AutoAlliance Thailand nasceu em 1995 como empreendimento conjunto de Ford Motor Company e Mazda Motor Corporation.
A própria Ford identifica a unidade como uma joint venture 50% Ford e 50% Mazda. A fábrica fica no Eastern Seaboard Industrial Estate, em Rayong.
O site institucional da AAT lista entre seus produtos Ford Ranger, Ford Everest, Mazda2, Mazda3, Mazda CX-3 e Mazda CX-30.
A impressão 3D não substitui as linhas que estampam, soldam, pintam e montam esses veículos.
Seu papel é outro: resolver rapidamente problemas muito específicos ao redor dessa produção.
E é justamente aí que a mudança de dois ou três meses para um dia se torna mais relevante do que simplesmente dizer que uma fábrica comprou uma impressora 3D.
Como a AutoAlliance usa impressão 3D
Fábrica: AutoAlliance Thailand, em Rayong
Controladores: Ford e Mazda
Tecnologias: SLS e SLA
Impressora SLS: Formlabs Fuse 1+ 30W
Impressora SLA: Formlabs Form 4
Materiais citados: Nylon 12 e TPU 90A
Aplicações: peças de reposição, garras, gabaritos, proteções e protótipos
Prazo anterior citado: aproximadamente 2 a 3 meses em determinados processos terceirizados
Prazo com impressão interna: determinadas peças em 1 dia
Redução divulgada pela Formlabs: 97%
Retorno do investimento declarado pela AAT: 6 meses
