Mini-Projecto · Pórtico metálico de suporte, do modelo 3D à lista de materiais
Contexto
A oficina de Metalomecânica Aurora foi contratada para fabricar um pequeno pórtico metálico de suporte (por exemplo, para um alpendre, um telheiro de bicicletas ou uma cobertura ligeira). O cliente entregou apenas as dimensões gerais e pediu um dossiê técnico completo, pronto para ir para a oficina de corte e soldadura.
Foste destacado/a para a equipa de desenho e projeto: tens de modelar o conjunto em 3D, escolher e justificar os perfis e a classe de aço, calcular as ligações, gerar os planificados das peças de chapa, otimizar a lista de corte e entregar a lista de materiais (massa, centro de gravidade, área a pintar) pronta para orçamentação, além dos ficheiros a exportar para a máquina de corte e para o cliente.
Trabalhas individualmente ou a pares, com um software CAD que suporte modelação de estruturas metálicas e de chapa (sheet metal).
Requisitos
Funcionais
- Modelo 3D do pórtico com, no mínimo: 2 colunas e 1 viga em perfis normalizados (IPE, HEA ou HEB), e 2 contraventamentos diagonais em cantoneira (L).
- Pelo menos 2 peças de chapa dobrada (por exemplo, chapa de base e chapa de ligação viga-coluna), com planificado gerado e calculado à mão (fator K e dedução da dobra).
- Dimensionamento de, no mínimo, 1 ligação aparafusada e 1 ligação soldada, com o cálculo apresentado passo a passo.
- Representação da soldadura com simbologia ISO 2553 correta (perna ou garganta, posição do símbolo face ao lado a soldar).
- Lista de corte otimizada por perfil, a partir de barras comerciais de 6,00 m, com o desperdício calculado.
- Lista de materiais final com massa total, centro de gravidade aproximado e área a pintar.
- Exportação do conjunto em STP e de, pelo menos, um planificado em DXF.
Não-funcionais
- Classe de aço identificada e justificada (S235, S275 ou S355) para os perfis principais.
- Nomenclatura de ficheiros consistente (referência da peça + revisão).
- Modelo organizado por camadas/pastas, com os ficheiros nativos guardados além dos exportados.
- Segurança tratada no dossiê: riscos de soldadura, montagem em altura e movimentação de cargas.
Fases
Fase 1 · Levantamento e escolha de perfis (2h) Definir as dimensões gerais do pórtico (altura, vão, inclinação), escolher os perfis por família e a classe de aço, com justificação escrita.
Fase 2 · Modelação 3D dos componentes (4h) Modelar colunas, viga e diagonais como perfis extrudidos; modelar as chapas de base e de ligação no módulo de chapa (sheet metal), com espessura e raio de dobra definidos.
Fase 3 · Montagem e ligações (3h) Montar o conjunto em 3D, posicionando corretamente cada componente; definir os pontos de ligação aparafusada e soldada.
Fase 4 · Cálculo das ligações (3h) Calcular a ligação aparafusada (resistência ao corte) e a ligação soldada (garganta e comprimento útil do cordão), com a simbologia ISO 2553 aplicada no desenho.
Fase 5 · Planificados e quinagem (3h) Gerar o planificado de cada peça de chapa no software e confirmar o resultado com o cálculo manual do fator K e da dedução da dobra.
Fase 6 · Lista de corte e otimização (2h) Construir a lista de corte por perfil, a partir de barras de 6,00 m, e otimizar o aproveitamento (agrupar cortes, testar orientações no caso das chapas).
Fase 7 · Lista de materiais e exportação (2h) Calcular massa total, centro de gravidade aproximado e área a pintar; exportar o conjunto (STP) e os planificados (DXF).
Fase 8 · Apresentação (1h) Apresentar o dossiê à turma, explicando as escolhas de perfil, os cálculos das ligações e a otimização de corte alcançada.
Critérios de avaliação
| Critério | Peso |
|---|---|
| Modelação 3D correta e completa (perfis + chapa) | 20% |
| Escolha e justificação de perfis e classe de aço | 10% |
| Cálculo das ligações (aparafusada + soldada) e simbologia ISO 2553 | 20% |
| Planificados e cálculo da quinagem | 15% |
| Lista de corte otimizada | 10% |
| Lista de materiais (massa, CG, área a pintar) e exportação | 15% |
| Segurança e apresentação do dossiê | 10% |
Erros comuns
- Escolher perfis "por hábito", sem justificar a família nem a classe de aço face à carga esperada.
- Modelar a chapa dobrada como um sólido maciço, perdendo a informação do planificado.
- Trocar a perna (z) pela garganta (a) no cálculo ou na anotação da soldadura.
- Colocar o símbolo de soldadura do lado errado da linha de referência, invertendo o lado a soldar.
- Encomendar uma barra por peça, sem agrupar os cortes por perfil para todo o lote.
- Exportar o conjunto 3D completo em DXF, ou esquecer de confirmar a unidade antes de exportar.
- Esquecer a extração de fumos de soldadura ou permanecer sob uma carga suspensa durante a montagem.
Bónus (opcional)
- Acrescentar um portão ou painel móvel ao pórtico, com uma dobradiça normalizada (órgão de máquina) modelada com a folga de funcionamento correta.
- Escalar o projeto para um lote de 4 unidades e recalcular a lista de corte otimizada, comparando o desperdício com a compra "uma barra por unidade".
- Testar duas orientações de corte para uma chapa e apresentar o ganho de aproveitamento em peças e em percentagem.
- Propor um esquema de pintura (primário + acabamento) e estimar a quantidade de tinta a partir da área a pintar calculada.
Reflexão
No dossiê final, responde: quantos metros de barra e que percentagem de desperdício pouparam ao agrupar os cortes por perfil, em vez de comprar barra a barra por peça? E explica, com um exemplo do teu próprio projeto, porque é que a posição do símbolo de soldadura (acima ou abaixo da linha de referência) tem de ser verificada símbolo a símbolo, e não apenas revista uma vez no fim.