Novo plástico traz um salto de qualidade para sistemas de válvulas

A Aventics alterou o plástico utilizado por seus sistemas de válvulas da unidade de diálise. Entretanto, as torqueadeiras pneumáticas utilizadas anteriormente excediam os valores de torque especificados. As roscas ficavam espanadas e a taxa de rejeitos aumentou drasticamente. A solução foi uma chave de fenda MicroTorque. Usando essa ferramenta, o novo material pode ser montado em um processo seguro

11 de Outubro de 2018

"Componentes pneumáticos robustos e compactos estão se tornando cada vez mais importantes no setor das ciências da vida", afirma Daniel Gebert, responsável pela gestão de qualidade na Aventics GmbH, em Laatzen. "O setor da saúde precisa cada vez mais de soluções para aplicações de baixa pressão com um alto grau de integração funcional e elétrica", acrescenta. Como exemplo da extensa gama de produtos da sua empresa, ele descreve um sistema de válvulas da unidade de diálise: "Componentes como esse combinam precisão com extrema confiabilidade. Estamos continuamente melhorando os nossos produtos."

Alteração do plástico resultou em parafusos soltos

No curso do desenvolvimento contínuo de seus produtos, a Aventics decidiu usar um novo tipo de plástico para a placa da base do sistema. No entanto, na fase de pré-testes, os parafusos frequentemente perdiam suas roscas. Daniel Gebert lançou uma campanha de solução do problema; a equipe de engenharia considerou minuciosamente toda a aplicação e logo encontrou a causa do problema. As parafusadeiras retas pneumáticas usadas anteriormente simplesmente não eram adequadas para o material da nova placa base. Como resultado de seu projeto, ferramentas desse tipo só conseguiam apertar parafusos com um valor de torque fixo e a uma velocidade fixa. "Devido à inércia da ferramenta, as roscas eram simplesmente desgastadas quando os parafusos autorroscantes eram apertados", diz Gebert. Embora o novo plástico fosse mais adequado do ponto de vista químico, também era mais sensível. O componente plástico usado anteriormente era mais espesso, mais firme e mais forte, e não era danificado quando o valor de torque extremamente baixo especificado de 18 cNm (= 18 centi-Newton-metros ou em centenas de um Newton-metro = 0,18 Nm) era repetidamente excedido. A mudança para um novo material fez com que a Aventics repensasse os sistemas de torque anteriormente utilizados visando garantir um processo de montagem seguro.

processo de montagem de válvulas pneumáticas médicas

Foto: Atlas Copco Tools

"Nós já usamos ferramentas pneumáticas por 20 anos e nunca tivemos qualquer problema antes", explica Daniel Gebert, "mas também nunca tivemos uma aplicação de montagem miniaturizada tão complexa". A aplicação pede a instalação de 22 válvulas miniaturas completas, com filtros e mangas, em uma placa de base com um tamanho total de cerca de 12 cm x 14 cm usando um total de 44 parafusos auto roscantes M1.6 com cabeças Torx-T2. O processo de montagem é seguido por uma inspeção de 100%. "Se um defeito que requer retrabalho ou substituição é detectado, o custo da mão de obra adicional para cada componente individual já é de cerca de €20", informa Gebert. A Aventics ficou satisfeita com a sugestão da Atlas Copco Tools de usar um fuso MicroTorque recém-desenvolvido nessa aplicação. O fuso, o qual é digitalmente monitorado e controlado por corrente, surpreendeu a equipe da Aventics com sua ampla faixa de trabalho de 12,5 a 50 cNm (o que corresponde a 0,125 a 0,5 Nm), bem como por sua facilidade de operação e versatilidade.

“Em comparação com as torqueadeiras pneumáticas retas portáteis, o sistema MicroTorque é muito mais silencioso e mais preciso”

Frank Straubel , Funcionário Aventics

Estratégia de torque sofisticada supera o material

Embora os parafusos auto roscantes com diâmetro de 0,93 mm tenham apenas uma rosca de quatro voltas e meia, o fuso MicroTorque tipo QMC41-50-HM4 conclui um processo de torque de três estágios nessa distância bastante curta. Daniel Gebert descreve o processo em detalhes: "No início do ciclo de torque, a chave de fenda insere voltas a uma velocidade reduzida para inserir a ferramenta na cabeça do parafuso Torx-T2. Após a conclusão dessa fase de inserção, o sistema muda para o estágio de ângulo de rotação e o parafuso é apertado a 500 rpm até a cabeça encostar na superfície do material. Logo que esse ponto é alcançado, a velocidade do fuso é reduzida drasticamente para 210 rpm e o parafuso é apertado para o valor de torque final de 18 centi-Newton-metros em um estágio controlado por torque". Como as velocidades de rotação podem ser livremente programadas em todos os estágios, o sistema MicroTorque pode se adaptar a uma ampla variedade de aplicações de torque. Sinais acústicos e ópticos na chave de fenda e no controlador proporcionam ao operador uma visão geral dos resultados da montagem o tempo todo. Até o final do outono, o sistema completou 80.000 ciclos de montagem sem quaisquer problemas.

“Após a mudança para o sistema de torque monitorado e controlado, a taxa de rejeitos caiu praticamente a zero”

Ayhan Horoz , Planejador de Produção

Manter um olhar atento na qualidade com pontos de torque detalhados

O recém-desenvolvido sistema da Atlas Copco pode fazer ainda mais, enfatiza Gebert: "O controlador MicroTorque é extremamente compacto e as funções de gráficos são simplesmente fantásticas. Só precisamos conectar um PC comum e o controlador pode imprimir curvas e pontos de torque em detalhes." A visualização é clara e inequívoca. Pela análise dos pontos de torque, a Aventics agora pode interpretar a operação de torque com muito mais detalhes e entender precisamente o que acontece em cada fase do processo. "Isso simplesmente não era possível com as ferramentas pneumáticas."

Pontos de torque indicam a qualidade dos componentes fornecidos

“Os gráficos dão uma indicação precisa das flutuações na resistência de inserção. Isso pode ocorrer se os diâmetros dos furos roscados pré-furados nos componentes moldados por injeção estiverem fora das tolerâncias especificadas. Durante a inserção do parafuso, a chave de fenda MicroTorque detecta alterações nos valores de fricção na micro-faixa. ”

Ayhan Horoz , Planejador de Produção
processo de montagem da aventics

Foto: Atlas Copco Tools

Como um benefício adicional do sistema de chave de fenda, Ayhan Horoz relata que ele fornece assistência para avaliar a qualidade dos componentes adquiridos de fornecedores. A Aventics pode compensar estas variações, ajustando os parâmetros de aperto ou rejeitando os componentes em questão e enviando queixas para os fornecedores se os valores estiverem muito distantes da faixa especificada. Graças a essa abordagem, mesmo pequenas flutuações nos revestimentos de parafusos ou nas propriedades materiais de peças de plástico são reveladas.

Na foto, usando um sistema de chave de fenda MicroTorque controlado, Frank Straubel monta componentes pneumáticos para o setor de ciências da vida. Ele aperta os sistemas de válvulas usando 44 parafusos M1.6 extremamente pequenos. O número de operações de aperto é automaticamente contabilizado.

Os operadores apreciam os benefícios ergonômicos

aventics

Daniel Gebert, Gerente de Qualidade (à esquerda), e Ayham Horoz, Planejador de Produção da Aventics (Foto: Atlas Copco Tools)

Além da melhoria significativa nos recursos de desempenho técnico e de segurança do processo, a aceitação por parte da força de trabalho é também um fator fundamental. Em comparação com as torqueadeiras pneumáticas, o sistema MicroTorque é praticamente silencioso. Além disso, o pequeno fuso QMC41-50-HM4 é sustentado por um braço linear, o que alivia ainda mais a carga do operador. Como resultado, os operadores logo adotaram o novo equipamento. "Graças ao processo de torque de três estágios, conseguimos precisão de alto torque. Com isso, aplicamos a pressão correta, algo tão importante para o torque, da primeira à última operação de torque", afirma Daniel Gebert, que adquiriu o versátil sistema MicroTorque após avaliações bem-sucedidas. "Agora estamos realizando um trabalho de montagem melhor do que nunca."

“Graças ao processo de torque de três estágios, reduzimos nossa taxa de rejeitos de forma drástica e agora estamos produzindo com mais precisão do que nunca”

Daniel Gebert , Gerente de Qualidade

Por Heiko Wenke