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O DFMA auxilia na integração das áreas de desenvolvimento do produto (Projeto e Engenharia) e áreas de fabricação (Produção), visando medidas preventivas, eficientes e mais rápidas, evitando eventuais problemas

1. DFM A Prof. Nelson Matias © Nelson T. Matias_Aula 6

2. Design for Manufacturing and Assembly DFM A O DFMA auxilia na integração das áreas de desenvolvimento do produto (Projeto e Engenharia) e áreas de fabricação (Produção), visando medidas preventivas, eficientes e mais rápidas, evitando eventuais problemas

3. O termo Manufacturing refere-se à fabricação de um componente individual, enquanto Assembly é a montagem de vários componentes formando o produto final; assim sendo, o DFM e o DFA devem ser entendidos e aplicados de maneiras diferentes, de acordo com a necessidade e situação, mas buscando o uso simultâneo de ambas as metodologias, visando a redução no número de peças e na complexidade, tanto na montagem quanto no produto final (BOOTHROYD; DEWHURST; KNIGHT, 1994). DFM A

4. A aplicação do DFMA traz benefícios consideráveis, tais como: melhoria na qualidade; redução de peças; padronização, confiabilidade; modularização; simplificação do processo do produto e de montagem; redução de custos; integração de diversas equipes, compondo a Engenharia Simultânea (a engenharia de produto, manufatura e outros departamentos); envolvimento das diferentes equipes de desenvolvimento do produto desde o início. DFM A

5. Objetiva o desenvolvimento de um produto de forma que tenha baixo custo durante sua fabricação, atenda aos requisitos funcionais e seja de fácil manufatura. Tal abordagem enfatiza aspectos da manufatura e outros processos voltados à conformação mecânica e usinagem. Essa técnica visa a total influência do conhecimento das características de processamento sobre o desenvolvimento do projeto, tais como os custos das opções de materiais, ângulos de saída de ferramentas, raios e cantos vivos e acabamentos e demais características ligadas à construção (BOOTHROYD; DEWHUSRT, 2012; ROZENFELD, 1999). DFM

6. O DFMA deve ser utilizado com maior ênfase, na fase inicial do projeto, uma vez que o conceito ainda está surgindo e sendo estudado e possibilita alterações com custos menores e que possibilitem uma redução na duração do projeto. APLICAÇÃO DO DFM A Fonte: Boothroyd; Dewhurst; Knight (1989)

7. APLICAÇÃO TÉCNICA DO DFM A Necessita de alguns recursos que permitam o desenvolvimento da metodologia em questão. São elas: esquema inicial da montagem, definindo as operações básicas; desenhos técnicos com vistas em cortes, detalhados com informações técnicas, permitindo a completa visualização e compreensão do processo em questão; esquema de sequência do processo de fabricação. Outro recurso de extrema utilidade e eficiência é a utilização de protótipo que se assemelham ao máximo do real (texturas e dimensões), permitindo uma visualização e compreensão mais ampla sobre montagem, dificuldades de manuseios e resultado final do produto.

8. PRINCÍPIOS DO DFM A Baseia-se em alguns princípios para otimização da produção e desenvolvimento de projetos com o máximo de excelência possíveis. São eles: projetar para o menor número de componentes possível; Projetar componentes multifuncionais; utilizar uma montagem empilhada / unidirecional; padronizar processos e componentes; desenvolver montagem modular; facilitar alinhamento e inserção de todos os componentes; eliminar parafusos, molas, roldanas, chicotes de fios; facilidade de manipulação de peças; redução de ajustes; utilizar e promover o trabalho em equipe.

9. PRINCÍPIOS DO DFM A 1) Projetar para o menor número de componentes possível : com a redução do número de peças, há também redução no custo do produto, da montagem e do tempo de montagem; 2) Montagem empilhada / unidirecional : a montagem empilhada (ou unidirecional) deve seguir sempre a lei da gravidade, agindo de cima para baixo, uma vez que reduz as reorientações, facilitando o processo de fabricação; 3) Padronização de processos e componentes : a padronização de componentes reduz a variação de peças, o tempo gasto para o desenvolvimento dos mesmos, as ferramentas usadas no processo de montagem, os equipamentos, o treinamento de pessoal, o custo final do produto, além de um aumento na qualidade do mesmo;

10. PRINCÍPIOS DO DFM A 4) Montagem modular ou com componente-base : a montagem modular visa o uso de apenas uma base para a produção de produtos diferentes, permitindo também a incorporação de componentes de fixação. Esta técnica tem como objetivo a diversificação de produtos a partir da combinação de módulos funcionalmente independentes, como o componente-base. Além de promover maior agilidade ao processo de montagem, também reduz o custo do produto; 5) Facilitar alinhamento e inserção de todos os componentes : trata-se do desenvolvimento de componentes com características de autolocalização, possibilitando uma montagem mais precisa, fácil e rápida. Além de reduzir o tempo de montagem, também reduz o custo, uma vez que a montagem pode ser feita automaticamente por um equipamento;

11. PRINCÍPIOS DO DFM A 6) Facilidade de manipulação de peças : deve-se projetar componentes de fácil manipulação e transporte (Figura 3), aspecto que influencia no peso do mesmo; Segundo Sousa (1998), os principais fatores que afetam a manipulação são: geometria: formas regulares simplificam e facilitam o manuseio dos componentes; rigidez: evitar materiais macios, pontiagudos ou frágeis; peso: evitar componentes pesados (fator que influencia também no transporte do mesmo); tamanho: excessivamente grandes ou pequenas e escorregadias atrapalham a manipulação; componentes simétricos reduzem a ocorrência de falhas; evitar peças que possam ficar presas ou emaranhadas; considerar o empacotamento individual das peças; O uso de furos ovais evita ajustes; facilitar o acesso ao componente; evitar o uso de peças que necessitem serem manipuladas por mais de uma mão.

12. PRINCÍPIOS DO DFM A 7) Projeto para estabilidade : deve-se evitar projetar peças que possam se movimentar durante a montagem; as peças devem permanecer estáticas durante a operação. Deste modo, o operador não precisa se preocupar e perder tempo com o processo, pois os componentes envolvidos permanecerão imóveis durante a montagem, não havendo risco de perdê-los. 8) Redução de ajustes : a redução (ou preferencialmente, a eliminação) de ajustes otimiza o tempo de montagem, além de facilitar a manufatura e aumentar a confiabilidade e qualidade do produto.

13. DESIGN FOR EXCELLENCE DFX O Design for Excellence é a: “…. base de conhecimentos para aproximar ao máximo o projeto do produto das suas características desejáveis, como alta qualidade, confiabilidade, facilidade de manutenção, segurança, facilidade de uso, preocupação com o meio ambiente, redução do prazo de disponibilização para vendas e ao mesmo tempo reduzindo os custos de manufatura e manutenção do produto” (BRALLA, 1996).

14. DESIGN FOR HIGHER QUALITY O Design for Higher Quality é: “satisfazer ou exceder as expectativas do cliente” (CORBETT et al., 1991). A qualidade pode ser compreendida como a capacidade de um produto te desempenhar suas funções nas condições especificadas, atingindo a completa necessidade do mercado consumidor. Segundo Bralla (1996), o produto alcança sua qualidade ideal nas seguintes situações: todas as vezes que é utilizado; sob as condições específicas determinadas em projeto; por toda sua vida; sem problemas causados por má qualidade de suas peças.

15. DESIGN FOR RELIABILITY O Design for Reliability é: A confiabilidade de um produto se refere a probabilidade do mesmo, seja sistema ou processo, de funcionar, respeitando as características do meio que o cerca e de sua funcionalidade pré-definida. A taxa de falhas e o tempo que demora para elas ocorrerem são critérios fundamentais na hora de definir a confiabilidade de determinado produto, uma vez que as mesmas devem ser prevenidas, seja por conta do processo de montagem ou componentes defeituosos. “A medida da habilidade de um produto operar com sucesso, quando solicitado, por um período de tempo pré-determinado, e sob condições ambientais específicas. É medida com uma probabilidade” (EUROPEAN ORGANIZATION FOR QUALITY CONTROL, 1965).

16. DESIGN FOR SERVICEABILITY AND MAINTENABILITY O Design for Serviceability and Maintainability visa: O desenvolvimento de produtos de fácil manutenção, tanto em termos financeiros como de obtenção de componentes para tal manutenção. 1) aumento da confiabilidade: quanto maior a confiabilidade, menor a chance de falhas, assim, reduzindo a manutenção; 2) projetar produtos cujos componentes que exigem manutenção sejam de fácil acesso e visíveis; 3) sempre que possível, utilizar peças padronizadas e de fácil obtenção no mercado; 4) projetar sistemas autodiagnosticáveis; 5) inclusão de avisos nas especificações técnicas e instruções que orientem o consumidor sobre a revisão do produto.

17. DESIGN FOR SAFETY O Design for Safety visa: A segurança do produto. Assim como a qualidade e confiabilidade devem acompanhar um produto desde seu projeto inicial, a segurança também deve ser implementada desde as primeiras etapas, considerando a manufatura, uso e descarte. Segundo Bralla (1996), nenhum produto é totalmente seguro. O projetista deve equilibrar os mais diversos custos, inclusive o da segurança. Toda vez que o projetista identificar algum possível ponto de risco por conta do mau uso do produto, deverá informar o usuário por meio de avisos no manual e no próprio produto. Entretanto, tais problemas podem ser evitados com a aplicação mais acentuada de métodos de segurança.

18. DESIGN FOR SAFETY Algumas regras devem ser aplicadas quando visa-se garantir melhor segurança de um produto. Segundo Bralla (1996), são elas: 1) Projetar dispositivos e mecanismos que evitem acidentes caso o produto falhe; 2) desenvolver sistemas que evitem acidentes em caso de manuseio inadequado do produto por parte do usuário; 3) eliminar cantos vivos e pontas afiadas, evitando ferimentos; 4) projetar capas protetoras, em locais onde há movimentos mecânicos, a fim de evitar a inserção de mãos e demais objetos estranhos, além de proteger no momento de manutenção; 5) produtos elétricos protegidos adequadamente, evitando choque nos usuários; 6) o projetista deve utilizar materiais com alta resistência a impacto, evitando que em caso de queda, o produto e despedace causando algum acidente (principalmente em produtos para crianças).

19. DESIGN FOR ENVIRONMENT Design for Environment visa: Amenizar os problemas de poluição de destruição do meio ambiente, agindo de forma sustentável. Apesar da extrema dificuldade na eliminação de componentes e materiais prejudiciais ao meio ambiente, já é possível reduzir tudo que possa gerar alguma consequência maléfica. O Design for the Environment tem como objetivo a orientação dos projetistas no desenvolvimento de produtos ecologicamente corretos, desde sua fase inicial, até ciclo de vida, uso, descarte e também manufatura. O Design for the Environment, também chamado de Green Design!

20. DESIGN FOR ENVIRONMENT Bralla (1996) descreve o Design for the Environment considerando os seguintes aspectos: 1) Matéria-prima : reduzir a poluição do ar, água e terra e demais malefícios que a extração da matéria-prima possam gerar às famílias próximas do local; 2) Manufatura : reduzir a poluição do ar, água e terra causada por materiais, resultantes do processo de fabricação do produto; 3) Reduzir a poluição sonora no ambiente de trabalho ; 4) Distribuição e Vendas : reduzir a poluição proveniente do manuseio e transporte do produto; 5) Uso : reduzir a poluição do ar, água e terra durante o uso do produto, pelo vazamento gases e fluídos, bem como poluição sonora; 6) Descarte : reduzir ou eliminar a poluição do ar, água e terra causada pelo descarte inapropriado.

21. DESIGN FOR USER-FRIENDLINESS O Design for User-Friendliness visa: Auxiliar os projetistas no desenvolvimento de produtos de fácil entendimento por parte dos clientes, além de garantir segurança, confiabilidade e ergonomia. Segundo Bralla (1996), o Design for User-friendliness deveria ser o primeiro objetivo do projeto do produto, uma vez que visa a satisfação do cliente, atendendo às suas necessidades. Design for User-friendliness (também ser chamado de Design for Human Factors ou Design for Ergonomics)

22. DESIGN FOR SHORT TIME-TO-MARKET O Design for Short Time-to-Market visa: O menor gasto de tempo possível desde o desenvolvimento do produto até sua disponibilização para o mercado. Um estudo nos EUA mostrou que um produto implantado no mercado com seis meses de atraso, tendo seus gastos dentro do planejado, perde aproximadamente 33% de lucro em um período de 5 anos; enquanto uma empresa que implanta seu produto no mercado no tempo determinado, com um gasto extra de 50%, tem seu lucro reduzido em apenas 4%, no mesmo período (BRALLA, 1996).

23. REFERÊNCIAS CARVALHO, Natalha Gabrieli Moreira; MATIAS, Nelson Tavares. DFMA: metodologia para desenvolvimento de produtos industriais. BARBOSA, Gustavo Franco. Aplicação da metodologia DFMA – Design for Manufacturing and Assembly no projeto e fabricação de aeronaves. 2007. 165 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Escola de Engenharia de São Carlos (Universidade de São Paulo), São Carlos, 2007. BOOTHROYD, G.; DEWHURST, P. Boothroyd and Dewhurst Website. Disponível em: <http://www.dfma.com>. Acesso em 20 nov. 2012. BOOTHROYD, G.; DEWHURST, P.; KNIGHT, W. Product Design for Manufacture and Assembly. New York: Marcel Dekker Inc, 1994. BRALLA, J. G. Design for manufacturability Handbook, 2 ed. McGraw-Hill, Boston, 1999, (International Edition - Rev.de: Handbook of product design for manufacturing-1986). BRALLA, J.G. Design for Excellence. New York: McGraw-Hill, 1996. CORBETT, J. et. Al. Design for manufacture: Strategies, Principles and Techniques. Addison. Wesley Publishing Company, 1991. HORTA, L. C.; ROZENFELD, H. (1999) Design For Manufacturing and Assembly, <http://www.numa.org.br/conhecimentos/conhecimentos_port/pag_conhec/dfma_v2. html>. Acesso em 20 nov. 2012. KAMINSKI, P. C. Desenvolvendo produtos com planejamento, criatividade e qualidade. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 2000. SOUSA, A. G. Estudo e análise dos métodos de avaliação da montabilidade de produtos industriais no processo de projeto. Programa de Pós-graduação em Eng. Mecânica, UFSC, 1998. Dissertação de Mestrado.