Projeto Tire-tooling Benchmark: Otimização do ciclo de desenvolvimento e manufatura do molde para vulcanização de pneus radiais rodoviários no Brasil

A Revista Eletrônica PesquisABC possui o seguinte registro ISSN: 2675-1461

Erik Gustavo Del Contea*, Eduardo Christiano Ceconeb*

a Docente do Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas – CECS – Universidade Federal do ABC – UFABC

b Pesquisador Colaborador do Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas – CECS – Universidade Federal do ABC - UFABC

Resumo: No Brasil, o modal rodoviário tem uma extensão aproximadamente 2,5 vezes maior que o do modal ferroviário e desempenha papel fundamental para o transporte terrestre de cargas e passageiros. Atualmente o país conta com 21 plantas de fabricação de pneus instaladas e, segundo esses fabricantes, não há no Brasil capacidade produtiva para atender a demanda nacional de moldes para vulcanização de pneus. Além disso, o custo de aquisição local pode ser até dez vezes maior que o de importação. O projeto “Tire-tooling Benchmark”, tem o objetivo de realizar o benchmark e indicar o caminho da competitividade tecnológica do molde fabricado pelas ferramentarias no Brasil por meio do projeto, manufatura e teste do demonstrador do molde na produção.

Palavras-chave: engenharia de produção; processo de fabricação; pneus; manufatura; molde para vulcanização de pneus.

Abstract: In Brazil, the road transport system is approximately 2.5 times longer than the rail transport system and plays a fundamental role in the land transport of cargo and passengers. The country currently has 21 tire manufacturing plants, and according to these manufacturers, there is no production capacity in Brazil to meet the national demand for tire vulcanization molds. Furthermore, the cost of local acquisition can be up to ten times higher than the cost of importing. The “Tire-tooling Benchmark” project aims to benchmark and indicate the path to technological competitiveness of molds manufactured by tooling companies in Brazil through the design, manufacture, and testing of a mold demonstrator in production.

Keywords: production engineering; manufacturing process; tires; manufacturing; tire vulcanization mold.

* Este endereço de email está sendo protegido de spambots. Você precisa do JavaScript ativado para vê-lo. 

ORCID ID https://orcid.org/0000-0002-3999-7448 

* Este endereço de email está sendo protegido de spambots. Você precisa do JavaScript ativado para vê-lo.  

ORCID ID https://orcid.org/0000-0001-6276-352X 

Introdução

De acordo com o Anuário Estatístico de Transportes, (2024), no Brasil, o modal rodoviário tem extensão de 74.424km, enquanto o ferroviário tem 30.063km, evidenciando sua importância para o transporte terrestre de cargas e passageiros e a necessidade de produção local de pneus adequados à realidade do país, suas condições climáticas e a condições das vias [1].  A Associação Nacional da Indústria de Pneumáticos (ANIP), (2024), aponta que em 2024 o Brasil importou 50.173.057 unidades, 17,3% a mais que em 2023, enquanto as exportações totalizaram 10.586.097 unidades em 2024 e 10.967.914 unidades em 2023 [2].

Atualmente existem no Brasil 21 plantas de fabricação de pneus e segundo os fabricantes nacionais, não há empresas com fabricação no país com capacidade produtiva para atender a demanda nacional de moldes para vulcanização de pneus, podendo o custo de aquisição local ser até dez vezes maior que o de importação. Segundo o COMEXSTAT, em 2022 e 2023 o Brasil importou (sem a consideração de impostos, fretes e seguros) respectivamente 17,0 e 11,3 USD milhões em moldes para borracha ou plástico, para vulcanização de pneumáticos [3].

O mercado global de pneus tem relevância significativa em termos econômicos e na geração de empregos, os dados de 2023 mostram um mercado global com faturamento te 265 bilhões de dólares com importante previsão de Taxa de Crescimento Anual Composta (CAGR) de 5,2% [5]. 

O projeto Tire-tooloing Benchmark segue estratégias estimuladas e habilitadas a partir das plataformas de indústria 4.0 difundidas no Fórum Econômico Mundial [6]. Ainda, reforçando essa proposta, Zhou Xiaoliang, sócio da Deloitte Consulting China para a cadeia automotiva, que destaca as seguintes tendências para a cadeia automotiva [7]:

• Localização de suprimentos: as empresas automotivas irão desenvolver a capacidade de gerenciar os riscos da cadeia de suprimentos, intensificando o controle da fonte de suprimentos e garantindo a integridade da cadeia de suprimentos local.
• Operação enxuta: Utilizando meios digitais e inteligentes, além de tornar os custos mais baixos, será possível aprimorar a eficiência da cadeia de suprimentos, estabelecendo operações e layouts enxutos para cadeia de suprimentos.

Liderado por pesquisadores da UFABC em parceira com 4 unidades do SENAI e 13 parceiros industriais, com o apoio financeiro da “FUNDEP - Fundação de Apoio da UFMG”, Linha IV do programa Mover – Ferramentarias Brasileiras Mais Competitivas [4], o projeto “Tire-tooling benchmark” tem por objetivo otimizar o ciclo de desenvolvimento e manufatura de moldes para vulcanização de pneus radiais rodoviários no Brasil, investigando, estudando e desenvolvendo rotas de otimização da produção a partir de células produtivas especializadas, por meio de parcerias junto a instituições nacionais e internacionais. Com as otimizações propostas, validadas experimentalmente e comprovadas as suas eficácias, pretende-se difundi-las no mercado brasileiro.

Benefícios diretos para a sociedade brasileira

O projeto contribui diretamente para a sociedade brasileira por meio da promoção da nacionalização da fabricação de moldes de pneus no Brasil. O planejamento estratégico desenvolvido no projeto promove o estudo do investimento em plantas de fabricação de moldes para pneus nos País, onde a geração de empregos e o desenvolvimento e manufatura de novos modelos de moldes com redução do lead time de entrega promove o aumento da competividade do setor de pneus no Brasil. O projeto também contribui diretamente para a formação de pessoas no projeto, manufatura, inspeção e teste de moldes de pneus.

Resultados alcançados

Embora o projeto encontre-se em desenvolvimento e suas atividades avançando, gerando conhecimento e resultados, alguns destes resultados, decorrentes do projeto já são consolidados e foram apresentados/publicados em anais de congressos e apresentados em workshops do projeto. Entre outros ainda em desenvolvimento ou fase de conclusão destacam-se:

• Benchmarking na Indústria de Moldes de Vulcanização de Pneus: 

Segundo Savordelli, L. A. et.al, o trabalho promoveu um benchmarking de empresas de manufatura de molde de vulcanização de pneus, por meio de busca minuciosa nos sites de 25 empresas mapeadas em levantamento. A partir da referida busca coletaram-se dados que possibilitaram a comparação dos processos de produção, capacidades produtivas, tecnologias utilizadas, certificações etc. O trabalho evidenciou ainda a importância da utilização do benchmarking de forma estratégica, criteriosa e cuidadosa, tanto no que se refere a seleção das empresas consideradas, quanto no que se refere a seleção de padrões, parâmetros, critérios, referência e indicadores [8].

• Seleção de Materiais para Moldes Vulcanizadores De Pneus:

De acordo com Maschian, R. et.al, foram considerados cenários específicos para a realização da comparação entre as ligas de alumínio A356 e A319 e o aço carbono 1020 aplicadas a manufatura de moldes de vulcanização de pneus foram consideradas como parâmetros de estudo e critérios de decisão propriedades mecânicas como, resistência à tração e alongamento, propriedades térmicas como, condutividade térmica e dilatação térmica, além de dureza, densidade, resistência à corrosão, facilidade de processamento (usinagem, fundição e soldagem) e custo [9]. A partir da aplicação do método TOPSIS foi possível o ranqueamento destes materiais com base nos cenários e critérios considerados.

• Estratégia de Usinagem:

Segundo Marcello, A. F. et.al, foi realizado o estudo comparativo de três diferentes estratégias de usinagem. No estudo foram realizadas simulações computacionais que adotaram as estratégias de usinagem denominadas Zig-Zag a 0º, Zig Zag a e Espiral com Transformação. 0As estratégias consideradas apresentam vantagens e desvantagens relacionadas a tempo de usinagem, custo e propriedades, como acabamento superficial/rugosidade. A Figura 1 mostra a região do molde utilizada para o estudo das estratégias de usinagem CNC [10].

Figura 1. Região de interesse (passo) do molde de vulcanização e regiões de destaque para análises.

• Inspeção

Considerando os requisitos do produto, (pneu), a inspeção visa assegurar a qualidade dimensional e geométrica do molde. As folgas entre os componentes do molde causam rebarbas no produto final e devem ser rigorosamente controladas. Como estratégia avançada de metrologia o escaneamento 3D foi aplicado, como mostra a Figura 2.

Figura 2. Estratégia avançada de metrologia - Escaneamento 3D.

• Montagem

A simulação das etapas de montagem é fundamental para garantir o correto sequenciamento e, principalmente, identificar pontos críticos relacionados a ergonomia. Com a simulação foi possível aprimorar a postura do operador e ainda o óculos de realidade virtual habilitou a imersão no ambiente 3D e interação com os objetos para aprimoramento da operação de montagem do molde. A Figura 3 ilustra o modelo de simulação desenvolvido.

Figura 3. Simulação computacional – imersão no ambiente 3D.

• Mapeamento do Fluxo de Valor (MFV):

Segundo Calantone, R. et.al, com base nas informações de processo verificadas por meio de levantamentos realizados junto a profissionais parceiros do projeto, foi possível a criação do Mapeamento do Fluxo de Valor (MFV). O trabalho realizado evidenciou a possibilidade de visualização virtual, estudo, entendimento e simulações do processo de fabricação do segmento de moldes vulcanizadores de pneus radiais rodoviários. O Projeto da planta fabril e seu respectivo layout é apresentado na Figura 4 [11]. 

Figura 4. Projeto da planta fabril com layout celular de fabricação – Simulação no software Plant Simulation [11]. 

• Business Inteligence:

Consolidando os dados de manufatura, materiais e custos do projeto, foi possível o desenvolvimento de um dashboard com inteligência de mercado para monitorar o desempenho da operação. Por meio do dashboard é possível calcular o efeito de mudanças nos valores de impostos, câmbio, materiais etc. e auxiliar no planejamento estratégico e tomadas de decisão. 

• Workshops:

Com a finalidade de disseminar os avanços e resultados do projeto, foram realizados dois os Workshops nas dependências do SENAI “Armando de Arruda Pereira” – São Caetano do Sul/SP.

Participaram dos workshops as empresas e instituições participantes do projeto, instituições de formação de mão-de-obra para o setor, ferramentarias, fabricantes de pneus, montadoras, e bolsistas com pesquisas em temas aderentes. A Figuras 5 regista o Workshop 2.

Figura 5. Workshop 2 - “Resultados parciais”, realizado em 28/11/2024.

• Visitas técnicas de Benchmarking

As visitas técnicas de Benchmarking ocorreram no Brasil, principalmente nas empresas parceiras do projeto e no exterior, no Japão e na Alemanha. A troca enriquecedora de conhecimento contribuiu de forma significativa para os avanços do projeto.

• Parceiros do projeto

É importante destacar o importante papel do Parque Tecnológico de Santo André na integração das empresas parceiras do projeto, assim como o apoio da Associação Brasileira de Ferramentarias (ABINFER) para o sucesso do projeto. Os demais parceiros do projeto são: Instituto SENAI de Inovação em Manufatura Avançada e Microfabricação, Instituto SENAI de Inovação em Materiais Avançados e Nanocompósitos, Instituto Senai de Tecnologia em Metalmecânica, Instituto SENAI de Tecnologia em Metalurgia, Prometeon Tyre Group, Bridgestone do Brasil Ind.e Com. Ltda., Volkswagen do Brasil, AGCO do Brasil Soluções Agrícolas Ltda, ABINFER – Associação Brasileira da Indústria de Ferramentais, Ferramentaria Gaspec, Fac Tools Ferramentaria e Usinagem, Polimold Industrial, Lopes Metal Mecânica, Ysmec Manutenção de Máquinas, CS CAD CAM Serrviços de Software, Fundição São Francisco, Empresas ICON.

Considerações finais

O projeto Tire-tooling Benchmark é atualmente o único projeto de pesquisa no Brasil que investiga a cadeia de manufatura de moldes para pneus e integra empresas e ICTs com resultados promissores. O conhecimento adquirido em projeto, manufatura e testes de moldes para pneus contribuiu para o aprimoramento na formação de pesquisadores com importante troca de conhecimento com as empresas parceiras do projeto. Considerando os protótipos já desenvolvidos e em andamento o projeto pode consolidar como referência para o planejamento estratégico da manufatura de moldes para pneus no Brasil.

Agradecimento

O presente trabalho foi realizado no projeto “Tire-tooling benchmark”, liderado por pesquisadores da UFABC em parceira com 4 unidades do SENAI e 14 parceiros industriais, com o apoio financeiro da “FUNDEP - Fundação de Apoio da UFMG” – Linha IV – Ferramentarias Brasileiras Mais Competitivas – Programa Prioritário do Mover (Mobilidade Verde e Inovação). 

Referências

[1] Observatório Nacional de Transporte e Logística (ONTL) – Anuário Estatístico, 2024. Disponível em: https://ontl.infrasa.gov.br/paineis-analiticos/painel-anuario-estatistico/. Acesso em: 11/04/2025. 

[2] Associação Nacional da Industria de Pneumático (ANIP) – Anuário Estatístico, 2024. Disponível em: https://www.anip.org.br/anip-em-numeros/publicacoes/. Acesso em: 11/04/2025. 

[3] Sistema oficial para extração das estatísticas do comércio exterior brasileiro de bens (COMEXSTAT), 2025. Disponível em: https://comexstat.mdic.gov.br/pt/home. Acesso em: 11/04/2025. 

[4] A Linha IV – Ferramentarias Brasileiras Mais Competitivas – Programa Prioritário do Mover (Mobilidade Verde e Inovação). Mover - Fundep. 2025. Disponível em: https://www.anip.org.br/anip-em-numeros/publicacoes/.   Acesso em: 11/04/2025. 

[5] Market reports – SMITHERS, 2025. Disponível em: https://www.smithers.com/services/market-reports.  Acesso em: 11/04/2025. 

[6] World Economic Forum, “Are you ready for the technological revolution?”, 2015. https://www.weforum.org/agenda/2015/02/are-you-ready-for-the-technological-revolution. Acesso em: 27/09/2022.

[7] Delloite, “Perspectivas do mercado automobilístico da China para 2022”, 2022. https://www2.deloitte.com/cn/zh/pages/consumer-industrial-products/articles/automobile-market-outlook-2022.html. Acesso em: 26/09/2022.

[8] SAVORDELLI, L. A. et.al (2024). Benchmarking Na Indústria de Moldes de Vulcanização de Pneus do Brasil com Outros Países. In: XXXI SIMPEP – Inteligência Artificial na Gestão de Operações: Limitações e Possibilidades, 2024. São Paulo, SP, Brasil.

[9] MASCHIAN, R. B. G. et.al (2024). Seleção de Materiais para Moldes Vulcanizadores de Pneus pelo Método Topsis. In: 20º Seminário de Moldes, Matrizes e Ferramentas, parte integrante da ABM Week 8ª edição, 2024. São Paulo, SP, Brasil.

[10] MARCELLO, A. F. et.al (2024). Estudo Comparativo de Estratégias de Usinagem 3 Eixos para Moldes de Vulcanização de Pneus Radiais Rodoviários. In: 24° CONEMI – Congresso Internacional de Engenharia Mecânica e Industrial, 2024. Manaus – AM – Brasil.

[11] CALANTONE, R. et.al (2024). Aplicação do MFV (Mapeamento Do Fluxo De Valor) na Construção de Uma Fábrica de Manufatura de Moldes Vulcanizadores. In: 24° CONEMI – Congresso Internacional de Engenharia Mecânica e Industrial, 2024. Manaus – AM – Brasil.