VI-Seminario de Metrologia

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Acadêmicos: Gustavo Martinazzo da Trindade,
João Carlos Ribeiro Varela,
João Ednilson Vargas,
Ricardo Francisco Amazonas.
Tutor Externo: Jean Carlos Bulla.
RESUMO
Este trabalho aborda o estudo e aplicação da metrologia, demonstra a importância de
garantir que as medições sejam precisas e confiáveis sendo assim crucial para a qualidade dos
produtos e serviços.
A metrologia facilita a padronização de processos e produtos permitindo que diferentes
partes do mundo trabalhem juntas e de maneira eficiente, com os resultados e conferências
reduzimos o retrabalho nos processos e os desperdícios nos processos consequentemente a redução
de custos.
Para alcançar os objetivos propostos realizamos a visita técnica na empresa Moldes Brasil
que possui uma linha de produção é personalizada e feita por encomenda. Será demonstrado todos
os equipamentos e as conferências realizadas pela equipe de qualidade da empresa. Realizamos
também medições e inspeções em corpos de provas
Palavras-chave: Qualidade, precisão e padronização.
1. INTRODUÇÃO
A metrologia é a parte da ciência dedicada a estudar as diversas formas de medições,
usando padrões e métodos que nos orientam nas unidades de medidas e também na precisão e
confiabilidade dos processos de medição.
A utilização de equipamentos de medição avançados, aliados a métodos metrológicos
rigorosos, permite o monitoramento contínuo e a correção de falhas, garantindo a qualidade e a
padronização nas indústrias,laboratórios e comércio. Talvez não percebamos mas a metrologia está
presente diariamente em nossas vidas, no velocímetro do carro, na balança do peso dos restaurantes,
nas bombas de combustíveis, em fim a metrologia é uma ciência imprescindível nos dias de hoje.
A meteorologia pode ser aplicada em diversas áreas, e não apenas no ramo empresarial, por
isso ela se divide em 3 tipos principais. Metrologia Legal, Metrologia Científica e Metrologia
Industrial, sendo essa última o foco de nosso trabalho, exploraremos neste trabalho os princípios
fundamentais da metrologia e suas aplicações práticas e a importância de sua correta
implementação nos processos industriais, além disso abordaremos os principais tipos de medições
com o foco na metrologia para garantir exatidão na aplicação da metrologia na produção industrial,
destacando sua importância, bem como os desafios enfrentados pelas empresas para incorporar
práticas metrológicas e eficientes em seus processos produtivos, traremos também exemplos que
ilustram a necessidade da metrologia em uma indústria moderna e confiável.
1 Nome :Gustavo Trindade ,João Ednilson Vargas, João Varela e Ricardo Amazonas
2 Nome do Professor :Jean Bulla
Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI - Curso (Engenharia Mecânica) – Prática do Módulo VI –
02/12/2024
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2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A necessidade de fazer medidas e padronizar acompanhou o homem desde o início do seu
desenvolvimento, e foi sendo aprimorada com o decorrer de sua evolução, esse desenvolvimento foi
necessário para lhe dar suporte na criação de suas tecnologias que hoje estão presente em nosso dia
a dia.
Para Francisco Adval (2014), a padronização de pesos e medidas tem sido um esforço da
humanidade desde os tempos remotos, porém até o século XVIII não havia um sistema de medição
de consenso. Os sistemas existentes eram baseados no corpo humano, variavam constantemente de
um lugar para o outro e dependiam das atividades e dos produtos a serem medidos.
Como cita o autor, no início os sistemas de medições eram precários e confusos o que
ocasionava muitas dúvidas e até mesmo fraudes, o que dificultava transações comerciais e sociais e
até desenvolvimentos científicos e novas tecnologias.
A necessidade de harmonizar pesos e medidas entre países cresceu com a expansão da
indústria e do comércio, e somente um esforço político e científico foi capaz de resolver essa
situação, adotando padrões de peso e comprimento compatíveis a padrões obtidos na natureza.
(Francisco Adival Lira, 2014, p. 13).
O metro foi um dos primeiros padrões de medida obtidos da natureza, sendo definido por
um decreto da Assembleia Nacional Francesa de 7 de abril de 1795, como 1/10.000.000 de
um quarto de meridiano terrestre. Fisicamente foi necessário medir a distância entre
Dunquerque e Barcelona e calcular o comprimento do quarto meridiano. Já o quilograma
foi definido como o peso de um volume de água. (Francisco Adival Lira, 2014, p. 14)
Os primeiros padrões do metro e do quilograma, contra os quais todas as cópias futuras
deveriam ser comparadas, foram depositados nos arquivos da República Francesa, em 1799,
dedicados a “todos os tempos e todos os homens”. (Francisco Adival Lira, 2014, p. 13).
De acordo com Francisco Adival 2014, há três razões pelas quais necessitamos de medidas.
Primeiramente, para fazer as coisas, porque elas fazem parte de um projeto. Em segundo lugar, para
controlar a maneira como as pessoas fazem as coisas e, por último, para realizar a descrição
científica.
Olhando para esses pontos necessitamos de um padrão de medidas para ter a certeza que
nossas fabricações e confecções estão de acordo com os projetos iniciais. Somente dessa forma que
garantimos a qualidade e eficiência de nossos produtos.
No ambiente industrial atual, o conceito de gerenciamento da qualidade total está voltado
ao fato de que o trabalhador da produção deve ser também inspetor. Com a produção em
massa, as tarefas se tornam especializadas, requerendo pessoas habilidosas que façam o seu
trabalho bem feito e com rapidez. A força de trabalho, hoje, é constituída de grupos de
pessoas que fazem um produto ou serviço cuja aceitação está baseada na especificação do
cliente e no atendimento das normas técnicas estabelecidas. (Francisco Adival Lira, 2014,
p. 15).
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Francisco Adval (2014), argumenta que podemos considerar a confiabilidade metrológica
como uma técnica que permite obter confiança nos resultados de ensaios, análises e medições. É a
probabilidade de que um produto ou serviço tenha desempenho aceitável, sob condições ambientais
definidas, por um determinado intervalo de tempo.
A conformidade de um produto a um certo padrão ou uma certa especificação determinada
por meio estatísticos, requer procedimentos, rotinas, instruções e métodos próprios. (Francisco
Adival Lira, 2014, p. 34).
Essa afirmação destaca a importância da metrologia para demonstrar a confiabilidade que o
produto está seguindo um padrão de qualidade já estabelecido, mas para atingir esse padrão
devemos seguir rotinas e métodos específicos para todas essas conferências.
3. MATERIAIS E MÉTODOS
A Moldes Brasil possui uma linha de produção personalizada e feita sob encomenda, onde
cada pedido é diferente do anterior. O processo é ajustado para atender às especificações
particulares de cada cliente, a produção se adapta a cada demanda, com variações em materiais,
designs e acabamentos de acordo com as características solicitadas em cada pedido. Isso requer
flexibilidade e um controle de qualidade minucioso para garantir que, embora o pedido seja
singular, ele seja fabricado dentro dos padrões exigidos. Cada item produzido reflete as
necessidades e preferências exclusivas, tornando o processo mais dinâmico e individualizado, sem
recorrer à produção em série. Contudo, alguns componentes padrões são desenvolvidos em série
para serem utilizados em diversos pedidos.
Para garantir a qualidade e desenvolver produtos são utilizados diversos instrumentos de
medições, alguns deles são: paquímetros digitais e analógicos, paquímetros de profundidade,
micrômetros e durometro.
Paquímetro é uma ferramenta de medição muito utilizada para obter precisão, existem duas versões
principais, o paquímetro digital e o paquímetro analógico, cada um com suas características, ambos
os tipos de paquímetro são instrumentos muito precisos, mas o digital é geralmente preferido por
quem busca facilidade de uso e maior velocidade nas medições.
Micrômetro de profundidade é uma ferramenta essencial para garantir a precisão de profundidade
defuros e cavidades em peças, oferecendo flexibilidade e precisão tanto em versões digitais quanto
analógicas.
Micrômetro é um instrumento de medição de alta precisão, onde é possível medir diâmetros,
espessuras e profundidades, com alta exatidão, geralmente na ordem de micrômetros (milésimos de
milímetro).
Durômetro é um instrumento utilizado para medir a dureza de materiais, onde as medições são
feitas em Rockwell C e Brinell.
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Paquímetro digital MITUTOYO
Fonte :Autor
Paquímetro analogico DIGIMESS
Fonte :Autor
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Paquímetro de profundidade digital DIGIMESS
Fonte :Autor
Micrômetro DIGIMESS
Fonte :Autor
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Durômetro DIGIMESS
Fonte :Autor
Para realizar o experimento sobre a metrologia ,foi preciso realizar uma visita na empresa Moldes
Brasil Ferramentaria, situada em Herval D’Oeste -SC. Na mesma, realizamos uma visita técnica e
também fizemos as aferições e testes para realizar este trabalho.
O processo de aferir as peças selecionadas , iniciou com a separação dos corpos de prova e em
seguida aferimos os equipamentos para realizarmos as medições nos corpos de provas ,ambos foram
fornecidos pela empresa citada.
O equipamento que foi realizado as aferições foi um paquímetro digital da marca Mitutoyo modelo
Absolute Coolant Proof, com resistência à líquidos ideal para uso industrial ,sua resolução é de
0,01mm (10 micrômetros) sua faixa de medição e de 0 a 300 mm, com uma tolerância ± 0,02 mm
para medições até 200 mm ,este paquímetro é ideal para indústria e para lugares que exigem
precisão e certeza na medição (Mitutoyo,2024).
Paquimetro Mitutoyo :0 a 300 mm (Absolute Coolant Proof Digital Caliper )
Fonte :Autor
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O experimento foi realizado com dois avaliadores , onde os mesmos aferiram 12 medidas do corpo
de prova sendo que foi 4 corpo de prova com 3 ciclos de aferição em cada uma dos corpos de
provas. O material aferido foi uma chapa laminada produzida por uma matriz de estampagem ,onde
a mesma produziu tampas que são usadas como vedação para galerias de cavidade .
Corpo de Prova Tampas de Estampagem
Fonte :Autor
Projeto da Tampa (75x15x5)
Fonte :Autor
Aferição ocorreu com dois avaliadores A e o B ,coletaram diferentes medidas por alguns
fatores como o corpo de prova ter uma alta tolerencia , homogeneidade do material pequenas
variações no formato geométrico ocorrido pela estampagem ,e a expansão térmica ,alteração da
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temperatura podem refletir no instrumento e no corpo de prova, causando dilatações ou contrações a
umidade do ambiente no local de aferições pode afetar no instrumento ou no corpo de prova,e por
final alguns outros fatores que influenciaram nas variações de aferição do corpo de prova técnica do
avaliador pois cada avaliador pode aplicar forças diferentes ao medir, ou posicionar o paquímetro
de forma levemente distinta e a experiência por diferentes níveis de habilidade pode ter sido a
variações dos resultados
Avaliador:A (14.98).
Fonte :Autor
Avaliador:B (14.97).
Fonte: Autor
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Sobre o material aferido: Tampas são produzidas por matriz de estampagens com material de
alumínio 1110 ou h14 com o objetivo de selar os canais de água ou outros fluidos para refrigeração
na cavidade .As cavidades são produzidas para molde de sopro e injeção sendo que a mesma tem a
função que serve para selar e evitar vazamento da cavidade assim podendo refrigerar o molde como
foi projetado e produzido para ocorrer resfriamento do molde na produção de embalagens plásticas.
O plástico entra no molde com o processo de injeção plástica usando mistura plástica fundia
que precisa ser resfriado em questão de 7 a 120 segundos e o tempo para se solidificar e para
produzir uma embalagem . tampa tem que ser ajustada de forma precisa para vedar as aberturas do
sistema de refrigeramento garantindo a água ou o fluido que circule corretamente pela cavidade do
molde sem vazamento e suportar a pressão de dentro para fora do sistema de resfriamento .
Por ser uma peça seriada ela acaba se tornando um material fácil e rápido para substituir caso ocorra
algum vazamento ou falha na vedação, para realizar a manutenção do molde caso haja algum
vazamento a peça ou a perda de pressão..
Tampas na Cavidade
Fonte :Autor
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Na tabela ,temos os dados que foram coletados através das aferições dos corpos de prova ,por dois
avaliadores
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PEÇA :TAMPA -MATRIZ DE ESTAMPAGEM (Largura de 15 mm)
Ciclo de
Medição
Avaliador A Avaliador B
Peça 1 Peça 2 Peça 3 Peça 4 Peça 1 Peça 2 Peça 3 Peça 4
1 14.98 14.98 14.98 14.98 15.00 14.99 14.98 14.94
2 14.98 15.02 15.00 14.98 14.96 14.95 14.98 14.96
3 14.97 14.98 14.98 14.98 14.99 14.96 15.00 14.95
X(média) 14.97 14.99 14.98 14.98 14.98 14.96 14.98 14.95
R
(amplitude) 0.01 0.04 0.02 0.00 0.04 0.04 0.02 0.02
Com base nos dados da tabela ,os corpos de prova estão entre as medidas esperadas ,com uma
variação de - 0.05 mm de uma peça na aferição ,sendo que em dados da média padrão coletada a
menor média foi de 14.95 e a maior de 14.99 .A amplitude na peça 4 do avaliador A foi de 0.00 e do
avaliador B foi 0.02. Isso demonstra que a peça está dentro das tolerância aceitáveis para a Moldes
Brasil.
Resultados dos Estudos R&R
Descrição Valor
Média da amplitude (�̅�) A=0.0175
B=0.0300
Número de amostra (n) 4
Número de repetições de
uma medição de uma
mesma peça
3
Número de operadores (r) 2
Constante d² 1.72
Desvio padrão do erro de
repetitividade
A=0.00597
B=0.01023
Variação do equipamento VA=0.0108
VB=0.0135
Média Global de cada
avaliador
X̄A=14.9842
X̄B=14.9717
Amplitude entre os
operadores
1=0.0067
2=0.0267
3=0.0000
4=0.0300
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Desvio padrão da diferença
das medições entre os
operadores
A=0.0102
B=0.0174
Reprodutibilidade
contaminada pela
repetitividade
R=0.122
Variação entre os
avaliadores V=0.0092
Repetibilidade e
Reprodutibilidade RR=0.0153
Nestes dados coletados da tabela 2 temos a Repetibilidade e Reprodutibilidade de 0.0153.
Podemos afirmar que o paquímetro digital da mitutoyo é apropriado para aferir as peças da
produção pelas suas baixas diferenças de medidas entre o avaliador A e o avaliador B ,como a
variação entre os avaliadores foi de V=0.0092 super baixa indicando que são bem consistentes .
A repetibilidade é associada ao desvio padrão do erro dentro de cada operador. Sendo os
dados do avaliador A=0.00597 e do avaliador B=0.01023 .O resultado, por ser baixo desvio
padrão, indica que o processo de aferições é coerente e não está envolvendo erros aleatórios,
quanto a instrumentação e a técnica de medição são bem eficientes e eficazes .A reprodutibilidade
reflete a variância devido às diferenças entre operadores de 0.0092.
Assim temos a porcentagem baseados nos cálculos realizados para elaborar a tabela 2:
Repetibilidade: 25.64% da variância total.
Reprodutibilidade: 74.36% da variância total.
O erro mais relevante no processo de aferição é a Reprodutibilidade, que contribui com
aproximadamente 74.36% da variância total. Isso indica que as diferenças entre os avaliadores têm
maior impacto nas variações do sistema de medição do que a repetibilidade, erro dentro do mesmo
avaliador.
Para reduzir a variação de medidas entre os avaliadores a sugestão seria que a empresa
produzisse em escala seriadas por máquinas de centro de usinagem com um baixo nível de
tolerância dimensional das tampas ,porém todavia que a mesma não precisa ter uma baixa tolerância
acaba sendo produzida por matriz de estampagem em questão de custo e beneficio de produção para
as peças e produtos finais .
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Gráfico Avaliador A-B
Fonte :Autor
O gráfico indica que o avaliador B apresentou uma maior amplitude média em comparação
ao avaliador A, indicando maior variação nas medições realizadas.
Gráfico do desvio padrão da diferença entre os avaliadores
Fonte :Autor
O Avaliador B apresenta um desvio padrão maior (0.0174) em comparação com o Avaliador
A (0.0102), indicando maior variabilidade entre as medições realizadas por ele.
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Visita Na Moldes Brasil
Fonte :Autor
5. CONCLUSÃO
Assim podemos concluirque os resultados alcançados demonstram que em uma linha de
produção é de sumo importância realizar os procedimentos de medições e geração de dados obtidos.
Dessa forma mantemos um padrão dos produtos gerados pela linha de produção, como demonstra
no trabalho os produtos industrializados na empresa são de características e tipos variados onde
pode a qualquer momento por uma má calibração podemos ter problemas de qualidade.
Por esse motivo é de suma importância a utilização da metrologia para a verificação de cada
produto feito pela empresa .
Na visita realizada na Moldes Brasil coletamos os dados da pesquisa , e através deles
obtivemos resultados, alguns deles foram : a repetibilidade foi de 25.64% e a reprodutibilidade foi
de 74.36%, da variância total .Para obtermos resultados precisos confirmatórios, sem margens de
tolerância ,necessita de mais estudos e melhorias nos fatores externos e internos que influenciam
no momento das aferições dos corpos de prova .
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REFERÊNCIAS
LIRA, Francisco Adval de; ROCCA, Jairo E. Metrologia - Conceitos e Práticas de Instrumentação.
Rio de Janeiro: Érica, 2014. E-book. p.36. ISBN 9788536519845. Disponível em:
https://app.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788536519845/. Acesso em: 21 nov. 2024.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6023. Informação e documentação –
Referências – Elaboração. Rio de Janeiro, 2002.
CERVO, Amado Luiz; BERVIAN, Pedro Alcino; SILVA, Roberto da.Metodologia científica. São
Paulo: Ed. Pearson, 2006.
FERREIRA, Gonzaga. Redação científica: como entender e escrever com facilidade. São Paulo:
Atlas, v. 5, 2011.
MÜLLER, Antônio José (Org.), et al.Metodologia científica. Indaial: Uniasselvi, 2013.
PEROVANO, Dalton Gean. Manual de metodologia da pesquisa científica. Curitiba: Ed.
Intersaberes, 2016.
MITUTOYO. Absolute Coolant Proof Digital Caliper Specifications. Disponível em:
https://www.mitutoyo.com.
https://www.mitutoyo.com
https://www.mitutoyo.com