Novo plástico traz um salto de qualidade para sistemas de válvulas

A Aventics alterou o plástico utilizado para seus sistemas de válvula da unidade de diálise. No entanto, as parafusadeiras pneumáticas usadas anteriormente excediam os valores de torque especificados. As roscas eram desgastadas e a taxa de rejeição subiu drasticamente. A solução foi uma chave de fendas Microtorque. Usando essa ferramenta, o novo material pode ser montado em um processo seguro

"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 cada vez mais precisa de soluções para aplicações de baixa pressão com um alto grau de integração funcional e elétrica", acrescenta. Como exemplo da extensa gama de produtos de sua empresa, ele descreve um sistema de válvula de 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

"Em comparação com parafusadeiras retas pneumáticas portáteis, o sistema Microtorque é muito mais silencioso e preciso", diz Frank Straubel, funcionário da Aventics. (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 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 geral de cerca de 12 cm x 14 cm usando um total de 44 parafusos autorroscantes M1.6 com cabeça 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 para usar um recém-desenvolvido fuso Microtorque nessa aplicação. O fuso, o qual é digitalmente monitorado e de corrente controlada, 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 sua facilidade de operação e versatilidade.

Estratégia de torque sofisticada supera o material

Embora os parafusos autorroscantes 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 de 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 que a cabeça entre em contato com a 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 de torque controlado." 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. "Após a mudança para o torque controlado e monitorado, a taxa de rejeição caiu praticamente a zero", informa Ayhan Horoz, planejador de produção. Até o final do outono, o sistema completou 80.000 ciclos de montagem sem quaisquer problemas.

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. "O que simplesmente não é possível com ferramentas pneumáticas".

Pontos de torque indicam a qualidade dos componentes fornecidos

Usando um sistema de chave de fenda Microtorque controlado, Frank Straubel monta componentes pneumáticos para o setor de ciências da vida. Ele aperta sistemas de válvula usando 44 parafusos M1.6 extremamente pequenos. O número de operações de torque é automaticamente contado. (Foto: Atlas Copco Tools)

Como um benefício adicional do sistema de chave de fenda, Ayhan Horoz informa que ele fornece assistência para avaliar a qualidade dos componentes adquiridos de fornecedores. "Os gráficos dão uma indicação precisa das flutuações na resistência de inserção. Isso pode ocorrer se os diâmetros dos furos com roscas pré-perfuradas dos componentes moldados por injeção estiverem fora da tolerância especificada. Durante a inserção do parafuso, a chave de fenda Microtorque detecta alterações nos valores de fricção na microfaixa." A Aventics pode compensar essas flutuações, ajustando os parâmetros de torque ou rejeitando os componentes preocupantes e submetendo queixas para os fornecedores, se os valores estiverem muito distantes da faixa especificada. Graças a essa abordagem, mesmo pequenas flutuações nos revestimentos do parafuso ou nas propriedades do material das peças de plástico são reveladas.

Os operadores apreciam os benefícios ergonômicos

O gerente de qualidade da Aventics, Daniel Gebert (à esquerda), e o planejador de produção Ayhan Horoz trocaram regularmente experiências com especialistas da Atlas Copco durante a fase experimental com o novo fuso Microtorque. "Graças ao processo de torque de três estágios, reduzimos as nossas taxas de rejeição de forma drástica e agora estão produzindo com mais precisão do que nunca", diz Gebert. (Foto: Atlas Copco Tools)

Para além da melhoria significativa nos recursos de desempenho de segurança e técnico do processo, a aceitação por parte da força de trabalho é também um fator fundamental. Em comparação com parafusadeiras pneumáticas, o sistema Microtorque é praticamente silencioso. Além disso, o pequeno fuso QMC41-50-HM4 é suportado por um braço linear, o que alivia ainda mais a carga do operador. Como resultado, os operadores logo saudaram o novo equipamento. "Graças ao processo de torque de três estágios, alcançamos uma precisão de alto torque. Como resultado, aplicamos a pressão correta, o que é 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".