Os processos de produção estão em constante aperfeiçoamento. As empresas de destaque no mercado são justamente as que se adiantam e buscam alternativas tecnológicas e operacionais que dêem conta deste desafio. É o caso da Voith Siemens Hydro Power Generation, que fornece soluções para hidrogeração de energia, que acaba de desenvolver concepção inédita para a fabricação de rotores Pelton.

Divisão do Grupo Voith, com cerca de 2.300 colaboradores, a Voith Siemens é responsável por um terço de toda a energia hidroelétrica gerada no mundo. A fábrica de São Paulo, que fica no bairro do Jaraguá, responde pela demanda de toda a América Latina. A filial brasileira é Centro de Competência mundial para todo o grupo na tecnologia de fabricação de componentes fundidos, incluindo a construção dos rotores das turbinas.

A empresa fabrica três tipos de rotores: o Pelton, para altas quedas d’água, Francis, para altas e médias quedas e os do tipo Kaplan, para quedas baixas e médias. O rotor é considerado o coração da usina, pois é nele que ocorre a transformação da energia hidráulica da água em energia mecânica, capaz de movimentar o gerador e, assim, produzir energia elétrica.

NOVO PROCESSO – A Voith Siemens produzia os rotores Pelton a partir de monoblocos fundidos, no formato quase final da peça. O perfil hidráulico era obtido via remoção do sobremetal das conchas.

No novo processo, denominado mecano-soldado, parte-se de um disco fundido maciço de aço inoxidável martensítico, material de difíceis propriedades de corte. Após a usinagem do perfil hidráulico, as meias-conchas que complementam a peça são fixadas por solda ao disco principal. “A diferença é que com o disco maciço é possível realizar a usinagem completa do perfil hidráulico, fato que contribui muito para a qualidade hidráulica do produto. Esta é uma exigência de mercado que o novo processo de fabricação permite atender”, informa o chefe de Usinagem e Componentes Fundidos da empresa, Denis Alberto Loureiro.

A nova concepção de fabricação dos rotores Pelton visou reduzir o ciclo de fabricação e atingir maior precisão no processo. Para o gerente da Engenharia de Produção, Arthur Leotta, as metas foram atingidas satisfatoriamente. “O novo processo proporciona a diminuição do ciclo, pois a maioria das operações foi automatizada, tornando o processo mais eficiente, tanto em custos quanto em precisão, já que é viável realizar um controle mais acurado das variáveis que interferem no resultado final”, comenta Leotta.

PARCERIA – Outro ponto que merece destaque é a quantidade de material removido. “A taxa de remoção de material no processo convencional era de 30%. Agora, chega a 60%. Ou seja, quando a idéia surgiu, sabíamos que haveria a necessidade de contar com uma ferramenta de corte de alta performance”, frisa Rafael Lacerda, engenheiro de Fabricação da Voith Siemens. “Tínhamos consciência de que as ferramentas convencionais não dariam conta do recado, pois os tempos para a usinagem completa do rotor ficariam elevados demais, impossibilitando o processo. Temíamos que as horas gastas na usinagem não permitissem a fabricação das peças nesta nova concepção”, acrescenta Loureiro.

É aí que entra a parceria da Voith Siemens com a Walter do Brasil. “Era preciso buscar uma nova solução e a Walter foi um parceiro importante para este desenvolvimento”, declara Antonio Yamashita, supervisor de Preparação de Ferramentas da Voith. A empresa contou com o apoio da equipe técnica do Walter no desenvolvimento e implantação do novo processo. O fresamento de escavação foi realizado dentro do conceito de corte em alta performance (High Performance Cutting – HPC). No processo anterior não era possível usar este conceito.

“A participação dos técnicos da Walter no processo foi muito importante, por se tratar de algo novo, que nunca havíamos feito. A Walter se mostrou um parceiro completo, pois foi além da simples indicação de ferramentas e apresentou seu compromisso total com o cliente, contribuindo no esclarecimento de dúvidas sobre o novo conceito”, ressalta Rafael Lacerda.

Para Márcio Ribeiro, consultor técnico da Walter que participou diretamente da implementação, a experiência foi positiva. “O processo anterior era totalmente dominado pela Voith, mas o novo conceito era um desafio tanto para a empresa quanto para a Walter”, diz, ressaltando que “embora esse campo de trabalho seja na maioria das vezes de responsabilidade do cliente, a Walter pode e deve auxiliar na busca do melhor resultado. E isto não se restringe só à ferramenta. Trata-se de uma parceria integral em que ambas as partes se beneficiam”, analisa.

A ferramenta escolhida foi a fresa de alta performance F2330. “Apesar das baixas profundidades de corte, a fresa F2330 proporciona uma taxa de volume de material removido por minuto extremamente elevada, quando comparada a ferramentas convencionais”, ressalta Eduardo Menezes, supervisor Técnico da Walter.

A fresa foi testada e surpreendeu. “Logo no início da usinagem percebemos que a técnica funcionaria. A nova ferramenta já apresentou bons resultados. Até mesmo as deficiências de máquina podem ser compensadas com parâmetros de corte mais elevados, como, por exemplo, maior avanço, mesmo com a limitação de rpm das máquinas utilizadas no processo”, diz Loureiro.

O sucesso na fabricação do rotor Pelton levou a Voith a ampliar estender o emprego do novo processo em outros produtos. “Com as adaptações devidas, já que as peças são diferentes, foi possível aplicar a mesma concepção a rotores menores, do tipo Francis, para Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCH)”, completa Lacerda.

COMPARAÇÃO ENTRE OS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO

DISCO FUNDIDO E MEIA CONCHA

Rotor Completamente Usinado – 100%

Menor Ciclo de Fabricação

ROTOR MONOBLOCO FUNDIDO

Rotor Parcialmente Usinado

Maior Ciclo de Fabricação

FRESA F2330 – A F2330 é uma fresa de alta performance que se caracteriza pela alta taxa de remoção de material e suavidade de corte. Está disponível nos diâmetros de 20 a 42mm para o sistema de fixação de cabeças roscadas e de 52 a 85mm para fixação com parafuso. A ferramenta pode ser equipada com insertos das classes WKP25 e WKP35 (para aço e ferro fundido) e WXP45 (principal aplicação em aço).