Otimização da manufatura de compósitos utilizando as ferramentas da engenharia da produção

Autores

DOI:

https://doi.org/10.7769/gesec.v14i6.2257

Palavras-chave:

Laminados Compósitos, Propriedades dos Materiais, Planejamento Sistemático de Layout, Sistema de Manufatura

Resumo

Compósitos poliméricos são aplicados em larga escala como material de engenharia devido ao seu conjunto de propriedades dificilmente encontradas em um único material. Este material específico é, geralmente, constituído industrialmente por uma combinação de matrizes de resinas (poliéster ou epóxi) com uma fase estrutural como fibra de vidro, fibra de carbono ou fibras naturais. Os processos tecnológicos mais utilizados são a pultrusão, moldagem por compressão e injeção de resina. No entanto, na indústria de turbinas eólicas, apesar da evolução e otimizações dos processos, ainda é necessário muito trabalho com técnicas simples, como spry lay-up e hand lay-up, para unir os enormes componentes. Na indústria de compósitos, grandes desenvolvimentos foram gerados para melhorar as propriedades dos materiais compósitos enquanto a sistematização da produção não teve o mesmo crescimento ascendente. Atualmente, apesar dos esforços, muito mais pode ser feito para melhorar os padrões dos sistemas produtivos. Este estudo apresenta o desenvolvimento sistemático de um material compósito processado manualmente para ser aplicado em turbinas eólicas aplicando o Systematic Layout Planning (SLP), métodos de fabricação just in time, mapeamento e modelagem de processos, indicadores de desempenho, sistemas de controle e melhoria contínua, inter-relações e grau de proximidade entre as etapas de produção. O desenho dos setores de trabalho e o fluxograma de materiais e produtos propostos neste trabalho podem trazer ganhos na redução do tempo padrão de produção (40%), praticamente eliminando o reprocessamento por contaminação e, consequentemente, reduzindo perdas e desperdícios (10%) com as melhorias alcançadas na produtividade e na qualidade do processo.

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Referências

A. J. Majumdar and R. W. Nurse, “Glass Fibre Reinforced Cement,” Mater. Sci. Eng., vol. 15, pp. 107–127, 1974. DOI: https://doi.org/10.1016/0025-5416(74)90043-3

W. Callister Jr and S. Soares, Materials Science and Engineering: An Introduction, 5th ed. 2008.

S. S. Cheon, T. S. Lim, and D. G. Lee, “Impact energy absorption characteristics of glass fiber hybrid composites,” Compos. Struct., vol. 46, no. 3, pp. 267–278, 1999. DOI: https://doi.org/10.1016/S0263-8223(99)00064-1

O. Aluko, “Failure Analysis in Graphite Epoxy Composite Laminates,” J. Mech. Engieneering Autom., vol. 4, pp. 813–819, 2014.

P. S, S. KM, N. K, and S. S, “Fiber Reinforced Composites - A Review,” J. Mater. Sci. Eng., vol. 6, no. 3, 2017.

Y. G. Kim, D. G. Lee, and P. K. Oh, “Manufacturing of the composite screw rotors by resin transfer molding,” J. Mater. Process. Tech., vol. 48, no. 1–4, pp. 641–647, 1995. DOI: https://doi.org/10.1016/0924-0136(94)01704-5

N. K. Naik, M. Sirisha, and A. Inani, “Permeability characterization of polymer matrix composites by RTM/VARTM,” Prog. Aerosp. Sci., vol. 65, pp. 22–40, 2014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.paerosci.2013.09.002

M. S. Irfan et al., “A modified pultrusion process,” J. Compos. Mater., vol. 51, no. 13, pp. 1925–1941, 2017. DOI: https://doi.org/10.1177/0021998316666653

C.-Y. Chang, “Simulation of Mold Filling in Simultaneous Resin Injection/Compression Molding,” J. Reinf. Plast. Compos., vol. 25, no. 12, pp. 1255–1268, 2006. DOI: https://doi.org/10.1177/0731684406060253

A. Endruweit, S. Gehrig, and P. Ermanni, “Mechanisms of hydrodynamically induced in-plane deformation of reinforcement textiles in resin injection processes,” J. Compos. Mater., vol. 37, no. 18, pp. 1675–1692, 2003. DOI: https://doi.org/10.1177/0021998303035182

B. Xiao, Y. Yang, X. Wu, M. Liao, R. Nishida, and H. Hamada, “Hybrid laminated composites molded by spray lay-up process,” Fibers Polym., vol. 16, no. 8, pp. 1759–1765, 2015. DOI: https://doi.org/10.1007/s12221-015-5298-6

S. V. Hoa, W. S. Berczynski, and T. S. Sankar, “Buckling of Hand Lay Up Composite Cylindrical Vessel,” J. Reinf. Plast. Compos., vol. 4, no. 2, pp. 162–172, 1985. DOI: https://doi.org/10.1177/073168448500400201

A. G. Dutton, P. A. Bonnet, P. Hogg, and Y. L. Lleong, “Novel materials and modelling for large wind turbine blades,” Proc. Inst. Mech. Eng. Part A J. Power Energy, vol. 224, no. 2, pp. 203–210, 2010. DOI: https://doi.org/10.1243/09576509JPE858

P. D. Clausen and D. H. Wood, “Recent Advances in Small Wind Turbine Technology,” Wind Eng., vol. 24, no. 3, pp. 189–201, 2000. DOI: https://doi.org/10.1260/0309524001495558

O. T. Thomsen, “Sandwich Materials for Wind Turbine Blades — Present and Future,” J. Sandw. Struct. Mater., vol. 11, no. 1, pp. 7–26, 2009. DOI: https://doi.org/10.1177/1099636208099710

D. Modi, N. Correia, M. Johnson, A. Long, C. Rudd, and F. Robitaille, “Active control of the vacuum infusion process,” Compos. Part A Appl. Sci. Manuf., vol. 38, no. 5, pp. 1271–1287, 2007. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2006.11.012

E. Sevkat, B. Liaw, F. Delale, and B. B. Raju, “Drop-weight impact of plain-woven hybrid glass-graphite/toughened epoxy composites,” Compos. Part A Appl. Sci. Manuf., vol. 40, no. 8, pp. 1090–1110, 2009. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2009.04.028

K. Zhang, Y. Gu, M. li, and Z. Zhang, “Effect of rapid curing process on the properties of carbon fiber/epoxy composite fabricated using vacuum assisted resin infusion molding,” Mater. Des., vol. 54, pp. 624–631, 2014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2013.08.065

V. C. Ruschel, H. P. Maia, E. Araújo, and C. N. Sousa, “Effect of autoclaving on action of polishing systems on the surface roughness of a composite resin,” J. Mater. Sci. Eng. A, vol. 3, no. 4, pp. 120–125, 2014.

N. Gaither and G. Frazier, Production Management and Operations. São Pauro: Pioners, 2002.

Y. Moden, Toyota Production System: An Integrated Approach to Just-In-Time. Boca Raton: CRC Press, 2012.

N. Vidakis, A. Antoniadis, and N. Bilalis, “The VDI 3198 indentation test evaluation of a reliable qualitative control for layered compounds,” J. Mater. Process. Technol., vol. 143–144, no. 1, pp. 481–485, 2003. DOI: https://doi.org/10.1016/S0924-0136(03)00300-5

R. M. Jones, Mechanics of Composite Materials, 2nd ed. Philadelphia: Taylor & Francis, 1999.

S. C. Tan, Stress Concentrations in Laminated Composites. Lancaster: Technomic Publishing Co., 1994.

J. P. WOMACK, Lean Thinking in Business: eliminate waste and create wealth. Rio de Janeiro: Campus, 1998.

K. Senderská, A. Lesková, and A. Mares, “Design Characteristics of Manual Assembly Workstation System,” J. Prod. Engieneering, vol. 16, no. 1, pp. 87–92, 2013.

V. Rudy, “Methods and techniques used in processing of assembly equipment models in machinery manufacturing,” Sovrem. naučnyj vestnik., vol. 29, pp. 46–53, 2008.

V. Rudy and J. Kováč, “Innovation methods of model design of structures of production systems.,” In: Oraldyn, fylym žaršycy., vol. 15, no. 7, pp. 47–51, 2008.

S. Cvetkovič, “Modeliranje i upravljanje logističkim sistemom.,” In. "VIII međunarodna naučno-stručna Konf. MMA 2003., vol. 4, p. 96, 2003.

R. MUTHER, Planejamento do layout: sistema SLP., Edgar Blüc. São Paulo: Cahners Books, 1978.

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Publicado

2023-06-06

Como Citar

Junior , C. E. A. R., Chagas , M. C., de Jesus , C. R. S., Almeida , K. F., Fernandes , B. S., Nunes , S. G., de Souza , N., Lora , F. A., Martins , L. O. S., Santos , A. de M., Amado, F. D. R., Barquete , D. M., & Damm , D. D. (2023). Otimização da manufatura de compósitos utilizando as ferramentas da engenharia da produção. Revista De Gestão E Secretariado, 14(6), 8715–8733. https://doi.org/10.7769/gesec.v14i6.2257