Melhoria do processo de produção de tecidos metálicos na fabricação de pneus

Abstract

A melhoria de processos é um tema abordado em diversos setores. Este trabalho concentrou-se na melhoria do processo de produção de tecidos metálicos usados como material de reforço na fabricação de pneus radiais. O estudo foi realizado em uma indústria fabricante de pneus, em uma calandra de configuração Z e teve como objetivo aprofundar os conhecimentos a respeito deste processo identificando oportunidades de melhorias para reduzir perdas causadas por problemas qualitativos. Além disso, buscou melhorar a qualidade percebida pelo cliente interno sem afetar a qualidade do produto final, percebida pelo cliente externo. Para tanto, foi realizado um mapeamento do processo produtivo em questão, seguido de um estudo do efeito das temperaturas neste processo. O mapeamento mostrou que muitas etapas possuem influência direta na qualidade dos tecidos, as oportunidades de melhoria foram destacadas durante e após o mapeamento e estão relacionadas principalmente ao controle das temperaturas da calandra e dos moinhos, à automatização do processo, aos procedimentos operacionais e à instalação de dispositivos de controle e alerta. Uma vez que o controle das temperaturas de toda a linha da calandra resultou ser um fator crítico para o processo, realizou-se um estudo do efeito das temperaturas usadas durante a produção, a partir do uso da metodologia de Projeto de Experimentos com a aplicação de um Projeto Fatorial 25-1 sem repetição Quatro variáveis de resposta foram estudadas: quantidade de grumos pré-vulcanizados, aderência tecido-tecido, reversão de enxofre e adesão borracha-metal. Os fatores controláveis usados foram: temperatura dos moinhos alimentadores, temperatura dos cilindros 1 e 4, temperatura dos cilindros 2 e 3, temperatura dos tambores de resfriamento e temperatura do aquecimento das cordas metálicas. Pela otimização das variáveis de resposta, chegou-se aos valores ótimos para o processo, sendo todos eles no seu nível alto, com exceção da temperatura dos cilindros 2 e 3 que apresentou o melhor valor no nível baixo. Os resultados deste trabalho aprofundaram os conhecimentos num processo que, apesar de muito antigo, ainda possui poucos textos publicados a respeito. Adicionalmente, forneceu uma otimização experimental para as afirmações encontradas na literatura sobre a importância do controle de temperaturas no processo de fabricação de tecidos metálicos.

The process improvement is a topic widely used in several sectors. In this work this topic deals with improving the production process of metallic fabrics used as reinforcement material for radial tires. The study was carried out in a tire industry in a Z configuration calender and aims to deepen the knowledge about this process by identifying improvement opportunities to reduce losses caused by quality problems in metallic fabrics. It also seeks to improve the quality perceived by internal costumer without affecting the quality of the final product, perceived by the external customer. Thus, a mapping of the production process in question was made, followed by a study of the effect of temperature in this manufacturing process. The mapping shown that many steps have direct influence on fabric quality, the opportunities for improvement were highlighted during and after the mapping and are related mainly to control the temperature of the calender and mills, to process automation, operational procedures and the installation of devices for control and alert. Since the temperature control of whole calender line proved to be a critical factor in the process, a study of the effect of the temperatures used during the production was performed from the use of the design of experiments methodology with the application of a factorial design 25-1, without replication Four response variables were studied: number of pre vulcanized lumps, tack, sulfur reversion and steel-rubber adhesion. The controllable factors chosen were: feeder mills temperature, temperature of rolls 1 and 4 of the calender, temperature of rolls 2 and 3 of the calender, temperature of cooling drums and heating temperature of steel cords. By the optimization of the response variables, it was reached the optimum values for the process, all of which are in its high level except for the temperature of the rolls 2 and 3 which showed the best value in the low level. These results obtained deepened knowledge in a process which, though very old, still has a few articles published. Additionally, it provided quantitative data to the statements found in the literature about the importance of temperature control in the manufacturing process of metallic fabrics.