Projeto de desenvolvimento de sistema 4.0 para inspeção multiespectral de solda é feito pela Subiter e pelo Laboratório de Estruturas Leves do IPT
A startup Subiter e o Laboratório de Estruturas Leves do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) estão reunidos desde outubro de 2022 no projeto de desenvolvimento de um sistema não destrutivo (ou seja, que não compromete a integridade do produto finalizado) para inspeção de solda, utilizando visão computacional e câmeras operando em diferentes espectros da luz.
O objetivo dos pesquisadores é desenvolver um sistema que seja capaz de inferir a qualidade de cordões de solda MIG/MAG em tempo real, durante a execução do processo, utilizando algoritmos de inteligência artificial.
O projeto da Subiter de R$ 2,8 milhões é fomentado pela chamada Finep 2030 Empresarial, que é uma das ações prioritárias no âmbito do Programa Rota 2030 – Mobilidade e Logística do Governo Federal. O programa busca desenvolver a cadeia do setor automotivo por meio do suporte a projetos de todos os níveis de maturidade tecnológica (TRL 1 a 9), desde redes de Institutos de Ciência e Tecnologia (ICTs) até o apoio não reembolsável a empresas, seja por meio de investimento ou apoiando projetos inovadores.
“Os processos atuais de avaliação dos cordões de solda são destrutivos”, explica o diretor de Tecnologia da Subiter, Jerônimo Faria. Componentes prontos são retirados da linha seguindo uma rotina de amostragem e são cortados para que a secção transversal do cordão seja medida com um microscópio. Isso exige um grande esforço de mão de obra laboratorial e não garante a qualidade de todas as peças. “No caso de identificação de um componente não conforme, todo o lote de produtos é condenado, gerando altos custos de desperdício”, completa ele.
O principal desafio do projeto está relacionado ao próprio processo de soldagem MIG/MAG, que gera uma grande quantidade de ruído eletromagnético e luminoso. A obtenção de imagens de alta qualidade do processo é extremamente desafiadora e tem exigido um grande esforço de desenvolvimento. Além disso, o treinamento de algoritmos de inteligência artificial exige um grande volume de dados, o que torna as campanhas experimentais extensas e complexas.
PAPÉIS DEFINIDOS – A Subiter é a principal executora do projeto, responsável por todo o desenvolvimento tecnológico, incluindo software e hardware, enquanto o Laboratório de Estruturas Leves está a cargo de toda a caracterização mecânica das juntas soldadas, assim como a avaliação dos atributos dos cordões de solda seguindo as normas atualmente empregadas na indústria.
“Fornecemos suporte à Subiter por meio de caraterizações que demostram a integridade do cordão de solda: por meio de avaliações locais, podemos evidenciar defeitos estruturais presentes. Essas variações (em relação ao cordão de solda ideal) permitem treinar e ajustar a sensibilidade do sistema de inspeção. Além disso, também podemos associar esses defeitos à variação de desempenho, como a resistência mecânica, por meio de ensaios complementares que fazem parte do escopo”, completa o pesquisador do IPT, Mario Henrique Fernandes Batalha.
O projeto conta ainda com o apoio de empresas como a Maxion Structural Components, a Eisenmann e a ESI. Além delas, a startup Autaza, também sediada no Parque Tecnológico São José dos Campos, onde está o laboratório do IPT, é uma parceira no projeto.
Segundo Faria, a principal vantagem de trabalhar com o IPT está no fato de o laboratório possuir uma vasta experiência e expertise na caracterização mecânica de materiais e juntas, com pesquisadores especialistas e uma infraestrutura laboratorial de ponta: “O IPT é capaz de entregar essas soluções com custo acessível e em curto prazo, tornando o projeto e, consequentemente a solução tecnológica, muito competitiva”, completa ele.
A Subiter montou uma estrutura particular dentro do laboratório do IPT em São José dos Campos, o que aproxima os parceiros no desenvolvimento do projeto, segundo Batalha: “Isso permite acelerar a dinâmica das atividades: a empresa gera uma variação de parâmetros de processo e a equipe do IPT concebe as evidências técnicas correspondentes de maneira paralela. Essa relação permite uma interação mais flexível, ágil e de forma cooperativa, na qual ganhamos acesso a uma nova tecnologia a qual não estava disponível na infraestrutura original do laboratório”.
INSPEÇÃO DE QUALIDADE – Atualmente, segundo Faria, existem cerca de seis empresas no mundo que dominam a tecnologia de visão computacional com câmeras especiais para inspeção de qualidade. A Subiter é a única no Hemisfério Sul.
“A Subiter é especialista em inspeção não destrutiva utilizando câmeras infravermelhas, empregando a técnica denominada termografia ativa. Nossos algoritmos, em combinação com câmeras especiais, possibilitam a avaliação interna de estruturas, identificando defeitos como trincas e bolhas. O resultado das inspeções lembra uma imagem de raio-x”, afirma ele.
As vantagens da técnica incluem alta velocidade (rápida inspeção de grandes áreas), a não exigência de contato físico com a peça e a vantagem de não ser nociva à saúde (não emprega radiação cancerígena e afins). Essa tecnologia é especialmente adequada para materiais compósitos, como fibra de carbono e fibra de vidro.
Segundo o diretor da Subiter, os resultados do projeto poderão ser aplicados no desenvolvimento de outros estudos e serem transbordados para outros processos como solda TIG e manufatura aditiva de metais, por exemplo: “Os fenômenos que buscamos observar na solda MIG/MAG, como por exemplo a dinâmica da poça de fusão, também ocorrem nesses outros processos, obviamente com particularidades que precisam ser endereçadas. Enxergamos um grande potencial de levar essa tecnologia para outros setores, como o de óleo e gás”.
O projeto tem duração prevista de 36 meses, com término em outubro de 2024.
