Num contexto industrial onde a precisão dimensional é um fator determinante para a qualidade do produto final, a capacidade de medir, analisar e controlar variações nos processos de fabrico torna-se essencial para garantir a estabilidade da produção. Este caso de estudo apresenta um exemplo de aplicação de soluções de metrologia industrial na melhoria do controlo dimensional num fabricante de componentes usinados destinados a aplicações industriais de elevada exigência.
Contexto do cliente
O fabricante em questão produz componentes metálicos de elevada precisão, utilizados em equipamentos industriais e sistemas mecânicos onde as tolerâncias dimensionais são particularmente rigorosas. A produção é realizada através de processos de maquinação CNC e envolve peças com geometrias complexas e múltiplas características dimensionais críticas, como furos de precisão, superfícies funcionais e posições relativas entre elementos geométricos.
Com o aumento dos volumes de produção e a crescente exigência dos clientes relativamente à qualidade dimensional das peças, a empresa identificou a necessidade de reforçar os seus processos de controlo dimensional. Embora existissem métodos de verificação dimensional implementados, estes eram realizados principalmente através de medições manuais ou equipamentos de medição convencionais, o que limitava a capacidade de análise detalhada das variações dimensionais.
Além disso, os processos de inspeção existentes não permitiam obter uma visão completa do comportamento dimensional das peças ao longo da produção. Isto dificultava a identificação precoce de desvios e limitava a capacidade de resposta das equipas de engenharia quando surgiam variações no processo de fabrico.
Problema técnico
O principal desafio enfrentado pelo fabricante estava relacionado com a variabilidade dimensional observada em determinadas características críticas das peças. Pequenas variações nas dimensões ou na posição de elementos geométricos podiam afetar o desempenho funcional dos componentes ou gerar dificuldades nas fases de montagem.
Outro fator relevante era o tempo necessário para realizar as inspeções dimensionais. Em alguns casos, os processos de medição eram demasiado lentos para acompanhar o ritmo da produção, o que dificultava a utilização dos dados de medição como ferramenta de apoio à melhoria dos processos.
A empresa precisava, portanto, de uma solução que permitisse:
• melhorar a precisão e consistência das medições dimensionais
• reduzir o tempo necessário para realizar inspeções
• obter dados estruturados de medição
• utilizar essa informação para identificar e reduzir variabilidade no processo de fabrico
Metodologia aplicada
Para responder a estes desafios, foi definida uma abordagem estruturada de melhoria do controlo dimensional, com o apoio da NM3D IBERICA, empresa especializada em soluções de metrologia industrial.
A primeira etapa consistiu na análise dos requisitos dimensionais das peças e na identificação das características geométricas mais críticas para o desempenho funcional dos componentes. Com base nesta análise, foi definida uma rotina de medição estruturada, capaz de fornecer dados consistentes e repetíveis sobre as dimensões das peças produzidas.
A metodologia adotada combinou diferentes tecnologias de medição, permitindo aproveitar as vantagens específicas de cada sistema e criar um processo de inspeção mais completo e eficiente.
As medições dimensionais principais passaram a ser realizadas através de máquinas de medição por coordenadas (CMM) da LK Metrology, capazes de medir com elevada precisão diferentes características geométricas das peças. A utilização da CMM permitiu automatizar parte do processo de medição e garantir maior repetibilidade nos resultados obtidos.
Para complementar estas medições, foram definidos pontos adicionais de verificação através de sistemas de visão da Nikon Metrology. Estes sistemas permitiram realizar medições rápidas em determinadas características geométricas, particularmente em elementos de menor dimensão ou em situações onde a rapidez da inspeção era importante para acompanhar o ritmo da produção.
Tecnologias envolvidas
A solução implementada combinou três elementos tecnológicos principais:
LK Metrology CMM
Utilizada para medições dimensionais de elevada precisão em características críticas das peças, permitindo verificar dimensões, posições e tolerâncias geométricas com grande exatidão.
Sistemas de visão Nikon Metrology
Utilizados para medições rápidas de determinadas características geométricas, contribuindo para reduzir o tempo total de inspeção e aumentar a eficiência do controlo dimensional.
PolyWorks software
Responsável pela análise e estruturação dos dados de medição. A utilização do PolyWorks permitiu organizar os resultados das medições, gerar relatórios estruturados e criar ferramentas de análise que facilitam a interpretação dos dados dimensionais.
A integração destas tecnologias permitiu criar um fluxo de trabalho em que os dados de medição passam a estar organizados e disponíveis para análise pelas equipas de engenharia e qualidade.
Resultados e benefícios
Após a implementação desta metodologia de medição, o fabricante registou melhorias significativas no controlo dimensional das peças produzidas.
Um dos principais benefícios observados foi a redução da variabilidade dimensional em características críticas das peças. A disponibilidade de dados de medição mais detalhados permitiu identificar tendências e compreender melhor o comportamento dos processos de maquinação.
Outro benefício importante foi a maior rapidez de resposta ao processo produtivo. Com medições mais rápidas e relatórios estruturados, as equipas de produção passaram a conseguir identificar desvios dimensionais mais cedo e implementar ajustes nos parâmetros de fabrico antes que os problemas se propagassem ao longo da produção.
Além disso, a automatização parcial dos processos de medição contribuiu para melhorar a consistência das inspeções e reduzir a dependência de medições manuais.
Este caso demonstra como a integração de diferentes tecnologias de metrologia industrial — combinando CMM de alta precisão, sistemas de visão para medições rápidas e software avançado de análise dimensional — pode contribuir para melhorar significativamente o controlo dimensional em ambientes industriais exigentes.
Ao transformar os dados de medição em informação útil para a melhoria dos processos produtivos, soluções de metrologia industrial permitem às empresas reduzir variabilidade, aumentar a eficiência e garantir níveis elevados de qualidade nos seus produtos.