Conformação de tubos fora do padrão: uma década a desafiar as convenções

Dez anos após ter adquirido a Timeless Tube, o diretor-geral Tom McMillan reflete sobre alguns dos projetos que ultrapassaram os limites do que se pensava ser possível — e sobre a razão pela qual questionar os pressupostos pode ser fundamental nesse processo.

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Por Tom McMillan, Diretor-geral da Timeless Tube

Quando adquiri a Timeless Tube, a empresa já contava com mais de 25 anos de experiência especializada na conformação de tubos. Ao longo da última década, continuámos a desenvolver essa base — novos perfis, capacidade de fabrico alargada e aplicações que nunca poderíamos ter previsto.

O que mais me interessa são os pedidos que começam com alguém a pedir algo que não consegue comprar facilmente — ou algo que não temos a certeza absoluta de que conseguimos fabricar. Alguns dos nossos trabalhos mais interessantes surgiram ao testarmos uma ideia que parecia difícil ou improvável e ao descobrirmos que o que parecia ser um limite não era, de todo, um limite.

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«Nunca o fizemos antes» não significa que não seja possível fazê-lo

A experiência em engenharia é valiosa, mas também pode levar-nos a ter ideias preconcebidas sobre o que vai ou não funcionar. Aprendi a questionar as minhas próprias expectativas.

Perante alguns pedidos de informação, a minha primeira reação é pensar que não tenho a certeza de que possamos fazer isso. Às vezes, tentamos e descobrimos que estávamos certos — os materiais nem sempre se comportam como deviam, e já se sabe que os tubos podem saltar, entortar-se e curvar-se quando os levamos ao limite. Mas, por vezes, ficamos agradavelmente surpreendidos.

Um exemplo é o Unform Studio, um estúdio norte-americano de design de iluminação e mobiliário, e a sua obra de iluminação escultural, encomendada e realizada utilizando um dos nossos maiores tubos ovais de faces planas. Foi necessário cortar uma secção de dimensões consideráveis das faces do tubo para acomodar a iluminação LED. O aço inoxidável possui uma elasticidade inerente, pelo que não tínhamos a certeza de como o tubo se comportaria com secções tão grandes cortadas a laser das suas faces.

No entanto, o tubo resistiu bem e o componente resultante integrou-se numa peça acabada de grande impacto visual. A nossa experiência demonstrou que é possível cortar com sucesso, a laser, secções da superfície de outros tubos moldados, permitindo a integração de aberturas, fixações ou acessórios.

É isso que mais gosto nos pedidos invulgares: não se limitam a testar o que se consegue fazer para um cliente. Por vezes, ampliam o que se pode fazer para o próximo.

As diretrizes de conceção não são necessariamente limites de fabrico

Existem boas razões para a existência de diretrizes de conceção. No caso de tubos elípticos e ovais de lados planos, recomendamos geralmente uma relação entre o eixo maior e o eixo menor de cerca de 2:1. À medida que os perfis dos tubos se tornam mais largos e planos, o tubo pode deformar-se, enrugar-se ou mesmo colapsar. No entanto, não existe um valor único que defina o seu limite. Já fabricámos com sucesso tubos com uma relação superior a 5:1.

O diâmetro inicial, a espessura da parede, o tipo de material e o cordão de soldadura são todos fatores que influenciam o resultado. As nossas diretrizes constituem um ponto de partida sensato, não uma regra rígida. Quando um cliente solicita um perfil fora das nossas proporções habituais, avaliamos o material e a aplicação e, quando apropriado, realizamos ensaios. Por vezes, conseguimos ir mais além do que o esperado em termos de geometria.

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A qualidade do perfil final depende inteiramente da qualidade do tubo redondo com que começamos

Fabricamos os nossos tubos a partir de tubos redondos disponíveis no mercado, utilizando um processo de conformação a frio. No entanto, a qualidade e a uniformidade deste material de base são extremamente importantes — a espessura da parede, a uniformidade dimensional, o estado do material e, especialmente no caso dos tubos soldados, a qualidade e a posição do cordão de soldadura, tudo isto influencia a previsibilidade da conformação do tubo.

Podemos aceitar tubos redondos fornecidos gratuitamente quando um cliente ou fornecedor já tem acesso a uma determinada qualidade ou origem, mas temos sempre de verificar se são adequados para a conformação.

Compreender a aplicação, e não apenas o desenho

Saber como o tubo vai ser utilizado pode ser tão importante para nós como conhecer as dimensões. Nem todas as dimensões têm a mesma importância. Pode ser necessário respeitar rigorosamente o eixo principal, mas pode haver mais flexibilidade no eixo secundário; saber isso antecipadamente permite-nos ajustar as ferramentas e o processo para cumprir a dimensão que realmente importa. E se o nosso tubo tiver de se encaixar no interior de outro componente, a largura e a altura totais não dizem tudo — os raios dos cantos e a geometria de encaixe determinam se duas peças «compatíveis» se encaixam.

Quando os clientes nos enviam o componente de acoplamento, isso permite-nos ajustar o tubo durante o fabrico para garantir um bom encaixe. Já fizemos isso com acessórios para barras de empurrar de saídas de emergência e com peças aeroespaciais antigas.

As tolerâncias mais restritas não são, por si só, melhores

Também aprendi a questionar as tolerâncias, em vez de aceitar simplesmente todos os valores indicados num desenho. Por vezes, é-nos pedido que respeitemos tolerâncias muito mais rigorosas do que o necessário para a aplicação — por vezes, essas tolerâncias resultam de predefinições do CAD ou de um modelo padrão, em vez de uma decisão deliberada.

A precisão tem um custo. Respeitar uma tolerância desnecessariamente apertada aumenta o tempo de maquinagem, fabrico, inspeção e produção, sem melhorar o desempenho da peça. Uma conversa com a equipa de engenharia do cliente pode ajudar a determinar quais as dimensões que são verdadeiramente críticas. O objetivo não é fabricar com a tolerância mais apertada teoricamente possível — mas sim fabricar com precisão suficiente para a finalidade a que a peça se destina.

Os tubos perfilados não se resumem apenas à aparência

Quando comprei a empresa, os nossos perfis eram frequentemente referidos como «tubos ornamentais» ou «tubos decorativos». A estética é uma razão fundamental pela qual as pessoas escolhem os nossos tubos — mas esses termos não fazem justiça ao que os tubos são capazes de fazer. Os nossos perfis são também escolhidos para transferência de calor de alto desempenho, maquinaria de produção alimentar, sistemas automóveis… uma gama diversificada de aplicações técnicas e mecânicas. O tubo oval de faces planas é uma forma especialmente eficiente em termos de espaço para engenheiros e designers de produto, não sendo apenas um detalhe estético.

A fabricação de tubos não circulares pode ser mais económica do que a de tubos circulares

O nosso tubo será sempre mais caro do que um tubo redondo disponível no mercado, devido ao processo de conformação adicional. No entanto, vários projetos de clientes demonstraram que um perfil moldado pode compensar esse custo a longo prazo, quando se tem em conta a fabricação.

Numa estrutura fabricada a partir de um tubo oval muito achatado, unimos as extremidades do tubo por prensagem e usinámos um orifício para parafuso que atravessa diretamente ambos os tubos, eliminando a necessidade de quaisquer fixações adicionais. O tubo oval de faces planas apresenta também uma resistência à deflexão impressionante quando orientado no seu eixo menor — permitindo vãos mais longos sem apoios em corrimões, com menos fixações e apoios necessários.

Agora podemos fabricar um tubo oval de faces planas muito maior, a partir de um tubo com 8" de diâmetro exterior, que possui uma secção oca espaçosa para alojar componentes eletrónicos e outros elementos. As suas faces podem acomodar confortavelmente um painel tátil ou uma unidade de controlo. Este grande tubo FSO em aço inoxidável oferece aos fabricantes um formato que otimiza o espaço e requer menos fixações.  

O custo do tubo representa apenas uma parte do custo total de uma peça. Menos fixações, menos suportes e menos tempo de montagem podem compensar o investimento inicial.

Existe uma discrepância entre o que é possível fazer e o que as pessoas sabem que é possível fazer

Ainda existe uma lacuna considerável entre o que é técnica e comercialmente possível com tubos e o que o mercado presume estar disponível. Encontramos regularmente designers, engenheiros e compradores que partem do princípio de que, se um perfil não estiver em stock, a sua produção implica uma produção à medida e uma encomenda de grande volume. Não é assim. Na Timeless Tube, partimos de tubos redondos disponíveis no mercado e moldamo-los a frio para obter um perfil não circular — as encomendas podem variar entre um único comprimento e milhares, pelo que um cliente pode criar protótipos e testar uma nova geometria sem se comprometer com volumes de produção.

O que é particularmente impressionante é a grande variedade que resulta de uma gama reduzida de materiais padrão. Quando analisámos recentemente os nossos dados de produção, verificámos que 72% dos tubos que produzimos provinham de apenas cinco diâmetros exteriores redondos: 19,05 mm, 25,4 mm, 31,8 mm, 38,1 mm e 50,8 mm. Esses cinco tamanhos iniciais transformaram-se em perfis ovais de lados planos, ovais elípticos, quadrados com cantos arredondados, em forma de D e outros, utilizados em setores totalmente diferentes.

Para o comércio de metais, isso representa uma oportunidade. O acionista pode já estar a fornecer exatamente o tubo redondo de que precisamos como matéria-prima. Podemos já dispor do equipamento necessário para o transformar no perfil que o cliente deles pretende — ou num perfil de dimensões semelhantes que cumpra a mesma função. E, nos casos em que isso não for possível, podemos avaliar se é viável desenvolver um novo perfil. Um comerciante não precisa de ter em stock centenas de perfis especializados para que os clientes tenham acesso aos mesmos; o que precisa é de uma ligação entre o material que já circula na cadeia de abastecimento e a capacidade de fabrico necessária para o moldar.

Após dez anos, o que me surpreende é o número de potenciais clientes que ainda não sabem que podemos moldar desta forma. O que significa que, neste preciso momento, estão a ser recusados pedidos de informação em todo o setor metalúrgico que poderiam traduzir-se em negócios para todos nós.

Design acessível e abordagem centrada no utilizador

Reconheço sem reservas que a inovação da Timeless Tube se deve aos clientes que fazem perguntas, em vez de se contentarem com o tubo circular padrão.

Penso que o design acessível é uma área em que esse questionamento é mais importante e onde gostaria de ver mais disso na próxima década.

Um dos melhores exemplos em que estivemos envolvidos é um projeto da GKV Architects, que optou pelo nosso corrimão oval num Centro Infantil Governamental em Nova Iorque. Os corrimões foram instalados a duas alturas diferentes, com dimensões distintas para crianças e adultos. O corrimão de tubo circular, que é praticamente o padrão em espaços públicos, não é tão fácil de agarrar como um de perfil oval. Mas a GKV não se limitou a afastar-se do padrão; concebeu o projeto tendo em conta dois tipos de mãos muito diferentes que utilizam a mesma escadaria.

Vimos esse mesmo instinto mais perto de casa, com uma estrutura oval de lados planos para um quiosque interativo acessível no Aeroporto John Lennon, em Liverpool, que foi inclinada de forma a proporcionar um melhor acesso aos utilizadores de cadeiras de rodas. O perfil de face plana, além de ser mais fácil de montar do que um tubo redondo, foi também escolhido porque não se projetava para o espaço circundante da mesma forma que uma secção circular o faria, tornando-o um design mais acessível para utilizadores de cadeiras de rodas. O tubo oval de face plana foi especificado porque alguém pensou na forma como o objeto seria utilizado e, a partir daí, trabalhou de forma retroativa.

Gostaria de ver esta abordagem centrada no utilizador aplicada com mais frequência à arquitetura urbana, nomeadamente em postes de amarração, postes e mobiliário urbano. Os tubos utilizados nestas aplicações são, muitas vezes, circulares mais por costume do que por escolha de design. Uma abordagem de design centrada no utilizador dá prioridade às pessoas e às suas necessidades e envolve, frequentemente, testar ideias com os próprios utilizadores, para que as soluções se adaptem verdadeiramente às suas vidas quotidianas. O nosso processo funciona bem para este tipo de prototipagem, porque o nosso processo de fabrico flexível nos permite fazer iterações com relativa facilidade.

Após dez anos, é esse o padrão que quero continuar a incentivar: clientes que nos apresentam um problema e nos pedem para descobrir se existe uma abordagem melhor para o trabalho. É assim que muitos dos melhores projetos começam.»

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Tom McMillan, Diretor-geral, Timeless Tube

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