Mini-Projeto · Protótipo de um componente de mobiliário em centro de trabalho CNC
Contexto
A marcenaria "Oficina do Vale" vai lançar uma nova linha de móveis modulares e precisa de validar, antes de encomendar material para a série, o protótipo de um módulo de gaveta com corrediças metálicas, componente que se repete em vários móveis da coleção. Foste contratado para desenvolver esse protótipo, do modelo digital à peça física, com um dossiê que documente todo o processo.
Trabalhas individualmente ou a pares, num software de CAD-CAM, numa máquina CNC da oficina e com as ferramentas manuais e máquinas-ferramentas portáteis disponíveis, e entregas a peça montada mais um pequeno dossiê técnico.
Requisitos
Funcionais
- Protótipo digital validado: modelo CAD com o fundo, as duas laterais e a frente da gaveta, com folgas para corrediças metálicas definidas desde o início.
- Desenhos técnicos completos: vistas, pelo menos um corte e a legenda de cada componente.
- Árvore de produto e lista de materiais, coerentes entre si, incluindo as ferragens.
- Gama operatória documentada, com a ordem das operações de seccionar, orlar, furar/fresar e montar.
- Programa CNC elaborado em CAM para, no mínimo, um dos componentes (a frente ou o fundo), com simulação de maquinagem antes de correr na máquina.
- Protótipo físico montado, com corrediças a funcionar.
Não-funcionais
- Esquadria do conjunto dentro de uma tolerância de ±1 mm nas diagonais.
- Deslizamento suave das corrediças, sem pontos de atrito.
- Uso permanente de EPI durante a maquinagem e a montagem.
- Registo escrito de qualquer desvio e da correção implementada.
Fases
Fase 1 · Requisitos e protótipo digital (3h) Definir função e requisitos da gaveta; construir o pré-protótipo digital; simular montagem e maquinagem; ajustar até obter o protótipo digital final.
Fase 2 · Documentação técnica (3h) Gerar os desenhos técnicos a partir do modelo CAD; construir a árvore de produto; elaborar a lista de materiais.
Fase 3 · Materiais e gama operatória (2h) Selecionar os materiais em catálogo; definir a gama operatória e o fluxo produtivo dos componentes.
Fase 4 · CAD-CAM e programação CNC (4h) Aplicar ferramentas de CAD-CAM; elaborar o programa CNC de, pelo menos, um componente; simular e corrigir antes de exportar.
Fase 5 · Preparação e maquinagem (4h) Preparar as ferramentas na máquina; serrar/aparelhar ou seccionar/orlar os componentes; maquinar na CNC.
Fase 6 · Montagem e controlo (2h) Montar o protótipo; controlar a forma e o funcionamento contra os requisitos definidos; registar desvios.
Fase 7 · Melhoria e apresentação (2h) Implementar melhorias necessárias; preparar e apresentar o dossiê e o protótipo à turma.
Critérios de avaliação
| Critério | Peso |
|---|---|
| Protótipo digital, desenhos técnicos, árvore e lista de materiais | 20% |
| Gama operatória e escolha de materiais | 10% |
| Programa CNC elaborado e simulado corretamente | 20% |
| Maquinagem e montagem do protótipo físico | 25% |
| Controlo, melhoria contínua e registo de desvios | 15% |
| Segurança, EPI e dossiê final | 10% |
Erros comuns
- Avançar para o CAM com o pré-protótipo ainda por validar.
- Desenhar cantos interiores a 90 graus sem alívio compatível com a fresa disponível.
- Lista de materiais sem as ferragens (corrediças, parafusos, cavilhas).
- Trocar a ordem da gama operatória, por exemplo furar antes de orlar.
- Maquinar madeira maciça sem aparelhar antes.
- Apertar a montagem toda antes de verificar o esquadro.
- Corrigir a peça física sem atualizar o protótipo digital.
Bónus (opcional)
- Desenhar e programar um segundo componente da gaveta em CAM, além do obrigatório.
- Propor uma melhoria de processo que reduza o número de operações da gama operatória.
- Construir um segundo protótipo com um material alternativo e comparar o resultado.
Reflexão
No dossiê final, responde: qual foi o ajuste mais importante entre o pré-protótipo e o protótipo digital final, e o que aconteceria se não o tivesses feito? E identifica uma melhoria de produto e uma melhoria de processo que implementaste, ou que implementarias, se repetisses este protótipo.