Na cadeia de valor de bens manufaturados, o setor de fabricação de moldes e matrizes ocupa uma posição estratégica. Durante o desenvolvimento de um novo produto até o lançamento do mesmo ao mercado, um tempo considerável é consumido no projeto e fabricação dos moldes e/ou matrizes. A eficiência desse setor exerce uma influência considerável na competitividade das empresas de produção de bens (EVERSHEIM e KLOCKE, 1998).
Chama-se de molde à ferramenta que dá forma ao bem que está sendo injetado em material polimérico, metálico ou cerâmico. Chama-se de matriz à ferramenta que dá forma ao bem que está sendo cortado e/ou conformado em um processo a quente ou a frio.
De acordo com Eversheim e Weber (2000) o setor de moldes e matrizes é influenciado por fatores internos e externos. Como fatores externos, citam-se os seguintes: a incessante pressão de tempo e custo, bem como os padrões de alta qualidade (que são impostos pela concorrência acirrada), os novos desenvolvimentos tecnológicos e a baixa qualificação de mão-de-obra. Como fatores internos que influenciam o desempenho das empresas fabricantes de moldes e matrizes, citam-se os seguintes: o sistema complexo de produção de uma peça única a ser fabricada, as ferramentas para auxiliar na fabricação de um espectro amplo de itens e produtos (influenciados por um percentual elevado de ordens de alteração, reparação e reposição).
Em função dessa característica de ambiente de trabalho, o setor de moldes e matrizes está em constante turbulência. Para minimizar esse ambiente turbulento, estão sendo concentrados vários esforços, desenvolvendo e aplicando novos conceitos, filosofias, técnicas, métodos e ferramentas, específicos para esse setor (KIESEL, 2001).
2.4.1 Características do setor de fabricação de moldes e matrizes no
Brasil
No Brasil, o setor de fabricação moldes e matrizes é conhecido, também, com o nome de setor de ferramentaria e tem algumas características peculiares. Segundo Weingaertner et al. (1998), devido à abertura do mercado as empresas brasileiras
fabricantes de moldes e matrizes vêm sofrendo forte concorrência de indústrias estrangeiras, e, alem disso, as empresas nacionais apresentam uma grande defasagem tecnológica em relação as suas congêneres de países desenvolvidos. Como indicação clara dessa situação, em 1997, em torno de 70 a 80% dos moldes e matrizes de maior peso e complexidade (como os utilizados na indústria automobilística) eram importados, cabendo aos fabricantes nacionais o fornecimento dos moldes e matrizes menores e mais simples, os quais geralmente possuem menor valor agregado.
No atual mercado globalizado onde qualidade com redução de custos finais é pré-requisito e o diferencial é o prazo de entrega, as ferramentarias brasileiras, como alternativa tecnológica imediata, voltaram-se à modernização de seu parque fabril com a aquisição de máquinas-ferramenta com Comando Numérico
Computadorizado (CNC) e sistemas de Projeto Auxiliado por Computador (CAD), Engenharia Auxiliada por Computador (CAE) e Manufatura Auxiliada por Computador (CAM). No entanto, embora as estatísticas sobre a utilização destas
novas tecnologias sejam positivas, a indústria brasileira ainda se encontra distante do nível tecnológico alcançado pela forte concorrência externa, representada por países Europeus, como Alemanha, Itália, Portugal e Espanha, e por países Asiáticos, principalmente China, Coréia e Taiwan (WEINGAERTNER et al., 1998).
Atualmente, as pesquisas na área de fabricação de moldes e matrizes, em países desenvolvidos visam não simplesmente a diminuição dos tempos dos diferentes processos, mas, sobretudo, a eliminação de algumas destas etapas. Exemplificando, atualmente cerca de 80% do tempo de fabricação de uma cavidade de um molde é dividido entre os processos de semi-acabamento, acabamento e ajuste. Com o constante desenvolvimento tecnológico, em breve espera-se que uma cavidade possa ser inicialmente fabricada por um processo de Prototipagem Rápida (RP) ou
Ferramental Rápido (RT) e com a utilização da tecnologia de fresamento 5 eixos e Altas Velocidades de Corte (HSM) poder-se-ão eliminar operações de semi-
acabamento e, inclusive, de acabamento realizadas atualmente pelo processo de eletro-erosão (EDM) (WEINGAERTNER et al., 1998).
Como a aplicação destas novas tecnologias requer um investimento elevado para a aquisição de máquinas-ferramenta, sistemas computacionais e pessoas altamente capacitadas, torna-se muito oneroso para que somente uma empresa pague todo o investimento. O que as ferramentarias dos países desenvolvidos fazem é manter
associações, formando centros tecnológicos financiados por elas próprias e com forte ajuda inicial do governo. Com isso, compram conjuntamente estas novas tecnologias que serão utilizadas por todos os sócios. Uma característica destes centros é que com o passar do tempo, pelo volume de trabalho, estes passam para um estagio de autofinanciamento.
No Brasil, o setor de ferramentaria constituído por PMEs, não tem tradição de ser organizado e não existem exemplos bem sucedidos de formação de centros tecnológicos específicos para o setor, embora existem algumas iniciativas de aproximação de projetos de pesquisas aplicadas entre empresas e universidades, principalmente nos centros considerados como “pólos de ferramentarias”, nomeadamente São Paulo, Joinville e Caxias do Sul (WEINGAERTNER et al., 1998).
2.4.2 Características organizacionais das ferramentarias
Considerando o aspecto organizacional de uma ferramentaria, identificam-se cinco áreas como sendo fundamentais, que são as áreas de:
• Projetos, onde se concebe o molde ou matriz;
• PCP, onde se planeja e controla a fabricação dos componentes do molde ou matriz:
• Programação CNC, onde são gerados os programas NC para as máquinas- ferramenta CNC;
• Fabricação, onde são usinados os componentes; e
• Montagem, onde é realizada a montagem e ajustagem do molde ou matriz (WEINGAERTNER et al., 1998).
Nessas cinco áreas vitais para o bom funcionamento de uma ferramentaria conta- se com funcionários que possuem habilidades e conhecimento conquistados na base da experiência de vários anos de trabalho no setor. Geralmente, o conhecimento que estas pessoas têm, nas suas respectivas áreas, é um conhecimento internalizado e não documentado. Em uma ferramentaria não é comum encontrar documentos descrevendo procedimentos e melhores práticas ocorridas em experiências passadas.
As áreas de projeto, programação CNC e PCP de uma ferramentaria têm características interessantes e complexas para serem estudadas. Um molde ou uma
matriz, na maioria das vezes, é projetado e fabricado uma vez só. Por este motivo os fabricantes de moldes e matrizes estão convencidos de que é difícil sistematizar, documentar e normalizar procedimentos a serem utilizados em trabalhos futuros.
Considerando um enfoque mais acadêmico, percebe-se que um molde ou uma matriz pode ter uma estrutura padrão, com sistemas funcionais iguais ou similares e que é possível sistematizar e normalizar grande parte dos processos e procedimentos. Um molde ou matriz é formado por vários sistemas funcionais como, por exemplo, os sistemas de resfriamento, de extração, de injeção, entre outros. Fazem parte desses sistemas diversos componentes, os quais são divididos em componentes a serem comprados, fabricados na própria empresa e terceirizados.
Os componentes a serem comprados são componentes padrão, como por exemplo parafusos, molas, pinos extratores, e inclusive, algumas vezes, porta- moldes. Os componentes a serem fabricados por terceiros são aqueles que precisam de processos de fabricação especiais, que a empresa não têm, ou, que por falta de disponibilidade de hora-máquina interna, devem ser fabricados por terceiros para cumprir prazos.
Entre os componentes a serem fabricados na própria empresa, que representam a grande maioria dos componentes, estão os que possuem maior valor agregado e maior complexidade técnica. A grande maioria desses componentes que possuem maior valor agregado e complexidade técnica são fabricados em máquinas- ferramenta CNC, por tanto precisam de programas CNC. Estima-se que aproximadamente, entre 60 a 80% dos componentes do molde ou da matriz seguem ou podem seguir um padrão de projeto. Alguns desses componentes seguem características de fabricação iguais ou similares, logo é possível a sistematização, também, dos seus processos de fabricação.