EMU tecnológico: aquisição de uma máquina de retificação de perfil de engrenagens visando apoiar o desenvolvimento de sistemas inteligentes suportados por modelos de aprendizado de máquina para atender requisitos de mobilidade elétrica

• Processo: 22/11458-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Infraestrutura - Tecnologia e Inovação
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2030
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Processos de Fabricação
• Pesquisador responsável: Alfredo Rocha de Faria
• Beneficiário: Alfredo Rocha de Faria
• Instituição Sede: Divisão de Engenharia Mecânica (IEM). Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Anderson Vicente Borille ; Ronnie Rodrigo Rego
• Assunto(s): Manufatura avançada Engrenagens Tensão residual Inteligência artificial Mobilidade Aprendizado computacional Retificadores Aquisição de equipamentos Equipamentos multiusuários Infraestrutura de pesquisa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Engrenagens | Integridade de superfície | Inteligência Artificial | manufatura avançada | Mobilidade elétrica | tensão residual | Manufatura Avançada

Resumo

A recuperação econômica dos efeitos da pandemia do COVID-19 acelera centrada em uma Agenda ESG (Environmental, Social and Corporate Governance), também denominada "Retomada Verde". A agenda inclui a demanda por soluções imediatas para substituir a propulsão à base de combustíveis fósseis, no qual a mobilidade elétrica emerge globalmente e com impacto em toda a cadeia produtiva. Nesse contexto, tecnologias habilitadoras de manufatura avançada (Indústria 4.0) aparecem como plano de ação essencial para sua viabilização. Os novos requisitos técnicos da mobilidade elétrica vêm acompanhados de desafios como elevadas rotações, aumento da densidade de potência, carregamentos reversos, tolerâncias dimensionais em escala nanométrica, dentre outros. Tais desafios elevam a novos patamares as preocupações com qualidade superficial, durabilidade e confiabilidade de componentes mecânicos, engendrando especial preocupação com elementos de sistemas de transmissões de potência. A utilização de técnicas de inteligência artificial pode contribuir para investigação de problemas que envolvam relações complexas e conjuntos de dados de grande quantidade. Modelos de aprendizado de máquina são essenciais para a criação de processos inteligentes (descentralizados e/ou semi-autônomos) usando dados em tempo real, suportando o desempenho e qualidade esperados pela mobilidade elétrica. Tais tecnologias demandam grande quantidade de dados e condução rigorosa e replicável de resultados, caracterizando a necessidade de disponibilização de um centro de ensaios dedicado à pesquisa. Nesse contexto, a proposta se concebe como um test bed de Indústria 4.0, que permita mostrar, à luz da revolução da mobilidade, a viabilidade de inserção industrial de tecnologias de manufatura avançada.O laboratório que irá sediar esta proposta é o Centro de Competência em Manufatura do ITA (CCM-ITA), que abriga a Unidade EMBRAPII de Transmissão de Potência. O CCM-ITA possui experiência e estruturação formal nas linhas temáticas de mobilidade elétrica e de aplicação de modelos de inteligencia artificial em processos de manufatura. A sua equipe registra patentes, publicações de alto fator de impacto e projetos significativos com as indústrias automotiva, aeronáutica e energia particularmente em propriedades de integridade de superfície induzidas por processos de fabricação. Apesar de já existir uma madura infra-estrutura de usinagem e caracterização de integridade de superfície, não são disponíveis máquinas de usinagem de acabamento, como retificadoras.Visando apoiar projetos de pesquisa que envolvam processos de acabamento, necessários à eletrificação, é primordial a disponibilização de uma máquina de usinagem de acabamento que permita um mapeamento aprofundado dos aspectos relacionados com integridade de superfície, em especial o estado de tensões residuais induzido no componente. Diante do exposto, este projeto visa disponbilizar à pesquisa tecnológica e de inovação no estado de São Paulo, uma máquina de retificação de perfil de engrenagens. O equipamento descrito é amplamente utilizado na cadeia de manufatura de engrenagens e ainda não está disponível em qualquer centro de pesquisa do Brasil. Também são solicitados, como acessórios indispensáveis, sensores e sistemas de aquisição que visam suportar a instrumentação do equipamento apoiando o desenvolvimento e investigação de sistemas inteligentes suportados por modelos de aprendizado de máquina.A escolha de um equipamento de acabamento de engrenagens é justificada pelo fato de que a manufatura de engrenagens se caracteriza como um desafio particular para a eletrificação. São demandadas soluções de maior durabilidade, menor emissão de ruídos e maior eficiência mecânica, simultaneamente. As três demandas passam por uma superfície de qualidade superior, aumentando a importância de estudos de aperfeiçoamento da qualidade e produtividade de operações de acabamento. (AU)