Metrologia Paper - Versão 1

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<p>6</p><p>METROLOGIA: SISTEMA DE MEDIÇÃO NA FABRICAÇÃO DE PRODUTOS EM ALUMÍNIO</p><p>Fabricio Antunes¹</p><p>Jailson Barcelos¹</p><p>Kely Cristini de Azevedo B. Ferreira2</p><p>RESUMO</p><p>Nesse Paper de Metrologia vamos explorar alguns dados de uma empresa de extrusão de alumínio para colocar em prática o estudo sobre Metrologia, identificando alguns métodos de qualidade e a utilização de ferramentas para verificação e padronização de perfis extrudados. O ponto alvo desse seminário é destacar instrumentos de medição e através da Metrologia identificar pontos no processo de medição dos perfis, bem como suas padronizações, tolerâncias e confiabilidade no processo medindo dimensões de peças e calculando suas médias, amplitude, repetibilidade e reprodutibilidade ( R&R).</p><p>Palavras-chave: Metrologia, Ibrap, Medição, R&R.</p><p>1. INTRODUÇÃO</p><p>Além de focar na inovação de produtos, a melhoria dos processos é crucial para atingir esses objetivos. A Gestão da Qualidade e suas ferramentas já se consolidaram como componentes essenciais das estratégias organizacionais. Para uma empresa, é inconcebível não priorizar a qualidade, especialmente em seus processos produtivos, o que exige um monitoramento constante para identificar problemas e propor soluções.</p><p>Como objetivo desse seminário é explorar a Metrologia, vamos identificar instrumentos de Garantir a sustentabilidade por meio da competitividade é um grande desafio para os gestores atualmente. Em um ambiente empresarial dinâmico e ágil, as organizações buscam continuamente elementos que as ajudem a competir de maneira eficaz e a manter a viabilidade de seus negócios.medição, calculando suas médias, amplitude, repetibilidade e reprodutibilidade ( R&R) para produtos de uma empresa de extrusão de perfis de alumínio.</p><p>A Ibrap trabalha com extrusão de alumínio destinado à revendas de perfis de alumínio, como indústria moveleira, linha industrial e estrutural. Aplica alta tecnologia e matéria-prima de alto valor, o que torna a preocupação com a qualidade ainda mais latente para atender as exigências de seus clientes. A organização possui em sua estrutura de processos controles de medições para garantir a qualidade do produto final. Ao identificar produtos fora dos padrões a produção realiza o bloqueio imediato da extrusão dos perfis de alumínio para correção e análises para apontar as possíveis falhas utilizando equipamentos de medição e a metrologia para garantir a qualidade dos produtos acabados e seu processo no todo.</p><p>2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA</p><p>A Gestão da Qualidade é um conceito amplo, que inclui diversos aspectos a serem trabalhados e melhorados constantemente. Para isso, utiliza-se de instrumentos para atingir e garantir a qualidade nos processos produtivos. As conhecidas ferramentas da qualidade são geralmente utilizadas em conjunto como forma de instrumentalizar as organizações na busca pela manutenção e melhoria dos processos (PALADINI, 2008).</p><p>Dentre as ciências que contribuem para a qualidade das dimensões e medições dos produtos no processo de fabricação, destacamos a ciência da metrologia.</p><p>Para garantir a qualidade dos produtos industriais é necessário e imprescindível medir com exatidão, possibilitando ao fabricante obter as dimensões reais e entender os ajustes entre peças, a fabricação de produtos de acordo com as especificações técnicas e quantidades específicas, a Intercambialidade e universalidade das peças, a redução de perdas pela pronta detecção de desvios no processo produtivo, evitando o desperdício de matéria prima. Ao mesmo tempo, garante o atendimento a normas, regulamentos e requisitos de desempenho nacionais ou internacionais, favorecendo as negociações pela confiança do cliente e se constitui em um diferenciador tecnológico e comercial para as empresas. (ROCHA, 2020)</p><p>2.1 MEDIÇÃO</p><p>A medição é sempre um procedimento experimental quantitativo, no qual seu resultado depende diretamente do instrumento de medição. Assim, o seu operador terá uma característica referente à forma física, atribuindo um valor e uma unidade de medida, desde que esta unidade tenha um padrão e tenha reconhecimento internacional.</p><p>2.2 METROLOGIA</p><p>Etimologicamente, a palavra Metrologia vem do grego metro (medida) e logos (tratado), e é definida como a ciência da medição e suas aplicações. Ela abrange todos os aspectos teóricos e práticos relativos às medições, qualquer que seja a incerteza, em quaisquer campos da ciência e da tecnologia (VIM, 2008), e tem como foco principal prover confiabilidade, credibilidade e uniformidade aos resultados das medições</p><p>Metrologia é a ciência das medições e suas aplicações abrangido todos os aspectos teóricos e práticos relacionados às medições, independentemente das incertezas incluído padrões de medição, equipamentos, métodos, calibração e a qualidade dos resultados.</p><p>2.3 R&R</p><p>Todos os dispositivos de medição apresentam variação e uma incerteza sobre a medição realizada. O estudo de  R&R  avalia a variação de um sistema de medição e nos ajuda a concluir se ele é adequado para a aplicação pretendida. Ao fazer um estudo de R&R, separamos as causas da variação de medição em duas categorias principais:</p><p>Repetibilidade: variação observada quando o mesmo operador mede a mesma peça várias vezes, ou seja a variação devido ao equipamento de medição.</p><p>Reprodutibilidade: variação observada entre os operadores, ou seja, a variação devido ao método de medição. Para fazer um estudo R&R,  é preciso avaliar o número de peças que deve ser avaliado um certo número de peças – de 5 a 10, que representem a variação do processo de fabricação e devem ser realizadas medições por no mínimo 3 operadores que normalmente executam a medição. Repetições: as medições devem ser realizadas 2 a 6 vezes.</p><p>Com esses dados calcularemos os indicadores de reprodutibilidade e repetibilidade, que combinados nos dão a variação geral observada, que pode ser expressa como uma porcentagem da tolerância, ou %R&R. Através deste valor, podemos concluir se o sistema de medição é:</p><p>Aceitável: %R&R menor que 10%</p><p>Aceitável em condições específicas: %R&R entre 10% e 30%.  Pode ser aceito com base na importância da medição, custo do sistema de medição, etc.</p><p>Inaceitável: %R&R maior que 30%.</p><p>2.4 INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO</p><p>Conforme definição do Inmetro, um instrumento de medição é o dispositivo utilizado para realizar uma medição.</p><p>Podemos citar como exemplo desses instrumentos e suas funções:</p><p>2.4.1 Escala: Também conhecida como régua graduada, é uma medida materializada de comprimento. Sua apresentação, normalmente, se dá em forma de lâmina de aço carbono ou inoxidável. Nela estão gravadas as medidas em cm, mm ou polegada e suas frações. Por possuírem a graduação zero exatamente faceada em uma de suas arestas, são mais indicadas para medição do que as réguas convencionais.</p><p>2.4.2 Paquímetro: É um equipamento utilizado para medição de precisão. Ele é diferente da trena, pois é usado, principalmente, para pequenas medidas. Com o paquímetro é possível fazer a medida externa de uma peça, medida interna de uma peça ou círculo, medidas com pequenos desníveis e medidas de profundidade. Ele possui escala métrica fixa, que pode ser milimétrica ou polegada. Uma das maiores utilidades de um paquímetro consiste em medir o diâmetro de um parafuso, facilitando a escolha da broca.</p><p>2.4.3 Micrômetro: É utilizado para medir peças de pequenas dimensões com grande precisão. Além disso, o micrômetro é capaz de verificar altura, largura e profundidade da peça. Utilizado, principalmente, na indústria mecânica para medir peças de máquinas, seu formato é parecido com o de um parafuso micrométrico e seus resultados são mais precisos do que os resultados do paquímetro. É formado de partes denominadas de arco, isolante térmico, parafuso micrométrico, faces de medição, bainha, tambor, porca de ajuste, catraca e trava. O instrumento é, ainda, usado por relojoeiros e cientistas para medir o diâmetro exterior de objetos esféricos.</p><p>2.4.4 Relógio comparador: É um instrumento de medição com bastante sensibilidade e de grande precisão.</p><p>Ele é utilizado para verificar o alinhamento de máquinas, excentricidade e empeno, além de medidas por comparação. Por conta de sua sensibilidade, o relógio comparador demanda cuidados especiais, devendo ser bem guardado para não haver quedas ou sujar de graxa e/ou óleo, pois isso pode modificar suas funções.</p><p>2.4.5 Trena: Trenas, conhecidas também como fitas métricas, são instrumentos de medição indispensáveis para medir alturas ou distâncias, sendo extremamente úteis para serviços domésticos ou profissionais.</p><p>2.4.6 Régua: é um instrumento utilizado em geometria, próprio para traçar segmentos de reta e medir distâncias pequenas. Também é incorporada no desenho técnico e na Engenharia. É composta por uma lâmina de madeira, plástico ou metal e pode conter uma escala, geralmente centimétrica e milimétrica.</p><p>3. MATERIAIS E MÉTODOS</p><p>O paper foi desenvolvido através de uma visita técnica realizada empresa Ibrap Indústria de Brasileira de Alumínio e Plástico, localizada em Santa Catarina na cidade de Urussanga. Para os métodos de coleta de informações foi utilizado um acompanhamento com os operadores juntamente com o gerente da planta durante o horário comercial de trabalho utilizando todos os EPI necessários. A empresa já possui em seu procedimento operacional executar as medições dos produtos no momento da extrusão, no setup e durante o processo de extrusão a cada 500 metros, logo em seguida os dados são lançados via sistema (CLARIS) e onde podem ser extraídos relatórios operacionais para uma analise mais concreta.</p><p>Figura 1 – Fonte: Ibrap</p><p>3.1 INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO UTILIZADOS NA VISITA</p><p>Durante a visita foram identificados quais instrumentos de medição que são usados na empresa e podemos destacar entre eles:</p><p>Paquímetro, que são instrumentos de medição usados para medir a distância entre duas superfícies opostas, internas ou externas, bem como a profundidade e altura de uma peça. Eles são feitos de aço inoxidável, alumínio ou plástico e possuem uma régua graduada com alta precisão, uma escala de medição em milímetros e polegadas e uma haste de medição móvel.</p><p>Micrometro: é um instrumento de medida voltado para a medição de pequenas peças com extrema precisão, assim como o Paquímetro. A diferença é que o micrômetro é ainda mais preciso. Ele é caracterizado por um arco, uma estrutura de batente e fuso para apertar, e por uma estrutura para segurar. Nela, temos a bainha, onde há uma escala graduada, o tambor, onde há outra escala, e a catraca para girar.</p><p>Goniômetro: é um instrumento que mede um ângulo ou permite que um objeto seja girado para uma posição angular precisa.</p><p>Relógio Comparador: são instrumentos de medição mecânicos usados para medir a variação entre duas dimensões ou para detectar pequenas diferenças entre uma peça e uma referência padrão. Eles possuem um mostrador analógico que exibe a leitura através de um ponteiro que se move ao longo de uma escala graduada, permitindo uma leitura precisa da medição. Eles possuem uma haste de contato que é colocada em contato com a superfície a ser medida e um bezel giratório que pode ser usado para ajustar a escala do instrumento.</p><p>3.2 PRODUTO INSPECIONADO</p><p>Na linha de produção foi analisado o dimensional de cada peça de perfil de alumínio extrudado, conforme o procedimento operacional da empresa, o perfil inspecionado está na figura abaixo perfil ES-1762:</p><p>Figura 2 – Fonte: Ibrap, Desenho Técnico ES1762</p><p>4. ANÁLISE DE DADOS E RESULTADO</p><p>Para facilitar a análise do R&R, utilizamos o desenho perfil ES-1762 cota A ( 120,32 mm ) como amostra padrão da produção e de qualidade a ser seguida e obtemos os seguintes resultados:</p><p>Quadro 1: Medições para determinar a R & R - Repetibilidade e Reprodutibilidade</p><p>Ciclo de medição</p><p>Avaliador A</p><p>Avaliador B</p><p>Peça 1</p><p>Peça 2</p><p>Peça 3</p><p>Peça 4</p><p>Peça 1</p><p>Peça 2</p><p>Peça 3</p><p>Peça 4</p><p>1</p><p>120,08</p><p>120,12</p><p>120,15</p><p>120,09</p><p>120,09</p><p>120,15</p><p>120,08</p><p>120,12</p><p>2</p><p>120,10</p><p>120,17</p><p>120,17</p><p>120,11</p><p>120,07</p><p>120,18</p><p>120,10</p><p>120,15</p><p>3</p><p>120,11</p><p>120,13</p><p>120,19</p><p>120,12</p><p>120,12</p><p>120,14</p><p>120,08</p><p>120,13</p><p>𝑋̅ (média)</p><p>120,10</p><p>120,14</p><p>120,17</p><p>120,11</p><p>120,09</p><p>120,16</p><p>120,09</p><p>120,13</p><p>R (amplitude)</p><p>0,03</p><p>0,05</p><p>0,04</p><p>0,03</p><p>0,05</p><p>0,04</p><p>0,02</p><p>0,03</p><p>Fonte: Ibrap2024</p><p>Quadro 2: Cálculos e resultados</p><p>Descrição</p><p>Resultados</p><p>Média da amplitude (𝑅̅)</p><p>0,03</p><p>Número de amostras (𝑛)</p><p>8</p><p>Número de repetições de uma medição de uma mesma peça (m)</p><p>3</p><p>Número de operadores ( r )</p><p>2</p><p>Constante ( d2 )</p><p>1,693</p><p>Desvio padrão do erro de repetitividade (SRe)</p><p>1,18 mm</p><p>Variação do equipamento( Repe )</p><p>6,077 mm</p><p>Média global de cada avaliador</p><p>120,12 mm</p><p>Amplitude entre os operadores (Rop)</p><p>0,08 mm</p><p>Desvio padrão da diferença das medições entre os operadores (Sop)</p><p>0,047 mm</p><p>Reprodutibilidade contaminada pela repetitividade (Soc)</p><p>0,24 mm</p><p>Variação entre os avaliadores (Repro)</p><p>0,10 mm</p><p>Repetibilidade e reprodutibilidade (R&R)</p><p>6,1 %</p><p>5. CONCLUSÃO</p><p>Concluímos nesse estudo que a qualidade é fator fundamental para crescimento e destaque no mercado. As organizações precisam investir cada dia mais nas ferramentas da qualidade e não somente na parte financeira, pois os investimentos em qualidade se consolidaram como elementos que cooperam para que as organizações consigam alcançar seus objetivos de competitividade e sustentabilidade. A utilização destes elementos deve permear o cotidiano dos processos produtivos na busca da melhoria constante e necessária.</p><p>Este estudo apresentou como utilizar uma das ferramentas da qualidade, para o acompanhamento do processo produtivo, a metrologia, que é definida como a ciência da medição e suas aplicações. Ela abrange todos os aspectos teóricos e práticos relativos às medições, e também os cálculos das demais variáveis para determinar a Repetibilidade e reprodutibilidade (R&R). Nesse estudo de caso estamos destacando a medição de produtos de alumínio que por sua vez é muito importante a sua precisão de medidas, pois temos uma enorme gama de aplicações. Os produtos mais comuns oriundos da extrusão de alumínio através de uma matriz são: quadros de janelas e portas, trilhos para portas deslizantes, tubos de várias seções transversais e formas arquitetônicas. Produtos extrudados podem ser cortados nos tamanhos desejados para gerar outras peças, como maçanetas, trancas e engrenagens.</p><p>Conforme os dados obtidos podemos dizer que o processo é confiável pois o R&R foi menor que 10%, dessa os dados nos mostra a confiança que podemos ter na medida feita pelos opradores, instrumentos e dados de medição do produto.</p><p>REFERÊNCIAS</p><p>AVELAR, W. Utilização de ferramentas da qualidade objetivando melhorias no processo produtivo. Universidade Católica de Petrópolis. Petrópolis, 2008.</p><p>ABNT NBR NM 216: 2000. Paquímetros e paquímetros de profundidade - características construtivas e requisitos metrológicos. Curitiba: UFPR, 2020. Disponível em: . Acesso em: 5 dez. de 2020.</p><p>INMETRO. Vocabulário Internacional de Termos Fundamentais e Gerais de METROLOGIA. Porto Alegre: CICMAC, 2020. Disponível em: . Acesso em: 6 dez. de 2020.</p><p>GODOY, L.P.; BELINAZO, D.P.; PEDRAZZI, F.K. Gestão da qualidade total e as contribuições do programa 5S’s. In: XXI ENEGEP. Salvador, 2023.</p><p>LOBO, R.N. et al. Controle de Qualidade: princípios, inspeção e ferramentas de apoio na produção de vestuário. São Paulo: Érica, 2015.</p><p>MAINARDES, E.W.; LOURENÇO, L.; TONTINI, G. Percepções dos conceitos de Qualidade e Gestão pela Qualidade Total: Estudo de caso na Universidade. Revista Gestão e Organização, v. 8, n. 2, p. 279-97, 2019.</p><p>PALADINI, E. P. Gestão Estratégica da Qualidade: princípios, métodos e processos. São Paulo: Atlas, 2020.</p><p>1 Acadêmicos do curso de Gestão da Produção Industrial</p><p>2 Tutor Externo</p><p>Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI - Curso (FCL26364GPI) – Seminário Interdisciplinar Metrologia GPI101 – 13/06/2024</p><p>image1.png</p><p>image2.png</p>