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Por que a Alma é a solução referência de corte CAD/CAM para a construção naval

Por que a Alma é a solução referência de corte CAD/CAM para a construção naval?

Publicado em 04/02/2021

Desde 1982, a Alma começou a se interessar pelo setor da construção naval. Na época, os estaleiros “Chantiers de l’Atlantique” de Saint-Nazaire estavam à procura de uma solução que lhes permitisse minimizar suas perdas de material, o que, tendo em conta as toneladas de aço utilizadas para a construção de um navio de cruzeiro, podia representar economias extremamente importantes. A Alma acabava então de ser criada para promover junto às industrias os algoritmos de aproveitamento automático desenvolvidos no quadro de um projeto de pesquisa da Universidade de Grenoble. Este foi o início da nossa longa cooperação com os estaleiros de Saint-Nazaire, mas também o ponto de partida do desenvolvimento e da implementação de nossos softwares de CAD/CAM de Corte para a construção naval em todo o mundo. Estes nos permitem hoje atender todas as necessidades específicas da construção de navios e ser reconhecidos como um ator primordial na CAD/CAM naval aplicada ao trabalho de chapas.

Além da necessidade de recorrer a bons algoritmos de aproveitamento automático, o que caracteriza o domínio da construção naval? Ou mais precisamente, quais são os critérios para uma boa solução de CAD/CAM no setor naval? A resposta é múltipla.

Integrar a lógica de fabricação de um navio

Em primeiro lugar, é importante compreender como é construído um navio, pois a organização dos dados (peças a cortar, estoque de chapas e retalhos) depende disto. Um navio é constituído por blocos, montados progressivamente a partir do centro por uma questão de equilíbrio. Cada bloco é constituído por subconjuntos, estes sendo compostos por assoalhos e paredes. Convém, portanto, geralmente, organizar os dados por blocos para não misturar peças provenientes de blocos diferentes nas mesmas localizações. É necessário, efetivamente, evitar complexificar a logística que já é muito restritiva e simplificar a classificação das peças cortadas para as enviar aos subconjuntos onde devem ser soldadas. Nesta perspectiva, as necessidades de material, que são muitas vezes calculadas antes do fim da concepção detalhada do navio com base nas primeiras versões de peças provenientes do CAD, irão alimentar os estoques de chapas necessárias para cada bloco, sendo que os retalhos recuperáveis podem às vezes ser intercambiados de um bloco a outro.

Recuperar os dados geométricos e de corte

Para nossos primeiros projetos navais, começamos por definir um formato neutro de intercâmbio de dados com o CAD. Depois, com o decorrer do tempo, desenvolvemos interfaces com todos os sistemas do domínio, o que nos permite hoje atender qualquer estaleiro equipado com o CAD de sua escolha. Importamos as geometrias que descrevem as peças a cortar, as separando se necessário no caso de um DXF multipeças, e recuperamos todos os dados de corte correntemente utilizados. Estes podem ser os diferentes processos de marcação e polimento, a grande variedade de textos que indicam o nome dos elementos de reforço a soldar, os eixos do navio, as linhas de dobragem, as propriedades dos chanfros aplicadas a cada aresta, etc. Convém observar que, além da importação da geometria e do corte que caracterizam uma peça, é preciso, de modo quase sistemático quando da implementação de nossa solução, adaptar o processo de importação/exportação das peças a cortar ao processo que corresponde à maneira de trabalhar do estaleiro. Por exemplo, como devem ser gerenciadas as modificações de peça: é preciso invalidar sistematicamente todos os posicionamentos impactados por uma peça modificada, ou deixar esta tarefa ao utilizador?

Controlar perfeitamente o corte a plasma, o corte de chanfros e a marcação

Qualquer solução de CAD/CAM naval deve obrigatoriamente ter em conta as especificidades relativas ao setor e às máquinas correntemente utilizadas. O conhecimento do corte a plasma (o mais frequentemente utilizado devido à espessura das chapas a cortar) é, portanto, particularmente essencial. Assim, entre as funcionalidades mais frequentemente utilizadas, encontramos o corte contínuo (peças com pontes para minimizar o número de entradas de corte e consequentemente o tempo de corte), o gerenciamento dos grampos (deixar algumas aberturas ligadas à peça para as necessidades de transporte) ou o corte do esqueleto (para a a retirada mais facilmente). A atividade da construção naval também deve dominar a pilotagem das máquinas que realizam chanfros e o gerenciamento das operações associadas (múltiplas passagens, controle de altura, loops de reconfiguração, etc.), assim como unidades de marcação específicas. Estas permitem em particular rastrear todos os tipos de textos que servem no momento da montagem ou soldagem das peças.

Pilotar máquinas (muito) especiais

Mas o que mais contribui para nosso sucesso no setor naval é nossa capacidade de pilotar máquinas especiais, e para o efeito, oferecer uma solução suficientemente aberta, que permite utilizar as funcionalidades básicas do software de CAD/CAM para desenvolver aplicações inteiramente específicas. Por exemplo, gerenciamos as linhas de máquinas “painéis planos”. Estas se destinam a  reunir e soldar chapas para em seguida cortar nelas uma grande peça constitutiva de um convés do navio e, por fim, soldar os perfis ou os elementos de reforço que garantem sua rigidez e planeza. A máquina na qual é realizado o corte permite igualmente efetuar outras operações como o desgaste, a marcação, o rastreio de textos e a realização de chanfros. Outro exemplo de máquinas especiais pilotadas por nosso software: as máquinas “simétricas”. São máquinas que permitem marcar/cortar ao mesmo tempo peças a bombordo e a estibordo “quase” idênticas, assim como máquinas “de duas cabeças assíncronas” nas quais é possível cortar ao mesmo tempo a parte de baixo e a parte de cima de uma mesma peça, sem que as arestas cortadas sejam estritamente paralelas.

Automatizar o funcionamento do software

Uma particularidade da construção naval é a grande quantidade e a grande variedade das peças a posicionar e a cortar. Isto nos permite testar nossos algoritmos de aproveitamento automático e, de modo mais geral, impõe um funcionamento o mais automatizado possível para reduzir ao mesmo tempo os tempos de programação e os riscos de erros.  Assim, as soluções que propomos se articulam, em sua grande maioria, em torno das seguintes fases, realizadas e encadeadas de modo automático: importação de peças com preparação do corte, criação de ordens de lançamento (agrupamento por material/ espessura/ bloco), aproveitamento e geração dos arquivos CNC em modo automático. Uma última fase facultativa de encerramento das ordens de lançamento permite declarar as peças cortadas e tornar disponíveis os retalhos gerados pelos posicionamentos. A notar igualmente, a personalização quase sistemática dos documentos automaticamente disponibilizados aos operadores de máquinas e programadores, para atender especialmente às necessidades de identificação das peças cortadas e facilitar a triagem destas.

Gerenciar os processos de corte linear e soldagem robotizada

Como informado anteriormente, um navio é constituído por chapas e perfis montados por soldagem, os perfis servindo principalmente para reforçar a rigidez da estrutura do navio. As “tripas” do navio, seus cabos e tubos, são instalados ao nível dos subconjuntos ou dos blocos. A acastelagem (equipamentos internos) é instalada o mais cedo possível, mas após a montagem dos primeiros blocos. Neste processo, nossos softwares intervêm não somente para aproveitar e cortar as peças de chapas, mas também para otimizar o corte dos perfis. Dessa forma, desenvolvemos diversos algoritmos de colocação de perfis para maximizar a utilização das barras de matéria-prima, no respeito das exigências relacionadas com as máquinas (serra ou robô) que pilotamos. Por outro lado, para completar nosso know-how, nos interessamos pelas problemáticas de soldagem especificamente relativas ao setor naval. Nosso software Almacam Weld, que compreende diversas funcionalidades automáticas de reconhecimento geométrico de modelos 3D e geração de tarefas de soldagem, nos permite satisfazer estas necessidades de programação off-line de robôs de soldagem.

Uma abordagem de forte parceria e uma lógica de serviço a nível mundial

Além das capacidades técnicas de nossas soluções de software, a notoriedade da Alma é o fruto de competências adquiridas ao longo do tempo graças a uma relação de confiança com nossos clientes e a parcerias sólidas com diferentes atores do setor naval, especialmente com os desenvolvedores de soluções de CAD/PLM. Esta competência de mais de 40 anos se construiu progressivamente e foi transmitida ao conjunto das equipes comerciais e técnicas de nossa rede. Ela nos permite abordar com confiança e serenidade qualquer projeto naval no mundo, pois dominamos tanto as problemáticas gerais da construção naval como as especificidades ligadas aos diferentes tipos de navios ou à localização do estaleiro. Os maiores construtores europeus de navios de cruzeiro confiam em nós e equipamos numerosos construtores de navios militares ou de transporte de mercadoria no mundo inteiro (Brasil, EUA, França, Itália, Alemanha, China, Índia, Indonésia, Coreia, Japão, etc.).

Enfim, estamos muito confiantes em nossa nova gama de produtos Almacam para oferecer ainda mais valor agregado a nossos clientes. Disponível para o setor naval com o horizonte de um ano, esta nova versão oferecerá especificamente uma rastreabilidade completa da fabricação, uma funcionalidade que se tornou indispensável para gerenciar os processos de qualidade atualmente implementados.