Equipamentos de Operac¸ ˜ao

Para que o robot possa proceder `a pintura e `a despintura de uma aeronave ter ´a de estar equipado com ferramentas capazes de aplicar o processo, aqui designadas por Equipamentos de Operac¸ ˜ao. Estas ferramentas ser ˜ao aplicadas no brac¸o rob ´otico do robot.

Como j ´a foi abordado na secc¸ ˜ao 2.1, a aplicac¸ ˜ao de tinta e a decapagem da mesma pode ser rea- lizada segundo diferentes m ´etodos, e atrav ´es de v ´arios equipamentos. Os m ´etodos a serem utilizados pelo robot considerado neste estudo n ˜ao t ˆem necessariamente de ser os mesmos que s ˜ao utilizados atualmente na empresa, sendo, no entanto, necess ´ario que consigam ser realizados atrav ´es do apare- lho em quest ˜ao. Relembra-se que, com este robot, pretende-se cumprir com a qualidade do servic¸o j ´a anteriormente prestado pela OGMA ou, se poss´ıvel, melhor ´a-lo. Tamb ´em j ´a foi referido em 4.1 que a empresa d ´a prioridade `a implementac¸ ˜ao de tecnologia avanc¸ada, mas existente no mercado.

Ao longo desta secc¸ ˜ao ser ˜ao analisados os diferentes m ´etodos poss´ıveis de aplicar com este sis- tema automatizado e ser ´a selecionado aquele que melhor servir as especificac¸ ˜oes e requisitos da OGMA.

Pintura

Os v ´arios tipos de pistolas existentes podem ser resumidos nas categorias de HVLP, Airless e Eletrost ´atica. Na categoria das pistolas eletrost ´aticas existem ainda as Rotary-Bells, um equipamento especialmente desenvolvido para aplicac¸ ˜oes rob ´oticas, que utiliza um dispositivo rotativo de alta veloci- dade para melhorar os resultados da pulverizac¸ ˜ao.

Para maximizar o n´ıvel de automatizac¸ ˜ao do processo ´e necess ´ario que a pistola utilizada pelo robot tenha a maior taxa de transfer ˆencia de tinta poss´ıvel. Na verdade, devido `a pulverizac¸ ˜ao que se forma em redor das pistolas que aplicam a tinta, ap ´os a pintura de uma secc¸ ˜ao de uma aeronave ´e costume esperar-se que a tinta aplicada seque para se fazer o isolamento dessa secc¸ ˜ao. Isto evita que a pulverizac¸ ˜ao que resulta da pintura da secc¸ ˜ao seguinte estrague a qualidade da secc¸ ˜ao j ´a pintada. Ao ser diminu´ıdo o overspray (atrav ´es da m ´axima taxa de transfer ˆencia), surge a possibilidade de se pintar todo o avi ˜ao de uma s ´o vez, sem as paragens atr ´as referidas. Desta forma, o grau de automatizac¸ ˜ao da soluc¸ ˜ao apresentada ´e maior e evitam-se os custos com tempo, operadores e materiais utilizados no processo de isolamento.

Pelo que foi referido, deu-se especial import ˆancia `as taxas de transfer ˆencia de cada uma das cate- gorias de pistolas mencionadas, representadas na Figura 4.5.

Posto isto, apesar do custo mais elevado, escolheu-se utilizar uma pistola Rotary Bell devido `a sua superior taxa de efici ˆencia e devido `as suas caracter´ısticas tecnologicamente mais avanc¸adas que podem vir a contribuir bastante para um bom resultado final na pintura das aeronaves.

Em busca de uma soluc¸ ˜ao de mercado adequada ao projeto a desenvolver, contactou-se uma das empresas l´ıder do mercado de equipamentos de pintura, a Sames-Kremlin, que ajudou na selec¸ ˜ao de uma pistola deste tipo que fosse compat´ıvel com o brac¸o rob ´otico utilizado (FANUC Paint Mate 200iA/5L) e que respeitasse o seu payload m ´aximo, igual a 5 kg.

Desta pesquisa resultou a escolha da Nanobell 2 (Figura 4.6).

Figura 4.6: Rotary Bell selecionada para aplicar no robot, Nanobell 2 [48]

Esta pistola possui um sistema de encaixe que permite uma f ´acil instalac¸ ˜ao no brac¸o rob ´otico, al ´em de permitir uma r ´apida remoc¸ ˜ao sempre que for necess ´ario fazer a manutenc¸ ˜ao e limpeza da mesma. Al ´em disso, como pretendido, apresenta uma alta taxa de efici ˆencia na transfer ˆencia da tinta e pro- porciona um acabamento de alta qualidade. Para esta ´ultima caracter´ıstica, em muito contribuem a capacidade de efeito Vortex e tecnologia Hi-TE, que originam uma forma de v ´ortice no fluxo atomizado, o que aumenta a qualidade com que s ˜ao pintadas as superf´ıcies mais dif´ıceis de atingir. Estas e outras caracter´ısticas podem ser consultadas na Tabela 4.2. Por fim, deve-se referir que esta pistola cumpre com a regulamentac¸ ˜ao ATEX [48].

Tabela 4.2: Caracter´ısticas da Nanobell 2 [48]

Peso 5 Kg

Press ˜ao M ´axima 10 bar Caudal 30 - 750 cm3_/min

Velocidade de Rotac¸ ˜ao 5000 - 45000 rpm Taxa de Efici ˆencia at ´e 90 % Di ˆametro do Leque 40 cm

Despintura

Como j ´a foi referido no cap´ıtulo 3, o m ´etodo de decapagem atualmente utilizado na OGMA ´e a despintura qu´ımica. No entanto, como j ´a foi abordado em 2.1.1, existem outros m ´etodos capazes de

realizar o processo.

A despintura qu´ımica possui a vantagem de ser um m ´etodo j ´a conhecido na empresa e de n ˜ao representar um grande investimento inicial. No entanto, o robot apenas poderia realizar a aplicac¸ ˜ao do despintor, continuando a ser necess ´arios t ´ecnicos para as etapas restantes. Isto significaria um menor grau de automatizac¸ ˜ao do processo. Por fim, o car ´ater corrosivo do produto decapante pode representar um risco para a estrutura do robot, o que provocaria mais encargos com manutenc¸ ˜ao e limpeza [9].

A despintura mec ˆanica, poderia ser aplicada atrav ´es de lixagem ou do processo de Plastic Media Blasting (PMB). A primeira opc¸ ˜ao tem a vantagem de ser um m ´etodo bastante fi ´avel. No entanto, a execuc¸ ˜ao da lixagem da superf´ıcie do avi ˜ao iria exigir ao robot um controlo super preciso da forc¸a aplicada no equipamento de operac¸ ˜ao, sob pena de danificar a superf´ıcie. J ´a o PMB apresenta a vantagem de poder ser facilmente integrado no robot. No entanto, este m ´etodo representa um elevado investimento inicial e pode ser um risco para a superf´ıcie da aeronave caso n ˜ao se consiga desenvolver um sistema de sensores de controlo eficazes [9].

Por fim, a despintura a laser apresenta custos operacionais mais baixos que os restantes m ´etodos, ´e uma tecnologia avanc¸ada e ´e facilmente aplic ´avel ao robot, havendo ao disp ˆor meios eficazes para o controlo da operac¸ ˜ao. Al ´em disso, este ´e um m ´etodo ”amigo do ambiente”. Contra si tem o elevado investimento inicial necess ´ario e potenciais falhas associadas `a novidade da tecnologia [17, 22, 49].

Para o apoio ao processo de decis ˜ao para a selec¸ ˜ao do m ´etodo de despintura a ser implementado no robot, seguiu-se a estrat ´egia desenvolvida por K. Otto e K. Antonssen [50]. Em primeiro lugar, reuniram-se as caracter´ısticas que s ˜ao consideradas essenciais para a selec¸ ˜ao da soluc¸ ˜ao. Cada uma destas caracter´ısticas foi associada a pesos de 1 a 5, conforme a sua import ˆancia para a escolha final. Ap ´os isto, cada m ´etodo ´e classificado com uma pontuac¸ ˜ao de -5 a 5 em cada uma das caracter´ısticas. Para se fazer a selec¸ ˜ao, cada pontuac¸ ˜ao ´e multiplicada pelo seu peso e depois ´e feito o somat ´orio das classificac¸ ˜oes de todas as caracter´ısticas do mesmo m ´etodo. A soluc¸ ˜ao escolhida ser ´a aquela que apresentar uma pontuac¸ ˜ao final mais alta (Tabela 4.3).

Tabela 4.3: Selec¸ ˜ao do m ´etodo de despintura

Peso Desp. Qu´ımica Lixagem PMB Desp. Laser Aplicac¸ ˜ao ao Robot 5 0 -3 3 4

Custos Operacionais 5 -2 2 3 4

Fiabilidade 5 4 3 2 1

Risco para a Aeronave 4 0 -3 0 2

Tempo de Processo 3 3 0 2 0

Grau de Automatizac¸ ˜ao 3 0 3 3 4 Inovac¸ ˜ao Tecnol ´ogica 3 0 -3 3 5

Investimento Inicial 2 4 3 0 -2

Impacto Ambiental 2 -4 0 2 4

Apesar de n ˜ao ser muita a diferenc¸a entre a pontuac¸ ˜ao final da despintura a laser e PMB, a soluc¸ ˜ao selecionada pelo m ´etodo de apoio `a decis ˜ao utilizado foi a despintura a laser.

Para encontrar um equipamento que pudesse aplicar este m ´etodo de decapagem, foi realizada uma pesquisa de mercado e encontrou-se a CleanLaser, empresa destacada neste setor. Ap ´os contacto direto com a empresa, identificou-se o CL600 (Figura 4.7) como uma soluc¸ ˜ao capaz de responder `as necessidades da OGMA.

Figura 4.7: Laser selecionado, produzido pela CleanLaser [51]

Este equipamento pode despintar superf´ıcies met ´alicas ou materiais comp ´ositos. Al ´em disso, per- mite que se realize uma despintura parcial (como remover apenas a topcoat). O laser tem uma pot ˆencia de 600 W e remove tinta a uma raz ˜ao de 12 cm2_/s