Dissertacao Final Pousa

8/4/2019 Dissertacao Final Pousa

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Desenvolvimento de Modelos Simplificados de Análise do Ciclo deVida de Moldes de Injecção de Plástico

César Augusto Paulo Pousa

Dissertação para a obtenção do Grau de Mestre em

Engenharia Mecânica

Júri

Presidente: Prof. Pedro Miguel dos Santos Vilaça da Silva

Orientador: Prof. Paulo Miguel Nogueira Peças

Vogais: Tenente-Coronel Eng. SMat António José Rodrigues Bastos

Setembro de 2008



II

Agradecimentos

Aos meus orientadores, Sr. Prof. Paulo Peças e Sra. Profª. Inês Ribeiro, pela orientação na

realização deste trabalho, contribuindo significativamente para o seu melhoramento.

Às empresas TJ-Moldes e LN-Moldes pela disponibilidade e cooperação demonstradas ao

longo do desenvolvimento deste trabalho.

Ao Sr. Engº João Bom, que foi excepcional na forma interessada como sempre abordou o

desenrolar do trabalho, contribuindo de forma significativa para a obtenção de dados essenciais na

sua elaboração.

À minha namorada, família e amigos que suportaram o meu mau humor em horas de maior

trabalho, e que estiveram sempre presentes quando necessário.

Por fim, à Academia Militar, por me ter dotado de um espírito de sacrifício ímpar que me

manteve sempre convicto no desenvolvimento de um bom trabalho.



III

Resumo

As metodologias LCC e LCA, são ferramentas de decisão que consideram o desempenho

económico e ambiental de um produto ao longo do seu ciclo de vida. São utilizadas nas mais diversas

áreas.Sendo as análise LCC e LCA bastante morosas, este trabalho tem como objectivo principal a criação

de um modelo simplificado de análise do ciclo de vida do molde, em termos de custos e de impacto

ambiental, que se destina à indústria de moldes de injecção de plástico. Pretende-se criar uma

ferramenta útil de apoio à decisão das empresas de produção de moldes de injecção de plástico.

Relativamente ao LCA, são objecto de estudo todas as fases desde o material necessário, ao fim de

vida do molde. Após identificação de todas as variáveis que constituem os modelos globais, procede-

se à sua simplificação, que é devidamente justificada para cada variável.

No fim, é feita uma validação dos modelos simplificados, utilizando um caso de estudo real, de onde

se conclui que o modelo é válido.

Palavras-Chave: LCC-Life Cycle Cost; LCA-Life Cycle Assessment, Eco Indicador 99



V

Índice

AGRADECIMENTOS .............................................................................................................................. II

RESUMO................................................................................................................................................ III

ABSTRACT ............................................................................................................................................IV

ÍNDICE.....................................................................................................................................................V

LISTA DE FIGURAS..............................................................................................................................VII

LISTA DE TABELAS ............................................................................................................................VIII

LISTA DE EQUAÇÕES..........................................................................................................................IX

LISTA DE ABREVIATURAS....................................................................................................................X

1. INTRODUÇÃO................................................................................................................................ 1

2. ESTADO DE ARTE DA INDÚSTRIA DE MOLDES E DA ANÁLISE DO CICLO DE VIDA............ 3

2.1 BREVE INTRODUÇÃO HISTÓRICA DA INDÚSTRIA PORTUGUESA DE MOLDES................................... 3

2.2 SITUAÇÃO ACTUAL E COMPETITIVIDADE DA INDÚSTRIA PORTUGUESA DE MOLDES ....................... 4

2.3 O MOLDE DE INJECÇÃO DE PLÁSTICO ........................................................................................ 6

2.3.1 Breve Definição.................................................................................................................. 6

2.3.2 Constituição do molde de injecção.................................................................................... 7

2.3.3 Principais tipos de moldes ................................................................................................. 8

2.3.3.1 Moldes convencionais, de canais quentes e de canais isolados ............................. 8

2.3.4 Processo de Injecção ........................................................................................................ 9

2.3.5 Materiais para Moldes de Injecção de Plástico ............................................................... 10

2.4 FABRICO DO MOLDE ............................................................................................................... 10

2.4.1 Processos de Fabrico ...................................................................................................... 11

2.4.1.1 Fresagem ................................................................................................................ 11

2.4.1.2 Electroerosão (EDM – Electrical Discharge Machining) ......................................... 12

2.4.1.3 Outros Processos.................................................................................................... 13

2.5 LIFE CYCLE COST – LCC........................................................................................................ 142.5.1 Aplicações em Engenharia do LCC................................................................................. 16

2.6 LIFE CYCLE ASSESSMENT - LCA............................................................................................. 17

2.6.1 Eco Indicador 99.............................................................................................................. 18

2.6.2 Aplicações em Engenharia do LCA................................................................................. 19

2.7 REFERÊNCIAS ........................................................................................................................ 21

3. MODELO SIMPLIFICADO DE APOIO À DECISÃO..................................................................... 24

3.1 METODOLOGIA ....................................................................................................................... 25

3.2 MODELO DE CUSTO DO CICLO DE VIDA DE UM MOLDE .............................................................. 263.2.1 Diferentes Fases do Ciclo de vida do Molde ................................................................... 26



VII

Lista de Figuras

FIGURA 2-1 - BALANÇA COMERCIAL DO CECTOR DOS MOLDES [2.1] .............................................................. 4 FIGURA 2-2 - PRINCIPAIS DESTINOS DOS MOLDES PORTUGUESES 2006 [2.1]............................................... 5 FIGURA 2-3 - PRINCIPAIS INDÚSTRIAS CLIENTES [2.1] .................................................................................. 5 FIGURA 2-4 - MODELO DA CAVIDADE E DA BUCHA DO MOLDE DE INJECÇÃO [2.13].......................................... 6 FIGURA 2-5 - ESQUEMA DE UM MOLDE CONVENCIONAL [2.9] ........................................................................ 7 FIGURA 2-6 - MODELO COMPUTORIZADO DAS VÁRIAS PARTES CONSTITUINTES DO MOLDE DE INJECÇÃO [2.13] 8 FIGURARA 2-7 - SISTEMA DE CANAIS FRIOS, CANAIS QUENTES, CANAIS ISOLADOS, À ESQUERDA, AO CENTRO E

À DIREITA RESPECTIVAMENTE [2.9]; [2.11]; [2.12] ............................................................................... 9 FIGURA 2-8 - CICLO DE INJECÇÃO [2.1] ..................................................................................................... 10 FIGURA 2-9 - ALGUNS EXEMPLOS DA APLICABILIDADE DO PROCESSO DE FRESAGEM [2.1] ............................ 11 FIGURA 2-10 - MÁQUINA DE ELECTROEROSÃO [2.17]................................................................................. 12

FIGURA 2-11 ELÉCTRODO E PEÇA MAQUINADA [2.17] ................................................................................ 12 FIGURA 2-12 - TORNEAMENTO E DIFERENTES TIPOS DE TORNEAMENTO [2.1];[2.22] .................................... 13 FIGURA 2-13 - CINEMÁTICA DO PROCESSO [2.18] ...................................................................................... 14 FIGURA 2-14 MÉTODO EI’ 99 [2.41] ......................................................................................................... 19 FIGURA 3-1 - FASES DO CICLO DE VIDA DO MOLDE.................................................................................... 26 FIGURA 3-2 – MODELO GLOBAL DO CUSTO DO CICLO DE VIDA DO MOLDE..................................................... 27 FIGURA 3-3 - MODELO DE CÁLCULO DE CUSTO DO PROCESSO DE FRESAGEM .............................................. 28 FIGURA 3-4 - MODELO DE CÁLCULO DE CUSTO DO PROCESSO DE ELECTROEROSÃO .................................... 30 FIGURA 3-5 – MODELO DE CÁLCULO DE CUSTO DA FRESAGEM DOS ELÉCTRODOS........................................ 31

FIGURA 3-6 - MODELO DE CÁLCULO DE CUSTO DO PROCESSO DE INJECÇÃO............................................... 32 FIGURA 3-7 – MODELO SIMPLIFICADO DE CÁLCULO DE CUSTO DO PROCESSO DE FRESAGEM ........................ 34 FIGURA 3-8 - DISPERSÃO DA RELAÇÃO CUSTO DE AQUISIÇÃO / POTÊNCIA INSTALADA DAS MÁQUINAS DE

FRESAGEM ANALISADAS................................................................................................................... 35 FIGURA 3-9 SIMPLIFICAÇÕES FEITAS DO MODELO DE CUSTO DA FRESAGEM PARA O MODELO SIMPLIFICADO ..38 FIGURA 3-10 – MODELO SIMPLIFICADO DE CÁLCULO DE CUSTO DO PROCESSO DE ELECTROEROSÃO ............ 40 FIGURA 3-11 DISPERSÃO DA RELAÇÃO POTÊNCIA / VOLUME DO TANQUE DAS MÁQUINAS................................ 41 FIGURA 3-12 – MODELO SIMPLIFICADO DE CUSTO DA FRESAGEM DOS ELÉCTRODOS.................................... 44 FIGURA 3-13 SIMPLIFICAÇÕES FEITAS DO MODELO GLOBAL DE CÁLCULO DE CUSTO DO PROCESSO DE

ELECTROEROSÃO PARA O SIMPLIFICADO........................................................................................... 44 FIGURA 3-14 - MODELO SIMPLIFICADO DE CÁLCULO DE CUSTO DO PROCESSO DE INJECÇÃO........................ 46 FIGURA 3-15 - DISPERSÃO DA RELAÇÃO POTÊNCIA / CUSTO DE AQUISIÇÃO DAS MÁQUINAS DE INJECÇÃO

ANALISADAS.................................................................................................................................... 48 FIGURA 3-16 SIMPLIFICAÇÕES FEITAS DO MODELO DE CÁLCULO DE CUSTO PARA O MODELO SIMPLIFICADO DE

CÁLCULO DE CUSTO DO PROCESSO DE INJECÇÃO .............................................................................. 51 FIGURA 3-17 COMPARAÇÃO DO NÚMERO TOTAL DE INPUTS NECESSÁRIOS .................................................. 53 FIGURA 3-18 - DIFERENTES FASES DO MODELO GLOBAL DA ANÁLISE LCA................................................... 54

FIGURA 3-19 MODELO GLOBAL DE ANÁLISE LCA DO MOLDE DE INJECÇÃO DE PLÁSTICO ............................... 56 FIGURA 3-20 MODELO SIMPLIFICADO DO LCA DO MOLDE DE INJECÇÃO DE PLÁSTICO................................... 59



VIII

FIGURA 3-21 SIMPLIFICAÇÕES FEITAS DO MODELO DE ANÁLISE LCA PARA O MODELO SIMPLIFICADO DE

ANÁLISE LCA.................................................................................................................................. 61 FIGURA 3-22 BUCHA E CAVIDADE DO MOLDE ............................................................................................. 64 FIGURA 3-23 PEÇA DO CASO DE ESTUDO .................................................................................................. 64

Lista de Tabelas

TABELA 2-1 - PESOS DAS CATEGORIAS CONSOANTE AS PERSPECTIVAS [2.41]............................................. 19 TABELA 3-1 - MÁQUINAS DE FRESAGEM, POTÊNCIAS E CUSTOS DE AQUISIÇÃO RESPECTIVOS ....................... 35 TABELA 3-2 CUSTO ANUAL DE FERRAMENTAS E HORAS / ANO DAS MÁQUINAS DAS EMPRESAS TJ-MOLDES E DA

EMPRESA LN-MOLDES A MAQUINAR AÇO .......................................................................................... 37 TABELA 3-3 CUSTO ANUAL DE FERRAMENTAS E HORAS / ANO DE TRABALHO DAS MÁQUINAS DA EMPRESA

RAPIDTOOL ..................................................................................................................................... 37 TABELA 3-4 NÚMERO TOTAL DE INPUTS PARA OPERAÇÕES DE MAQUINAGEM NO ALGORTIMO GERAL............. 39 TABELA 3-5 NÚMERO TOTAL DE INPUTS PARA OPERAÇÕES DE MAQUINAGEM NO ALGORITMO SIMPLIFICADO ..39 TABELA 3-6 - MÁQUINAS DE ELECTROEROSÃO E AS SUAS CARACTERÍSTICAS .............................................. 41 TABELA 3-7 MEDIÇÕES DO VOLUME DOS ELÉCTRODOS PEQUENOS, MÉDIOS E GRANDES E OBTENÇÃO DO

VALOR MÉDIO .................................................................................................................................. 43 TABELA 3-8 NÚMERO TOTAL DE INPUTS PARA OPERAÇÕES DE ELECTROEROSÃO NO MODELO DE CÁLCULO DE

CUSTO ............................................................................................................................................ 45 TABELA 3-9 NÚMERO TOTAL DE INPUTS PARA OPERAÇÕES DE ELECTROEROSÃO NO MODELO SIMPLIFICADO DE

CÁLCULO DE CUSTO......................................................................................................................... 45

TABELA 3-10 - DADOS DAS MÁQUINAS DE INJECÇÃO ................................................................................. 48 TABELA 3-11 -POLÍMEROS MAIS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DE INJECÇÃO DE PLÁSTICOS, PREÇOS €/ KG E

DENSIDADE ..................................................................................................................................... 50 TABELA 3-12 NÚMERO TOTAL DE INPUTS PARA OPERAÇÕES DE INJECÇÃO NO MODELO DE CÁLCULO DE CUSTO

...................................................................................................................................................... 52 TABELA 3-13 NÚMERO TOTAL DE INPUTS PARA OPERAÇÕES DE INJECÇÃO NO MODELO SIMPLIFICADO DE

CÁLCULO DE CUSTO......................................................................................................................... 52 TABELA 3-14 - NÚMERO TOTAL DE INPUTS NO MODELO DE ANÁLISE LCA .................................................... 62 TABELA 3-15 - NÚMERO TOTAL DE INPUTS NO MODELO SIMPLIFICADO DE ANÁLISE LCA............................... 63

TABELA 3-16 - VOLUME INICIAL E FINAL DO MATERIAL DO MOLDE ................................................................ 65 TABELA 3-17 - CARACTERÍSTICAS DO AÇO UTILIZADO ................................................................................ 65 TABELA 3-18 - CUSTOS TOTAIS E PARCELARES DO MATERIAL UTILIZADO ..................................................... 65 TABELA 3-19 - CUSTOS TOTAIS DO MATERIAL EM COMPONENTES COMPRADOS............................................ 66 TABELA 3-20 - VARIÁVEIS EXTERIORES AO PROCESSO............................................................................... 66 TABELA 3-21 - INPUTS DO MODELO DE CÁLCULO DE CUSTO E DO MODELO SIMPLIFICADO DE CÁLCULO DE

CUSTO DO PROCESSO DE FRESAGEM................................................................................................ 67 TABELA 3-22 - CUSTOS TOTAIS DO PROCESSO DE FRESAGEM E ERRO ASSOCIADO ...................................... 67 TABELA 3-23 INPUTS DOS MODELOS DE CÁLCULO DE CUSTO DO PROCESSO DE ELECTROEROSÃO ................ 68 TABELA 3-24 INPUTS DO MODELO DE CÁLCULO DE CUSTO DA FRESAGEM DOS ELÉCTRODOS ........................ 68



IX

TABELA 3-25 - CUSTOS TOTAIS DO PROCESSO DE ELECTROEROSÃO .......................................................... 69 TABELA 3-26 CUSTOS TOTAIS DA PRODUÇÃO DO MOLDE ............................................................................ 69 TABELA 3-27 CUSTOS E VARIÁVEIS DO PROCESSO DE INJECÇÃO ................................................................ 70 TABELA 3-28 CUSTOS PARCELARES E TOTAIS DO PROCESSO DE INJECÇÃO ................................................. 70

TABELA 3-29 - MASSA DO MATERIAL DO MOLDE E DA ESTRUTURA E CORRESPONDENTE IMPACTO TOTAL....... 71 TABELA 3-30 - IMPACTO ENERGÉTICO DOS PROCESSOS USADOS NA MAQUINAÇÃO DO MOLDE ...................... 71 TABELA 3-31 - IMPACTO DA MASSA DAS FERRAMENTAS.............................................................................. 72 TABELA 3-32 - IMPACTO DO FLUIDO DE CORTE DA FRESAGEM..................................................................... 72 TABELA 3-33 - IMPACTO DO LÍQUIDO DIELÉCTRICO..................................................................................... 72 TABELA 3-34 - IMPACTO DO MATERIAL DOS ELÉCTRODOS........................................................................... 72 TABELA 3-35 - IMPACTO DA ENERGIA DO PROCESSO DE INJECÇÃO.............................................................. 73 TABELA 3-36 IMPACTO DO MATERIAL INJECTADO ....................................................................................... 73 TABELA 3-37 IMPACTO DO FIM DE VIDA DOS MATERIAIS .............................................................................. 73

TABELA 3-38 ANÁLISE LCA MODELO GLOBAL E SIMPLIFICADO ................................................................... 74

Lista de Equações

EQ. 3-1 HORA-HOMEM............................................................................................................................. 29 EQ. 3-2 HORA-MÁQUINA .......................................................................................................................... 29 EQ. 3-3 CUSTO DE FERRAMENTA .............................................................................................................. 29 EQ. 3-4 CUSTO DO FLUIDO DE CORTE ....................................................................................................... 36 EQ. 3-5 CUSTO DA ENERGIA ..................................................................................................................... 36

EQ. 3-6 CUSTO DE MÃO-DE-OBRA............................................................................................................. 36 EQ. 3-7 CUSTO DE AQUISIÇÃO ................................................................................................................. 42 EQ. 3-8 CUSTO DO DIELÉCTRICO .............................................................................................................. 42 EQ. 3-9 CUSTO DE SETUP ........................................................................................................................ 47 EQ. 3-10 CONSUMO ENERGÉTICO DE PROCESSO DE INJECÇÃO .................................................................. 49 EQ. 3-11 DESPERDÍCIOS.......................................................................................................................... 49 EQ. 3-12 CUSTO DO MATERIAL ................................................................................................................. 50 EQ. 3-13 IMPACTO DA PRODUÇÃO DE MATERIAL DO MOLDE ........................................................................ 55 EQ.3-14 IMPACTO ENERGÉTICO DA PRODUÇÃO DO MOLDE ......................................................................... 55

EQ.3-15 IMPACTO AMBIENTAL DA MASSA DAS FERRAMENTAS ..................................................................... 55 EQ. 3-16 IMPACTO AMBIENTAL DO FLUIDO DE CORTE DISPENDIDO .............................................................. 56 EQ.3-17 CONSUMO DO LÍQUIDO DIELÉCTRICO ........................................................................................... 56 EQ.3-18 IMPACTO AMBIENTAL DO LÍQUIDO DIELÉCTRICO ............................................................................ 56 EQ.3-19 IMPACTO AMBIENTAL DO MATERIAL DOS ELÉCTRODOS .................................................................. 57 EQ. 3-20 IMPACTO AMBIENTAL DO POLÍMERO INJECTADO ........................................................................... 57 EQ. 3-21 IMPACTO DA RECICLAGEM DO MOLDE.......................................................................................... 57 EQ. 3-22 IMPACTO AMBIENTAL DA RECICLAGEM DA SUCATA ....................................................................... 58 EQ. 3-23 IMPACTO DA RECICLAGEM DO MATERIAL DAS FERRAMENTAS ........................................................ 58 EQ. 3-24 IMPACTO AMBIENTAL DO ATERRO DO POLÍMERO .......................................................................... 58



X

EQ. 3-25 CONSUMO DO FLUIDO DE CORTE [3.6] ........................................................................................ 59

Lista de Abreviaturas

LCC – Life Cycle Cost

LCA – Life Cycle AssessmentEDM – Electrical Discharge Machining



1

1. Introdução

A Indústria Portuguesa de moldes de injecção de plástico tem sido fortemente confrontada

com pressões vindas das “novas” regiões produtivas do globo. Estas “novas” regiões conseguem

custos de mão-de-obra e produção baixos. Estas pressões vindas do exterior têm ainda um maior

impacto, visto que os moldes estão presentes em muitas cadeias de produção. Desta forma a

competição com o mercado exterior tem que ser enfrentada com uma dinâmica de inovação e um

tempo de apresentação de resultados que deve ser célere. A indústria portuguesa de moldes tem

feito um grande investimento com o objectivo de minimizar o impacto dos produtos sem comprometer

o seu desempenho ou custo, mantendo-se assim na vanguarda desta indústria. Isto porque o

desenvolvimento de um produto não pode depender unicamente de aspectos económicos, sendo por

isso necessário incluir também aspectos ambientais e outros aspectos relacionados com a produção

de material.

As decisões tomadas na fase de projecto, poderão influenciar muito os custos e impactos

finais. A metodologia LCC permite contabilizar todos os custos resultantes do ciclo de vida de um

produto, possibilitando uma visão mais alargada do produto a nível económico. Permite assim avaliar

os impactos económicos de uma decisão na vida útil de um produto, equipamento ou sistema. A

metodologia LCA permite a incorporação dos impactos ambientais como factor de decisão durante a

fase de desenvolvimento de um produto, através da obtenção de indicadores que expressam o

comportamento ambiental dos materiais e processos.

A criação de modelos de análise LCC e LCA é bastante morosa, envolve muitas variáveis, em

que muitas delas não são acessíveis. Envolve também muita pesquisa e recolha de informação para

obtenção dos valores que constituem a análise de custo e análise do impacto ambiental do ciclo de

vida do molde. Até hoje não há registo da aplicação destes modelos de análise na indústria de

moldes de injecção de plástico. Devido à sua complexidade e ao tempo necessário para aplicação

destes modelos na fase de projecto do produto, não tem sido possível utiliza-los no âmbito da

indústria de moldes de injecção de plástico.

Com este trabalho pretende-se criar modelos simplificados de custo e impacto ambientalsimplificados, podendo desta forma fazer-se uma análise Life Cycle Cost (LCC) e Life Cycle

Assessment (LCA) de uma forma muito mais rápida, relativamente ao uso de um modelo em que se

tenha que introduzir todos os inputs. Estes modelos simplificados permitirão obter resultados bastante

aproximados dos obtidos usando modelos não simplificados.

As simplificações efectuadas, resultam de diversos tipos de pesquisa, nomeadamente visitas

a empresas da indústria de moldes, leituras de artigos científicos, telefonemas efectuados para

diversas empresas, consultas de catálogos de máquinas e uma visita a uma feira de exposição (Expo

Batalha), onde se pode ter contacto com diversos fornecedores de máquinas de injecção, fresadorase fresas. Toda a informação recolhida contribui, para a criação de valores tipificados, que reduzem



2

substancialmente o número de inputs necessários. O modelo simplificado é adaptável a vários tipos

de empresas.

A validação do modelo é feita utilizando um caso de estudo real, em que serão comparados

os resultados obtidos pelos modelos e pelos modelos simplificados. A partir destes valores, obter-se-

á um erro, associado aos resultados dos modelos simplificados. Desta forma poder-se-á constatar a

validade do modelo.



3

2. Estado de Arte da Indústria de Moldes e da Análise do Ciclo de

Vida

2.1 Breve Introdução histórica da Indústria Portuguesa de Moldes

A Indústria Portuguesa de Moldes tem sido marcada pelo pioneirismo a todos os níveis,

através da introdução de novas tecnologias, novos processos e formas de actuar nos mercados e na

produção industrial. Por isso, ao longo dos últimos cinquenta anos, esta indústria tem sido uma porta

de entrada para muitas tecnologias avançadas de utilização industrial.

A história da Indústria Portuguesa de Moldes tem a sua origem na evolução da Indústria de

Vidro, foi já no séc. XX que se deixa de recorrer a importação de moldes para produção de vidro,

vindos da Áustria e Alemanha, e começa-se uma produção nacional de moldes para a indústria devidro. Nos anos 20, surge em Portugal a “Ureia industrial”, mais conhecida por “baquelite” e dá origem

ao aparecimento dos primeiros moldes para tampas e peças simples, no entanto, com a 2ª Guerra

Mundial, há uma paralisação da produção de moldes, devido à escassez de matérias primas. Apenas

em 1945 arranca definitivamente a produção de moldes e em 1946 produz-se o primeiro molde para

injecção de plásticos, com o aparecimento dos “termoplásticos”. Por volta dos anos 50, iniciam-se as

relações de exportação com a Inglaterra, começando-se a convergir para um desenvolvimento

aprofundado e contínuo da Indústria de Moldes. A exigência dos mercados, que tem aumentado

constantemente ao longo das décadas, acentuou a qualidade dos moldes portugueses, que foi sendo

alvo de incremento de novas tecnologias, permitindo assim um desenvolvimento sustentado desta

indústria [2.1].

Tendo em vista a contribuição para um maior desenvolvimento do sector em causa, é criada

em 1969 a CEFAMOL, uma Associação Nacional da Indústria de Moldes, que promove os moldes

portugueses no exterior, negoceia com o governo e outras organizações oficiais, sendo estas

nacionais ou estrangeiras, assuntos do interesse da indústria portuguesa de moldes. O seu raio de

acção, inclui a pesquisa tecnológica, a formação profissional e o intercâmbio de informações técnicas

e científicas com outras entidades da mesma área. É de referir que a CEFAMOL abrange a

globalidade dos sub-sectores da indústria de moldes e não apenas os moldes para plásticos. Em

meados dos anos 80 já se exportava para mais de 50 países e na região da Marinha Grande e Leiria

existiam mais de 64 empresas ligadas aos Moldes. Em 1983, foi instalado o primeiro sistema

CAD/CAM na Industria Portuguesa de Moldes. Mais tarde em 1991 é criado o CENTIMFE – Centro

Tecnológico da Indústria de Moldes e Ferramentas Especiais, com o objectivo de dar apoio

tecnológico ao sector e desenvolver actividades de interface entre outras “Instituições de saber” e a

indústria, permitindo desta forma a promoção e difusão da investigação e desenvolvimento

tecnológico e o desenvolvimento das redes de cooperação e conhecimento [2.2].



4

2.2 Situação Actual e Competitividade da Indústria Portuguesa de

Moldes

A competitiva relação entre a qualidade, preço e prazos de entrega, tem impulsionado a

Indústria Portuguesa de Moldes, que tem vindo a crescer e a consolidar a sua notoriedade nomercado internacional.

Segundo os dados de 2006, o Sector Português de Moldes é composto por cerca de 535

empresas, com dimensão de PME, dedicadas ao fabrico de moldes e ferramentas especiais, e

emprega cerca de 8.350 trabalhadores, com uma distribuição geográfica bipolar, designadamente nas

regiões da Marinha Grande e Oliveira de Azeméis. A análise da evolução da balança comercial ao

longo da década de 90 e nos primeiros anos desta década demonstra a forte vocação exportadora do

Sector [2.3].

Figura 2-1 - Balança comercial do cector dos moldes [2.1]

Actualmente, e perante o nível de mutações técnicas e tecnológicas aceleradas, a indústria

de moldes e plásticos, tem procurado uma crescente interligação e cooperação, procurando por um

lado uma adaptação em tempo real às exigências dos mercados, e por outro, antecipar ciclos e

tendências mundiais.

O progresso e a vanguarda desta indústria deve-se, para além da sólida experiência e “know-how”, ao cumprimento dos prazos de entrega, ao rigoroso controlo de qualidade, à elevada

experiência, à competitividade, ao investimento em alta tecnologia, factores que asseguram a

continuidade do fornecimento de moldes portugueses aos mercados mais exigentes [2.2].

Actualmente, Portugal ocupa um lugar cimeiro a nível mundial, no âmbito da indústria de

moldes para injecção de plásticos, exportando cerca de 90% da sua produção.



5

O sector dos moldes tem uma forte orientação exportadora (a exportação nunca é inferior a

85% da produção), tendo o valor mais baixo sido registado nos anos associados à crise conjuntural

decorrente da primeira Guerra do Golfo Pérsico [2.1]. Em 2006, a exportação atingiu um valor de 336

milhões de euros sendo que o valor total de produção foi de 369 milhões de Euros, facto

representativo de que Portugal, ao longo dos anos, tem demonstrado uma elevada capacidade deadaptação às necessidades dos seus clientes e às evoluções, quer dos mercados, quer das

tecnologias [2.2]. Portugal é um dos maiores fornecedores mundiais de moldes de precisão para a

indústria de plásticos. Em 2006, teve como principais mercados França, Espanha, Alemanha, Reino

Unido e EUA, figura 2-2.

Figura 2-2 - Principais Destinos dos Moldes Portugueses 2006 [2.1]

Relativamente à informação estatística de 2006, referente às principais indústrias servidas

pelo sector dos moldes, tanto as indústrias de brinquedos, como material eléctrico e material deescritório perderam a sua maior preponderância relativa ou praticamente desapareceram. Por outro

lado a indústria automóvel tem vindo a ganhar muitíssima importância no sector, tendo evoluído de

um peso relativo de apenas 14%, em 1991, para 78% em 2006, figura 2-3 [2.3].

Figura 2-3 - Principais indústrias clientes [2.1]



6

2.3 O Molde de Injecção de Plástico

2.3.1 Breve Definição

Os moldes para injecção de plástico, são ferramentas que permitem obter diversos produtos

de diferentes formas. Podem considerar-se equipamentos que variam em termos de complexidade,tipo ou tamanho.

Deverão produzir peças de qualidade, num tempo de ciclo mais curto possível, possuir o

mínimo de manutenção durante o tempo de serviço, definir os volumes com a forma das peças a

produzir, assegurando a reprodutibilidade dimensional, de ciclo para ciclo, permitir o enchimento

desses volumes com o polímero fundido, facilitar o arrefecimento do polímero e promover a extracção

das peças.

A constituição dos moldes é, assim, determinada pela necessidade de realizar

adequadamente as funções associadas à execução do ciclo de injecção. É constituído por duas

meias matrizes, cavidade e bucha, que constituem a parte fêmea e macho respectivamente, figura 2-

4. Estas, quando juntas, formam no seu interior a geometria da peça que se pretende fabricar. Porém,

um molde não é apenas formado pela cavidade e bucha mas também por vários componentes

complementares, que geralmente são em aço.

Figura 2-4 - Modelo da cavidade e da bucha do molde de injecção [2.13]

A dimensão, maior ou menor grau de complexidade da peça a produzir, bem como os

aspectos económicos e tecnológicos, definem o tipo de molde a produzir. Projectar um molde é pois

uma tarefa complexa, visto que depende de vários factores, para além dos já referidos, deve-se ter

também em conta o número de cavidades, o número de peças a produzir, bem como especificações

de fabrico exigidas por parte do cliente, as especificações e características da máquina onde se vai

proceder à injecção do termoplástico [2.6].



7

2.3.2 Constituição do molde de injecção

Após uma breve definição do molde de injecção, apresenta-se na figura 2-5 os diferentes

componentes que o constituem. Com o número 1 está representada a mola, 2 o extractor, 3 o prato

móvel, 4 o prato dos extractores e o prato de retenção dos extractores, 5 o pino extractor, 6 oextractor do canal de vazamento, 7 o prato de suporte, 8 o casquilho, 9 o prato de retenção das

cavidades, 10 o guia, 11 o casquilho, 12 a linha de partição, 13 o prato de retenção da cavidade, 14 o

prato estacionário, 15 o bocal para o sistema de arrefecimento, 16 o anel de centragem, 17 o canal

de vazamento, 18 a cavidade, 19 a linha de arrefecimento, 20 a bucha e por último o número 21, os

calços.

Figura 2-5 - Esquema de um molde convencional [2.9]

Com o molde de injecção, criam-se peças com geometrias complexas, que seriam de difícil

obtenção usando outros processos. A produção de peças com moldes, garante elevadas séries de

fabrico, onde a qualidade e a geometria pretendidas para o produto se mantém ao longo do ciclo de

vida do molde. Tendo como exemplo um molde de duas placas, a estrutura do mesmo divide-se em

duas partes, numa fixa e outra móvel. A montagem do molde na máquina de injecção é feita através

das placas suporte, também conhecidas por chapas de aperto de injecção e da bucha.

Tendo como finalidade a injecção do polímero no molde, este é maquinado de modo a obter

um sistema de canais de alimentação entre a cavidade do molde e o bocal de injecção. Existe

também um sistema de escapes de gases que permite a saída do ar nas zonas de injecção, tornando

possível o enchimento com o polímero. Contudo, durante o processo de injecção é necessário haver

um controle da temperatura que é conseguido através de um sistema de arrefecimento. Este sistema

de arrefecimento também maquinado no molde, deverá ser o mais uniforme possível, e geralmente é

constituído por canais ou linhas de arrefecimento com uma configuração geométrica cilíndrica ou em

espiral.



8

É o conjunto de calços, chapa de extractores e chapa de aperto dos extractores que permite

agrupar o sistema de extracção, e será este que vai permitir a desmoldação das peças.

O sistema de ejecção da peça produzida no molde é montado na chapa dos extractores, e

constitui um conjunto de ejectores. A peça é extraída do molde durante a abertura do mesmo e

através do accionamento de um parafuso de ressalto (pino de retorno) que ao tocar num determinadoponto fixo acciona o mecanismo de extracção [2.7].

Figura 2-6 - Modelo computorizado das várias partes constituintes do molde de injecção [2.13]

2.3.3 Principais tipos de moldes

Os moldes vão surgindo de acordo com as necessidades e especificações pretendidas para o

produto a obter, existindo por isso diversos tipos de moldes, havendo naturalmente um conjunto de

semelhanças entre eles relativamente à sua estrutura e concepção. Os moldes para injecção de

plástico podem ser classificados em função do tipo de injecção [2.7].

2.3.3.1 Moldes convencionais, de canais quentes e de canais isolados

Os moldes de duas placas, são os mais comuns e de concepção mais simples, tendo esta

designação origem no facto de serem constituídos por duas partes, em que uma é fixa e outra é

móvel. Com o uso dos moldes convencionais tem-se um maior desperdício de material porque aprodução das peças é acompanhada da ejecção do sistema de alimentação [2.9].

Os moldes de canais quentes caracterizam-se pela existência de um bloco, denominado

distribuidor e localizado entre a chapa de aperto da injecção e a chapa das cavidades onde são

maquinados os alimentadores. Apresentam como principal vantagem o facto de manterem o sistema

de alimentação sempre na mesma posição, tornando-se possível evitar a ejecção dos canais de

alimentação. Nos moldes de canais quentes, o material do sistema de alimentação é mantido à

mesma temperatura que o material que se encontra no interior da máquina de injecção [2.6].

Os moldes de canais isolados são uma variante dos moldes de canais quentes e dos moldes decanais frios, em que o plástico se mantém fundido no interior do sistema de alimentação devido à sua



9

baixa condutibilidade térmica. Apresentam uma constituição em tudo semelhante aos moldes de

canais quentes com distribuidor frio. Apresenta no entanto como vantagem o seu custo, mais baixo

que o molde de canais quentes [2.9].

Figurara 2-7 - Sistema de canais frios, canais quentes, canais isolados, à esquerda, ao centro e à direitarespectivamente [2.9]; [2.11]; [2.12]

2.3.4 Processo de Injecção

Depois de uma breve descrição do molde, e de uma referência aos tipos de moldes

existentes, apresenta-se de seguida o processo de injecção e os diferentes passos que o constituem.

Como se pode ver na figura 2-8, o processo de injecção é um processo cíclico, e dividido em 6 fases[2.1, 2.10].

Numa primeira fase, designada por fecho, o molde encontra-se em condições de operar e

está pronto a ser injectado. Na segunda fase, há um avanço do fuso, que posteriormente actuando

como um pistão injecta o plástico fundido para o interior do molde. De modo a compensar a

contracção do material fundido, existe uma contínua pressurização do molde, o que constitui a

terceira fase.

A fase de arrefecimento, a número 4, inicia-se no fim da injecção e termina logo que a peçaatinja uma temperatura que permita a desmoldação sem distorção. Após o arrefecimento, dá-se a

abertura do molde e a extracção da peça, estes dois passos constituem a fase 5. A fase 6 é definida

pelo período de tempo que decorre entre o fim da extracção da peça e o início do novo ciclo, sendo

este muito reduzido.



10

Figura 2-8 - Ciclo de injecção [2.1]

2.3.5 Materiais para Moldes de Injecção de Plástico

O patamar de qualidade a que o mercado coloca as suas necessidades, tem induzido a uma

melhoria constante e um aperfeiçoamento dos moldes, que hoje em dia têm um nível de precisão

muito elevado. Os moldes têm um período de vida útil bastante longo, de maneira a que seja possível

rentabilizar o capital investido, daí a escolha dos materiais de construção dos moldes ser de extrema

importância. Alguns dos materiais mais utilizados na indústria de moldes são o Aço H13 e P20 e as

Ligas de Alumínio 5083. A maior parte dos componentes do molde são também produzidos em aço.

De salientar que sempre que se pretende que o molde possua uma elevada condutibilidade

térmica utilizam-se ligas de cobre – berílio. A sua utilização é habitual na cavidade e na bucha para

diminuir o gradiente térmico entre a cavidade e os canais de arrefecimento permitindo aumentar a

velocidade de extracção de calor [2.14].

2.4 Fabrico do Molde

Neste capítulo procura dar-se ênfase e referenciar os principais processos tecnológicos

usados na concepção de um molde e dos seus componentes. A fresagem e electroerosão são os

mais utilizados, pois é através destes dois processos que se consegue maquinar o molde até se obter

a forma pretendida. A furação é utilizada para se obterem furos necessários no molde a produzir, o

torneamento é essencial na produção de componentes que irão fazer parte do molde. O processo de

rectificação é utilizado para se obter um acabamento final de alta precisão.

1ª

2ª

3ª

4ª

5ª

6ª



11

2.4.1 Processos de Fabrico

2.4.1.1 Fresagem

A fresagem é um dos processos de maquinagem de maior versatilidade, onde o material da

peça é removido através da combinação do movimento rotativo de uma ferramenta cilíndrica com

múltiplas arestas de corte, denominada por fresa, com os movimentos lineares da peça. É um

processo de maquinagem de elevada taxa de remoção de material, pela boa qualidade dos

acabamentos superficiais e ainda pela precisão e flexibilidade nas formas que pode gerar. Este tipo

de operação caracteriza-se por o eixo da ferramenta de corte ser perpendicular à direcção do avanço,

facto que a distingue da operação furação, onde os eixos de rotação e de avanço são paralelos.

Existem diferentes métodos para realizar a operação de fresagem. A fresagem periférica, que

se caracteriza pelo eixo de rotação da fresa ser paralelo à superfície de trabalho, sendo a superfície

maquinada gerada pelos dentes da periferia do corpo da fresa. Na fresagem frontal com fresa de

facejar o eixo de rotação da ferramenta é perpendicular à superfície de trabalho. Na fresagem detopo/frontal com fresa de topo o eixo de rotação da fresa é vertical, não tendo que ser

necessariamente normal à superfície de trabalho, podendo ser inclinado de modo a permitir a

geração de superfície inclinadas [2.16].

As fresas mais utilizadas são em aço e tungsténio, sendo as últimas as utilizadas na

fresagem em alta velocidade. As fresas em tungsténio são mais caras mas tem uma duração mais

elevada que as de aço. Contudo, quando se maquina aço existe um desgaste muito superior das

fresas do que quando se maquina alumínio [2.17].

A fresagem caracteriza-se por o corte ser intermitente, ou seja, cada aresta de corte actuapor sua vez e, apenas, durante uma fracção da rotação da fresa. Este mecanismo de corte é gerador

de fissuras e de grandes desgastes da fresa.

Figura 2-9 - Alguns exemplos da aplicabilidade do processo de fresagem [2.1]



12

2.4.1.2 Electroerosão (EDM – Electrical Discharge Machining)

A electroerosão é um processo de maquinagem onde ocorre remoção de material por

descarga eléctrica. Utiliza-se um eléctrodo como ferramenta que, regra geral tem a forma do negativo

da peça a trabalhar. Este eléctrodo encontra-se a uma distância da peça denominada intervalo de

descarga, que é função das condições de trabalho. O eléctrodo e a peça estão ligados a um geradorde corrente contínua que produz descargas sucessivas de curta duração com tensões da ordem dos

20 a 30 Volts e que originam o efeito erosivo. O processo de electroerosão desenvolve-se com o

conjunto eléctrodo-peça imerso num líquido dieléctrico. Quando se estabelece uma certa diferença de

potencial entre o eléctrodo e a peça não existe passagem de corrente dado que um líquido dieléctrico

é pouco condutor de corrente. No entanto, diminuindo a distância eléctrodo-peça, a partir de um certo

valor pode-se dar a descarga [2.15].

Figura 2-10 - Máquina de electroerosão [2.17]

O processo percorre as diferentes fases:

o Ionização do dieléctrico;

o Descarga eléctrica;

o Fusão e vaporização dos materiais do eléctrodo, da peça e do dieléctrico;

o Implosão dos materiais fundidos.

Figura 2-11 Eléctrodo e peça maquinada [2.17]

O cobre e a grafite são dois dos materiais constituintes dos eléctrodos mais utilizados. O

cobre apresenta como características servir tanto para desbaste como para acabamento, ter grande

capacidade erosiva e baixo desgaste relativo. A sua maquinagem não apresenta grandes

dificuldades. A grafite, embora sendo mais resistente ao desgaste e possibilitar regimes ditos sem

desgaste, tem uma menor condutividade eléctrica e não permite acabamentos tão bons como o cobre

[2.17].



13

A estabilidade do processo, depende da estabilidade das características do líquido dieléctrico

designadamente quanto à ausência de partículas metálicas em suspensão. Portanto, existe um

processo de lavagem do líquido dieléctrico, associado ao processo de electroerosão, que implica

duas fases, uma de remoção de partículas metálicas do local onde a erosão se processa, o que se

faz fazendo circular o líquido dieléctrico, e uma segunda de filtragem deste. Como líquidosdieléctricos, utilizam-se frequentemente o petróleo, óleos e água desionizada entre outros [2.15].

É um processo que tem grande aplicabilidade na maquinagem de materiais duros, como

carbonetos, materiais endurecidos por tratamento térmico, produção de peças frágeis, peças com

geometrias complexas e cavidades difíceis de realizar pelos métodos convencionais.

Visto que as máquinas actuais apresentam uma gama muito grande de movimentos,

permitindo a execução de formas geométricas cada vez mais complexas, consegue-se dar resposta

ao mercado dos moldes, que está cada vez mais exigente [2.14].

A indústria de moldes utiliza na maior parte dos casos eléctrodos de grafite. Contudo em

situações particulares podem também ser utilizados eléctrodos em cobre tungsténio e cobre telúrio. A

qualidade da superfície obtida e os tempos de maquinagem (e consequentemente custos) dependem

muito do par de materiais intervenientes no processo [2.16]. Importa referir que os eléctrodos

utilizados no processo de electroerosão são obtidos por fresagem.

2.4.1.3 Outros Processos

Existem outros processos, para além dos apresentados anteriormente, que fazem parte daprodução do molde, o torneamento, a furação e a rectificação. Contudo o tornemento é um processo

utilizado na produção de peças usadas nos moldes, e não no molde propriamente dito. A furação é

importante na obtenção de furos no molde e a rectificação para obtenção de um acabamento

superficial elevado.

O torneamento é um processo de maquinagem com remoção de apara, onde é utilizada uma

ferramenta com apenas uma aresta de corte para gerar formas de revolução. O processo dá-se com

a rotação da peça a ser maquinada e simultaneamente com o avanço da ferramenta, ou seja, à

medida que é imposto um movimento de rotação à peça ocorre uma translação simultânea daferramenta. É esta combinação de movimentos que permite executar diversos tipos de operações tais

como facejar, ranhurar, sangrar, roscar, tornear interiormente e exteriormente [2.15].

Figura 2-12 - Torneamento e diferentes tipos de torneamento [2.1];[2.22]



14

A furação é um processo de maquinagem destinado à obtenção de furos, geralmente

cilíndricos, com auxílio de uma ferramenta multicortante. A ferramenta ou a peça deslocam-se numa

trajectória rectilínea, coincidente ou paralela ao eixo principal da máquina e perpendicularmente à

superfície furada. A ferramenta por sua vez apresenta um movimento de corte rotativo [2.22].

Figura 2-13 - Cinemática do processo [2.18]

A rectificação é uma operação de acabamento final de alta precisão dimensional que ocorre

com arranque de material. A acção de corte é conseguida através de partículas abrasivas

aleatoriamente distribuídas ao longo de uma mó de rectificação. A energia de corte relativamente

elevada neste processo é responsável por uma geração de calor bem como por deformações

plásticas entre as partículas abrasivas e a peça. Assim, as tensões residuais de rectificação são

condicionadas por todos os parâmetros de maquinagem que se prendem com a geração de calore/ou as deformações plásticas: tipo de mó de rectificação, condições de arrefecimento e lubrificação,

bem como estado estrutural do material a rectificar [2.19].

2.5 Life Cycle Cost – LCC

Neste capítulo, é feita uma descrição do que é um modelo de custo de ciclo de vida de um

produto, fazendo-se referência à sua origem, bem como aos diversos campos onde tem vindo a ser

aplicado.

O termo “Lyfe Cycle Cost” surge em meados dos anos 60, quando se tornou objecto deinteresse das agências governamentais dos E.U.A [2.20]. Esta ferramenta foi usada depois de se

proceder à análise dos custos após a aquisição de equipamentos. Custos de aquisição eram

amplamente utilizados como um dos principais critérios de aquisição de um equipamento ou conjunto

de equipamentos. Porém, e apesar deste critério ser de fácil acesso e uso, dava origem a muitas más

decisões financeiras, pois os custos de aquisição, são apenas uma pequena parte da história [2.21].

Com base nas conclusões das agências governamentais dos E.U.A, o conceito do custo do

ciclo de vida, LCC, expande-se por diversas áreas de negócio, e começa a ser usado no

desenvolvimento de novos produtos e avaliação de projectos.



15

Relativamente à definição do termo LCC, existem algumas: uma dessas definições foi dada

por Horngren e diz que o custo do ciclo de vida é a soma dos custos a partir do "berço" até à

"sepultura" [2.22]. Outra foi dada por Barringer [2.20], afirmando este que os custos do ciclo de vida

são o somatório das estimativas dos custos iniciais de ambos os equipamentos e projectos, e

determinado por um estudo analítico e de estimativa de todos os custos inerentes à sua vida útil.Ambas as definições mostram que todos os custos que ocorrem durante o ciclo de vida de um

produto ou projecto são investigados. Esta metodologia é uma ferramenta para quantificar os custos

de várias alternativas de investimento, em que se considera um tempo alargado no âmbito da

aplicação e de uso prolongado.

Em 1996, a Comissão Electrotécnica Internacional publicou a norma IEC 60300 devido ao

grande interesse para o LCC na área da manutenção. A norma contém sugestões sobre como

proceder numa análise de custo do ciclo de vida de um produto, tendo em especial atenção a

manutenção dos dispositivos electrónicos. Mas para além deste tipo de aplicação do LCC na

manutenção dos equipamentos, este modelo não está padronizado nem é geral. Os custos

dependem muito do campo de aplicação [2.23].

Grenne e Shaw, verificaram que a efectivação de uma análise LCC não consiste apenas "em

encontrar um software de computador, que introduzindo uma série de parâmetros, nos dê um o

resultado final verdadeiro". Eles concluíram que a maior parte do esforço para se fazer uma análise

LCC, advém do esforço anterior feito à introdução de dados num computador. Eles descreveram uma

sequência de etapas gerais que devem ser adoptadas na maior parte das aplicações [2.24]:

o Determinar o objectivo da análise LCC;

o Definir e estabelecer os limites do sistema;

o Seleccionar/ Desenvolver o modelo adequado para estimar os custos;

o Recolher e introduzir dados no modelo;

o Avaliar a veracidade das entradas e saídas;

o Formular os resultados da análise LCC;

o Documentar a análise LCC;

o Apresentar e discutir os resultados da análise LCC.

Em casos específicos, alguns destes passos podem ser substituídos ou eliminados,

dependendo do produto em análise. As limitações do modelo LCC são aceites como restrições

normais existentes em todas as ferramentas de engenharia. A utilidade tem sido demonstrada com o

passar no teste do tempo, com profissionais que têm aprendido a forma de minimizar as limitações do

LCC.

A análise LCC aumenta a melhoria da competitividade, uma vez que considera o mais baixo

custo a longo prazo para um determinado sistema, se usado com algum sentido crítico.



16

Alguns dos objectivos principais do LCC são [2.25]:

o Uma maior avaliação efectiva das diferentes opções de investimento;

o Considerar o impacto de todos os custos e não apenas os custos iniciais;

o Assistir eficazmente a criação de novos projectos/produtos;

o Facilitar a escolha entre duas ou mais alternativas válidas.

A análise LCC, é bastante complexa e morosa, apresenta como dificuldade inerente a

necessidade de recolher uma grande quantidade de dados, que a maior parte das vezes não é

registado ou é difícil encontrar e para que seja válida tem que seguir um determinado procedimento.

Em primeiro lugar surgem todos os custos dos elementos de interesse relativos à análise que se vai

efectuar, seguido de uma definição de uma estrutura de custo, que agrupa os custos de acordo com a

sua dependência e natureza, podendo estes dividir-se em custos de engenharia e desenvolvimento,

produção e implementação bem como custos de operação. Um ponto importante desta estrutura decusto é o facto de poder ser estabelecida de acordo com os objectivos de cada analista, ou de acordo

com os objectivos de cada empresa. A criação de uma relação dos custos estimados, que se pode

traduzir através de uma ou várias expressões matemáticas, fazem também parte da estrutura inicial

descrita para se obter o LCC [2.26].

2.5.1 Aplicações em Engenharia do LCC

A análise LCC foi aplicada em muitas áreas da engenharia. Uma área em que esta foi muito

bem sucedida foi na engenharia civil, mais precisamente nos pavimentos rodoviários. Em 1998, nosE.U.A, o Ministério dos Transportes publicou um boletim que continha algumas recomendações sobre

os procedimentos a adoptar no desempenho de uma análise LCC dos pavimentos rodoviários. Este

boletim fornecia processos pormenorizados para determinar os custos para os utentes das áreas em

construção/reparação [2.27].

Com base no boletim, a Asphalt Pavement Alience, realizou várias análises LCC na área de

pavimentos rodoviários. Alguns destes foram orientados para estudar a possibilidade de utilização de

pavimentos modificados com polímeros [2.28] e comparar os custos entre dois tipos de pavimentos

rodoviários [2.29].

Outra aplicação do LCC foi feita na área do equipamento por Barringer [2.30]. Neste exemplo,

é mostrado a aplicabilidade deste modelo de custo na escolha de bombas usadas para

abastecimento de combustíveis. Neste estudo concluiu-se que a decisão de adquirir uma bomba deve

incluir as manutenções preventivas. Só assim se consegue uma poupança a longo prazo da decisão

tomada.

A análise LCC também foi utilizada como forma de quantificar a escolha de um produto ou de



17

materiais para construção, com o objectivo de escolher as soluções mais económicas alternativas

[2.31].

Tradicionalmente a selecção de um material para uma determinada aplicação tem sido em

função dos custos de aquisição. Reconhece-se agora que o menor custo de aquisição pode não ser a

opção mais económica, se forem tidos em conta os verdadeiros custos adicionais devido à instalação

e manutenção regular. Assim, conclui-se que a análise LCC é uma ferramenta que pode ser utilizada

na escolha de instalações, equipamentos ou materiais. A análise dos custos do ciclo de vida pode ser

realizado em várias áreas de engenharia, adaptando a metodologia para o caso de estudo e definir os

limites desejados do problema [2.32].

Existe um programa de análise LCC para máquinas ferramenta. Este programa tem como

objectivo apoiar todas as decisões da fase de design através de um conjunto de dados de gestão da

máquina ferramenta em tempo real. Foi testado em vários tipos de máquinas ferramenta e éconstituído por três grupos principais, modelo de custo de design, custo de concepção e de

informação e cálculo de custo de concepção do produto modelo. Também permite definir os outputs

de acordo com o interesse de cada utilizador [2.33].

2.6 Life Cycle Assessment - LCA

A metodologia LCA é uma ferramenta de decisão ambiental, inovadora e relativamente

recente, normalizada pela International Standardisation Organisation (ISO). Esta metodologia

quantifica dados ambientais e energéticos de produtos ou processos, obtendo-se assim o

desempenho ambiental destes ao longo de todo o seu ciclo de vida, desde a extracção de matéria-

prima até ao seu fim de vida [2.34].

Em meados dos anos setenta, as primeiras análises de ciclo de vida publicadas, apenas

consideravam o consumo de energia de um produto ou processo ao longo do seu ciclo de vida. Mais

tarde, alguns estudos, em particular para sistemas de empacotamento e produtos de consumo

incluíram desperdícios e emissões à análise, mas nenhum fazia mais que quantificar materiais e uso

de energia. Foi então necessária uma metodologia mais sofisticada. Como resultado, em 1990, a

Society for Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC) iniciou a definição de LCA e

desenvolveu metodologias para realizar análises de ciclo de vida [2.35, 2.36]. Finalmente, aorganização ISO iniciou trabalhos similares e desenvolveu princípios e guias para a metodologia LCA,

resultando numa série de normas [2.37 – 2.40].

A metodologia LCA ainda está em desenvolvimento. No presente, consiste em quatro etapas:

o Definição do objectivo do estudo;

o Construção do modelo do ciclo de vida do produto com todos os fluxos ambientais de entrada

e saída (Life Cycle Inventory - LCI);

o

Compreensão da relevância ambiental destes fluxos (Life Cycle Impact Assessment - LCIA);o Interpretação do estudo.



18

A definição e objectivo do estudo estabelecem as condições de fronteira do sistema, as

unidades funcionais e os critérios para o inventário de dados. O inventário de ciclo de vida (Life Cycle

Inventory – LCI) lida com a recolha e síntese de informação sobre materiais e entradas e saídas de

energia nas várias fases do ciclo de vida. A recolha de informação em cada uma das fases é depois

compilada numa caracterização ambiental de fluxos de entrada e saída do produto em estudo. Naanálise de impactos do ciclo de vida (Life Cycle Impact Assessment – LCIA), estes fluxos de entrada

e saída são relacionados com as categorias de impacto ambiental, sendo desenvolvido um modelo de

caracterização de modo a calcular o efeito destes fluxos nas categorias, resultando num índice para

cada categoria de impacto ambiental. Finalmente, a interpretação dos resultados é efectuada de

modo a avaliar todo o estudo, tendo sempre presente o seu objectivo.

A técnica principal usada em LCA é a modelação. Na fase do inventário dos fluxos (LCI), o

modelo é desenvolvido a partir dos processos usados para produzir, usar e desmantelar um produto.

Para cada processo, são recolhidas todas as emissões e consumos de recursos durante o ciclo de

vida do produto em estudo. Os resultados deste inventário são listas de emissões, recursos

consumidos e impactos não materiais, como o uso de terrenos. Como estas listas são geralmente

muito longas e de difícil interpretação, para quantificar ambientalmente esses fluxos, um modelo

simplificado é desenvolvido, usando o LCIA. Neste modelo os fluxos são transpostos para um

mecanismo ambiental, resultando daí impactos em várias categorias, como o efeito de estufa, a

acidificação, etc. Com as categorias geradas, técnicas adicionais de normalização e atribuição de

pesos são usadas para analisar o estudo sob a forma de indicadores nas categorias de impactos. A

forma como são atribuídos pesos às categorias pode ser discutível, pelo que se efectua a

normalização do indicador dividindo-o por um valor de referência. Geralmente, este valor é o totaldado a cada categoria. A atribuição dos pesos envolve um ranking, pesagem e uma possível

agregação dos resultados dos indicadores pelas categorias, resultando assim uma pontuação final. A

atribuição de pesos é um assunto controverso nesta metodologia, devido à sua dependência nos

julgamentos de valor e consequente subjectividade. Existem vários métodos disponíveis para a sua

atribuição dentro da metodologia LCA; o EPS-system, o método Tellus, o método da eco-escassez, o

Eco Indicador 99 e outros métodos de distância ao valor alvo [2.40].

2.6.1 Eco Indicador 99

O Eco indicador 99 (EI’ 99) é um sucessor do EI’ 95 e avalia os impactos das emissões na

saúde humana e nos ecossistemas. O impacto ecológico é representado pela fracção potencialmente

afectada (PAF ) ou pela fracção potencialmente desaparecida (PDF ) de espécies, sendo o impacto

ambiental dado pelo potencial de aquecimento global (GWP ), pelo potencial de destruição da camada

de ozono (ODP ), etc. O impacto na saúde humana é medido por unidades DALY , que representam os

anos de vida perdidos ou com incapacidades em consequência dos impactos das emissões. Para um

dado processo, as emissões são classificadas em diversas categorias de impactos e caracterizadas

em unidades comuns para cada categoria baseadas em factores de impacto. Os melhoramentos

destes índices foram desenvolvidos nas próprias categorias de impacto, incluindo o uso de terra e aescassez de recursos como categoria de impacto. Foram também desenvolvidas modelação das



19

funções de dano e incluídas teorias culturais como ferramentas para lidar com a subjectividade. Este

método considera a análise de três esferas, nomeadamente a tecnosfera, a ecosfera e a valoresfera,

seguindo a teoria cultural. A tecnosfera representa o domínio dos processos tecnológicos e sistemas

desenvolvidos por humanos. O domínio da ecosfera compreende os processos e sistemas

ecológicos, incorporando a tecnosfera. Na valoresfera, que significa escolha de valores, trêsperspectivas foram desenvolvidas. Dependendo da atitude de três arquétipos humanos

(individualistas, equalitários e hierarquistas), foi determinada a distribuição de factores de pesos entre

saúde humana, ecossistema e recursos, tabela 2-2. Dependendo da perspectiva escolhida, um só

indicador pode ser obtido. A perspectiva geralmente aceite na comunidade científica é a perspectiva

hierarquista, por ser uma perspectiva moderada. Um esquema geral da obtenção do EI’ 99 está

ilustrado na figura 2-21 [2.41].

Figura 2-14 Método EI’ 99 [2.41]

Perspectivas

Categorias de Dano Individualista Equalitária Hierarquista

Ecossistema 25 50 40

Saúde Humana 55 30 30

Recursos 20 20 30

Tabela 2-1 - Pesos das categorias consoante as perspectivas [2.41]

2.6.2 Aplicações em Engenharia do LCA

Actualmente, a indústria tem cada vez mais a preocupação de possuir processos

sistematicamente e cientificamente analisados, procurando uma maior eficiência combinada com uma

redução de custos e impacto ambiental constantes. Existem vários estudos de aplicações da

metodologia LCA a nível de engenharia. Seguidamente são apresentados alguns, que estão

relacionados com a indústria de moldes de injecção de plásticos, referentes aos materiais e

processos usados na produção dos mesmos.

Inventáriodos fluxosde entrada

e saídados

processosno ciclo de

vida doproduto

Resultados doinventário

Recursos

Uso deTerrenos

Emissões

Modelode Dano

dosFluxos

Dano para osRecursos

Dano para osEcossistemas

Dano para aSaúde

Humana

Atribuiçãode pesosàs três

categorias

Indicador



20

Foi feita uma metodologia de análise multi-objectiva dos processos de electroerosão, que tem

como objectivo escalonar diferentes tipos de líquido dieléctrico, envolvendo factores como tempo,

energia, qualidade e a massa ponderada. Usando esta metodologia consegue-se obter resultados

que traduzem qual o processo ou material que necessitou de menores recursos, auxiliando portanto

na protecção ambiente [2.42].

Existe também um estudo que agrupa informação relativa a materiais que sejam usados para

simplificações de metodologias life cycle assessment, numa fase de estudo embrionária de um

projecto. Este estudo contempla 214 materiais usados a nível de projectos mecânicos. Baseado nas

propriedades físicas e ambientais, os materiais foram estruturados em 17 grupos diferentes. Várias

análises mostraram a existência de uma correlação significativa entre as propriedades do material e o

impacto ambiental. Este estudo, por intermédio de médias de valores efectuadas, apresenta um

conjunto de informação ambiental relativa a cada grupo de material. Estes valores poderão ser

usados quando se pretende fazer uma análise LCA para um material específico para o qual não setenha informação [2.43].

O impacto ambiental dos processos de maquinagem também já foi estudado de acordo com a

metodologia LCA. Existe um modelo analítico que integra características dos processos mecânicos e

fluxos do lubrificante. As dimensões de quantificação e de análise incluem a utilização energética,

taxa de uso do processo e fluxo de massa inicial da peça a trabalhar. Múltiplos fluxos de massa de

desperdícios gerados podem ser comparados examinando factores de toxicidade e inflamação. Bem

como o impacto ambiental de factores que variam com parâmetros operativos, tais como

profundidade de corte, velocidade de corte, ângulo de ataque entre outros. É um modelo que servecomo uma ferramenta de decisão de consciência ambiental relativamente ao projecto a desenvolver,

incluindo a fase de design de cada peça e todo o processo de maquinagem [2.44].



21

2.7 Referências

[2.1] Projecto, Molde de Injecção de Plástico , disponível em

<http://www.neemb.alunos.ipb.pt/relatorio_proj.pdf>

[2.2] A Indústria Portuguesa de Moldes , disponível em,

<http://www.cefamol.pt/cefamol/pt/Cefamol_IndustriaMoldes/Historia?month:int=3&year:int=2008>

[2.3] Situação actual da indústria portuguesa de moldes disponível em,

<http://www.cefamol.pt/cefamol/pt/Cefamol_IndustriaMoldes/Situacao_Actual/Ficheiros/Ind_Port_Mold

es_2006.pdf>

[2.4] Site oficial da CEFAMOL (Associação Nacional da indústria dos moldes) disponível em

<http://www.cefamol.pt>

[2.5] Neto, Henrique “O prazo dos moldes: Respostas para uma concorrência activa ”, O Molde, nº7,Setembro 2001.

[2.6] Introducción a la tecnologia de los moldes , Fundació ASCAMM – Centre tecnológic, Jan. 2001.

[2.7] Brito, António Manuel, Moldes de injecção para termoplásticos, Universidade do Minho,

Departamento de engenharia de polímeros, 2000.

[2.8] Manual do Projectista , nº1, CENTIMFE, 2001.

[2.9] Menges, Mohren “How to make injection molds ”, Hanser Publishers, 1986.

[2.10] Apresentação PowerPoint “Sistema de arrefecimento de um molde ”, disponível em

<http://labinfo.cefetrs.edu.br/professores/pedrini/Moldes.ppt#292,38,Sistema de Resfriamento>

[2.11] Sociedade Educacional de Santa Catarina, Centro de Educação Tecnológica do Paraná,

“Moldes de Injecção ”, disponível em <http://www.torresnetworking.com/Sociesc/Apostila_Moldes.pdf>

[2.12] Site oficial da Polimold, disponível em <http://www.polimold.com>

[2.13] Solidworks Images , diponível em

<http://www.solidworks.com/swexpress/july/images/feature53_0701_2.jpg solidworks image>

[2.14] Cruz, Sérgio “Moldes de Injeção ”, 2ªEdição, revista e ampliada, 2004, Hemus.

[2.15] Rodrigues, Jorge “Tecnologia dos Processos de Corte ”, 2ª revisão, 1994, Secção de folhas

AEIST.

[2.16] Rodrigues, Jorge; “Apontamentos de Fresagem”, 2006, Secção de folhas do AEIST.

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24

3. Modelo Simplificado de Apoio à Decisão

As metodologias de análise de custo do ciclo de vida e de análise do impacto do ciclo de vida

são constituídas por um conjunto de informação extremamente vasto. Para obtermos uma análise

correcta LCC e LCA são necessários diversos inputs, sendo muitos deles pouco acessíveis, tornando

estas metodologias bastante morosas e complexas. Até à presente data não há registo da aplicação

destas metodologias na indústria de moldes de injecção de plástico.

Numa análise feita à aplicação destas metodologias aos moldes de injecção de plástico,

chegou-se à conclusão que para se obterem modelos de análise LCC e LCA do molde, demora muito

tempo, essencialmente porque há muitos inputs, em que alguns são difíceis de quantificar e outros de

difícil obtenção. Acresce o facto de que a pesquisa e recolha de dados requer muito tempo e não é

simples.

Assim sendo, esta tese surge da necessidade de se criar uma ferramenta de decisão para as

empresas de produção de moldes, que seja de fácil e rápido uso, e que apresente resultados

coerentes que facilitem a tomada de decisão na fase de projecto. Posto isto, criou-se um modelo

simplificado de análise de custo e um modelo simplificado de impacto ambiental do molde de injecção

de plástico convencional. Os modelos criados vão ser utilizados pela equipa de projecto na fase de

concepção de moldes. Esta equipa, ao longo da tese, toma o nome de “utilizador”.

Os modelos simplificados LCC e LCA terão que ser posteriormente validados. Para o efeito é

utilizado um caso de estudo real. Estes modelos são constituídos por um número de inputs muitoreduzido, pelo que o seu preenchimento é muito mais rápido e fácil, sem perda de rigor na análise,

visto esta assentar na comparação de resultados.

Posteriormente estes modelos poderão ser adoptados na criação de um software, para

difusão pelas diversas empresas do sector da indústria de moldes de injecção de plástico,

contribuindo assim para uma decisão mais consciente por parte dos projectistas de cada empresa.

De futuro, estes modelos poderão ser adaptados a moldes de diferentes tecnologias, tais

como prototipagem rápida, entre outras.



25

3.1 Metodologia

A tese inicia-se com a identificação do modelo de cálculo de custo do ciclo de vida do molde.

Os processos de fresagem, electroerosão e injecção do molde, pertencentes a fase de produção e

uso do molde respectivamente, são o objecto de estudo inicial desta tese. Assim sendo, começou-se

por agrupar todas as variáveis essenciais ao cálculo de custo de cada um dos processos.

Pretendendo-se criar um modelo simplificado de cálculo de custo do ciclo de vida do molde,

teve que se estudar cada uma das variáveis intervenientes no modelo de modo a que se conseguisse

obter valores tipificados, expressões e equações que reduzissem o número de inputs necessários

para o modelo. Entende-se portanto por simplificação a adopção de um valor típico que seja geral e

que permita subentender um determinado input.

Para se conseguirem fazer as simplificações tiveram que se efectuar diversos tipos de

pesquisa. Fizeram-se várias visitas a três empresas da indústria de produção de moldes, TJ-Moldes,

LN-Moldes e Rapidtool, telefonemas para a 3DTech e MPSA, visita a uma feira de exposição (Expo

Batalha) que contemplava máquinas de injecção de plástico, fresadoras, e ferramentas. Consultaram-

se diversos artigos científicos, catálogos de máquinas e obteve-se a colaboração de empresas como

a Deltaplásticos e a Cumberland Europe. Esta recolha de informação permitiu trabalhar todas as

variáveis e efectuar as simplificações pretendidas com elevado rigor e representatividade industrial.

Muitas das simplificações efectuadas no modelo LCC são também efectuadas no modelo LCA.

Contudo o modelo LCA exigiu uma nova recolha de informação. A pesquisa de artigos científicos e o

uso do programa SimaPro7.1 foram essenciais para se encontrarem valores de referência do impacto

produzido pelos materiais envolventes no ciclo de vida do molde, e para a criação de valores

tipificados que permitem a simplificação do modelo de análise LCA.

Para se efectuar a validação dos modelos simplificados criados utilizou-se um caso de estudo

real, a produção de um molde convencional em aço, de dimensões reduzidas e para injectar peças de

geometria simples. Este caso de estudo foi efectuado na empresa TJ-Moldes. São apresentados os

resultados que se obtiveram com os modelos LCC e LCA e com os modelos simplificados LCC e

LCA. Calculou-se a percentagem de erro associada aos valores resultantes dos modelos

simplificados e efectuou-se a sua validação.



26

3.2 Modelo de Custo do Ciclo de Vida de um Molde

No presente capítulo começa-se por fazer referência às diferentes fases do ciclo de vida do

molde. Após serem explicitadas as diferentes fases do ciclo de vida do molde, surge uma explicação

e esquematização geral do modelo de custo do ciclo de vida do molde. É feita referência às fases e

processos adjacentes às mesmas, que serviram de base de estudo para o presente trabalho

desenvolvido.

3.2.1 Diferentes Fases do Ciclo de vida do Molde

Para se fazer uma análise do ciclo de vida dos moldes de injecção tem que se ter em conta

quatro fases principais: a matéria-prima necessária para a produção do molde, a produção do molde,

o uso do molde e o seu fim de vida. Em todas as fases existe a entrada de uma massa de energia e

saída de uma massa de emissões. Na produção e no uso do molde considera-se também o

desperdício de material. Todas estas fases apresentam também custos inerentes.

Matéria PrimaProdução do

MoldeUso do Molde Fim de Vida

EnergiaEnergia Energia

Emissões

Custos

Emissões

Desperdícios

Custos

Emissões

Desperdícios

Custos

Emissões

Custos

Energia

Figura 3-1 - Fases do Ciclo de Vida do Molde

3.2.2 Modelo Global do Custo do Ciclo de Vida do Molde

O custo do ciclo de vida de um molde é constituído por quatro fases principais como foi referido

anteriormente, a matéria-prima, a produção do molde, o uso do molde e o fim de vida. O material,

todos os componentes necessários à produção do molde bem como o material de injecção fazem

parte da matéria-prima. A fresagem, electroerosão, torneamento, rectificação e a furação constituem,

em geral, a fase de produção do molde. O processo de injecção constitui o uso do molde e o

processo de reciclagem a etapa do fim de vida. Na figura 3-2 está esquematizado o modelo global do

custo do ciclo de vida do molde.

O presente estudo contempla apenas duas das fases do ciclo de vida do molde, a produção do

molde e o uso do molde. No que se refere à produção do molde, os processos de produção que são

objecto de estudo são a fresagem, a electroerosão e a fresagem dos eléctrodos. Relativamente àfase do uso do molde, é objecto de estudo o processo de injecção.



27

Tempo deProcesso

Custo daMatéria-Prima

Inputs

Cálculo

Mão-de-Obra

Injecção

Mão-de-Obra

Custo da Produção doMolde

Custo do Ciclo de Vida do Molde

Montagem deComponentes

Custo de Fimde Vida

Desperdícios

Reciclagem

Outputs

Material

Outroscomponentes

Matéria-Prima

Uso do Molde

Fim de Vida Produção do Molde

Fresagem

Electroerosão Tempo deProcesso

Energia

Tempo deProcesso

Mão-de-Obra

Energia

Energia

Custo do Usodo Molde

Torneamento

Furação

Rectificação

Figura 3-2 – Modelo global do custo do ciclo de vida do molde

3.3 Modelos de Cálculo de Custo dos Processos Utilizados na Produção e

Uso de Moldes

Neste capítulo são apresentados e descritos os modelos de cálculo de custo dos processos de

fresagem, electroerosão e injecção. Começa-se por descrever a lógica do modelo de custo do

processo de fresagem, onde se faz referência aos inputs necessários e a algumas equações e

relações que se usam neste modelo e nos modelos de custo e modelos simplificados de custo dos

processos de fresagem, electroerosão e injecção.

Depois do modelo de custo do processo de fresagem é feita a descrição do modelo de cálculo

de custo do processo de electroerosão, que é em quase tudo semelhante ao do processo de

fresagem, apresentando algumas diferenças no grupo de inputs. Na descrição do modelo de cálculo

de custo do processo de electroerosão é feita referência à interligação do modelo global de custo de

electroerosão com o modelo global de custo da fresagem, devido à maquinação dos eléctrodos.

Por fim, é apresentado o modelo de cálculo de custo do processo de injecção, seguindo este a

mesma lógica dos modelos de custo da fresagem e da electroerosão, no entanto com diferenças

relativamente aos inputs e consequentemente outputs.



28

3.3.1 Modelo de Cálculo de Custo do Processo de Fresagem

O processo de fresagem contempla uma série de variáveis, é complexo, e para se obter o custo

do mesmo é necessário ter-se em conta todas as variáveis inerentes ao processo. O modelo

apresentado na figura 3-3 está dividido em três grupos, inputs, cálculo e outputs. O grupo de inputsestá dividido em quatro sub-grupos, o equipamento, o processo em si, o operador, o fluido de corte e

as ferramentas.

Do equipamento, considera-se o custo de aquisição deste, o período, tempo de amortização da

máquina em questão, custo de oportunidade, que é um termo usado para indicar o custo de algo em

termos de uma oportunidade renunciada, ou seja, o custo, até mesmo social, causado pela renúncia

do ente económico, bem como os benefícios que poderiam ser obtidos a partir desta oportunidade

renunciada, e as Horas-Ano. Relativamente ao processo, tem que se introduzir o tempo total deste, o

tempo de setup (tempo dispendido na elaboração de todo um conjunto de passos para que amáquina e o material a ser maquinado estejam prontos a operar), a potência instalada do

equipamento utilizado, bem como o custo energético. Quanto ao operador, tem que se entrar com a

sua taxa de ocupação, pois este poderá necessitar de cem por cento do seu tempo para operar uma

máquina, ou poderá operar mais que uma máquina. A remuneração e as horas-ano de trabalho do

trabalhador também são consideradas. Por último, para se obter o custo das ferramentas utilizadas

tem que se introduzir o valor do seu tempo de uso, custo unitário bem como a sua vida útil, através

destes obtemos uma percentagem de uso, e consequentemente um custo total.

O modelo de custo descrito, é repetido tantas vezes quantas for necessário recorrer a uma

operação de fresagem, isto é, terá que ser repetido o mesmo número de vezes que o número de

ferramentas a utilizar.

Figura 3-3 - Modelo de cálculo de custo do processo de fresagem

Tempo deProcesso

Hora-Máquina

Custo da

Máquina

Inputs

Cálculo

Tempo de uso

Vida útil

Percentagemde Uso

Custo unitário

Custo das

Ferramentas

Tempo deSetup

Taxa de

Ocupação

Remuneração

Hora-Homem

Custo daMão-de-Obra

Potência

Energiaconsumida

Custo da

Energia

Custo daEnergia

Taxa de

consumo

Custo unitário

Outputs

Período

Custo deAquisição

Custo deOportunidade

EquipamentoOperador Fluido de

CorteFerramenta

Horas-Ano Horas-Ano

Processo

Custo do Fluidode Corte



29

3.3.1.1 Equações Utilizadas

No modelo de cálculo de custo do processo apresentado, a fresagem, e nos modelos de

cálculo de custo dos processos de electroerosão e injecção, são utilizadas as seguintes fórmulas para

a hora-homem e hora-máquina respectivamente:

diaano

csmês

emhd

S N M C

.

..hom

= Eq. 3-1 Hora-Homem

Onde M mês o salário sem os descontos por mês (€), Ns é o número de salários por ano (14),

S c são os custos sociais (1,23), d ano é o número de dias de trabalho por ano e h dia é o numero de

horas de trabalho dos trabalhadores por dia.

( )( )diaanon pr maq hd

iiiC C .

1

1

1

1

1

11

1

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

+−

+⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ⎟ ⎠

⎞⎜⎝

⎛

+−=

+ Eq. 3-2 Hora-Máquina

Onde C pr é o custo de procura, i é a taxa de e n o tempo de depreciação.

Relativamente ao custo de energia, considera-se que toda a energia eléctrica utilizada está

na gama de média tensão e com contrato com a EDP - Electricidade de Portugal [3.1], aplicado ao às

diferentes indústrias, automóvel, metalurgia, moldes, vitrificação, etc. O valor real aplicado é de

0,0969 €/kWh.

Apenas para o modelo de cálculo custo do processo de fresagem, é também utilizada uma

fórmula para o custo de ferramenta, expressa pela eq.3-3 :

i

j

iijT

t C C ×= Eq. 3-3 Custo de ferramenta

Onde C ij é custo da ferramenta na operação j, t j é o tempo gasto na operação e T i o tempo

médio de vida da ferramenta.

3.3.2 Modelo de Cálculo de Custo do Processo de Electroerosão

O processo de electroerosão é bastante complexo, e está interligado com o processo de

fresagem, isto porque os eléctrodos a utilizar têm que ser previamente maquinados. Portanto, o custo

total dos eléctrodos engloba o custo de fresagem dos mesmos.

O modelo de cálculo de custo apresentado na figura 3-4 tem uma lógica muito semelhante ao

anterior, na medida em que se encontra dividido em três partes principais, uma primeira parte que

engloba todos os inputs necessários para uma correcta obtenção dos custos totais do processo, uma



30

parte de cálculo, onde através de fórmulas e relações se atingem resultados que irão dar os outputs,

ou seja, os custos de cada item a avaliar, custo da máquina, custo da energia, custo da mão-de-obra,

custo do líquido dieléctrico e custo dos eléctrodos.

Os inputs estão divididos no equipamento a utilizar, no processo em si, operador, líquido

dieléctrico e nos eléctrodos. Cada um destes inputs engloba uma série de ítems tal como acontecia

no processo de fresagem. O equipamento tem igualmente um período de utilização, um custo de

aquisição, um custo de oportunidade e um número total de horas-ano em que a máquina se encontra

a trabalhar. Do processo em si, fazem parte o tempo total do processo, o tempo de setup, a potência

do equipamento a utilizar bem como o custo de energia à rede.

Relativamente ao grupo do operador, é constituído pela taxa de ocupação, a remuneração e

o número total de horas-ano. Quanto ao líquido dieléctrico, a dimensão do tanque da máquina, o

tempo de vida do líquido e o seu custo unitário são os inputs necessários para o cálculo do custo total

do líquido dieléctrico.

Figura 3-4 - Modelo de cálculo de custo do processo de electroerosão

O custo dos eléctrodos em termos de modelo é mais complexo, visto ser necessário recorrer

à fresagem dos eléctrodos, ou seja, necessita da utilização de um modelo semelhante ao

representado na figura 3-5. Tem como inputs a quantidade de eléctrodos a utilizar, o volume de

material necessário para a obtenção dos eléctrodos bem como o seu custo unitário.

Tempo doProcesso

Hora-Máquina

Custo daMáquina

Inputs

Cálculo

Quantidade

Custo Un. Mat.

Custo Maq.

Custo dosEléctrodos

Tempo deSetup

Taxa deOcupação

Remuneração

Hora-Homem


Potência

Energiaconsumida

Custo daEnergia

Custo daEnergia

Tempo de Vida

Custo unitário

Outputs

Período

Custo deAquisição

Custo de

Oportunidade

Equipamento

Operador

LíquidoDieléctrico

Eléctrodos

Horas-AnoHoras-Ano

Processo

Custo do LíquidoDieléctrico

Dimensão doTanque Volume de

Material

Eléctrodos



31

Figura 3-5 – Modelo de cálculo de custo da fresagem dos eléctrodos

3.3.3 Modelo de Cálculo de Custo do Processo de Injecção

A lógica do modelo de cálculo de custo do processo de injecção é semelhante aos descritos

anteriormente, dividido em três partes, inputs, cálculo e outputs, e requerem igualmente uma

quantidade de informação extremamente vasta. Porém, como se observa na figura 3-6, consideram-

se apenas cinco grupos de inputs para se conseguir obter os custos totais de todo o processo. Sãoeles o equipamento utilizado, o processo em si, o material utilizado, o operador e a trituração.

Do equipamento, tal como nos outros processos, fazem parte o custo de aquisição, o custo

de oportunidade, o período e o número de horas-ano que o equipamento se encontra a operar.

No processo, tem-se como principais inputs deste modelo global do processo de injecção, o

tempo de ciclo de injecção da peça, o volume de produção pretendido, o lote, o tempo de setup do

processo, a potência utilizada, que se assume para efeitos deste algoritmo, como sendo a potência

total instalada na máquina, bem como o custo da energia.

Em relação ao material, existe uma série de inputs importantes, que o caracterizam, e que

são indispensáveis para o cálculo do custo do mesmo. Começa-se pela sua densidade, que não é

mais do que uma característica mássica/volumétrica do material utilizado. Segue-se o volume de

cada peça a produzir (m3), o material injectado por peça (m3 /peça) e o custo do material (€/Kg). Com

a densidade do material e o volume injectado em cada peça, bem como a percentagem de

desperdício considerada, consegue-se obter o desperdício de material resultante do processo de

injecção.

Tempo de

Processo

Hora-Máquina

Custo da

Máquina

Inputs

Cálculo

Tempo de uso

Vida útil

Percentagemde Uso

Custo unitário

Custo das

Ferramentas

Tempo deSetup

Taxa deOcupação

Remuneração

Hora-Homem


Potência

Energiaconsumida

Custo daEnergia

Custo daEnergia

Taxa deconsumo

Custo unitário

Outputs

Período

Custo deAquisição


EquipamentoOperador Fluido de

CorteFerramenta

Horas-Ano Horas-Ano

Processo


Eléctrodos



32

O operador, apresenta como inputs a sua taxa de ocupação, remuneração e também as

horas-ano de trabalho, tal como acontece nos processos descritos anteriormente.

Relativamente à trituração, e apesar desta poder ser realizada ou não, dependendo da

decisão empresa, tem como inputs o tempo de mistura, a potência do equipamento, custo de

aquisição, período, custo de oportunidade e horas-ano de trabalho.

Figura 3-6 - Modelo de cálculo de custo do processo de injecção

3.4 Modelos Simplificados de Cálculo de Custo dos Processos Utilizados na

Produção e Uso de Moldes

O presente capítulo contempla a simplificação dos modelos de custo dos três processos

utilizados na produção e uso do molde, fresagem, electroerosão e injecção. As simplificações foram

feitas com a colaboração do sector da indústria de moldes, nomeadamente no que diz respeito a

informação sobre máquinas utilizadas para fresagem, ferramentas, consumos energéticos, tempos de

setup, fluido de corte entre outros. As simplificações feitas estão todas detalhadas e justificadas. No

modelo de cálculo de custo do processo de fresagem aparece como maior dificuldade a simplificação

do input das ferramentas, sendo o custo destas, extremamente difícil de estimar, pois varia muito em

função do trabalho a desenvolver, da ferramenta utilizada, e das condições de trabalho.

O modelo de cálculo de custo do processo de electroerosão apresenta uma particularidade,

devido à fresagem dos eléctrodos. Apresenta como maior dificuldade a simplificação dos eléctrodos,

visto existirem inúmeros tamanhos destes, em função do trabalho que se quer desenvolver.

Hora-Máquina

Custo daMáquina

Inputs

Cálculo

Tempo deSetup

Taxa deOcupação

Remuneração

Hora-Homem


Potência

Energiaconsumida

Custo daEnergia

Custo daEnergia

Outputs

Período

Custo deAquisição


Equipamento Operador

Horas-Ano

Horas-Ano

Processo

Tempo deCiclo

Volume deProdução

Lote

Custo doMaterial

Material

Densidade

Volume/peça m^3

Material Injectadom^3/peça

DesperdíciosKg/peça

Custo de Setup

Custo Material €/Kg

Potência

Custo deAquisição

Período


Horas-Ano

Trituração

Hora-Máquina

Energiaconsumida

Tempo deMistura

Custo daReciclagem



33

Tal como acontecia nos modelos de cálculo de custo da fresagem e da electroerosão, o

modelo de custo cálculo de custo do processo de injecção envolve igualmente uma série de inputs. A

simplificação feita apresentou como principais dificuldades, entre outras, a hierarquização de

máquinas de injecção, em função das dimensões máximas do molde, potência, e custo de aquisição

das mesmas. Apesar deste modelo contemplar um grupo de inputs relativo à trituração do material,este não é contabilizado na validação do modelo, visto assumir-se uma empresa que não opta pela

reutilização do material.

3.4.1 Modelo Simplificado de Cálculo de Custo do Processo de Fresagem

O modelo simplificado de cálculo de custo do processo de fresagem apresenta algumas

diferenças estruturais comparativamente ao modelo de cálculo de custo. Como se pode ver na figura

3-8, este modelo de custo está dividido em cinco grupos, inputs, valores pré-fixados, validação,cálculo e outputs. O grupo de inputs está dividido em dois sub-grupos, equipamento e processo.

Os valores pré-fixados estão também divididos em sub-grupos, equipamento, fluido de corte,

processo em si, operador e ferramentas. Os valores pré-fixados para o equipamento incluem a

potência, custo de aquisição, período e custo de oportunidade. O fluido de corte inclui a taxa de

consumo do fluido de corte e o custo unitário do mesmo. Referentes ao processo aparecem o tempo

de setup e o custo da energia. O sub-grupo do operador inclui a taxa de ocupação do mesmo, a

remuneração e as horas-ano. Por fim, nos valores pré-fixados encontra-se o sub-grupo das

ferramentas, que apresenta como valores pré-fixados, custo total anual das ferramentas e ashoras/ano das máquinas.

Após introdução dos valores no grupo de inputs, e da verificação dos valores assumidos,

procede-se à validação ou não dos valores assumidos, podendo portanto haver alteração dos valores

pré-fixados.

Posto isto, seguindo a lógica do modelo simplificado de cálculo de custo da figura 3-7,

encontra-se a parte de cálculo, que nos dá como resultado os valores pretendidos do custo de

máquina, custo do fluido de corte, custo da energia, custo de mão-de-obra e custo das ferramentas.

No input do equipamento consideram-se três tipos de operação, desbaste, acabamento ou

desbaste/acabamento.



34

Figura 3-7 – Modelo simplificado de cálculo de custo do processo de fresagem

Os valores do custo de aquisição e da potência resultam da média dos custos de aquisição epotências de 18 máquinas diferentes, ver tabela 3-1. São os valores obtidos dessas médias que

permitem estabelecer uma hierarquia entre as máquinas, pois máquinas de desbaste necessitam de

potências maiores comparativamente com as de desbaste/acabamento ou mesmo acabamento. Em

relação aos custos de aquisição, as máquinas de acabamento são as que apresentam valores mais

elevados, seguidas das máquinas de desbaste e por último máquinas de desbaste/acabamento. Toda

a informação relativa às máquinas foi obtida através da consulta de diversos catálogos, e de visitas a

empresas do sector dos moldes. Como está explícito no modelo esquematizado na figura 3-7 por

intermédio da identificação do tipo de equipamento a utilizar, são assumidos valores para a potência

e custo de aquisição, esses valores foram conseguidos através da forma descrita anteriormente.

Através do gráfico representado na figura 3-8 e da tabela 3-1, vislumbra-se a dispersão de

valores das máquinas analisadas e os valores médios encontrados para a potência instalada e custo

de aquisição. Assim, tem-se para máquinas de desbaste um valor médio de 89kW para a potência

instalada, e 253079€ para o custo de aquisição, para máquinas de desbaste/acabamento 53kW e

207500€, e para máquinas de acabamento 32kW de potência instalada e 248857€ de custo de

aquisição.

Inputs

Desbaste

Equipamento

Desb/Acab

Acabamento

Ferramenta

Custo deAquisição


Horas-Ano

Período

Potência

Custo daEnergia

Taxa deOcupação

Custo unitário

Custo Total dasFerramentas

€/AnoTaxa deconsumo

Fluido de Corte

Tempo deProcesso

Processo

Tempo deSetup

Remuneração

Horas-Ano

Operador

Valores Pré-fixados

Cálculo

Hora-MáquinaEnergia

consumida


Custo daMáquina


Hora-Homem

Custo daEnergia

Custo dasFerramentas

€/hora


Dar Novosvalores

Validação Assume Valores

Sim Não

Horas/Ano dasMáquinas



35

Máquinas HSM Potência Instalada kW Custo de Aquisição €

Desbaste Rambaudi I 110 279400

Rambaudi II 90 279400

Rambaudi III 85 268000

Mori Seki I 80 193595Mori Seki II 80 245000

Média 89 253079

Desbaste/Acabamento

Rambaudi III 60 180000

Heyligen 50 170000

Mori Seki II 48 235000

Mori Seki III 50 240000

Deber I 50 200000

Deber II 60 220000

Média 53 207500Acabamento

Huron I 35 342000

Huron II 30 254000

Huron III 50 304000

Mikron-SN 1078 30 215000

Mikron-HSM 400 40 164000

Vario ITNC530 20 264000

Mikron 16 199000

Média 32 248857

Tabela 3-1 - Máquinas de fresagem, potências e custos de aquisição respectivos

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

0 50 100 150

kW

E u r o s

Desbaste

Desbaste/Acabamento

Acabamento

Figura 3-8 - Dispersão da relação custo de aquisição/potência instalada das máquinas de fresagemanalisadas

Associada ao input do equipamento surge também a taxa de consumo do fluido de corte, esta

taxa foi conseguida através do consumo anual de quatro máquinas da indústria de moldes, que após

ser dividido pelo número de horas-ano de trabalho da máquina, apresenta um valor de 3,2150 E-

7dm3 /s.



36

Para o tempo de depreciação, que não é mais do que o tempo necessário para amortização

do equipamento, consideram-se oito anos [3.2], um custo de oportunidade de 15% e um total de 225

× Horas/dia de trabalho das máquinas.

Analisando o output do custo da máquina, desde logo tem que se ter em conta o cálculo do

custo da hora-máquina, que é obtido através da Eq.3-2 , que conjuga os inputs assumidos, tempo de

depreciação, custo de oportunidade, e custo de aquisição da máquina, bem como as horas-ano de

trabalho. O custo do fluido de corte é obtido pela eq. 3-4 .

CuTC T C FC TPFC ××= Eq. 3-4 Custo do fluido de corte

Onde C FC é o custo total do fluido de corte, T TP é o tempo total do processo (min), TC FC a taxa

de consumo do fluido de corte (dm3 /min) e Cu o custo unitário do fluido de corte (€/dm3), sendo estas

duas últimas incógnitas constantes.

Relativamente ao tempo de setup, é assumido um total de 1h para as operações de

maquinagem, foi obtido através de visitas a empresas da área de produção de moldes.

O custo da energia 0,0969 €/kWh, é o tabelado pela EDP para a indústria – Energias de

Portugal. Para se obter o custo total da energia usa-se a eq.3-5 .

E TPi E CuT PC ××= Eq. 3-5 Custo da energia

Onde C E

é o custo total de energia (€), P i a potência total instalada da máquina em utilização

(kW), T TP é o tempo total do processo (min), Cu E o custo unitário do material.

Quanto ao custo de mão-de-obra, assumem-se valores para a taxa de ocupação por parte do

operador de 100% visto que nenhuma das operações de maquinagem é feita sem a presença

permanente deste, a remuneração média de um trabalhador desta área é de cerca de 1200€ brutos

(valor obtido após consulta das empresas TJ-Moldes, LN-Moldes e Rapidtool) e têm um total de

horas-ano de trabalho de 225 dias × 8 horas. O custo de mão-de-obra é obtido pela eq.3-6 .

opSetupTP MO Tocup HH T T C ××+= )( Eq. 3-6 Custo de mão-de-obra

Onde C MO é o custo de mão-de-obra (€), T TP é o tempo total do processo (min), T Setup o tempo

de setup (min), HH hora-homem (€/h) e Tocup op taxa de ocupação do operador (100%).

O input das ferramentas é o mais difícil de simplificar. As ferramentas, para as mesmas

condições de trabalho apresentam percentagens de desgaste, custo unitário e vida média diferentes.

Salienta-se também o facto de que para cada tipo de molde a trabalhar, há uma exigência no tempo

de uso de cada uma das ferramentas, também diferente. As ferramentas que serão usadas ficam ao

critério do utilizador. De referir que o material usado para o fabrico do molde tem também umaimportância preponderante nas ferramentas, pois se for o aço, as ferramentas terão um desgaste



37

muito maior, e o tempo de maquinagem, para o mesmo molde também será maior comparativamente

com o alumínio. Para as ferramentas usadas para maquinar aço, conseguiu-se obter uma estimativa

da vida média das mesmas, porém para as ferramentas de alumínio é algo mais difícil de conseguir

pois as ferramentas têm um desgaste quase nulo, e poderão ter uma vida média de centenas de

horas. É extremamente difícil simplificar o input das ferramentas de modo a que a contabilização doscustos sejam válidos e coerentes, para o efeito, e com a colaboração de três empresas do sector,

duas que trabalham com aço e uma que trabalha com alumínio conseguiu-se o objectivo pretendido.

Tabela 3-2 Custo anual de ferramentas e horas/ano das máquinas das empresas TJ-Moldes e daempresa LN-Moldes a maquinar aço

Na tabela 3-2 estão apresentados os custos anuais das empresas TJ-Moldes e da empresaLN-Moldes, em que ambas fabricam moldes de aço. Com o custo anual das ferramentas e as horas-

ano que as máquinas trabalham, consegue-se obter um custo de ferramenta aproximado em €/h.

Para se conseguir a simplificação no modelo, considerou-se a média dos dois valores

apresentados na tabela 3-4, obtendo-se assim o valor de 2,86 €/h. Este será o valor usado no modelo

simplificado. É um valor que servirá para o modelo simplificado de cálculo de custo, e será portanto

um valor universal mas que poderá ser aperfeiçoado.

Para o caso do alumínio, seguiu-se a mesma estratégia, porém apenas foi encontrada umaúnica empresa que trabalhasse apenas em alumínio, a Rapidtool, por isso apenas se toma como

referência o valor de 0,63€/h.

Rapidtool

Custo Anual de Ferramentas 6000

Horas/ano máquinas 9450

€/h 0,63

Tabela 3-3 Custo anual de ferramentas e horas/ano de trabalho das máquinas da empresa Rapidtool

Sendo a indústria de moldes extremamente vasta, aconselha-se que para cada tipo defabricante de moldes seja feita a mesma recolha de dados efectuada anteriormente, possibilitando

assim o estabelecimento de diferentes valores consoante a área para o qual os moldes são

produzidos, por exemplo Indústria Electrónica, Médica. Automóvel etc. Desta forma conseguir-se-á

uma aproximação mais exacta e mais coerente dos custos das ferramentas.

Contudo, aconselha-se que o modelo seja específico para cada empresa de modo a que

cada uma crie um valor do custo das ferramentas em €/h, por defeito, em função do historial da

mesma empresa.

Seguidamente, pode-se observar na figura 3-9 a comparação dos inputs necessários nomodelo global de custo e no modelo de custo simplificado do processo de fresagem. É perceptível a

Empresa Custo Anual de Ferramentas (€) Horas/ano Máquinas €/h

TJ-Moldes 245000 67500 3,63

LN-Moldes 61800 29700 2,08



38

redução que houve de inputs, bem como o agrupar de valores pré-fixados que poderão ou não ser

validados.

Modelo de Custo Modelo Simplificado de Custo

Inputs

• Equipamento

Periodo;

Custo de Aquisição;

Custo de Oportunidade;

Horas-Ano;

• Processo

Tempo de Processo ;

Tempo de Setup;

Potência Usada;

Custo da Energia;

• Operador

Taxa de Ocupação ;

Remuneração;

Horas-Ano;

• Fluido de Corte

Taxa de Consumo ;

Custo Unitário;

• Ferramentas

Tempo de uso ;

Vida útil;

Custo Unitário;

Inputs

• Equipamento

Tipo de operação (desbaste;

acabamento; desbaste/acabamento);

Valores Pré-Fixados

• Processo

Tempo de Processo ;

Todos os outros inputs considerados noAlgorimo Geral, assumem-se como

valores pré-fixados.

Figura 3-9 Simplificações feitas do modelo de cálculo de custo da fresagem para o modelo simplificado

Nas tabelas 3-4 e 3-5 estão contabilizados os inputs necessários para cada um dos modelos

de cálculo de custo. Considerou-se a, titulo de exemplo, uma operação de desbaste e outra de

acabamento, usando-se para o efeito duas máquinas. Daí resultam dois tempos de maquinagem,

substituição de ferramentas, setup e duas potências instaladas. Considerando que para este trabalho

são necessárias quinze ferramentas, o número de inputs aumenta consideravelmente pois tem quese ter em conta o tempo de uso de cada uma, a vida útil e o custo unitário. Assim, estes três ítems

necessitam de 15 inputs cada, pois estão a utilizar-se quinze ferramentas.

Como se pode ver na tabela 3-4, verifica-se que para o modelo de cálculo de custo do

processo de fresagem serão necessários 67 inputs e para o modelo de cálculo de custo simplificado

do processo de fresagem são apenas necessários 2 inputs, tabela 3-5.



39

Modelo de custo do processo de fresagem

Equipamento Número de Inputs

Periodo Valor tabelado para máquinas-ferramenta 1

Custo de Aquisição Nº Máquinas utilizadas 2

Custo de Oportunidade Valor Tabelado para máquinas-ferramenta 1

Horas-Ano Horas-dia de cada máquina X 225 dias/ano 2

Processo

Tempo de Processo Tempo de maquinação total e substituição deferramentas

4

Tempo de Setup Tempo de setup de cada processo utilizado 2

Potência Instalada Nº Máquinas utilizadas 2

Custo da Energia Valor Tabelado pela EDP 1

Operador

Taxa de Ocupação Valor considerado para op.maquinagem 1

Remuneração Nº de operadores de cada processo 2

Horas-Ano Horas-dia de cada operador X 225 dias/ano 1Fluido de Corte

Taxa de Consumo Consumo de cada máquina 2

Custo Unitário €/dm3 do fluido de corte 1

Ferramentas

Tempo de Uso Nº Ferramentas utilizadas 15

Vida útil Nº Ferramentas utilizadas 15

Custo Unitário Nº Ferramentas utilizadas 15

TOTAL DE INPUTS 67

Tabela 3-4 Número total de inputs para operações de maquinagem no algortimo geral

Modelo simplificado de custo do processo de fresagem

Número de Inputs

Equipamento Tipo de operação 1

Processo Tempo de processo 1

Valores Pré-Fixados Dependendo da validação efectuada 0

TOTAL DE INPUTS 2

Tabela 3-5 Número total de inputs para operações de maquinagem no algoritmo simplificado

3.4.2 Modelo Simplificado de Cálculo de Custo do Processo de Electroerosão

O processo de electroerosão é de elevada importância na produção de moldes. É usado para

colmatar determinadas incapacidades de outros processos em determinados tipos de trabalho a

desenvolver no molde, ou para se conseguir acabamentos de excelência que de outra forma não

seria possível atingir.

Para se atingir o objectivo da simplificação do modelo de custo do processo de electroerosão

começou por se considerar três grupos de inputs principais, o equipamento, o processo em si e os



40

eléctrodos. No equipamento tem que se introduzir a dimensão máxima do molde a trabalhar, no

processo em si introduz-se o tempo total do processo e nos eléctrodos importa introduzir o número de

eléctrodos necessários para a operação a desenvolver.

A lógica deste modelo de custo simplificado é semelhante à do modelo de custo simplificado

do processo de fresagem e já descrito anteriormente, em que existe uma parte de inputs que é

necessário introduzir, e que estão representados a cinzento na figura 3-10, outra parte que é

constituída por um conjunto de valores pré-fixados assumidos (a cor de laranja), que fazem parte da

simplificação pretendida e que estão devidamente justificados mais à frente nesta tese. A verde está

representada a validação ou não desses mesmos valores, pois poderão ser assumidos ou alterados

por parte do utilizador. A amarelo, é considerada a parte de cálculo de onde resultam os custos totais

da operação de electroerosão, figura 3-10.

Figura 3-10 – Modelo simplificado de cálculo de custo do processo de electroerosão

Posto isto, pretende-se criar uma hierarquia e relação entre as potências e os volumes dos

tanques de dieléctrico das máquinas de electroerosão. A relação entre as potências e os volumes dos

tanques de dieléctrico das máquinas de electroerosão foi conseguida através da consulta directa e

solicitação de orçamentos aos fabricantes de equipamento e através da pesquisa de vários catálogos.

Assim pôde-se fazer uma divisão entre as máquinas pequenas, médias ou grandes, baseada na

potência instalada nas máquinas de electroerosão e nos seus volumes do tanque de dieléctrico, ver

tabela 3-6 e figura 3-11.

Inputs

DimensãoMáxima do

Molde

EquipamentoEléctrodos

Quantidade

Custo deAquisição


Horas-Ano

Período

Potência

Custo daEnergia

Taxa deOcupação

Custo unitário

Custo Maq.

Custo Un.Mat.

Tempo de

Vida

Líquido Dielétrico

Tempo deProcesso

Processo

Tempo deSetup

Remuneração

Horas-Ano

Operador


Cálculo


consumida

Custo do

LíquidoDieléctrico

Custo da

MáquinaCusto da

Mão-de-Obra

Hora-Homem

Custo da

EnergiaCusto dosEléctrodos

Dar Novos

valores


Sim Não

Dimensão doTanque Volume de

Material

Eléctrodos

Volume Máximo



41

Pequenas Potência Instalada kW Volume dm 3

Ijersoll 800 330l 6,8 330

ONA Techno C400 250l 8 250

Mold Maker 3 A35 4,5 163

Mold Maker 3 A50 4,8 230

ACTSPARK SE1 6,2 400

ACTSPARK SP1 6 320

MAKINO EDNC-22 3,9 200



SODICK PGM35R 5,28 365

Média 5,84 281

Médias

Charmilles Roboform 40 460l 8,5 460

Charmilles Rob. 40 460l 8,5 460

ACTSPARK SE2 7,5 690


SODICK 5,4 680

SODICK PGM5R 5,7 700

Média 7,28 615

Grandes

Injersoll 1000 800 8 800

Injersoll IG 1300 E 2000l 12,80 2000

ACTSPARK SP3 7,50 900

ACTSPARK SE4 10,80 1000HANST&KILB 8,50 1250

HANST&KILB II 9,00 2200

MAKINO EDNC-156 19,80 3000

Média 10,91 1593

Tabela 3-6 - Máquinas de electroerosão e as suas características

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 5 10 15 20 25

kW

V o l u m e d m 3

Pequenas

Médias

Grandes

Figura 3-11 Dispersão da relação potência/volume do tanque das máquinasde electroerosão analisadas



42

Da informação recolhida, efectuou-se uma média para cada grupo de máquinas e chegou-se

aos valores de 5,84 kW de potência instalada para máquinas pequenas considerando-se volumes até

400 dm3, 8,28 kW para máquinas médias, considerando-se volumes até 750 dm3 e 10,91 kW para

máquinas grandes, considerando-se volumes até 1600 dm3, ver tabela anterior.

A eq. 3-7 , relaciona o custo de aquisição com o volume do tanque. Uma vez que existe a

possibilidade de adicionar uma série de sistemas e componentes periféricos, que podem ter reflexo

importante no custo, os valores de aquisição presentes nas equações incluem, para todos os

equipamentos, planos de formação, sistema porta-eléctrodos, sistema de fixação rápida de

eléctrodos, geração automática de parâmetros, permutador de calor e sistema de exaustão de gases.

C aq. = 60,4 . l n (V tanque ) – 179,6 Eq. 3-7 Custo de Aquisição

Em que C aq é o custo de aquisição (k€), e V tanque o volume do tanque [3.3].

O tempo de depreciação ou período e o custo de oportunidade apresentam valores de

referência iguais aos valores apresentados para os processos de maquinagem, 8 anos e 15%

respectivamente. Para as horas-ano, parte-se de uma média de 8h de trabalho diário durante 225

dias ano.

A equação que estima o custo do líquido dieléctrico incorpora o custo de aquisição do

material e o tempo de vida útil do mesmo (2000 horas, indicado pelo fabricante), pelo que depende do

volume do tanque em que é colocado. O custo do dieléctrico em €/hora é determinado pala eq.3-8 .

C die/hora = V tanque . C die/dm3 / t vida Eq. 3-8 Custo do dieléctrico

Onde C die/hora é o custo do dieléctrico por hora (€/h), Vtanque o volume do tanque do dieléctrico

(dm3), C die/dm3 o custo unitário do dieléctrico (€/dm3) e t vida o tempo de vida em (h) [3.3].

O tempo de setup considerado é de 1h, validado após visitas a várias empresas do sector de

produção de moldes. Em relação ao custo de energia e ao custo de mão-de-obra, obtém-se através

das eq.3-5 e 3-6 respectivamente.

Estimar o custo total dos eléctrodos é um passo um pouco mais complicado, visto que o custo

de maquinagem dos mesmos, que utiliza o processo de fresagem, é também considerado. Os valores

pré-fixados são o custo unitário do material e o volume de material bem como o custo de

maquinagem dos eléctrodos. Considera-se que a maior parte dos processos de electroerosão

necessitam de 2 eléctrodos, um para desbaste e outro para acabamento. O material mais utilizado é

a Grafite = 45€/dm3 e o Cobre=60 €/dm3, o modelo assume por defeito a grafite. O volume

considerado resulta de uma série de medições feitas a eléctrodos utilizados numa empresa de

produção. Num universo de 41 eléctrodos, foram medidos os volumes de cada um e conseguiu-se

estabelecer três categorias, eléctrodos pequenos, médios e grandes. Aos pequenos pertencem um

conjunto de 15 eléctrodos, de onde se tirou um valor médio de referência que será o adoptado no



43

modelo quando solicitado. O mesmo acontece para os eléctrodos médios, e grandes, ver tabela 3-7.

O modelo assume como eléctrodos pequenos volumes introduzidos até aos 300cm3, médios, volumes

até aos 1800cm3, e grandes volumes até aos 40000cm3.

Relativamente ao custo do material do eléctrodo, os valores apresentados foram obtidos junto

dos fornecedores destes materiais e confirmados nas empresas de moldes. São valores médios que

não incluem o desconto de quantidade e custos associados à encomenda e armazenagem dos

mesmos. Multiplicando o volume do eléctrodo pelo custo do material obtém-se o custo do eléctrodo.

De referir que o algoritmo de maquinagem será repetido tantas quantas vezes for o número de

eléctrodos, resultando daí o custo total da maquinagem dos eléctrodos. Multiplicando o número de

eléctrodos pelos valores referidos anteriormente obtém-se o custo total dos eléctrodos.

O modelo simplificado da figura 3-12, é o modelo de custo simplificado do processo de

fresagem, que está interligado com o modelo de custo simplificado da eléctroerosão, e que

contabiliza o custo dos eléctrodos.

Eléctrodos Pequenos

Volume cm

3

Eléctrodos Médios

Volume cm

3

Eléctrodos Grandes

Volume cm

3

1 113 1 1080 1 15435

2 50 2 320 2 16896

3 153 3 585 3 18432

4 56 4 320 4 5040

5 129 5 1750 5 43206 172 6 1296 6 9900

7 75 7 504 7 5292

8 88 8 350 8 5760

9 100 9 980 9 10800

10 88 10 420 10 15360

11 81 11 798 11 39600

12 110 12 330 13 220 13 720 14 75 14 780 15 141 15 420

Média 110 Média 710 Média 13349

Tabela 3-7 Medições do Volume dos eléctrodos pequenos, médios e grandes e obtenção do valor médio



44

Figura 3-12 – Modelo simplificado de custo da fresagem dos eléctrodos

A figura 3-13 ilustra a diferença de inputs entre o modelo de custo global e o modelo de custosimplificado do processo de electroerosão.

Modelo de Custo Modelo Simplificado de Custo

Inputs

• Equipamento

Periodo;



Horas-Ano;

• Processo

Tempo de Processo ;

Tempo de Setup;

Potência Usada;

Custo da Energia;

• Operador

Taxa de Ocupação ;

Remuneração;

Horas-Ano;

• Liquido Dieléctrico

Dimensão do Tanque ;

Tempo de vida;

Custo Unitário;

• Eléctrodos

Quantidade ;

Volume de Material;

Custo de Maquinagem (HSM);

Custo Unitário Material

Inputs

• Equipamento

Dimensão máxima do Molde;


• Processo

Tempo de Processo ;



• Eléctrodos

Número de eléctrodos;

Volume Máximo;

Figura 3-13 Simplificações feitas do modelo global de cálculo de custo do processo de electroerosão

para o simplificado

Para uma maior percepção da diferença de inputs contabilizados no modelo de cálculo decusto do processo de electroerosão e o modelo de cálculo de custo simplificado do processo de

CustodasFerramentas

€/hora

Inputs

Equipamento

Ferramenta

Custo deAquisição

Taxa deInteresse

Horas-Ano

Período

Potência

Custo daEnergia

Taxa deOcupação

Custounitário

Taxa deconsumo

Fluido de Corte

Tempo deProcesso

Processo

Tempo deSetup

Remuneração

Horas-Ano

Operador


Cálculo


consumida


Custo daMáquina


Hora-Homem

Custo daEnergia


Dar Novosvalores


Sim Não

Eléctrodos

Custo Total dasFerramentas

€/Ano

Horas/AnodasMáquinas



45

electroerosão apresentam-se as tabelas 3-9 e 3-10 que traduzem a quantidade de inputs necessários

para cada modelo de custo respectivo.

Assim, utilizando usando como exemplo a utilização de uma máquina de eléctroerosão para o

trabalho a desenvolver, são contabilizados 83 inputs no modelo de cálculo de custo do processo e 6

no modelo de custo simplificado do processo de electroerosão. De referir que o modelo global inclui

67 inputs da fresagem dos eléctrodos, e o modelo simplificado 2 inputs da fresagem dos eléctrodos.

Modelo de custo global do processo de electroerosão

Equipamento Número de InputsPeriodo Valor Tabelado para Máquinas-Ferramenta 1

Custo de Aquisição Nº Máquinas Utilizadas 1

Custo de Oportunidade Valor Tabelado para Máquinas-Ferramenta 1

Horas-Ano Horas-dia de cada Máquian X 225 dias/ano 1

Processo Número de InputsTempo de Processo Tempo de Maquinação Total 2

Tempo de Setup Tempo de Setup de cada máquina 1

Potência Instalada Nº Máquinas Utilizadas 1

Custo da Energia Valor Tabelado pela EDP 1

Operador Número de InputsTaxa de Ocupação Valor Considerado para Op.Electroerosão 1

Remuneração Operadores de Electroerosão 1

Horas-Ano Horas-dia de cada Operador X 225 dias/ano 1

Liquido Dieléctrico Número de InputsDimensão do Tanque Nº Máquinas Utilizadas 1

Tempo de Vida Nº Horas 1Custo Unitário €/dm^3 1

Eléctrodos Número de InputsQuantidade Nº Eléctrodos Utilizados 1

Volume de Material dm3 1

Maquinagem dos Eléctrodos Output do Processo Nº Eléctrodos 67

Custo Unitário Material €/dm^3 1

TOTAL DE INPUTS 83

Tabela 3-8 Número total de inputs para operações de electroerosão no modelo de cálculo de custo

Modelo de custo simplificado do processo de electroerosãoNúmero de Inputs

Equipamento Tipo de Operação 1

Processo Tempo de Processo 1

Eléctrodos Nº Eléctrodos 1

Volume Máximo 1

Maquinagem dos Eléctrodos

2

Valores Pré-Fixados Dependendo da Validação Efectuada 0

TOTAL DE INPUTS 6

Tabela 3-9 Número total de inputs para operações de electroerosão no modelo simplificado de cálculo decusto



46

3.4.3 Modelo Simplificado de Cálculo de Custo do Processo de Injecção

A operação de injecção faz parte do uso do molde, no que diz respeito às fases do ciclo de

vida do molde. O modelo de custo simplificado do processo de injecção, como se pode ver na figura

3-14, tem a mesma lógica dos modelos de custo simplificados dos processos de fresagem e

electroerosão. Está igualmente dividido em cinco partes, inputs, valores pré-fixados, validação,cálculo e outputs.

Figura 3-14 - Modelo Simplificado de cálculo de custo do processo de injecção

Os inputs estão divididos em sub-grupos, equipamento, processo em si, material e

reciclagem. Cada um desses sub-grupos contempla diferentes inputs, que após serem introduzidos,

são relacionados com os valores pré-fixados como será explicado mais à frente nesta tese. Apósintrodução e verificação dos valores pré-fixados existe uma parte de validação de resultados, que

após serem validados são remetidos para uma parte de cálculo. Como resultado da parte de cálculo

aparecem os outputs custo de máquina, custo de energia, custo do material, custo de reciclagem e

custo de mão-de-obra.

Em relação ao equipamento, importa introduzir qual a dimensão máxima do molde. A partir

deste obtêm-se os valores relativos à potência e custo de aquisição da máquina. O modelo foi

concebido de forma a escalonar as máquinas de injecção em três categorias, pequenas, médias e

grandes, consoante o tamanho máximo do molde a injectar. Desta forma, para as máquinaspequenas, consideram-se tamanhos máximos do molde até a uma altura de 700mm, para as

PotênciaCusto deAquisição

Período


Horas-Ano

Inputs

DimensãoMáxima do

Molde

Custo deAquisição


Horas-Ano

Período

Potência

Custo daEnergia

Taxa deOcupação

Volume deProdução

Processo

Tempo deSetup

Remuneração

Horas-Ano

OperadorValores Pré-fixados

Cálculo

Hora-Máquina

Energia

consumida

Custo daMáquina


Hora-Homem

Custo daEnergia

Validação

Material

Tipo de Material

Densidade

Desperdícios

Volume/peça m^3

Lote

Equipamento

Custo de Setup

Dar Novosvalores

Sim Não

Assume Valores

Custo doMaterial

Custo Material €/Kg

Tempo deCiclo

Sim/Não

Trituração

Misturador

Custo deReciclagem

Hora-Máquina

Energiaconsumida

Tempo deMistura



47

máquinas médias até a uma altura de 1400mm, e para as máquinas grandes até a uma altura de

2100mm. Esta classificação conseguiu-se através da recolha de informação nas empresas e

fornecedores de máquinas de injecção. Numa amostra de 25 máquinas, ver tabela 3-10, verificou-se

a existência de uma relação entre o aumento do tamanho máximo do molde permitido pela máquina

de injecção, a potência total instalada e o custo de aquisição. Com a figura 3-15, consegue-se teruma maior percepção da dispersão das máquinas analisadas relativamente às potências analisadas e

aos custos de aquisição.

Os valores pré-fixados considerados, resultam de médias das amostras apresentadas, assim,

para as máquinas consideradas pequenas (até 700mm de altura máxima do molde) considera-se

uma potência total instalada média de 31 kW, e um custo de aquisição médio de 103.900 €, para as

máquinas médias (até 1400mm de altura máxima do molde) considera-se uma potência total

Instalada média de 110 kW e um custo de aquisição médio de 291.429 €, para as máquinas grandes

(até 2100mm de altura máxima do molde) considera-se uma potência total instalada média de 332kW e um custo se aquisição médio de 1.024.275 €. É de referir, que as potências totais instaladas

nas máquinas englobam todo o conjunto de equipamentos necessários para constituir a unidade de

injecção, são eles a máquina de injecção propriamente dita, o controlador, que regula a temperatura

dos canais quentes do molde, um robot, que segura nas peças após estas serem extraídas, podendo

este equipamento ser facultativo, um alimentador acoplado à máquina, mas que muitas vezes é

automático e de alimentação geral, ou seja, existe uma central de alimentação nas empresas que

está ligada a todas as máquinas de injecção e que faz a distribuição do material. Também é acoplado

um tapete, para transporte das peças produzidas e um sistema de refrigeração.

O período de depreciação considerado é de 8 anos, o custo de oportunidade é taxado a 15%

tal como nos outros processos e as horas-ano consideradas são de 5500h, bem como 1,15h para o

tempo de setup das máquinas, valores tomados como referência da indústria de moldes.

Para se obter o custo total da máquina, em que também é considera a parcela do custo de

setup, é necessário relacionar um conjunto de dados. Assumindo os valores pré-fixados, descritos

anteriormente, calcula-se a hora-máquina através da Eq.3-2 . O custo de setup é calculado através da

eq.3-9 .

LoteV T HH C od

SETUPSETUPPr

××= Eq. 3-9 Custo de setup

Onde C SETUP é o custo de setup (€), HH é a hora-homem (€/h), T SETUP é o tempo de setup,

V Prod o volume de produção e o Lote.



48

Referência Altura máxima entre colunas (mm)

Potência Total Instalada (KW)

Custos de Aquisição (€)

Kraus Maffei 321 16 49000


Engel 320 18 80000

Engel 370 22 160000

Kraus Maffei 470 24 80000TJ 1 500 32 100000


TJ 2 590 45 120000

Fapil 610 50 130000


Média 31 103900

TJ 3 700 62 150000


TJ 4 820 97 200000

Fapil 860 105 300000

TJ 5 900 110 275000TJ 6 980 135 350000

TJ 7 1250 192 550000Média 110 291429

HTF1400X 1400 195 560100

HTF1600X 1400 227 612600

HTF1800X 1600 227 712500

HTF2000X 1560 266 772500

HTF2400X 1800 336 990000

HTF2800X 1900 400 871500

HTF3300X 1900 408 1725000

HTF4000X 2100 600 1950000Média 332 1024275

Tabela 3-10 - Dados das Máquinas de Injecção

0

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

0 200 400 600 800

kW

E u r o s Pequenas

Médias

Grandes

Figura 3-15 - Dispersão da relação potência/custo de aquisição das máquinas de injecção analisadas

O grupo de inputs do processo são o volume de produção, o lote e o tempo de ciclo de

Injecção, estas são variáveis que não podem ser simplificadas pois são parâmetros específicos de



49

cada tipo de molde a injectar. Estes inputs vão influenciar directamente o custo de setup e a hora-

máquina, e por sua vez o custo da máquina.

O consumo energético do processo de injecção é calculado pela equação .

I SetupPC E PT V T C ×+×= )( Eq. 3-10 Consumo energético de processo de injecção

C E é o consumo energético (kj), T c o tempo de ciclo (h), V P o volume de produção, T Setup o

tempo de setup (h) e P I a potência instalda (kW).

Ao grupo de inputs do material pertencem o tipo de material e volume/peça m3, estes dados

terão que ser introduzidos pelo utilizador. Como valores pré-fixados aparecem os dados da densidade

do material, o custo do material em €/kg. Na parte de cálculo conjugam-se os desperdícios e toda a

informação introduzida e pré-fixada. Os desperdícios, obtém-se através da eq.3-10, considerando

uma taxa de desperdício da ordem dos 10%.

1,0××= MaterialPeça DVios Desperdíci Eq. 3-11 Desperdícios

A taxa considerada é geral, no entanto nem sempre é a mesma, varia sempre consoante o

tamanho e qualidade exigida das peças a injectar.

Os desperdícios são por norma entregues a empresas de reciclagem deste tipo de material,

porém há casos em que poderão ser novamente utilizados, utilizando-se para o efeito máquinas

trituradoras, embora isto apenas aconteça em empresas que produzem peças de um grau deexigência baixo. Por exemplo peças como pás, baldes, cabides entre outros. Salienta-se o facto de

que cada peça nova apenas utiliza uma percentagem do material reciclado, não constituindo este,

todo o material necessário à produção dessas peças. Na produção de peças para automóveis ou

material eléctrico e médico esta reutilização de material já não acontece, visto que os graus de

exigência são elevadíssimos. Mesmo assim, o desperdício considerado nestas peças é muito baixo.

Estas informações foram recolhidas após visitas a várias empresas do sector da injecção de moldes.

Por último, tem-se o input da trituração, que poderá ou não ser accionado pelo utilizador,

consoante a realidade da empresa, tal como acontece com alguns valores pré-fixados. No grupo doinput da trituração importa introduzir sim ou não para reciclagem, e caso a resposta seja positiva, o

tempo de mistura (trituração do material). O custo da trituração consegue-se assumindo como valores

pré-fixados, a potência, custo de aquisição, período (oito anos), custo de oportunidade (20% para

máquinas-ferramenta ligeiras), e horas-ano de trabalho das máquinas trituradoras. Considera-se

como preço médio de custo de aquisição o valor de 10000 € e uma potência instalada de 8kW.

Os materiais mais utilizados na indústria de injecção de termoplásticos estão representados

na tabela seguinte, onde se tem a informação do custo unitário em €/kg e a densidade de cada

material. O modelo contempla esta informação na sua base de dados, onde por intermédio da



50

introdução do material assume o valor da densidade e custo unitário especificado para o material

introduzido.

Tabela 3-11 -Polímeros mais utilizados na indústria de injecção de plásticos, preços €/kg e densidade

O custo do material é obtido através da eq.3-11.

os DesperdíciV Cu DV C od Parte MATERIAL+×××= Pr

Eq. 3-12 Custo do material

Onde C MATERIAL é o custo do material, V Part e o volume de material por parte, D a densidade do

material, Cu o custo do material e V Prod o volume de produção.

Como valores pré-fixados fazem também parte um conjunto de dados referentes ao operador,

taxa de ocupação, remuneração e horas-ano. Para a taxa de ocupação assumem-se valores por

parte do operador de 50% visto que as operações de injecção não são feitas com a permanência

constante do operador, podendo este operar duas máquinas ao mesmo tempo. A remuneração média

de um trabalhador desta área é de cerca de 1200€ brutos e têm um total de horas-ano de trabalho de

225 dias × 8 horas, dados obtidos em visitas a empresas da área da indústria de moldes. O custo de

mão-de-obra é obtido através da Eq.3-6 .

Na figura 3-16, está demonstrada a diferença de inputs necessários no modelo de cálculo de

custo do processo de injecção e o modelo simplificado de cálculo de custo do mesmo, onde é

facilmente perceptível a grande redução de inputs que há na passagem do modelo global para o

simplificado.

Polímeros €/kg €/kg Densidade

Polietileno (PE) 1,5 0,915

Polipropileno (PP) 1,4 0,923Estireno Acrilonitrilo (SAN) 2 1,08

Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS) 2 0,94

Polimetacrilato de Metilo (PMMA) 2,4 1,15

Poiloximetileno (POM) 2,5 1,42

Policarbonato (PC) 3,8 1,2

Polianilina (PA) 3,5 0,13

Polobutileno Tereftalato (PBT) 3,5 0,95

Poliestireno (PS) 1,5 1,05

Poliuretano (PUR) 5 1,5

Polietileno Glicol (PES) 16 1,33



51

Modelo de Cálculo deCusto

Modelo Simplificado deCálculo de Custo

Inputs

• Equipamento

Periodo;



Horas-Ano;

• Processo

Tempo de Ciclo;

Volume de Produção;

Lote;

Tempo de Setup;

Potência;

Custo da Energia;

• Operador

Taxa de Ocupação;

Remuneração;

Horas-Ano;

• Material

Densidade;

Volume/parte dm^3;

Desperdícios kg/parte;

Custo do Material €/kg;

• Reciclagem

Tempo de Mistura;


Potência;

Período;


Horas-Ano;

Inputs

• Equipamento

Dimensão máxima do Molde;


• Processo

Volume de Produção ;

Lote;

Tempo de Ciclo;



• Material

Tipo de Material ;

Volume/parte dm^3

• Reciclagem

Sim/Não;

Tempo de Mistura;

Figura 3-16 Simplificações feitas do modelo de cálculo de custo para o modelo simplificado de cálculo

de custo do processo de injecção

Considerando uma operação de injecção simples, onde seja necessário apenas um operador

e uma máquina de injecção, preencheram-se as tabelas 3-13 e 3-14. Apões preenchimento da tabela

chega-se a um total de 23 inputs no modelo de cálculo de custo e apenas oito no modelo simplificado

de cálculo de custo.

Como se pode vislumbrar houve uma redução dos inputs bastante acentuada após

simplificação do modelo de custo do processo de injecção.



52

Modelo de custo do processo de injecção

Equipamento Número de Inputs

Periodo Valor tabelado para máquinas-ferramenta 1

Custo de Aquisição Máquina utilizada 1

Custo de Oportunidade Valor tabelado para máquinas-ferramenta 1

Horas-Ano Horas-dia da máquina utilizada x 225 dias/ano 1

Processo

Tempo de Processo Tempo total de injecção 2

Tempo de Setup Tempo de setup da máquina utilizada 1

Potência Instalada Máquina utilizada 1

Custo da Energia Valor tabelado pela EDP 1

Operador

Taxa de Ocupação Valor considerado para op.injecção 1

Remuneração Operadores de electroerosão 1

Horas-Ano Horas-dia de cada operador X 225 dias/ano 1

Material

Densidade g/dm3 1

Volume/Peça dm3 1

Material Injectado dm3 /peça

Desperdícios kg/peça 1

Custo Material €/kg 1

Reciclagem

Tempo de Mistura Tempo total de trituração do material 1

Custo de Aquisição Misturador utilizado 1

Potência Instalada Misturador utilizado 1Custo de Oportunidade Valor tabelado para máquinas-ferramenta 1

Horas-Ano Horas-dia da máquina utilizada x 225 dias/ano 1

Periodo €/dm3 1

TOTAL DE INPUTS 23

Tabela 3-12 Número total de inputs para operações de injecção no modelo de cálculo de custo

Tabela 3-13 Número total de inputs para operações de injecção no modelo simplificado de cálculo de

custo

Modelo de custo simplificado do processo de injecçãoNúmero de Inputs

Equipamento Dimensões do molde 1

Processo Volume de produção 1Lote 1Tempo de ciclo 1

Material Tipo de material 1Volume/parte dm^3 1

Reciclagem Sim/Não 1Tempo de mistura 1TOTAL DE INPUTS 8



53

3.5 Comparação do número total de inputs

Neste capítulo é feita a comparação entre os inputs necessários para completar o modelo de

custo global dos processos de fresagem, electroerosão e injecção e os modelos de custo

simplificados dos mesmos processos.

Após uma análise das tabelas 3-4, 3-5, 3-9, 3-10, 3-13 e 3-14, fez-se uma reorganização dos

valores totais apresentados e agruparam-se os mesmos na tabela 3-17. Desta forma, é perceptível a

grande redução de inputs a que foram sujeitos os diferentes modelos de cálculo de custo. No caso

dos modelos de custo do processo de fresagem houve uma redução do número de inputs de 67 para

2 do modelo de cálculo de custo para o modelo simplificado, nos modelos de custo do processo de

electroerosão de 83 para 6 e no processo de injecção de 23 para 8.

Contabilizando os inputs necessários para os três processos analisados, tem-se um total de

173 inputs para os modelos de cálculo de custo e 16 para os modelos simplificados de cálculo de

custo.

Modelos de Cálculo de Custo NºInputs Modelos Simplificados de Cálculode Custo

NºInputs

Processo de Fresagem 67 Processo de Fresagem 2

Processo de Electroerosão 83 Processo de Electroerosão 6

Processo de Injecção 23 Processo de Injecção 8

Total 173 Total 16

Figura 3-17 Comparação do número total de inputs necessários

para o modelo de cálculo de custo e modelo simplificado de cálculo de custo

3.6 Modelo de Análise LCA do Molde de Injecção

O presente capítulo contempla o estudo da análise LCA do molde de injecção de plástico. Está

dividido em dois sub-capítulos. Inicialmente começa-se por fazer uma abordagem ao modelo global

em análise, explicitando os diversos inputs necessários a uma análise completa. Posto isto, procede-

se à simplificação do modelo de análise LCA, com uma explicação detalhada de todas as

simplificações feitas.

Um modelo do ciclo de vida completo é constituído por quatro fases, matéria-prima, produção

do molde, uso do molde e fim de vida. Na fase da matéria-prima, estão incluídos todos os materiais

essenciais à produção da estrutura do molde, por exemplo aço ou alumínio, contribuindo estes para a

análise LCA com o impacto provocado pela produção destes mesmos materiais.

A produção do molde, engloba todos os processos de maquinagem que intervém na produção

deste, a fresagem, electroerosão, torneamento, furacão e rectificação. O impacto destes processos,

constituem o impacto da produção do molde. Contudo, o estudo elaborado nesta tese, contempla

apenas o processo de fresagem e electroerosão.



54

A fase do uso do molde tem como impacto a energia e o material usados pelo processo de

injecção. O fim de vida é também analisado através do impacto que advém da reciclagem e aterro

dos materiais, figura 3-18.

Tempo deProcesso

Impacto daProdução do

Material

Inputs

Cálculo

Potência

Injecção

Material

Impacto da Produçãodo Molde

LCA

Material Usadonos Processos

Impacto doFim de Vida

Reciclagem

Outputs

Material

Matéria-Prima

Uso do Molde

Fim de Vida Produção do Molde

Fresagem

Electroerosão Tempo deProcesso

Energia

Material

Energia

Impacto doUso do Molde

Torneamento

Furação

Rectificação

Aterro

Figura 3-18 - Diferentes fases do modelo global da análise LCA

3.6.1 Modelo de Análise LCA do Molde de Injecção de Plástico

Neste sub-capítulo é apresentado o modelo de análise LCA em estudo nesta tese. É

constituído pelas diferentes fases do ciclo de vida do molde, matéria-prima, produção do molde, uso

do molde e fim de vida. Para se calcular o impacto ambiental do ciclo de vida do molde é necessário

quantificar cada grupo de inputs em termos de massa e energia. A massa total (kg) de cada um dos

materiais intervenientes no ciclo de vida do molde é multiplicada pelo eco-indicador respectivo

(pts/kg), resultando assim o impacto de cada material utilizado. O impacto da energia é determinado

multiplicando a soma total da energia gasta (Mj) em cada um dos processos intervenientes no ciclo

de vida do molde, pelo eco-indicador da energia (pts/Mj). Os eco-indicadores dos diferentes materiaispodem ser consultados no manual de designers do Eco-Indicador 99, ou obtidos através do programa

SimaPro. Com este programa consegue-se obter o impacto de todos os constituintes de um

determinado material. A soma dos pontos contabilizados no modelo indica o impacto ambiental do

ciclo de vida do molde, de acordo com o Eco Indicador 99 (EI’99).

Seguidamente é feita referência a todos os inputs necessários na obtenção do modelo de

análise LCA do molde e explicada a forma de obtenção do impacto ambiental resultante de cada fase

do ciclo de vida do molde.



55

O grupo de material do modelo de análise LCA do molde é constituído por 5 inputs, figura 3-19,

o volume de material do molde, o volume de material da estrutura, a densidade do material da

estrutura a densidade do material do molde e o eco-indicador de cada material utilizado. Com o

volume e a densidade do material da estrutura e da cavidade/bucha do molde obtém-se a massa de

material da estrutura e da cavidade/bucha. Através da eq. 3-12 obtém-se o impacto da produção domaterial.

M CB E PM Eco M M I ×+= Eq. 3-13 Impacto da produção de material do molde

Onde I PM (pts) é o impacto ambiental da produção de material da cavidade, bucha e estrutura

do molde. M E (kg) a massa da estrutura, M CB (kg) a massa da cavidade e da bucha e Eco M , é o eco-

indicador considerado para os materiais utilizados (pts/kg).

A fase da produção do molde divide-se em duas partes em termos de impacto ambiental, o

impacto da energia dos processos e o impacto dos materiais utilizados pelos processos de

maquinagem. São considerados três processos, fresagem, fresagem dos eléctrodos e electroerosão,

figura 3-19. Para a análise do impacto ambiental da energia dispendida pelos processos são

necessários os seguintes inputs: tempo de processo, tempo de setup, potência instalada e eco-

indicador da energia. Somado o consumo energético dos três processos em análise, com a eq.3-13

obtém-se o impacto energético dos processos de produção do molde.

E I p E EcoPT I ××= Eq.3-14 Impacto energético da produção do molde

Onde I E (pts) é o impacto energético resultante dos processos usados na fase de produção do

molde. T P (min) o tempo de processo, P I potência total instalada e Eco E o eco-indicador da energia

(pts/Mj).

Os materiais usados pelos processos na fase de produção, que estão em análise são o

material das ferramentas de fresagem, o fluido de corte, o líquido dieléctrico e o material dos

eléctrodos. As ferramentas têm como inputs o tipo de material, o número de ferramentas, o peso das

ferramentas e o eco-indicador do material das ferramentas. Com o número de ferramentas utilizadas

e o peso das ferramentas obtém-se a massa total do material utilizado pelas ferramentas. O impacto

ambiental da massa das ferramentas é calculado por intermédio da eq.3-14 .

F F F F Eco Mm N I ××= Eq.3-15 Impacto ambiental da massa das ferramentas

Onde I F (pts) é o impacto das ferramentas, N F o número de ferramentas, Mm F a massa média

das ferramentas admitida, e Eco F (pts/kg) o eco-indicador do material das ferramentas.

O fluido de corte tem como inputs o volume de fluido de corte consumido, a densidade do

fluido de corte e o eco-indicador do fluido de corte usado. O impacto ambiental do fluido de corte é

obtido pela eq.3-15.



56

FC FC FC FC Eco DV I ××= Eq. 3-16 Impacto ambiental do fluido de corte dispendido

Onde I FC (pts ) é o impacto ambiental do fluido de corte, V FC (m 3 ) o volume de fluido de corte

consumido, D FC a densidade do fluido de corte (kg/m 3 ) e Eco FC (pts/kg ) o eco-indicador (pts ) do fluido

de corte.

Tempo de

Processo

Massa da

Cavidade/Bucha

Impacto da Produção

do Material

Inputs

Cálculo

Impacto do Liquido

dieléctrico

Tempo de

Setup

Material

Massa Total das

Ferramentas

Impacto do Material

das Ferramentas

Potência

Energia

consumida

Impacto

Energético

Outputs

Volume de

Material Molde

Densidade do

Material Molde

Eco Indicador

Material

Material Produção do Molde

Impacto do

Fluido de Corte

Fresagem

Fresagem

Eléctrodos

Electroerosão

Eco Indicador

da Energia

Energia do Processo Materiais do Processo

Ferramentas de

Maquinagem

Nº Ferramentas

Peso médio das

Ferramentas

Eco Indicador

Ferramentas

Consumo do

Fluido de Corte

Fluido de Corte

Densidade do

Fluido

Eco Indicador

Fluidode Corte

Liquido Dieléctrico

Volume do

Tanque

Vida do

Dieléctrico

Tempo de

Processo

Densidade do

Dieléctrico

Eco Indicador

do Dieléctrico

Eléctrodos

NºEléctrodos

Volume inicial

do Material

Densidade do

Material

Eco Indicador

do Material

Tempo de

Ciclo

Volume de

Produção

Tempo de

Seutp

Injecção

Potência do

Equipamento

Eco Indicador

da Energia

Energia do

Processo

Produção de

Plástico

Volume por

Peça

Densidade do

Mat.Injectado

Percentagem

de Desperdício

Volume de

Produção

Eco Indicador

do Polímero

Fim de Vida

Eco Indicador da

Reciclagem

Eco Indicador do

Aterro

Volume

Cavidade/Bucha

Reciclagem

Volume Material

Etrutura

Massa da

EstruturaMassa de

Fluido

Consumo do

dieléctrico

Volume de

Dieléctrico

Impacto do Material

dos Eléctrodos

Consumo de

Energia

Impacto Energético

da Injecção

Material

Injectado

Impacto Plástico de

Injecção

Molde

Reciclagem

Sucata

Ferramentas

Plástico

Volume Final da

Cavidade/Bucha

Produção do Molde Material de Produção do Molde Injecção Fim de Vida

LCA

Densidade

Material da

Estrutura

Tipo de

Operação

Figura 3-19 - Modelo global de análise LCA do molde de injecção de plástico

O líquido dieléctrico é constituído pelos seguintes inputs: volume do tanque da máquina de

electroerosão, vida do dieléctrico, tempo de processo, densidade do dieléctrico e eco-indicador do

dieléctrico, figura 3-19. O consumo do consumo do líquido dieléctrico é obtido através da eq.3-16.

TpTv

Vt C

d

Ld ×= Eq.3-17 Consumo do líquido dieléctrico

Onde C Ld (m 3 /h ) é o consumo do líquido dieléctrico, Vt o volume do tanque (m

3 ), Tv d o tempo

de vida do dieléctrico (h), e Tp o tempo de processo.

Posto isto, através da eq.3-17 obtém-se o impacto ambiental do líquido dieléctrico.

d d Ld Ld Eco DC I ××= Eq.3-18 Impacto ambiental do líquido dieléctrico



57

Onde I LD é o impacto ambiental do líquido dieléctrico (pts), C Ld o consumo do líquido dieléctrico,

D d a densidade do dieléctrico (kg/m3), e Eco d o eco-indicador do líquido dieléctrico.

Por fim, o material dos eléctrodos tem como inputs o número de eléctrodos, o volume inicial de

material dos eléctrodos, a densidade do material dos eléctrodos e o eco-indicador respectivo do

material, figura 3-19. Através da eq.3-18 calcula-se o impacto ambiental do material dos eléctrodos.

GG E E E Eco DV N I ×××= Eq.3-19 Impacto ambiental do material dos eléctrodos

I E é o impacto ambiental da grafite (pts), N E é o número dos eléctrodos, V E é o volume dos

eléctrodos (m3), D G é a densidade da grafite (kg/m3) e Eco G o eco-indicador da grafite (pts/kg).

A fase do uso do molde é constituída pelo processo de injecção. O impacto ambiental do

processo de injecção é contabilizado em duas partes distintas, a energia do processo e a produção

de plástico. A energia do processo tem como inputs o tempo de ciclo o volume de produção, o tempo

de setup, a potência do equipamento utilizado e o eco-indicador da energia. O consumo energético

do processo de injecção é dado pela eq.3-19.

O impacto energético do processo de injecção é traduzido na eq.3-20 . I E é o impacto

energético e Eco E o eco-indicador da energia (pts/Mj).

E E E EcoC I ×= Eq.3-20 Impacto ambiental do consumo energético do processo de injecção

A produção de plástico utilizado no processo de injecção tem como inputs para a análise LCAdo ciclo de vida do molde o volume da peça a produzir, a densidade do material injectado, a

percentagem de desperdício considerada, o volume de produção e o eco-indicador do polímero

utilizado. O impacto ambiental do polímero utilizado é calculado utilizando a eq.3-21.

PPeçaPPPI EcoV V D I ×××= Eq. 3-20 Impacto ambiental do polímero injectado

I PI é o impacto ambiental do polímero injectado (pts ), V Peça o volume da peça, D P a densidade

do polímero (kg/m 3 ), V P o volume de produção e Eco P o eco-indicador do polímero (pts/kg ).

O fim de vida é o último grupo constituinte do modelo de análise do impacto ambiental do

ciclo de vida do molde. Apresenta unicamente como inputs o volume da cavidade/bucha, o volume

final da cavidade/bucha, o eco-indicador da reciclagem e o eco-indicador do aterro.

O impacto ambiental provocado pelo material do molde, sucata (S), ferramentas (M F ) e

polímero (M P ) é determinado respectivamente pelas equações seguintes:

RF M RM

EcoV D I ××= Eq.3-21 Impacto da reciclagem do molde



58

R RS EcoS I ×= Eq.3-22 Impacto ambiental da reciclagem da sucata

RF RF Eco M I ×= Eq.3-23 Impacto da reciclagem do material das ferramentas

AP AP Eco M I ×= Eq.3-24 Impacto ambiental do aterro do polímero

As equações apresentadas neste capítulo, utilizadas pelo modelo de análise LCA do molde

são também utilizadas no modelo simplificado de análise LCA do molde.

A soma destes ítems acima referidos, totalizam o impacto da reciclagem. Em conclusão, após

a soma dos pontos resultantes de cada uma das parcelas, material de produção do molde, produção

do molde, injecção e fim de vida, obtém-se o valor total em pontos do impacto ambiental do ciclo de

vida do molde, de acordo com o Eco indicador 99.

3.6.2 Modelo Simplificado de Análise LCA do Molde de Injecção de Plástico

No presente sub-capítulo é apresentada a simplificação do modelo de análise LCA do molde de

injecção de plástico. Todas as simplificações feitas estão detalhadas e devidamente justificadas.

O grupo do material é constituído por três inputs, o volume de material do molde, o volume de

material da estrutura e o tipo de material, figura 3-20. Com as visitas realizadas a várias empresas,

constatou-se que os materiais mais utilizados para a cavidade e bucha do molde são o aço H13 e o

aço P20 e que para a estrutura do molde é comum usarem um aço que na sua constituição tem 80%de material reciclado. O modelo assume por defeito o aço H13, contudo este poderá ser alterado pelo

utilizador. Assim, foi possível simplificar o input da densidade do material do molde. O eco-indicador

também foi possível simplificar, utiliza-se para ambos 0,077pts/kg [3.4]. Este valor resulta de um

estudo elaborado que determina valores médios de eco-indicadores para um conjunto de materiais

analisados. Este valor é válido para aços que na sua constituição não contenham níquel. O cálculo do

impacto ambiental do material é obtido pela eq.3-12.

Na fase da produção do molde, é contabilizado o impacto energético dos processos de

fresagem, electroerosão e fresagem dos eléctrodos e o impacto ambiental dos materiais utilizadospelos processos, figura 3-20. Os processos têm como input o tempo de processo e o tipo de

operação. O tempo de setup e a potência instalada são valores pré-fixados tal como acontecia nos

modelos de análise de custo dos processos, a metodologia utilizada foi a mesma. O eco-indicador da

energia é pré-fixado porque é um valor constante, com um valor de 0,0136pts/Mj [3.5]. É sempre

utilizado para calcular o impacto energético da energia consumida. O impacto ambiental da energia

consumida pelos processos de produção do molde é calculado pela eq.3-13.

O fluido de corte necessita apenas de um input, a dimensão máxima do molde a trabalhar

(Dmáx M ). O consumo do fluido de corte foi simplificado e pode ser calculado pela seguinte equação:



59

Mm

M S

FC Dg

DmáxT C

×

××=8

Eq. 3-25 Consumo do fluido de corte [3.6]

O modelo assume como valores pré-fixados a tensão superficial (T s ) 0,029N/m, a densidade

do fluido de corte 1kg/m3, a densidade do material do molde (D Mm ), que vem do grupo do material

usado para molde, a gravidade (g) 9,81 N/m e o eco-indicador para o fluido de corte, com o valor de

0,207pts/kg [3.8]. Estes valores podem ser pré-fixados porque são constantes para o fluido de corte

assumido. A equação foi obtida num estudo elaborado para determinar o impacto de diferentes

processos de maquinagem [3.4].

Tempo de

Processo

Massa da

Cavidade/Bucha

Impacto da Produção

do Material

Inputs

Cálculo

Impacto do Liquido

dieléctrico

Tempo de

SetupMaterial

Massa Total das

Ferramentas

Impacto do Materialdas Ferramentas

Energiaconsumida

ImpactoEnergético

Volume do

Fluido

Outputs

Volume de

Material do Molde

Densidade do

Material

Eco Indicador

Material

Material

Produção do Molde

Impacto doFluido de Corte

Fresagem

Fresagem Eléctrodos

Electroerosão

Energia do Processo Materiais do Processo

Ferramentas de Maquinagem

Nº Ferramentas

Peso médio das

Ferramentas

Eco IndicadorFerramentas

TensãoSuperficial

Fluido de Corte

Dimensãomáxima do

molde

DensidadeMat.Molde

Densidade doFluido

Eco IndicadorFluido de Corte

Liquido Dieléctrico

Vida doDieléctrico

Densidade doDieléctrico

Eco Indicadordo Dieléctrico

Eléctrodos

NºEléctrodos

Volume inicial

de Grafite

Densidade da

Grafite

Eco Indicadorda Grafite

Tempo deCiclo

Volume deProdução

Tempo deSeutp

Injecção

Potência doEquipamento

Energia do Processo

Produção de Plástico

Volume porPeça

Densidade do

Mat.Injectado

Volume deProdução

Eco Indicadordo Polímero

Fim de Vida

Eco Indicador daReciclagem

Eco Indicador do

Aterro

Reciclagem

Volume MaterialEtrutura

Massa daEstrutura

Massa deFluido

Consumo dodieléctrico

Volume deDieléctrico

Impacto do Material

dos Eléctrodos

Consumo de

Energia

Impacto Energético

da Injecção

MaterialInjectado

Impacto Plástico de

Injecção

Molde

Reciclagem

Sucata

Ferramentas

Plástico

Volume Final da

Cavidade/Bucha

Produção do Molde Material de Produção do Molde Injecção Fim de Vida

LCA

Tipo de Material

Tamanho dosEléctrodos

Dar Novosvalores


Sim Não


Desperdícios

Percentagemde Desperdício

Volume doTanque

Tipo deOperação

Potência

Eco Indicador

da Energia

Figura 3-20 - Modelo simplificado do LCA do molde de injecção de plástico

Nas ferramentas assume-se como valores pré-fixados o material das ferramentas, o High

Speed Steel, que é um dos materiais mais utilizados em ferramentas de fresagem com um eco-

indicador associado de 0,551 (pts/kg) [3.5]. O peso médio de cada ferramenta considerado é de

0,174kg, valor determinado após consulta de diferentes empresas de indústria de moldes. Como input

é necessário contabilizar o número de ferramentas.



60

Os eléctrodos apresentam como inputs o número de eléctrodos, e a sua dimensão máxima.

Os valores pré-fixados são o volume inicial do material dos eléctrodos, a densidade do material dos

eléctrodos e o eco-indicador do material dos eléctrodos. O modelo assume por defeito a grafite, visto

ser o material mais usado nas empresas que foram consultadas, com uma densidade de 1,7kg/m3 e

um eco-indicador de 2,176pts/kg [3.8]. A simplificação feita do volume inicial de material dos

eléctrodos assumida é a mesma que foi feita no modelo simplificado de cálculo de custo do processo

de electroerosão. O impacto ambiental do material dos eléctrodos é calculado pela eq.3-18 .

O processo de injecção, que é pertencente à fase do uso do molde, está dividido em duas

parcelas em termos de impacto ambiental, a energia do processo e a produção do polímero, figura 3-

20. A energia do processo tem como inputs o tempo de ciclo, volume de produção. A potência do

equipamento e o tempo de setup são pré-fixados, a metodologia para a simplificação destes inputs é

a mesma que foi utilizada no modelo simplificado do cálculo de custo do processo de injecção. O

impacto energético do processo de injecção é determinado pela eq.3-20 . A produção do polímero tem

como inputs o volume por peça, o volume de produção e a densidade do material injectado. A

percentagem de desperdício é pré-fixada e com um valor de 10%, obtido juntamente com duas

empresas de produção de moldes de injecção de plástico. O eco-indicador também é pré-fixado, é

constante independentemente do polímero utilizado e tem o valor de 0,36pts/kg [3.4]. O impacto do

polímero injectado é calculado através da eq.3-21.

O fim de vida tem apenas um input, o volume final da cavidade/bucha. O eco-indicador doaterro e da reciclagem são pré-fixados. São constantes e têm o valor de 3,5mpts/kg e -94mpts/kg

respectivamente [3.5].

A figura 3-21 traduz uma comparação de inputs necessários para o modelo de análise do

impacto ambiental do ciclo de vida do molde (LCA) e o modelo simplificado de análise do impacto do

ciclo de vida do molde (LCA simplificado).



61

Modelo Modelo Simplificado

Inputs

• Material

Volume de material do molde;

Volume de material da estrutura;

Densidade material estrutura;

Densidade do material do molde;

• Produção do Molde

Tempo de Processo ;

Tempo de Setup;

Potência Usada;

Eco-indicador da energia;

Material;

Tipo de operação;

Nº Ferramentas;

Peso médio das ferramentas;

Eco-Indicador das ferramentas;

Tensão superficial;

Tamanho máximo da peça;

Densidade do fluido;

Eco-indicador do fluido de corte;

Volume do Tanque;

Vida do dieléctrico;

Densidade do dieléctrico;

Eco-indicador do dieléctrico;

Nº de eléctrodos;

Volume inicial do material;

Densidade do material;

Eco-indicador do material;

• Injecção

Tempo de ciclo;

Volume de produção;

Tempo de setup;

Potência do equipamento;

Eco-indicador da energia;

Volume por peça;

Densidade do mat.injectado;

Percentagem de desperdício;


Eco-indicador do polímero;

• Fim de Vida

Volume cavidade/bucha;

Volume final da cavidade/bucha;

Eco-indicador da reciclagem;

Eco-indicador do aterro;

Inputs

• Material

Volume de material do molde;

Volume de material da estrutura;

Tipo de material;


• Produção do molde

Tempo de Processo;

Nº de ferramentas;

Tamanho máximo da peça;

Nº de eléctrodos;

Tamanho dos eléctrodos;

Todos os outros inputs considerados noModelo Global, assumem-se como


• Injecção

Tempo de ciclo;


Volume por peça;


Densidade do mat. Injectado;

• Fim de Vida

Volume final da cavidade/bucha;

Figura 3-21 - Simplificações feitas do modelo de análise LCA para o modelo simplificado de análise LCA

A tabela 3-14 e 3-15 contabilizam os inputs que constituem cada um dos modelos LCA

apresentados, geral e simplificado. Na fase de produção do molde, o tempo total do processo, setup e

as máquinas utilizadas são contabilizados 3 vezes, visto serem 3 processos analisados, fresagem,

electroerosão e fresagem dos eléctrodos.



62

Tabela 3-14 - Número total de inputs no modelo de análise LCA

Modelo de análise LCA do moldeMaterial Número de Inputs

Volume de material do molde m3 1

Volume de material da estrutura m3 1

Densidade do material da estrutura kg/m3 1

Densidade do material do molde kg/m3

1Eco-indicador do material pts/kg 1

Produção do molde

Tempo de Processo Tempo total de cada processo 3

Tempo de Setup Tempo de setup de cada processo 3

Potência Instalada Máquinas utilizadas 3

Eco-indicador da energia Valor SimaPro 1

Material Tipo de material das ferramentas 1

Nº de ferramentas Quantidade de ferramentas 1

Peso médio das ferramentas kg 1

Eco-indicador das ferramentas Valor SimaPro 1

Tensão superficial N/m 1Dimensão máxima da peça 1

Densidade do fluido de corte kg/m3 1

Eco-indicador do fluido de corte Valor SimaPro 1

Volume do tanque m3 1

Vida do dieléctrico Valor das empresas 1

Densidade do dieléctrico kg/m3 1

Eco-indicador do dieléctrico Valor SimaPro 1

Nº de eléctrodos Quantidade de eléctrodos 1

Volume inicial do material m3 1

Densidade do material kg/m3 1

Injecção

Tempo de ciclo Valor considerado para a peça 1

Volume de produção Volume considerado pelo utilizador 1

Tempo de setup Valor considerado pelo utilizador 1

Potência do equipamento kW 1

Volume por peça m3 1

Densidade do mat.injectado kg/m3 1

Percentagem de desperdício 10% 1

Eco-indicador do polímero Valor do SimaPro 1

Fim de vida

Volume cavidade/bucha m3

1Volume final da cavidade/bucha m3 1

Eco-indicador da reciclagem Valor do SimaPro 1

Eco-indicador do aterro Valor do SimaPro 1

TOTAL DE INPUTS 42



63

Modelo Simplificado de análise LCA

Número de Inputs

Material Volume de material do molde 1

Volume de material da estrutura 1

Produção do molde Tempo de processo 3

Nº ferramentas 1Tamanho máximo da peça 1

Nº de eléctrodos 1

Tamnaho dos eléctrodos 1

Injecção Tempo de ciclo 1

Volume de produção 1

Volume por peça 1

Densidade do material injectado 1

Fim de vida Volume final cavidade/bucha 1

TOTAL DE INPUTS 14

Tabela 3-15 - Número total de inputs no modelo simplificado de análise LCA

Como se pode vislumbrar através das tabelas 3-14 e 3-15 há um decréscimo substancial de

inputs na passagem do modelo global para o simplificado, assim o modelo global de análise LCA

contempla 42 inputs e o modelo simplificado de análise LCA 14.

3.7 Validação dos Modelos de Custo Simplificados e do Modelo de AnáliseLCA

Neste capítulo é feita a validação dos modelos simplificados LCC e LCA através de um caso de

estudo efectuado na empresa TJ-Moldes na Marinha Grande, de um molde em aço e de pequenas

dimensões.

Começa-se por fazer a descrição do caso de estudo, identificando o tipo de molde e todas as

suas características, bem como a peça que será produzida por injecção.

Existem dois sub-capítulos da validação dos modelos de custo do ciclo de vida e de análise do

impacto ambiental do ciclo de vida do molde. Em cada um dos sub-capítulos são apresentados os

valores obtidos pelo modelo e pelo modelo simplificado, havendo também uma comparação entre

estes, onde é referido a margem de erro em cada fase.

Por fim, e já com os valores finais, é feita uma comparação final do total dos valores obtidos

quer para o modelo global, quer para o simplificado, na análise dos modelos de custo do ciclo de vida

e da análise de impacto ambiental do ciclo de vida do molde.



64

3.7.1 Caso de Estudo

Para se validarem os modelos simplificados de cálculo de custo dos processoa de fresagem,

electroerosão e injecção, bem como o modelo simplificado de análise LCA do molde, usou-se um

caso de estudo real. O molde é em aço e tem 360mm de altura, 396mm de largura e 396mm de

profundidade, figura 3-22. A peça produzida pelo molde é de policarbonato, tem 302mm de largura e

279mm de altura.

Importa referir que a maquinação deste molde apresenta como ponto crítico a criação de ribes,

que irão posteriormente reforçar a peça em zonas onde a espessura será menor, conseguindo-se

assim um consumo de material inferior. A criação dos ribes é feita por electroerosão.

Figura 3-22 - Bucha e cavidade do molde

Figura 3-23 - Peça do caso de estudo

As tabelas apresentadas no capítulo seguinte apresentam os valores que caracterizam mais

especificamente este molde



65

3.7.2 Validação dos Modelos de Custo do ciclo de vida Simplificados

Neste sub-capítulo é feita a validação dos modelos de custo do ciclo de vida simplificados das

operações de fresagem, electroerosão e injecção. Os valores apresentados, traduzem o caso de

estudo.

3.7.3 Material Utilizado e Montagem dos Componentes

3.7.3.1 Custos do Material Utilizado

O material é adquirido em bruto por parte das empresas, neste caso de estudo, o bloco em

bruto quer para a cavidade quer para a bucha apresentam os valores iniciais e finais descritos na

tabela 3-16.

Na tabela 3-17, apresentam-se duas características do Aço de referência H13 utilizado, adensidade, e a dureza do mesmo.

Tabela 3-16 - Volume inicial e final do material do molde

Tabela 3-17 - Características do Aço utilizado

A tabela 3-18 contempla respectivamente os custos do aço e da sucata em €/kg, os custos

totais do material em bruto comprado e dos componentes comprados. Na tabela 3-19, contabiliza-se

o total dos componentes comprados e do material em bruto adquirido.

Tabela 3-18 - Custos totais e parcelares do material utilizado

Volume de Material Bucha Cavidade

Volume Inicial do Bloco Bruto (m 3 ) 0,016 0,0144

Volume Final (m 3 ) 0,013 0,0135

Material Aço H13

Densidade 7850 kg/m3

Dureza 800 HV

Custos do Material Utilizado

Custo do Material 3 €/kg

Custo da Sucata 0,26 €/kg

Quantidade de Material 238,64 kg

Sucata 38,48 kg

Custo Total dos Componentes Comprados

2234,86 €



66

Tabela 3-19 - Custos totais do material em componentes comprados

3.7.4 Processo de Fresagem

Neste sub-capítulo são analisados os custos totais resultantes do modelo de cálculo de custo e

modelo simplificado de cálculo de custo do processo de fresagem, fazendo-se referência às

diferenças parcelares dos resultados apresentados, bem como da origem dos valores utilizados pelos

modelos, e por fim uma comparação final entre os mesmos. As tabelas apresentadas contemplam os

valores de ambos os modelos.

3.7.4.1 Custos de Fresagem

Os custos do processo de fresagem contemplam uma série de variáveis. Na tabela 3-22, estão

apresentadas as variáveis consideradas exteriores ao processo, salário, hora-homem, custo

energético, custo de oportunidade, período, dias/ano e horas/dia de trabalho, da empresa TJ-Moldes

e do modelo simplificado. Estas variáveis exteriores, são as mesmas para o processo de

electroerosão e injecção.

Variáveis Exteriores Modelo ModeloSimplificado

Salário (Incluindo Benefícios) 1200 1.200 € €

Hora-Homem 9,18 9,18 € €/h

Custo Energético 0,0969 0,0969 €/kWhr

Custo de Oportunidade 15 15 %

Período 8 8 Anos

Dias/Ano 225 225 Dias

Horas/Dia 10 8 hrs

Tabela 3-20 - Variáveis exteriores ao processo

Importa relembrar o facto do molde ser pequeno e de fácil maquinação. É considerada uma

operação de desbaste/acabamento. Na tabela 3-23 estão descritos os valores do modelo de cálculo

de custo e do modelo simplificado de cálculo de custo do processo de fresagem.

Custos Totais do Material Utilizado €

Componentes comprados 2234,86 €

Material em bruto 705,91 €

Total 2940,77 €



67

Inputs Modelo ModeloSimplificado

Custo de Aquisição do Equipamento

200.000 € 207.500 € €

Custo da Máquina 20 25,69 €/h

Potência do Equipamento 54 53 kW

Custo do Fluido de Corte 10 € 10 € €/dm3

Consumo de Fluido de Corte 3,22E-07 3,22E-07 dm3/s

Tempo do Processo 40349,28 40349,28 seg

Tempo de Setup 3600 3600 seg

Taxa de Ocupação 100% 100% %

Consumo de Energia 2.373.261 2.138.511 Kj

Tabela 3-21 - Inputs do modelo de cálculo de custo e do modelo simplificado de cálculo de custo doprocesso de fresagem

Através das fórmulas e relações apresentadas no capítulo do modelo simplificado de cálculo

de custo do processo de fresagem, obtém-se a tabela 3-24, onde estão representados os custos

resultantes de cada grupo de inputs do modelo de custo e do modelo simplificado de custo do

processo de fresagem. O modelo apresenta um valor total de 456,65 € e o modelo simplificado um

valor de 498,43 €.

Custos de Fresagem Modelo Modelo Simplificado Percentagem

Custo do Fluido de Corte 0,13 € 0,13 € -

Custo de Mão-de-Obra 112,12 € 112,12 € -Custo de Energia 63,88 € 57,56 € -10,98%

Custo de Máquina 241,83 € 287,93 € 16,01%

Custo de Ferramentas 38,69 € 40,68 € 4,89%

Total 456,65 € 498,43 € -

Erro Associado 8,38%

Tabela 3-22 - Custos totais do processo de fresagem e erro associado

O erro associado ao modelo simplificado da fresagem é de 8,38%, devido às diferenças de

valores apresentadas essencialmente no custo da máquina, e das ferramentas e custo de energia.

3.7.5 Processo de Electroerosão

Neste sub-capítulo é feita a validação do modelo simplificado de custo do processo de

electroerosão. Cada tabela apresentada inclui os inputs do modelo de cálculo de custo de do modelo

simplificado de cálculo de custo do processo de electroerosão. Os custos totais do processo incluem

a fresagem dos eléctrodos.



68

3.7.5.1 Custos do Processo de Electroerosão

O processo de electroerosão foi necessário para a maquinar os ribes no molde de injecção de

plástico. Os valores apresentados na tabela 3-23 são os valores do caso de estudo obtidos na TJ-

Moldes e os valores assumidos e introduzidos no modelo simplificado de cálculo de custo do

processo de electroerosão.


Volume do Tanque 300 300 dm3

Tempo de Processo 48 48 h

Energia 0,48 0,48 €/h

Custo Unitário do Dieléctrico 2 2,3 €/dm3

Tempo de Vida do Dieléctrico 2.000 2.000 h

Custo do Dieléctrico 0,3 0,32 €/h

Consumo Energético 847.796 1.008.806 kjOcupação do Operador 50 50 %

Custo de Aquisição do Equipamento

160000 164908 €

Potência Instalada 5 5,84 kW

Tabela 3-23 Inputs dos modelos de cálculo de custo do processo de electroerosão

A tabela 3-24 apresenta os inputs dos modelos de cálculo de custo do processo de fresagem

dos eléctrodos.


Custo de Aquisição do Equipamento 200.000 207500 €

Custo Hora-Máquina 20 20,55 €/h

Tempo de Processo (+setup) 720 720 min

Numero de Eléctrodos 19 19

Volume de Material inicial (por eléctrodo)

0,112 0,114 dm3

Custo Unitário do Material 45 45 €/dm3

Custo das Ferramentas 2,63 € 2,63 € €/h

Taxa de Ocupação do Operador 100% 100% %

Potência do Equipamento 45 53 kW

Energia Consumida 1.944.000 2.289.600 kj

Tabela 3-24 Inputs do modelo de cálculo de custo da fresagem dos eléctrodos

A soma total dos custos parcelares do processo de electroerosão tem um valor de 1545,98 €,

em que 572,68 € são custos de fresagem dos eléctrodos e 973,3 € do processo de electroerosão

propriamente dito. Com o modelo simplificado obteve-se um custo total de 1589,30 € de custo total,

em que 542,20 € são custos de fresagem dos eléctrodos e 1047,10 € custos o processo de



69

electroerosão, tabela 3-25. O erro associado é de 2,73%, essencialmente devido à diferença do custo

do dieléctrico, e custo da energia apresentado.

Custos da Electroerosão Modelo Modelo Simplificado Percentagem

Custo do Dieléctrico 14,40 € 15,53 € 7,28%Custo de Mão-de-Obra 220,42 € 220,42 € -

Custo da Energia 22,82 € 27,15 € 15,95%

Custo de Máquina 760,66 € 784,00 € 2,98%

Custo dos Eléctrodos 527,68 € 542,20 € 2,68%

Total 1.545,98 € 1.589,30 € -


Tabela 3-25 - Custos totais do processo de electroerosão

3.7.6 Comparação dos Custos de Produção do Molde

Fazendo as somas parcelares dos custos totais dos processos de electroerosão e de

fresagem, utilizados na produção do molde, obtém-se a tabela 3-26, que apresenta os custos totais

de produção do molde. O erro associado ao modelo criado para os custos dos processos é de 1,50%,

apresentando essencialmente diferenças no custo de máquina, custo de material do processo, custo

de energia e custo de ferramentas. Sendo esta percentagem reduzida, considera-se que o modelo

simplificado criado é válido.

Custo de Produção do Molde Modelo Global Modelo Simplificado Percentagem

Custo de Material 2.940,77 € 2.940,77 € -

Custo de Material do Processo 398,42 € 400,98 € 0,64%

Custo de Mão-de-Obra 777,96 € 777,97 € -

Custo de Energia 139,03 € 141,20 € 1,54%

Custo de Máquina 1.240,19 € 1.318,55 € 5,94%

Custo de Ferramentas 70,25 € 72,24 € 2,75%

Custo Total de Fabrico doMolde

5.566,63 € 5.651,71 € -


Tabela 3-26 Custos totais da produção do molde

3.7.7 Custos de Injecção

O presente capítulo contempla a validação do modelo simplificado de cálculo de custo do

processo de injecção. Na tabela 3-27, estão explicitas as variáveis usadas em cada um dos modelos.

As diferenças apresentadas são essencialmente no custo de aquisição do equipamento e na potência

das máquinas, bem como tempo de setup, que no caso do modelo simplificado é superior ao do casode estudo, visto que o valor assumido é geral.



70


Volume de Produção 1 1 peças

Lote 800 800 peças

Material de Injecção 4,6 3,8 €/kg

Tempo de Setup 2940 2940 seg

Tempo de Ciclo 49 49 seg

Taxa de Ocupação do Operador 100% 100% %

Custo de Auisição do Equipamento 81700 103900 €

Custo de Injeccção 8,09 € 8,09 € €/h

Potência do Equipamento 32,4 31 kW

Densidade do Material 1200 1200 kg/m3

Volume de uma peça 0,000361 0,000361 m3

Percentagem dos desperdícios 10% 10% %

Desperdícios 0,043 0,043 kg/peça

Material Injectado 0,0004 0,0004 m3

/peçaConsumo Energético 96.844 112.443 kj

Tabela 3-27 Custos e variáveis do processo de injecção

Os custos totais e parcelares de cada um dos modelos, estão representados na tabela 3-28. O

erro associado ao modelo simplificado criado é de 14,23%, essencialmente devido ao tempo de setup

assumido.

Custos de Injecção Modelo Modelo Simplificado Percentagem

Custo de Material 2,19 € 2,19 € -

Custo de Setup 7,50 € 9,18 € 18,30%Custo de Mão-de-Obra 0,13 € 0,06 € -116,67%

Custo de Máquina 0,11 € 0,14 € 21,43%

Custo de Energia 2,61 € 3,03 € 13,86%

Total 12,53 € 14,61 € -


Tabela 3-28 Custos parcelares e totais do processo de injecção

3.7.8 Validação do Modelo LCA

Este capítulo contempla a validação do modelo do impacto ambiental do ciclo de vida do

molde. Os resultados são apresentados em tabelas e estão divididos em: impacto do material do

molde, impacto da produção do molde, impacto da injecção e impacto do fim de vida dos materiais.

Cada tabela contempla os resultados do modelo de análise LCA e do modelo simplificado de análise

LCA do molde.



71

No fim, existe uma tabela onde são apresentados os resultados totais de cada fase dos

modelos de análise LCA, e a soma total destes. Para obtenção dos resultados são usadas as

relações e equações apresentadas no capítulo dos modelos de análise LCA.

3.7.8.1 Apresentação de Resultados

3.7.8.2 Impacto do Material do Molde

O impacto do material do molde contabiliza um total de 63,61pts para o modelo de análise

LCA o molde, e 64,18pts para o modelo simplificado de análise LCA. Inclui o impacto do material

usado para a cavidade e bucha, e o impacto do material usado na estrutura do molde, tabela 3-29.

Material do Molde Modelo Modelo Simplificado

Material do Molde

Material Utilizado (cavidade+bucha) kg 238,64 238,64Impacto do Material Utilizado (cavidade + bucha) pts 43,13 43,13

Material da Estrutura

Material Utilizado (Estrutura) kg 273,42 273,42

Impacto do Material Utilizado (Estrutura) pts 20,48 21,05

Total (pts) 63,61 64,18

Tabela 3-29 - Massa do material do molde e da estrutura e correspondente impacto total

3.7.8.3 Impacto da Produção do Molde

O impacto da produção do molde engloba o impacto energético dos processos utilizados namaquinagem do molde, e o impacto dos materiais utilizados pelos processos. A tabela 3-30 engloba o

consumo energético de todos os processos necessários na fabricação do molde em aço do caso de

estudo.

Energia do Processo Modelo Modelo Simplificado

Energia Consumida (kj) 5165057,38 5627718,24

Total (pts) 70,25 76,54

Tabela 3-30 - Impacto energético dos processos usados na maquinação do molde

O impacto ambiental do material das ferramentas usadas na produção do molde é de 0,86pts.

O valor é semelhante em ambos os modelos visto que a massa média das ferramentas apresenta o

mesmo valor, tabela 3-31.



72

Ferramentas Modelo Modelo Simplificado

Número de Ferramentas 9 9

Massa media das Ferramentas (kg) 0,174 0,174

Massa total das Ferramentas (kg) 1,5615 1,5612

Total (pts) 0,86 0,86Tabela 3-31 - Impacto da massa das ferramentas

Para além das ferramentas, o processo de fresagem do molde e da fresagem dos eléctrodos

necessita de fluido de corte, que apresenta o valor de 2,49E-07pts de impacto ambiental, tabela 3-32.

Fluido de Corte de Fresagem Modelo Modelo Simplificado

Tensão Superficial N/m 0,029 0,029

Comprimento máximo da peças (mm) 400 400

Gravidade (N/m) 9,81 9,81

Densidade do material do molde (kg/m 3 ) 7850 7850

Volume do Fluido (m 3 ) 1,21E-06 1,21E-06

Densidade do Fluido (kg/m 3 ) 1 1

Massa do Fluido (kg) 1,21E-06 1,21E-06

Total (pts) 2,49E-07 2,49E-07

Tabela 3-32 - Impacto do fluido de corte da fresagem

O processo de electroerosão necessita do líquido dieléctrico e de eléctrodos. A massa

correspondente do líquido dieléctrico apresenta como impacto ambiental 1,44pts e 1,35pts no modelo

LCA e no modelo simplificado LCA respectivamente, tabela 3-33.

Líquido Dieléctrico Modelo Modelo Simplificado

Impacto de Material (pts/kg) 0,25 0,25

Consumo do Dieléctrico (dm 3 /h) 0,15 0,14

Volume de Dieléctrico (m 3 ) 0,0072 0,0068

Densidade do Dieléctrico (kg/m 3 ) 800 800

Total (pts) 1,44 1,35

Tabela 3-33 - Impacto do líquido dieléctrico

A massa dos eléctrodos apresenta 2,31pts e 2,22pts de impacto ambiental no modelo de

análise LCA e no modelo simplificado de análise LCA respectivamente, tabela 3-34.

Eléctrodos Modelo Modelo Simplificado

Impacto da Grafite 2,176 2,176

Volume de Material Utilizado 0,0021 0,0022

Densidade 1,7 1,7

Impacto dos Eléctrodos 0,0079 0,0080

Total (pts) 2,31 2,22Tabela 3-34 - Impacto do material dos eléctrodos



73

3.7.8.4 Impacto da Injecção

O processo de injecção apresenta a energia dispendida e o material injectado como factores

de impacto ambiental. A energia dispendida pelo processo e o impacto ambiental desta, está

representado na tabela 3-35.

Energia do Processo Modelo Modelo Simplificado

Consumo Energético (kj) 96847 112444

Total (pts) 1,32 1,53

Tabela 3-35 - Impacto da energia do processo de injecção

O material injectado apresenta um valor diferente no modelo de análise LCA e no modelo

simplificado de análise LCA do molde devido ao eco-indicador usado (tabela 3-36), ver capítulo do

modelo simplificado LCA.

Material Injectado Modelo Modelo Simplificado

Material injectado (kg) 0,48 0,48

Total (pts) 0,24 0,17

Tabela 3-36 Impacto do material injectado

3.7.8.5 Impacto do Fim de Vida dos Materiais

O impacto fim de vida do ciclo de vida do molde engloba a reciclagem e o aterro do material

utilizado no ciclo de vida do molde. O plástico é o único material que vai para o aterro, o material do

molde, a sucata e o material das ferramentas são reciclados, tabela 3-37.

Fim de Vida Modelo Modelo Simplificado

Reciclagem

Reciclagem (mpts/kg) -94 -94

Aterro (mpts/kg) 3,5 3,5

Molde (pts) -18,81 -18,81

Sucata (pts) -3,62 -3,62

Ferramentas (pts) -0,15 -0,15

Plastico (Aterro) (pts) 0,0017 0,0017

Total da Reciclagem (pts) -22,58 -22,58

Tabela 3-37 Impacto do fim de vida dos materiais

Por fim, a tabela 3-38, contempla o impacto associado a cada uma das fases do ciclo de vida

do molde. A maior diferença de resultados é relativa ao impacto dos materiais utilizados na produção

do molde e ao impacto do processo de injecção. O modelo simplificado de análise LCA do moldeapresenta um erro associado de 5,66%, podendo portanto considerar-se o modelo válido.



75

3.8 Referências

[3.1] Tarifário de energia eléctrica. Consultado em: Maio 2008, em: <http://www.edp.pt>

[3.2] Informação fiscal ano 2008, consultado em:

<http://www.inforfisco.pt/GuiaFiscal/IRC/Amortizacao.htm>

[3.3] Peças, Paulo Estudo do Polimento por Electroerosão e do Seu Potencial de Exploração no

Fabrico de Moldes de Injecção de Plástico , Dissertação para prova de Doutoramento em Engenharia

Mecânica IST 2004

[3.4] Rydh, Carl Johan Life cycle inventory data for materials grouped according to environmental and

material properties , disponível em:

<http://homepage.hik.se/staff/tryca/battery/Rydh_Sun_2005_LCI_data_material_groups.pdf>

[3.5] The Eco-indicator 99 Manual for Designers disponível em:

<http://users.rowan.edu/~everett/courses/soclii/LCA/EI99_manual_v3.pdf>

[3.6] Munoz AA, Sheng, An analytical Approach for determining the environmental impact for

Machining Processes, disponivel em: <www.springerlink.com/index/q4u8136337jluu45.pdf>

[3.7] Apresentação “Biolubricants & their control for sustainable development” disponível em:

<http://www.ueil.org/news/documents/Igartua.pdf>

[3.8] Pehnt, Martin Life-cycle assessment of fuel cell stacks , 10 Agosto 2001, disponível em:

doi:10.1016/S0360-3199(00)00053-7



4. Conclusões

O presente trabalho contribuiu para o desenvolvimento de duas metodologias simplificadas

de selecção de materiais aplicadas à indústria de moldes. Houve uma grande dificuldade na

identificação de todas as variáveis intervenientes nos modelos apresentados, pois são muitas, e parauma correcta análise nenhuma pode ser esquecida. Após identificação de cada uma das variáveis

intervenientes tanto nos modelos de custo como no modelo de impacto ambiental, procedeu-se à sua

simplificação. As simplificações feitas são todas fundamentadas, sustentadas e justificadas num

estudo aprofundado que envolveu artigos científicos, livros, catálogos e um trabalho de cooperação

por parte das empresas do sector da indústria de moldes consultadas. Conseguiu-se obter

simplificações que facilitam o preenchimento dos modelos, mas sem fugir à coerência e veracidade

da lógica e dos valores resultantes. A simplificação do input das ferramentas foi das variáveis mais

difíceis de simplificar, apesar do valor determinado ser global poderá não se adaptar a todas as

empresas.

Os modelos obtidos foram validados através de um caso de estudo real, onde apresentaram

uma percentagem de erro baixa, associado ao valor total resultante de cada um dos modelos. No

custo do ciclo de vida do molde 1,53% e na análise do impacto ambiental 5,66%. Estes valores

aceitam-se, visto estes modelos terem como principio a comparação e não valores exactos.

Como se pode constatar houve uma redução acentuada de inputs, nos modelos de cálculo de

custo conseguiu-se passar de 173 inputs para 16 e no modelo de análise do impacto ambiental de 42

para 14. Assim, os utilizadores das empresas poderão obter comparações de diferentes opções quepoderão tomar, de uma forma muito mais rápida, e que exige um conhecimento muito menos

detalhado dos inputs a introduzir. Isto confere importância aos modelos obtidos, visto serem uma

ferramenta útil de apoio à decisão para as empresas da indústria de moldes. Desta forma, poderão

decidir bem, e em menos tempo, sabendo de antemão qual será a opção mais económica e de menor

impacto

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