As chapas metálicas fornecidas na forma de grandes bobinas ou placas passam por várias etapas de processo antes de darem origem ao produto final, incluindo corte, dobramento, repuxo e estampagem, as quais dependem de um sistema de controle de qualidade.

 

A mais recente contribuição do Instituto Fraunhofer para Máquinas-ferramenta e Tecnologia de Conformação (IWU) a esses processos foi o desenvolvimento de um “testador de materiais”, um sistema que testa a chapa de forma rápida e fácil antes da primeira etapa de produção. Para isso, os pesquisadores refinaram testes de carga mecânica e os combinaram com um software de aprendizagem de máquina que cria uma previsão sofisticada sobre como um material se comportará em cada etapa ao longo de uma sequência de produção.

 

Como funciona

Inicialmente, uma pequena seção da chapa é cortada e colocada em uma máquina de teste. Uma ferramenta em forma de cúpula (ou uma forma diferente, dependendo da aplicação), empurra o metal para baixo a uma profundidade pré-definida, enquanto um sensor de força mede o perfil desse deslocamento, registrando a força necessária para deformar o material até um ponto específico.

 

“O software de análise usa essas medições para tirar conclusões sobre o comportamento de deformação sob pressão e avalia a adequação do metal para o processo de produção planejado”, explicou Matthias Riemer, gerente de projeto da Fraunhofer IWU.

 

Para garantir que o software seja capaz de criar a previsão, várias amostras individuais de novos tipos de chapas metálicas são primeiro deformadas na máquina de teste. As medições do perfil de força-deslocamento geradas são usadas como dados para treinar os algoritmos de aprendizagem de máquina. O resultado é um perfil de comportamento na deformação que é tomado como referência. Quando uma bobina de chapa metálica de um lote diferente do mesmo material é testada, os algoritmos comparam essas medições com o perfil existente e visualizam o resultado em um gráfico.

 

A equipe de produção recebe um relatório sobre o comportamento do material, contendo um indicador que aponta a classificação da chapa como “OK”, “pouco útil” ou “sucata”. Se a análise mostrar que a chapa entregue não atende às especificações, a empresa pode realizar testes adicionais no produto e decidir se deve devolvê-la ao fornecedor ou modificar o processo de produção. Os próprios especialistas da Fraunhofer IWU desenvolveram o software para este projeto.

 

O testador de material da Fraunhofer IWU representa uma mudança no conceito dos testes anteriores, que inspecionariam a chapa visualmente em busca de fissuras ou defeitos após o teste de carga. “Em vez de examinar o material, usamos algoritmos de aprendizagem de máquina para analisar as medições. Esse tipo de previsão é mais confiável e sofisticado do que um teste de carga convencional”, comentou Riemer.

 

Teste após longo período de armazenamento

 

Os testes também podem ser úteis se as bobinas fornecidas tiverem sido armazenadas sob condições de temperatura oscilante por um período prolongado. Essas situações podem fazer com que alguns materiais, tais como algumas ligas de alumínio, apresentem sinais de envelhecimento. Na opinião de Matthias Riemer, é importante realizar o teste de material antes da primeira etapa de produção: “Alguns fabricantes evitam os testes iniciais e confiam completamente nas especificações acordadas com o fornecedor. Isso pode ser um negócio arriscado”, concluiu.

 

Foto: Fraunhofer IWU

 

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