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Uso de protótipos virtuais na fabricação da Catraca Tensionadora Automática CTP 1200

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catraca tensionadora automática

Sumário

De acordo com uma pesquisa divulgada no site Valor Econômico, mais da metade do transporte de cargas no Brasil é feito pelas rodovias. Para garantir segurança aos motoristas e outros profissionais que atuam no setor rodoviário, equipamentos como a catraca tensionadora automática são desenvolvidos.

Ao todo, 75% do escoamento da produção brasileira é feito por modal rodoviário, o qual corresponde a mais de 1,7 milhão de quilômetros de rodovias. Os dados são do Diagnóstico e Projeções para a Infraestrutura de Logística de Transporte no Brasil, da Fundação Dom Cabral, e da Confederação Nacional do Transporte (CNT).

Ao considerar esses números, as empresas do ramo buscam cada vez mais investir na tecnologia de dispositivos que entreguem segurança aos usuários, por exemplo em relação à amarração de cargas.

É necessário garantir a fixação segura da carga durante todo o trajeto, além de que essa amarração deve ser feita de forma ergonômica ao usuário, para evitar lesões. Tendo em vista esse cenário, a empresa Panther optou por investir ainda mais no projeto de catraca tensionadora automática. 

Grupo Panther: referência em tecnologia e catracas tensionadoras automáticas

A Panther surgiu com o objetivo de melhorar o desempenho e segurança do sistema de amarração e fixação de cargas pesadas, trazendo mais tecnologia e versatilidade a esses equipamentos. As catracas Panther são usadas no setor agroindustrial, atendendo tanto o mercado nacional quanto internacional. 

Durante o desenvolvimento da catraca, diversos desafios e necessidades relacionados à segurança da operação de amarração de carga fizeram com que o Grupo Panther investisse em soluções de projeto mais robustas e inovadoras,  passando a utilizar a tecnologia de protótipos virtuais. 

Desafios no desenvolvimento da Catraca Tensionadora Automática CTP 1200

Ao seguir o modelo tradicional de desenvolvimento da catarata tensionadora automática, baseando-se nos testes físicos em campo e em bancada, a Panther enfrentou um alto investimento de recursos como tempo, matéria-prima e mão de obra. Foram diversos ciclos de “tentativa e erro”, que resultaram na fabricação de ao menos 20 protótipos físicos e mesmo assim não foram capazes de sanar todos os desafios e problemáticas.

Os protótipos virtuais como alternativa na fabricação da Catraca Tensionadora CTP 1200

Em busca de refinar o desenvolvimento do projeto e lançar o catraca no mercado, o Grupo Panther buscou a alternativa dos protótipos virtuais para que fosse possível compreender e prever no detalhe o funcionamento do equipamento e os esforços de operação. 

Em parceria com a Samt, criou-se então o protótipo virtual da catraca e através da simulação de dinâmica de corpos, foram obtidas as cargas internas e externas que agem sob cada um dos principais componentes, além de ser observada como é feita essa interação, possibilitando que a equipe da Panther pudesse ser assertiva nas modificações de projeto

As cargas foram empregadas como informações de entrada de uma nova simulação, que permitiu prever o comportamento mecânico de todo o equipamento quando estivesse em operação. 

Com os protótipos virtuais, foi possível prever: 

  • Valores de deslocamento quando acionado;
  • Locais críticos de tensão que necessitavam de um novo dimensionamento;
  • Aparecimento de deformações permanentes;
  • Tempo de vida relacionado à fadiga.

Além disso, o Prof. Dr. Carlos Soufen da Unesp – Bauru, especialista em materiais, também foi consultado pela equipe Samt, a fim de ser utilizada a melhor configuração de material e tratamento térmico na máquina, para atender às solicitações de resistência do conjunto.

Ao final dos estudos de simulação virtual, fabricou-se novamente um protótipo físico, porém agora com novo objetivo: validar o protótipo virtual e certificar o equipamento em operação, garantindo  logo depois o lançamento do produto. 

Melhorias obtidas na Catraca Tensionadora Automática CTP 1200 pelos protótipos virtuais

Através dos resultados provenientes da simulação virtual, foi observado a necessidade de maior resistência e dureza nos componentes de travamento da catraca, necessitando assim da adequação do material utilizado para fabricação.

Tanto a engrenagem quanto a trava deste sistema eram componentes que apresentavam quebras prematuras e recorrentes. Após a utilização dos protótipos virtuais e a observação detalhada dos carregamentos durante a operação da catraca, pode-se redimensionar os componentes e eliminar as eventuais falhas, além de ser estimado o tempo de vida da engrenagem e da trava, o que permitiu programar manutenções e trocas.

Além disso, pode-se destacar como benefícios dos protótipos virtuais:

  • Redução da espessura de algumas chapas com garantia da segurança, o que leva a um produto final mais competitivo e com maior confiabilidade;
  • Melhora do desempenho dos componentes que apresentavam falhas, evitando surpresas, como recall;
  • Aumento da vida útil dos componentes, redução dos gastos e previsão de manutenção. Houve um aumento de 6 meses para 2 anos da troca de componentes devido ao desgaste;
  • Compreensão de todo o funcionamento do equipamento, levando a adoção de um sistema de acionamento mais enxuto, ou seja, com um menor custo;
  • Eliminação dos ciclos desnecessários relacionados à fabricação e ao ensaio de protótipos. Gerou-se uma economia de recursos ao longo do projeto com matéria-prima, mão de obra e tempo atrelados à realização desses ciclos. O tempo de desenvolvimento foi de 3 anos para 6 meses;
  • A Panther também passou a oferecer cinco anos de garantia na parte estrutural da Catraca Tensionadora Automática CTP 1200.

Solução de desafios e resultados dos protótipos virtuais na Catraca Tensionadora Automática CTP 1200

Desafios

  • Reduzir os ciclos de tentativas e erros;
  • Reduzir custos operacionais;
  • Diminuir a quantidade de protótipos físicos fabricados (foram, ao menos, 20 equipamentos apenas para testes, sem soluções);
  • Reduzir o tempo de projeto.

Soluções

  • Softwares;
  • Simulação de dinâmica de corpos;
  • Análise de elementos finitos;
  • Consulta com especialista na área.

Resultados

  • Maior segurança para operação do dispositivo;
  • Mais competitividade para o mercado;
  • Melhora do desempenho da máquina;
  • Menos custos operacionais;
  • Eliminação dos ciclos de tentativa e erro;
  • Otimização de 83% no tempo de desenvolvimento.

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