Um Projeto de Fundição Otimizado Ajuda Tanto o Cliente Como o Fornecedor
A Bremen Castings, Inc. (BCI) é conhecida mundialmente pela qualidade dos seus fundidos de ferro cinzento e nodular usinados. A simulação numérica de fundição na BCI não somente é utilizada para otimizar o processo de fundição, mas também para comunicar a causa raiz de defeitos para o cliente e para propor alterações de design para eliminá-las.
Fundições comumente orçam 200 ou mais fundidos por mês. Isso depois de descartar os componentes infundíveis. Das peças orçadas, usualmente de 1 a 2% delas eventualmente serão concedidas à fundição. Infelizmente, porém de forma praticamente inevitável, uma fundição acaba fornecendo fundidos que várias outras fundições não conseguiram produzir. Quase sempre quando isso ocorre, o design do produto é o culpado e resulta em defeitos que não conseguem ser eliminados com nenhum ajuste de processo ou somente com custos inviáveis. Compradores de fundidos usualmente não fornecem informações sobre esse histórico quando eles solicitam cotações para uma nova fundição. Muitas fundições rapidamente “desistem” nessas situações e cancelam o contrato, mesmo quando isso envolve pagamento de multas.
A Bremen Castings adotou uma abordagem diferente: na situação descrita aqui, ela rodou uma simulação da peça com o MAGMASOFT®, avaliando se trincas que estavam ocorrendo em 8% das peças produzidas estavam sendo causadas por tensões oriundas do processo de fundição e se elas poderiam ser eliminadas alterando o mesmo. Uma simulação completa de enchimento, solidificação e de tensões revelou que o processo de fundição não era o culpado. O design do produto resulta na formação de tensões muito altas não somente em cantos vivos, mas também em superfícies deformadas pela distorção durante o processo de solidificação e resfriamento. Os resultados de simulação claramente mostraram como o fundido distorce, eventualmente levando à formação de tensões e deformações que excedem a resistência e alongamento do material à temperatura daquele instante de tempo.
Por meio de três iterações, o design do produto foi modificado para desenvolver um componente robusto, que reduz o nível total de distorção e evita o empenamento, assim como reduz os picos de tensões nos cantos (agora arredondados). De forma interessante, pode-se visualizar que o design final se parece muito mais com uma janela de avião, um design comumente conhecido por evitar picos de tensão.
Os resultados da simulação numérica de fundição do MAGMASOFT® foram utilizados para comunicar de forma clara os problemas do design da peça para os projetistas do cliente. O MAGMASOFT® se tornou o “antecessor neutro” de um defeito, evitando discussões de quem é o culpado e sobre quem está certo e quem está errado, focando a discussão nos fatos e nas leis da física. A otimização do design em um ambiente virtual permitiu o teste de múltiplas abordagens para resolver os problemas, conduzindo a um design final custo eficiente que atende tanto o consumidor quanto o fornecedor.
Fundada em 1939 como uma fundição familiar, Bremen Castings, Inc. (BCI) está agora na sua 4ª geração. Com mais de 70 anos de experiência, a companhia continuamente reinveste em novos equipamentos para melhorias produtivas, ambientais e de automatização. Em 1996, a BCI lançou a sua própria ferramentaria com a expectativa de diversificar sua atuação para diferentes mercados, forçando a qualidade e engenharia a se tornarem mais diversas tanto na usinagem quanto na fundição. Isso deu à BCI a vantagem de ter ambos departamentos se comunicando antes do lançamento do produto, resultando em menores custos. A BCI agora possui mais de 13 centros de usinagem no seu arsenal. Manter-se atualizado com a tecnologia é uma alta prioridade para manter a sua reputação mundo afora como uma fundição de qualidade para fundidos usinados de ferro cinzento e nodular. A compra das suas duas licenças do MAGMASOFT® em 2005 foi rapidamente seguida da adição do módulo de otimização, possibilitando que a BCI use a otimização autônoma para otimizar o design e processo e peças fundidas.
