Soluções Combinadas de Montagem e Impressão

O plano original para uma nova linha de produção na empresa de fabricação de dispositivos de fio incluía duas áreas separadas (uma para células de montagem automatizadas para fabricar interruptores; e outra para usar impressoras de tampografia para marcar as placas frontais montadas). Entre as duas áreas, haveria uma cadeia de manuseio manual onde caixas de interruptores não impressos seriam transportadas pelo corredor. A logística disso seria difícil, o custo do trabalho em andamento [ou seja, peças em estoque aguardando conclusão] seria alto e o potencial de danos aos materiais devido ao manuseio incorreto seria substancial. O plano final eliminou o corredor combinando a montagem dos interruptores e a tampografia em uma única linha de produção, onde o interruptor é montado, impresso, inspecionado e embalado sem espera na fila em nenhum ponto do processo. Ao integrar esses processos, o tempo de produção (o tempo total da operação, do início ao fim) foi reduzido em 33% e os danos às peças causados pelo manuseio manual (ou seja, arranhões e impressões digitais) foram eliminados.

Este é o princípio no qual se baseia o processo combinado de montagem e impressão, ou fluxo de produção integrado. Não se trata de uma máquina em particular; é um conceito de design que integra a montagem mecânica de um produto com a aplicação de suas marcações de identificação (marca, classificação, certificação, instruções) em uma automação única e coerente. Para qualquer fabricante que monta e marca um produto, entender como combinar esses dois processos historicamente separados oferece um caminho claro para custos mais baixos, melhor qualidade e uma planta de produção menos complexa.

O que é um sistema combinado de montagem e impressão?

Em um sistema integrado de montagem e impressão, a produção de um produto acabado ocorre por meio de um conjunto de operações (alimentação, junção, fixação, selagem e inspeção) e um conjunto de operações de acabamento (tampografia, serigrafia, marcação a laser ou codificação por jato de tinta) coordenadas mecanicamente e digitalmente como parte de uma célula/linha de produção integrada de montagem e impressão. O produto se move de sua posição final de montagem diretamente para o dispositivo de impressão por meio de um método alternativo – esteira transportadora, mesa rotativa (movimento contínuo), transferência robótica – sem armazenamento intermediário ou manuseio manual do produto. As áreas de montagem e impressão possuem uma única arquitetura de controle combinada e um único MES (Sistema de Execução de Manufatura) ou SCADA (Supervisory Control & Data Acquisition) integra todos os processos de rastreamento/informação de dados de produção em cada unidade entre a montagem e a impressão.

A tampografia, a marcação a laser e a serigrafia são os métodos de impressão mais comumente usados em linhas de montagem de produção. São adequados para impressão em todos os tipos de superfícies, incluindo formas curvas ou irregulares (tampografia), marcações permanentes e de alto contraste em plásticos e metais (marcação a laser) e superfícies planas, como painéis e etiquetas (serigrafia). Das três tecnologias de impressão mencionadas, a tampografia é a mais utilizada porque a almofada de silicone consegue se adaptar às superfícies irregulares de disjuntores, placas de interruptores e carcaças de contatores. Para entender o processo de tampografia em si, consulte nosso guia sobre O que é uma máquina de tampografia? Explica a tecnologia em detalhes.

Por que combinar montagem e impressão? A questão da eficiência.

A eficiência pode ser aumentada combinando impressão, montagem e entrega em um único processo contínuo, em vez de ambientes completamente separados.

• Eliminação do estoque de produtos em processo (WIP). Em uma configuração padrão, as peças impressas, após serem montadas, ficam enfileiradas em um sistema de armazenamento em estantes, aguardando impressão. Esse estoque em processo representa capital imobilizado, espaço físico ocupado e as peças montadas também correm o risco de serem danificadas, congeladas ou se tornarem obsoletas. A linha combinada elimina o estoque em processo, imprimindo as peças montadas logo após a montagem, o que significa que não há estoque em processo entre esses dois processos.
• Danos reduzidos durante o manuseio. Agora existe o risco de danos à peça durante o manuseio (ao ser pega, colocada no chão, guardada na caixa, aberta, etc.). Uma linha de produção integrada eliminou todas as etapas de manuseio entre a montagem e a impressão, eliminando, portanto, todos os defeitos associados a essas etapas.
• Rastreabilidade imediata. Quando as estações de montagem e impressão estão conectadas digitalmente, o número de série, os valores de torque e os dados de calibração da montagem podem ser impressos diretamente ou codificados em uma matriz de dados na estação seguinte da linha de produção. Há um foco crescente na rastreabilidade nos setores automotivo, médico e de certificação elétrica. Pesquisas realizadas pela McKinsey & Company sobre manufatura integrada mostram consistentemente que a eliminação de processos desconectados (ou seja, fluxos de trabalho) é fundamental para melhorar a produtividade e reduzir defeitos.
• Logística simplificada. Uma linha de montagem projetada para receber matéria-prima em um local e produzir seus produtos acabados, impressos e inspecionados em outro. A linha de montagem não possui interface interna com clientes/fornecedores, o que significa que não há transferências internas de produtos entre a montagem e a impressão, nem problemas com documentos de transferência ou agendamento entre a origem da impressão e a origem da montagem.

Como escolher entre as diferentes abordagens

A decisão sobre o grau de integração entre montagem e impressão depende do produto, do volume e dos requisitos de impressão. A tabela abaixo fornece uma estrutura para essa decisão.

Onde a combinação de montagem e impressão oferece o melhor custo-benefício

Os setores que mais se beneficiam da integração de soluções de montagem e impressão incluem aqueles em que a marcação permanente (que tem consequências regulamentares e/ou legais) precisa ocorrer e em que o produto precisa ter sido montado mecanicamente antes de receber essa marcação.

Dispositivos de proteção elétrica (disjuntores miniatura, disjuntores de caixa moldada, contatores, interruptores)

Um disjuntor miniatura deve possuir uma corrente nominal, curva de disparo, marca e selo de certificação para identificar as características de proteção que o dispositivo foi projetado para fornecer. O objetivo dessas marcações não é apenas decorativo, mas sim a identificação legal das características de proteção do dispositivo. Se a linha de montagem que calibra e testa os disjuntores miniatura (MCBs) estiver diretamente conectada a uma estação de tampografia para impressão da corrente nominal real no MCB, o disjuntor foi marcado corretamente. Se um MCB falhar na calibração, a corrente nominal não poderá ser impressa. O MCB só receberá a corrente nominal se passar nos testes de calibração. Essa rastreabilidade em circuito fechado é o padrão de excelência para certificação elétrica (IE) e é alcançada pela Benlong Automation por meio da criação de linhas de produção totalmente integradas para MCBs e disjuntores de caixa moldada (MCCB). Um Linha de montagem automática MCB Pode ser integrado a uma estação de tampografia — ou a uma estação de marcação a laser para marcas permanentes de alto contraste — de modo que o disjuntor montado e calibrado seja impresso e inspecionado antes de chegar à estação de embalagem.

Componentes automotivos

Interruptores, sensores e carcaças de atuadores para aplicações automotivas possuem números de peça, logotipos de fabricantes de equipamentos originais (OEM) e códigos de data que precisam suportar calor, vibração e exposição a diversos produtos químicos durante toda a vida útil do veículo. A incorporação de uma célula para realizar a montagem e a marcação a laser em uma única operação reduz a probabilidade de erros de marcação que podem resultar em rejeições na cadeia de suprimentos.

Dispositivos médicos e diagnósticos

Tintas biocompatíveis e rastreabilidade completa, desde a fabricação até a impressão, são imprescindíveis na produção de corpos de seringa, invólucros de inaladores e cartuchos de diagnóstico. O uso de uma célula de sala limpa integrada, com verificação visual de cada impressão, gera a documentação validada necessária para a submissão às normas regulatórias.

Eletrônicos de consumo

Uma célula combinada de montagem/impressão com design flexível é uma opção atraente em comparação com o uso de uma linha dedicada, visto que os ciclos de vida dos produtos são normalmente bastante curtos e frequentemente exigem alterações estéticas ou de design. A mesma célula pode ser reprogramada para imprimir um logotipo diferente ou uma nova cor em menos de 10 minutos, sem afetar a sequência de montagem.

Principais fabricantes de integração de montagem e impressão

O mercado para soluções combinadas de montagem e impressão Inclui fabricantes especializados em máquinas de impressão, integradores de automação e empresas que desenvolvem ambas as capacidades internamente. A seguir, estão representadas as principais fontes dessa tecnologia.

• Tampoprint AG (Alemanha): Um dos fabricantes de máquinas de tampografia mais antigos do mundo. A Tampoprint constrói células de impressão automatizadas personalizadas e possui experiência na integração de suas impressoras em grandes linhas de montagem. Preços premium, serviço global.
• Impressora Kent Pad (EUA): Especializada em equipamentos de tampografia e automação personalizada para as indústrias elétrica e eletrônica. Reconhecida por suas estações de impressão robustas e de nível industrial.
• Keyence (Japão): Líder mundial em marcação a laser e visão industrial. Os marcadores a laser da Keyence são frequentemente integrados em células combinadas de montagem e marcação por integradores terceirizados.
• Benlong Automation (China): A Benlong constrói linhas integradas de montagem e teste para a indústria elétrica, incluindo a integração de estações de tampografia ou marcação a laser na sequência de produção. Sua especialidade é a montagem e calibração de dispositivos de proteção — disjuntores miniatura (MCBs), disjuntores de caixa moldada (MCCBs), disjuntores de caixa de ar (ACBs) e contatores — e suas linhas combinadas são projetadas em torno dos requisitos específicos de marcação, teste e metas de produção desse setor. Uma linha combinada de montagem e impressão de MCBs da Benlong inclui as estações de montagem, as bancadas de calibração e teste, a impressora de tampografia e a inspeção visual que verifica cada marcação antes que o disjuntor saia da linha.

Perguntas frequentes

Quais são os dois tipos de montagem?

Existem dois tipos principais de montagem: montagem manual (onde trabalhadores humanos utilizam ferramentas manuais ou elétricas) e montagem automatizada (onde máquinas executam uma sequência de etapas programadas por computador). Entre essas duas formas de montagem, existe um método conhecido como montagem semiautomatizada, onde as peças são manuseadas manualmente para processos flexíveis, mas serão automatizadas para os processos mais críticos.

Qual a diferença entre co-montagem e montagem individual?

Co-montagem A montagem combinada (ou montagem conjunta) refere-se a uma técnica de fabricação que inclui duas ou mais operações, como montagem ou impressão, em um único processo ou linha contínua. No passado, a montagem de função única era realizada em estações de trabalho isoladas, cada uma com uma operação separada. Com uma operação de montagem combinada, menos peças precisam ser manuseadas, há menos estoque armazenado e o tempo entre a produção das peças (ou prazo de entrega) diminuiu significativamente.

Qual é um exemplo de subconjunto?

Um subconjunto é um grupo de componentes produzido separadamente e posteriormente adicionado a outro produto. Em disjuntores miniatura, o conjunto do porta-contatos (o conjunto formado pelos contatos de liga de prata fixados ao braço de cobre por meio de rebites ou solda) é um subconjunto e é então instalado na carcaça do disjuntor.

O que significa “montagem”?

Na produção de bens, a montagem consiste em conectar peças desenvolvidas independentemente até que o objeto ou peça desejada possa ser construída. Essa montagem pode envolver a fixação, soldagem, encaixe/prensagem de peças mecânicas, colagem entre diferentes materiais e inserção de componentes elétricos; e pode ocorrer de forma manual, semiautomática ou totalmente automatizada.

Referências

• McKinsey & Company — Manufatura Digital e Indústria 4.0 — Pesquisa sobre o impacto da manufatura integrada de fluxo contínuo na produtividade e na qualidade.
• Tampoprint AG — Soluções personalizadas de tampografia — Fabricante alemão de máquinas de tampografia e células de automação integradas.
• Keyence — Marcação a Laser e Visão Industrial — Sistemas de marcação a laser e inspeção visual para aplicações combinadas de montagem e marcação.
• Impressora de tampografia Kent — Equipamento industrial para impressão por tampografia — Fabricante americano de máquinas de tampografia para aplicações elétricas e industriais.

A solução combinada de montagem e impressão Transforma duas operações em um único fluxo. Elimina o manuseio, o estoque e o atraso que existem entre a última etapa de montagem e a primeira etapa de impressão. Para um fabricante de dispositivos de proteção elétrica, isso significa um disjuntor montado, calibrado e impresso em uma única passagem — e uma classificação impressa na carcaça que corresponde exatamente ao resultado do teste armazenado no banco de dados. A Benlong Automation constrói linhas de produção combinadas que proporcionam essa integração, porque a marca no produto é a verificação final de que a montagem foi feita corretamente.