Estudo e parametrização do processo e procedimento de texturização superficial por granalhagem com vista à automatização e controlo de produção

Abstract

A Leica – Aparelhos Óticos de Precisão, S.A é um dos mais prestigiados fabricantes mundiais de sistemas óticos. Na sua contínua procura pela excelência, lançou o desafio de investigar o setor de tratamento de superfícies, mais especificamente o processo de granalhagem. A granalhagem é um processo de limpeza e texturização de superfícies, sendo este utilizado pela Leica para dar acabamento a componentes e superfícies específicas dos equipamentos e dispositivos por si fabricados, tais como máquinas fotográficas e binóculos. Este processo, apesar de amplamente utilizado na empresa, nunca foi muito explorado, sendo ainda hoje um processo executado manualmente como uma quase arte-do-artesão. A presente dissertação procura, pois, ser um primeiro passo no sentido de parametrizar e automatizar o processo de granalhagem. Num primeiro momento é realizada uma parametrização inicial com vista a identificar quais as variáveis de entrada do processo, ou seja, identificar a dependência do processo de granalhagem com os parâmetros, tais como “Pressão de jateamento”, “Distância ao bico de granalhagem”, “Número de voltas”, “Velocidade de rotação” e “Estado do abrasivo”. Para dar término á componente de parametrização foi necessário recorrer a um método de desenho de experiências de Taguchi de modo a averiguar quais os níveis das variáveis de entrada considerados ideais para a obtenção de uma peça com as características e qualidade pretendidas. De seguida foi automatizado o processo, onde inicialmente se deu a execução de ensaios experimentais para avaliação do efeito das variáveis de entrada na rugosidade e no aspeto visual das peças sujeitas ao processo de granalhagem automática. uma vez obtidas as conclusões necessárias dos ensaios experimentais deu-se a definição de níveis ideais de granalhagem automática das variáveis de entrada para a referência de teste e elaborado um método prático para a determinação dos níveis ideais para as demais referências associadas ao processo, referências estas determinadas por um levantamento realizado na própria empresa que almejava determinar quais as referências que seriam determinadas “boas candidatas” a evoluirem do processo de granalhagem manual para granalhagem automática. Foram, por fim, executados ensaios de reprodutibilidade e repetibilidade para assegurar que o processo elaborado no departamento de tratamento de superfícies era fiável e apresentava todas as condições necessárias para a sua implementação.

Leica – Aparelhos Opticas de Precision, S.A is one of the most prestigious manufacturers of optical systems in the world. In his continuous search for excellence, he took on the challenge of investigating the surface treatment sector, more specifically the shot blasting process. Shot blasting is a process for cleaning and texturing surfaces, which is used by Leica to finish specific components and surfaces of the equipment and devices it manufactures, such as cameras and binoculars. This process, despite being widely used in the company, has never been widely explored, and is still a process carried out manually today as almost a craftsman's art. This dissertation therefore seeks to be a first step towards parameterizing and automating the shot blasting process. Initially, a parameterization is carried out with the objective of identifying the process input variables, that is, identifying the dependence of the shot blasting process on parameters such as “Blasting pressure”, “Distance to the shot blasting nozzle”, “Number of turns”, “Rotation speed” and “Abrasive condition”. To complete the parameterization component, it was necessary to use Taguchi's experimental design method in order to determine which levels of input variables were considered ideal for obtaining a part with the desired characteristics and quality. The process was then automated, initially carrying out experimental tests to evaluate the effect of input variables on the roughness and visual appearance of the parts subjected to the automatic shot blasting process. Once the necessary conclusions from the experimental tests were obtained, the ideal levels of automatic shot blasting of the input variables for the test reference were defined and a practical method was developed to determine the ideal levels for the other references associated with the process. These references were determined by a survey carried out in the company itself that aimed to determine which references would be considered “good candidates” to transition from the manual shot blasting process to automatic shot blasting. Finally, reproducibility and repeatability tests were carried out to ensure that the process developed in the surface treatment department was reliable and presented all the necessary conditions for its implementation.