Máquina de laminação plana da Baier & Michels e o processo ECCO TEC – processo combinado de prensagem e laminação para fabricação de peças de precisão sem rebarbas

Revolução na engenharia mecânica: como este novo processo de laminação economiza 80% de material

A entrega e instalação de um laminador de matriz plana de 125 toneladas na unidade de Rohrbach, em Ober-Ramstadt, representa muito mais do que uma façanha logística em um fim de semana nevado de janeiro. Por trás desse evento, está uma transformação fundamental da manufatura industrial, exemplificando como as empresas alemãs devem responder à crescente pressão competitiva global. O sistema desenvolvido pela Baier & Michels representa uma resposta tecnológica a uma questão existencial: a manufatura altamente automatizada e sem cavacos pode compensar as vantagens de custo dos concorrentes asiáticos, atendendo simultaneamente aos imperativos ecológicos?

Disrupção tecnológica na fabricação de peças de precisão

Uma máquina de laminação com mandíbulas planas representa uma mudança fundamental de paradigma na produção de peças de precisão com hastes longas. O processo baseia-se no princípio da conformação a frio utilizando duas mandíbulas planas de laminação contrarrotativas, uma das quais é estacionária enquanto a outra se move horizontalmente por meio de um mecanismo de manivela. A peça, posicionada entre as mandíbulas, é progressivamente conformada pela geometria em forma de cunha das mandíbulas de laminação, que simultaneamente giram e reduzem sua área de seção transversal.

Ao contrário das máquinas de laminação com matriz rotativa, que operam continuamente e atingem taxas de ciclo mais elevadas, as máquinas de matriz plana oferecem vantagens decisivas para lotes de tamanho médio e geometrias complexas. O principal benefício reside nos custos de investimento significativamente menores, aliados à flexibilidade, tornando o processo particularmente adequado para o panorama da indústria de médio porte na Europa. A tecnologia b&m-ECCO TEC, desenvolvida pela Baier & Michels, combina processos de prensagem e laminação em um processo de fabricação sem cavacos, capaz de produzir componentes tradicionalmente fabricados por meio de múltiplas etapas de usinagem em um único processo integrado.

A importância dessa tecnologia só se torna evidente quando comparada à usinagem convencional. Hastes de pistão, fusos de ajuste e eixos de transmissão são normalmente fabricados por torneamento, fresamento, corte de engrenagens, tratamento térmico e retificação final – um processo de múltiplas etapas, que consome muita energia e material. A conformação a frio sem cavacos, por outro lado, utiliza a matéria-prima quase que completamente, pois não gera cavacos. É possível obter uma economia de material de até 80% em peças complexas conformadas a frio. Essa economia se traduz em benefícios ambientais significativos: as emissões de CO2 diminuem em até 67%, pois os processos de reciclagem de cavacos metálicos, que consomem muita energia, são eliminados, e a demanda por recursos primários é drasticamente reduzida.

O encruamento do material durante o processo de conformação oferece uma vantagem metalúrgica adicional. As fibras do material não são rompidas; em vez disso, a densidade de discordâncias nas redes cristalinas aumenta, resultando em uma estrutura superficial mais densa e particularmente resistente. Esse encruamento pode eliminar a necessidade de tratamentos posteriores, como têmpera, e simultaneamente possibilita valores de resistência superiores aos de componentes usinados. Para aplicações críticas de segurança em cilindros hidráulicos, onde as hastes dos pistões são submetidas a enormes forças de compressão e tração, isso representa uma melhoria significativa na qualidade.

Importância estratégica para a engenharia mecânica alemã

O investimento de 20 milhões de euros da Baier & Michels, membro do Grupo Würth com cerca de 500 funcionários, deve ser analisado no contexto de uma ameaça fundamental à base industrial alemã. A engenharia mecânica alemã, tradicionalmente a espinha dorsal desta nação voltada para a exportação, com mais de 1,2 milhão de funcionários e uma participação nas exportações superior a 70%, enfrenta um ataque sistemático de concorrentes chineses.

Embora a participação da Alemanha no mercado global de exportações de máquinas tenha caído para 15,2% entre 2013 e 2023, a participação da China subiu de 14,3% para 22,1% no mesmo período. Essa mudança não se deve apenas a vantagens comparativas de custo, mas também a uma ofensiva de política industrial: em 2019, os fabricantes chineses de máquinas receberam subsídios diretos e indiretos, em média, de € 15,7 milhões por empresa, o que lhes permitiu oferecer produtos a preços que, por vezes, são 50% inferiores aos praticados na Alemanha. Ao mesmo tempo, 61% dos membros da VDMA preveem que terão apenas uma posição competitiva mediana ou fraca daqui a cinco anos.

Nesse contexto, a decisão da Baier & Michels de investir € 20 milhões em sua unidade de Ober-Ramstadt, contrariando a tendência de transferir a produção para o exterior, representa um movimento de posicionamento estratégico. O diretor-geral, Jörg Pohl, explicou claramente a justificativa: a tecnologia de produção no novo galpão oferece vantagens tão significativas que novos investimentos nessa tecnologia são uma certeza. Ele afirmou que a empresa desenvolveu produtos praticamente incomparáveis ​​e que proporcionam benefícios tão elevados aos clientes que, por exemplo, os custos com mão de obra não são a principal preocupação.

Esta declaração revela tanto o dilema central quanto a possível solução. Os custos de mão de obra na Alemanha são estruturalmente mais altos do que na Ásia, mas processos de fabricação altamente automatizados e com uso intensivo de tecnologia podem mais do que compensar essa desvantagem, se reduzirem simultaneamente os tempos de produção de oito a dez vezes e diminuírem drasticamente os custos de materiais. A tecnologia b&m-ECCO TEC cria, portanto, uma vantagem competitiva que não pode ser replicada em países com baixos salários simplesmente reduzindo custos.

Jana Tischler, Diretora de Vendas para Novos Clientes da Baier & Michels, enfatizou a forte pressão do mercado asiático como um aspecto estratégico adicional. A máquina garante a segurança da unidade de produção da empresa na Alemanha, ao mesmo tempo que assegura rotas de transporte muito curtas dentro da Europa. Essa declaração aponta para uma vantagem estrutural que vem ganhando importância devido aos desenvolvimentos geopolíticos. A resiliência das cadeias de suprimentos globais tornou-se uma prioridade desde as interrupções e tensões geopolíticas relacionadas à pandemia. Cadeias de valor locais ou regionais minimizam os riscos de transporte, reduzem as emissões e permitem tempos de resposta mais rápidos às necessidades dos clientes.

A decisão de localizar a produção na Alemanha, em vez de relocalizá-la para países vizinhos da UE ou repatriá-la da Ásia, também deve ser avaliada sob uma perspectiva macroeconômica. Estudos mostram que, embora uma estratégia de relocalização intersetorial reduza as dependências, ela também acarreta perdas significativas de prosperidade. A relocalização completa reduziria o PIB da Alemanha em quase 10%, uma vez que as vantagens de especialização da divisão global do trabalho seriam perdidas. No entanto, a relocalização estratégica pode ser benéfica em setores-chave com alto valor agregado e complexidade tecnológica, especialmente quando combinada com ganhos de produtividade por meio das tecnologias da Indústria 4.0.

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Sinergias econômicas e ecológicas

O reconhecimento com o Prêmio Alemão de Sustentabilidade 2025 destaca o duplo benefício da tecnologia: eficiência econômica e eficácia ecológica. O júri reconheceu explicitamente sua contribuição para a redução do consumo de recursos primários e os ganhos de eficiência em um setor de alta demanda. Ao fortalecer as cadeias de valor regionais e evitar o transporte de longa distância, o processo também contribui para a redução das emissões.

Essa combinação é extremamente relevante do ponto de vista da política industrial. A taxonomia da UE e as metas climáticas mais rigorosas estão forçando as empresas a descarbonizar sua produção. Ao mesmo tempo, os custos de energia na Europa estão aumentando estruturalmente acima dos níveis asiáticos, comprometendo a competitividade das indústrias de uso intensivo de energia. Tecnologias que combinam reduções drásticas de CO2 com economia de custos estão, portanto, se tornando um fator competitivo fundamental.

A eficiência material da conformação a frio tem impacto em vários níveis. Primeiro, o consumo direto de material diminui, o que, considerando a volatilidade atual dos preços das matérias-primas, reduz imediatamente os custos de produção. Segundo, os custos de descarte de cavacos metálicos são eliminados. Terceiro, o consumo de energia é significativamente reduzido, pois não há necessidade de tratamento térmico intensivo em energia e a própria conformação a frio ocorre à temperatura ambiente. Quarto, a maior precisão das peças conformadas permite tolerâncias mais rigorosas sem processos subsequentes de retificação, resultando em economia adicional de energia e tempo.

A perspectiva da economia circular reforça essas vantagens. A utilização quase completa dos materiais minimiza a necessidade de matérias-primas primárias. Ao mesmo tempo, os componentes conformados a frio são mais duráveis ​​devido à sua maior resistência, o que prolonga o ciclo de vida do produto e reduz o consumo de recursos durante toda a sua fase de utilização. Estudos mostram que reduções de CO2 de até 30% podem ser alcançadas prolongando a vida útil dos componentes por meio de processos de fabricação otimizados.

Áreas de aplicação e relevância industrial

A importância da tecnologia de laminação plana torna-se evidente nas áreas de aplicação das peças de precisão fabricadas. As hastes de pistão são componentes essenciais em cilindros hidráulicos utilizados em máquinas de construção, equipamentos de mineração, instalações offshore e prensas industriais. Esses cilindros convertem a pressão hidráulica em força mecânica e devem suportar cargas extremas. A qualidade da haste do pistão — seu acabamento superficial, retidão, dureza e resistência — determina significativamente a confiabilidade operacional e a vida útil de todo o sistema hidráulico.

Eixos de acionamento e eixos de transmissão são encontrados em máquinas-ferramenta, sistemas de posicionamento e caixas de engrenagens. Eles transmitem torque ou convertem rotação em movimento linear, exigindo a mais alta precisão e capacidade de carga. A possibilidade de fabricar tais componentes sem usinagem, com perfis complexos e diâmetros variáveis ​​ao longo do eixo longitudinal, abre novas possibilidades para os projetistas em projetos de construção leve e design com funções integradas.

O mercado para esses componentes é substancial. Estima-se que o mercado global de cilindros hidráulicos, por si só, movimente vários bilhões de euros anualmente, com demanda crescente impulsionada pela expansão de energias renováveis, projetos de infraestrutura e automação industrial. A capacidade de produzir essas peças de forma significativamente mais rápida, econômica e sustentável não só confere aos fabricantes uma vantagem competitiva, como também reduz custos em toda a cadeia de valor.

Isso é particularmente relevante no contexto da eletromobilidade e da construção leve. A conformação a frio permite a produção de componentes mais leves com a mesma resistência ou com maior resistência e o mesmo peso. Isso é crucial para sistemas de acionamento elétrico e suportes de baterias, onde cada quilograma economizado aumenta a autonomia ou reduz a capacidade da bateria. A conformação a frio também possibilita o uso de materiais de base mais econômicos, que adquirem as propriedades mecânicas necessárias por meio do processo de conformação.

Desafio logístico e complexidade operacional

O transporte e a instalação da máquina de 125 toneladas ilustram a complexidade de projetos industriais de grande escala. Um veículo de transporte pesado trouxe a peça central de 100 toneladas da Bélgica para Rohrbach ao longo de três noites, acompanhado por outros seis caminhões que transportavam componentes adicionais. Guindastes especiais tiveram que içar a parte da máquina através do telhado do prédio da fábrica recém-construído. Apesar do planejamento cuidadoso, atrasos na chegada dos telhadistas devido às condições climáticas adversas das estradas e dificuldades na remoção dos elementos do telhado instalados permanentemente resultaram em um atraso de quatro horas.

Esses desafios são sintomáticos das exigências dos modernos sistemas de manufatura. A própria máquina foi construída na Bélgica, enquanto o galpão de produção foi erguido em paralelo em Rohrbach – um exemplo da divisão internacional do trabalho, mesmo em projetos europeus. A coordenação da construção do galpão, da fabricação da máquina, do transporte, da montagem do guindaste e da instalação final exige um gerenciamento de projeto preciso e a integração de inúmeros especialistas.

Após a instalação da máquina, inicia-se a fase de comissionamento e inicialização da produção. Durante essa fase, os parâmetros do processo devem ser otimizados, as ferramentas ajustadas e os funcionários treinados até que a produção em série esteja pronta e os tempos de ciclo previstos possam ser alcançados de forma confiável.

Integração da digitalização e da Indústria 4.0

Os laminadores modernos estão cada vez mais equipados com funcionalidades da Indústria 4.0. Sensores registram parâmetros do processo em tempo real, sistemas de controle de autoaprendizagem compensam automaticamente as variações específicas do material e os dados das ferramentas são lidos automaticamente por meio de código DMC. Essa integração digital possibilita a rastreabilidade das peças, a manutenção preditiva e a otimização contínua do processo.

O sistema de controle de autoaprendizagem desenvolvido pela Baier & Michels representa uma vantagem competitiva exclusiva. Esses sistemas adaptativos são cruciais para a lucratividade, pois reduzem o desperdício, diminuem os tempos de preparação e maximizam a utilização da planta. Em um setor onde as margens estão diminuindo devido à pressão sobre os preços, a diferença entre 85% e 95% de utilização da planta pode significar a diferença entre lucro e prejuízo.

A digitalização também abre caminho para novos modelos de negócios. Manutenção remota, manutenção preditiva e consultoria de processos baseada em dados podem ser comercializadas como serviços adicionais. A integração da máquina com o sistema de planejamento de produção permite ajustes quase em tempo real às flutuações de pedidos e otimiza a gestão da cadeia de suprimentos.

Uma empresa de médio porte mostra como se faz: o modelo para a competitividade da Alemanha

O desenvolvimento na Baier & Michels exemplifica um possível caminho para a engenharia mecânica alemã: liderança tecnológica por meio da inovação de processos, sustentabilidade como fator de diferenciação e segurança estratégica da unidade por meio de saltos de produtividade. O sucesso dessa estratégia depende de diversos fatores.

Em primeiro lugar, o quadro político deve ser adequado. Custos de energia, burocracia, carga tributária e qualidade da infraestrutura são fatores-chave para determinar a atratividade de uma região. A VDMA (Federação Alemã de Engenharia) defende, com razão, reformas fundamentais: melhoria da infraestrutura, competitividade internacional do sistema tributário, redução de entraves regulatórios e garantia de preços de energia acessíveis. Sem essas melhorias estruturais, a excelência tecnológica de empresas individuais não será suficiente para estabilizar a região como um todo.

Em segundo lugar, a escalabilidade é crucial. A tecnologia b&m-ECCO TEC precisa se consolidar no mercado e ser aplicada em quantidades significativas para alcançar um impacto generalizado. Isso requer depoimentos convincentes de clientes, transferência de tecnologia e, potencialmente, licenciamento para outros fabricantes. O Grupo Würth, com sua rede global e solidez financeira, pode atuar como um multiplicador nesse processo.

Em terceiro lugar, a intensidade da pesquisa e desenvolvimento deve ser mantida. As 28.000 horas de trabalho de desenvolvimento para a máquina atual demonstram a inovação contínua que é necessária. O financiamento público para pesquisa, as colaborações com universidades e institutos de pesquisa e a proteção da propriedade intelectual são fatores críticos de sucesso.

Em quarto lugar, a dependência do mercado chinês não pode ser ignorada. A China é o segundo mercado de exportação mais importante para a engenharia mecânica alemã e, ao mesmo tempo, o principal fornecedor de máquinas da Alemanha. Uma separação unilateral acarretaria perdas significativas em termos de prosperidade. A estratégia deve, portanto, encontrar um equilíbrio entre a diversificação dos mercados de vendas, o aumento da competitividade na Europa e a cooperação seletiva com a China em áreas não críticas.

A instalação da maior máquina de laminação plana do mundo em Rohrbach é, portanto, mais do que uma obra-prima da engenharia. É uma declaração sobre a viabilidade futura da Alemanha como polo industrial – uma prova de que países com altos salários podem se manter competitivos globalmente por meio da inovação, sustentabilidade e excelência tecnológica. Se este exemplo abrirá precedentes ou permanecerá uma exceção, só o tempo dirá. Uma coisa é certa: a corrida não está perdida, mas a distância para a concorrência diminui a cada reforma adiada e a cada investimento perdido.

Konrad Wolfenstein

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