Seleção pública FAPESP-FINEP: Manufatura Avançada - Anexo 1

LISTA DE DESAFIOS TECNOLÓGICOS

FORTALECIMENTO E QUALIFICAÇÃO EM MANUFATURA AVANÇADA DAS CADEIAS PRODUTIVAS DA INDÚSTRIA AEROESPACIAL E DE DEFESA DO ESTADO DE SÃO PAULO

Introdução

A indústria aeroespacial e de defesa é caracterizada pela geração de alta tecnologia e integração de atividades multidisciplinares para fabricação de um produto de alta complexidade e com emprego de capital humano altamente especializado. O setor promove também a exportação de bens de alto valor agregado, estimulando a balança comercial de um país. Devido a estes fatores, a indústria aeroespacial e de defesa brasileira é considerada chave para o desenvolvimento do país, sendo uma das referências mundiais nos mercados em que atua.

A crescente complexidade tecnológica, que se reflete nos elevados custos de desenvolvimento de novos produtos, tem levado os fabricantes da indústria aeroespacial e de defesa a atuarem principalmente em atividades de projeto e integração de grandes conjuntos, partilhando com as empresas fornecedoras a produção de componentes primários e montagem de segmentos. Em resumo, para que possam avançar no desenvolvimento e produção de novos produtos, os grandes fabricantes necessitam coordenar uma cadeia global de fornecedores cada vez mais robusta e diversificada. Entretanto, a capacidade privada de investimentos em P&D e inovação tecnológica nesta indústria é insuficiente em face dos vultosos volumes de recursos necessários, tanto na fase pré-competitiva quanto na fase comercial. Esses custos e riscos se agravam ainda mais pelos requisitos de certificação de segurança exigidos pelas agências reguladoras do setor.

Dentre as várias tecnologias necessárias e disponíveis no setor, aquelas que tratam diretamente dos processos de fabricação e montagem podem afetar de forma significativa a competitividade de uma empresa, tanto pela alta possibilidade de redução de custos no processo quanto pelos altos investimentos necessários para o desenvolvimento e aplicação industrial neste setor. Dessa forma, os desafios tecnológicos na indústria aeroespacial e de defesa passam pelos requisitos do produto e pela competitividade dos processos (alta qualidade, alta flexibilidade e alta produtividade).

Dentre as várias possibilidades de desenvolvimento da cadeia nacional, podem ser priorizadas algumas das principais demandas tecnológicas e que possuem potencial de transbordamento para outras cadeias produtivas nacionais. Estas estão relacionadas por áreas de conhecimento, conforme segue: Materiais Compósitos e Metálicos, Medição, Ferramental, Automação, Montagem Estrutural e Cablagem.

Materiais Compósitos

1. Reparo de Peças em Material Compósito

Descrição: Desenvolver na cadeia aeroespacial e de defesa nacional capacitação para o reparo de peças em materiais compósitos (fibra de vidro e carbono), estruturais e não estruturais, atendendo requisitos aeronáuticos e disposição da Engenharia, bem como as normas internacionais atualmente em vigor; contemplando também os ensaios não-destrutivos necessários para aprovação do reparo.

2. Fabricação, Inspeção e Ensaios de Corpos de Prova

Descrição: Desenvolver capacitação para fabricação, recorte, inspeção dimensional e não-destrutiva, bem como ensaios estruturais de corpos de provas em materiais compósitos com tecnologia hand lay-up, cumprindo requisitos das normas internacionais atualmente em vigor.

3. Fabricação de Peças de Baixa e Média Complexidade Geométrica

Descrição: Desenvolver capacitação para fabricação, com tecnologia hand lay-up e material pré-impregnado, de peças com geometrias de baixa e média complexidade. Os materiais incluem fibra de vidro e fibra de carbono, de dimensões aproximadas até dois metros quadrados de área e curvaturas simples, podendo ou não conter núcleos em sua fabricação. Para as peças de média complexidade, deve-se considerar o desenvolvimento do processo de inspeção por ultrassom, de modo que possam ampliar a capacidade técnica de atendimento neste segmento. Outra capacidade a ser desenvolvida pelo fornecedor é o recorte de usinagem manual e CNC (3 e 5 eixos) em peças de compósitos, de modo que possam atender peças com requisitos de tolerâncias de GD&T (Geometric Dimensioning and Tolerancing).

Medição

1. Medição Tridimensional - Funcional (GD&T)

Descrição: Desenvolver nas empresas nacionais da cadeia aeroespacial e de defesa o processo de medição tridimensional utilizando o conceito de medição funcional (aplicação de GD&T) substituindo o processo de medição tridimensional por coordenadas cartesiana (X, Y, Z). Desenvolver tecnologias que permitam a inspeção dimensional sem a necessidade de ferramentais de suporte.

Ferramental

1. Projetos Design & Build (Capacitação em Engenharia e Projeto)

Descrição: Desenvolver nas empresas nacionais da cadeia aeroespacial e de defesa a área de Engenharia e Projeto de Ferramental, de modo a aumentar a abrangência de sua participação no mercado com entregas de solução de Ferramental para aeroespacial e de defesa. Desenvolver também a tecnologia de dimensionamento mecânico estrutural através de métodos de elementos finitos de modo a garantir a funcionalidade e integridade da solução fornecida.

2. Sistema de Armazenamento de Ferramentais "Just in Time" e Manutenção de Dispositivos de Fabricação

Descrição: Criação de centros de armazenamento para ferramentais de várias dimensões e de diversos materiais de concepção, com tecnologias de logística, rastreamento e inventariado, de modo que possam ser fornecidos em caráter “just in time” para a empresa montadora ou sua cadeia de suprimentos. O centro de armazenamento também será responsável pela manutenção dos dispositivos, promovendo retrabalhos e reparos em gabaritos de fabricação e montagem (materiais: carbono, fibra de vidro, alumínio, aço e invar), visando voltar o ferramental ao estado inicial de projeto.

3. Dispositivos de Fabricação em Material Compósito (Fibra de Carbono)

Descrição: Desenvolver empresa para fornecer solução de dispositivos aeronáuticos em material compósito, especificamente fibra de carbono, modelação e autoclave.

Automação

1. Sistema para Inspeção de Diâmetro e Escareado de Furos por Visão Artificial

Descrição: Desenvolver em cadeia nacional solução automática para fazer a medição dos furos executados por robô utilizando câmera integrada ao equipamento. Dessa forma evita-se a utilização de inspeção por contato.

2. Sistema de Limpeza de Periféricos

Descrição: Durante a furação e instalação automatizada de prendedores ocorre a impregnação de selante nos equipamentos utilizados no processo, como insersor de rebite, martelete e probe de medição.

O desafio proposto seria a criação de solução nacional para limpeza do selante desses instrumentos por meio de ultrassom.

Montagem

1. Montagem Mecânica

Descrição: Desenvolver em cadeia nacional fornecedores para a montagem mecânica de conjuntos de aeronaves, utilizados nas equipagens do sistema hidráulico, combustível e pneumático. Os processos podem incluir: encalque de rótulas, instalação de componentes por criogenia, selagem, inspeção, entre outros.

2. Montagem de Subconjunto Metálicos e Não-Metálicos

Descrição: Desenvolver em cadeia nacional fornecedores para a montagem estrutural de subconjuntos de aeronaves. Os processos podem incluir: montagem coordenada, cravação de suportes e porcas flange, aplicação de torque controlado, selagem, inspeção, etc.

Materiais Metálicos

1. Gun Drilling - Furação Profunda

Descrição: Desenvolver nas empresas nacionais da cadeia aeroespacial e de defesa a tecnologia de "Gun Drilling" furação profunda (furos com diâmetro de aproximadamente 8,0 mm e comprimento de até 2.500 mm), utilizando ferramentais, ferramentas e equipamentos específicos.

2. Conformação e Usinagem de Espessura em Peças Estampadas

Descrição: Desenvolver nas empresas nacionais da cadeia aeroespacial e de defesa a tecnologia de fabricação de peças estampadas de dupla curvatura (superfície hiperbólica), capacitando e qualificando os fornecedores em processos como: prensa de borracha e tratamento térmico nas ligas de alumínio. Outra tecnologia a ser desenvolvida pela cadeia aeroespacial e de defesa é a "usinagem mecânica de espessuras finas" com espessura inicial de 2,0 mm chegando a espessuras mínimas até 0,8 mm objetivando a redução do peso das aeronaves e também a substituição do processo de ataque químico, utilizando ferramentais e dispositivos de fixação a vácuo.

3. Molas

Descrição: Capacitar uma empresa para gerenciar toda cadeia de suprimentos do fornecimento de molas (end-item) aumentando o valor agregado e a competitividade da indústria nacional.

4. Manufatura De Tubulações

Descrição: Desenvolver nas empresas nacionais da cadeia aeroespacial e de defesa o processo de manufatura de dobra e solda de tubos, qualificando os fornecedores para execução de todo o processo, bem como, verificação de características e testes necessários, como raio-x ou radiografia digital, de acordo com os requisitos aeronáuticos envolvidos, para programas em andamento e novos desenvolvimentos da Embraer.

5. Compactação De Cavacos No Fornecedor

Descrição: Desenvolver nas empresas nacionais da cadeia aeroespacial e de defesa a tecnologia de "compactação de cavaco". Os ganhos desse projeto são em área de armazenagem, transporte e na maximização do volume de óleo solúvel reutilizável.

Processos Especiais

1. Shot Peening

Descrição: Capacitar a base nacional na tecnologia de "shot peening" em peças acima de 500 mm de largura. Este processo consiste em aplicar um jato concentrado de esferas (sendo as mesmas metálicas, de vidro ou de cerâmica) na superfície das peças, produzindo uma camada de compressão residual com objetivo de melhorar a resistência à fadiga mecânica/térmica e melhorar a resistência à corrosão.

2. Tratamentos Superficiais para Peças acima de 4m

Descrição: Capacitar a base nacional para tratamentos superficiais (anodização crômica, sulfúrica, líquido penetrante, anodização dura, entre outros) em peças superiores à 4.000 mm.

Cablagem

1. Manufatura De Cablagem

Descrição: Desenvolver nas empresas nacionais da cadeia aeroespacial e de defesa o processo de manufatura de pequenas e médias cablagens, cabos de antenas e de potência, qualificando os fornecedores para corte, marcação, fabricação e teste de acordo com os requisitos aeronáuticos envolvidos.