O protótipo prova ser o elo perdido para o fabricante de ferramentas

May 16, 2023

Um molde protótipo feito de Kirksite pode ser construído em questão de semanas. Imagens: Auto Metal Craft

O Tooling Systems Group, Grand Rapids, Mich., está bem estabelecido como uma família de matrizes de estampagem, ferramentas de moldes, sistemas de montagem, fabricação de chapas de aço, vendas de maquinário e empresas de usinagem por contrato. A TSG é um fornecedor Tier 1 aprovado de ferramentas de estampagem de produção de alto volume para uma variedade invejável de OEMs automotivos, incluindo GM, Ford, Toyota, Honda, BMW, FCA, Nissan, Volkswagen e Mercedes-Benz.

A empresa começou com cinco fabricantes de matrizes em 1983 e hoje conta com 600 funcionários. Ela aumentou sua capacidade e recursos por aquisição e agora é uma organização de 13 empresas hoje.

O grupo de ferramentas estava se deparando com situações em que perdia alguns projetos porque não tinha experiência e recursos de prototipagem internamente. Quando terceirizou a prototipagem, não conseguiu ser competitiva em termos de custos. A administração da empresa procurou um protótipo de empresa para se juntar a ela.

Entre na Auto Metal Craft, Oak Park, Michigan. O fabricante se especializou em prototipagem e estampagem de tiragem curta por mais de 70 anos. Cinquenta funcionários executam ferramentas internas, corte a laser, recursos de impressão e inspeção, GMAW robótico e soldagem por resistência. Seu maior cliente é a GM.

A paixão da Auto Metal Craft pela indústria e sua experiência eram razoavelmente bem estabelecidas. A empresa dobrou de tamanho nos últimos cinco anos.

A TSG fez uma oferta para comprar o protótipo da empresa e a Auto Metal Craft aceitou. O presidente da empresa, Kent Woody, se aposentou e o vice-presidente, Chuck Karch, aceitou o cargo de presidente. O negócio foi fechado em 22 de agosto de 2022.

"A TSG estava procurando comprar ou se fundir com um fornecedor de protótipos/produção de baixo volume. Eles estavam perdendo oportunidades porque não tinham seus próprios recursos de protótipos", comentou Karch. "Temos o conhecimento e o know-how para fabricar ferramentas de curto prazo."

Karch acrescentou: "Ainda somos a Auto Metal Craft, mas fazemos parte do Tooling Systems Group."

O fato de uma grande empresa de ferramentas reconhecer que precisava de capacidades de prototipagem realmente aponta para a importância de ter essa capacidade.

"Algumas empresas falaram em abandonar a prototipagem, dizendo que podem substituí-la por simulação de computador. Ouvi isso nos últimos 25 anos", disse Karch. "Isso está tão longe da verdade. Eles ainda precisam dessas partes físicas."

Há lições aprendidas durante a validação com um protótipo. As alterações podem ser feitas mais facilmente usando protótipos de ferramentas antes da fabricação das ferramentas rígidas.

As montadoras compram peças e conjuntos protótipos da Auto Metal Craft para validá-los. Eles podem fazer testes de colisão ou colocá-los em uma pista de teste. Eles querem validar um veículo físico antes de entrar em produção, afirma Karch.

“Além disso, há lições aprendidas durante a validação … 'Oh, isso não funcionou'”, continuou Karch. “Ou o departamento de produção chega e diz: 'Ei, não podemos fazer isso na produção.' Então, eles suavizam algumas áreas, fazem algumas alterações e, na maioria dos casos, eles voltam para nós durante o programa e fazemos o protótipo das alterações de design também."

O material de ferramentas de protótipo geralmente é diferente; o processo de confecção é diferenciado e em menor tempo; as matrizes são menores e o material da ferramenta pode ser refundido e reutilizado logo após a fabricação das peças satisfatórias, o que afeta o preço da ferramenta. Mais significativamente, o tempo para fazê-lo é muito mais curto, retransmitiu Karch.

Ferramental Duro. Pode levar meses para projetar ferramentas rígidas de longo prazo e 30 semanas para construí-las. "Uma matriz de transferência pode ter 30 pés de comprimento e ser muito pesada. Eles são construídos em aço duro, como D2. Eles podem ser muito caros, com muitas pequenas peças de ferramentas todas juntas em grandes sapatas de matriz. Tudo é projetado em a ferramenta."

Por exemplo, em uma linha de transferência, um alimentador automático desenrola a chapa metálica e a alimenta na ferramenta para formar a peça. Pode haver três ou quatro operações de conformação e algumas operações de desbaste na mesma ferramenta. As guarnições externas e todos os orifícios provavelmente seriam perfurados na matriz. A matriz pode ser equipada com cames que formam flanges, disse Karch. "Portanto, pode haver 10 estações em uma ferramenta e, no final, ela produz uma peça completa."