Mini-Projecto · Componente de mobiliário maquinado em 5 eixos
Contexto
A marcenaria "Curva Certa" vai lançar uma nova linha de mobiliário com um componente decorativo de superfície curva contínua, por exemplo um pé de cadeira curvo de secção variável (pé em sabre), um remate de espaldar ou um puxador escultórico. A peça só é viável com maquinagem a 5 eixos: uma máquina de 3 eixos não consegue a superfície pretendida sem múltiplas fixações e um acabamento pior.
Foste contratado/a como técnico/a de CNC para desenhar, programar, simular e maquinar o componente, do sólido 3D à peça real, entregando um dossiê técnico completo.
Trabalhas individualmente ou a pares, com acesso ao software de CAD-CAM, ao software de programação CNC e simulação e, na fase final, ao centro de trabalho CNC de 5 e 6 eixos da escola ou oficina.
Requisitos
Funcionais
- Desenho sólido 3D do componente, com pelo menos uma face de superfície curva contínua que exija interpolação simultânea a 5 eixos.
- Isolamento do componente no CAD, com as suas cotas e referências definidas.
- Escolha justificada da mesa e do sistema de fixação, e do molde ou gabaril necessário.
- Escolha das ferramentas de corte, com base no catálogo, e respetiva medição e configuração.
- Programa CNC (via CAM ou código ISO direto) com, no mínimo, operações de pré-desbaste e acabamento.
- Simulação completa do programa, sem colisões por resolver.
- Teste em vazio documentado na máquina real.
- Maquinagem de teste de uma peça, com medição face ao desenho técnico.
Não-funcionais
- Cumprimento das normas de segurança e saúde no trabalho e uso de EPI em toda a fase de máquina.
- Registo escrito de cada decisão técnica (fixação, ferramentas, ordem de operações).
- Peça final dentro das tolerâncias definidas no desenho técnico.
- Organização e limpeza da máquina e da área de trabalho ao longo de todo o projeto.
Fases
Fase 1 · Desenho e conceito (4h) Desenhar o componente em sólido 3D, com a superfície curva a justificar a maquinagem a 5 eixos. Definir cotas e tolerâncias.
Fase 2 · Isolamento e planeamento de fixação (2h) Isolar o componente no CAD. Escolher e justificar a mesa, a fixação e, se necessário, desenhar o molde ou gabaril.
Fase 3 · Ferramentas (2h) Escolher as ferramentas de corte no catálogo, para desbaste e acabamento. Montar, medir e configurar cada uma no controlador.
Fase 4 · Programação CAM (5h) Gerar as operações CAM (pré-desbaste, acabamento, e outras operações necessárias como furação ou cavidades), com a estratégia de orientação da ferramenta adequada à curvatura da peça.
Fase 5 · Simulação (3h) Simular o programa completo sobre o modelo da máquina, corrigindo colisões e trajetórias ineficientes até obter uma simulação limpa.
Fase 6 · Teste em vazio e maquinagem de teste (5h) Correr o teste em vazio na máquina real. Fixar o material, maquinar a peça de teste e medi-la contra o desenho técnico.
Fase 7 · Dossiê e apresentação (3h) Compilar o dossiê técnico e apresentar o processo e a peça final à turma, justificando as decisões tomadas.
Critérios de avaliação
| Critério | Peso |
|---|---|
| Desenho sólido e justificação da maquinagem a 5 eixos | 15% |
| Fixação, molde e ferramentas escolhidos e configurados | 15% |
| Programa CNC (CAM ou ISO), operações e sequência corretas | 25% |
| Simulação sem colisões por resolver | 15% |
| Teste em vazio, maquinagem de teste e medição da peça | 20% |
| Segurança, EPI, dossiê e apresentação | 10% |
Erros comuns
- Desenhar uma peça sem uma face que realmente exija 5 eixos, tornando o projeto artificial.
- Escolher a fixação depois de gerar o caminho de ferramenta, em vez de a decidir primeiro.
- Reutilizar offsets de ferramentas antigas sem medir as novas.
- Correr o teste em vazio a pressa, sem observar atentamente cada movimento.
- Avançar para a maquinagem de teste sem resolver todas as colisões assinaladas na simulação.
- Medir a peça "a olho" em vez de a comparar com instrumentos e o desenho técnico.
Bónus (opcional)
- Adicionar uma operação de gravação decorativa na peça, planeada depois do facejamento.
- Produzir uma pequena série (3 a 5 peças) e comparar a repetibilidade das medições.
- Comparar o mesmo componente programado em 3+2 e em 5 eixos simultâneos, e discutir tempos e acabamento.
- Documentar em vídeo o teste em vazio e a maquinagem de teste, para formação de outros alunos.
Reflexão
No dossiê final, responde: porque é que esta peça não podia ser produzida, com o mesmo acabamento, numa máquina de 3 eixos? E descreve um momento concreto em que a simulação, o teste em vazio ou a medição final te obrigaram a corrigir uma decisão anterior.