Sebenta · Programar e executar corte otimizado de painel (nesting) em centros de trabalho CNC para mobiliário e carpintaria

Introdução

Esta sebenta ensina a programar e executar o corte otimizado de painel, a técnica conhecida por nesting, em centros de trabalho CNC usados no fabrico de mobiliário e carpintaria. Partimos do desenho técnico de um produto, decompomos o móvel em componentes, otimizamos a sua disposição sobre a placa com software dedicado e terminamos com o corte real na máquina, em segurança e com qualidade.

O percurso segue a ordem de trabalho de um técnico de CNC em madeira e mobiliário: ler o desenho, decompor o produto em componentes, listar os componentes por material e espessura, escolher a placa, otimizar a distribuição dos componentes sobre a placa com software de otimização de corte, fixar a placa, programar e simular o centro de trabalho e executar o corte, registando e etiquetando peças e sobras, sempre a cumprir as normas de segurança e saúde no trabalho e as normas da qualidade.

Objetivos de aprendizagem (referencial): efetuar a decomposição em componentes de uma peça de mobiliário e carpintaria a fabricar em placa ou painel; organizar a distribuição e disposição dos componentes sobre as placas com software de otimização de corte; e aplicar técnicas de corte otimizado de placa e painel, no fabrico de componentes, em centros de trabalho CNC para mobiliário e carpintaria.

Como usar esta sebenta. Cada capítulo explica um passo do processo e termina, quase sempre, com um exemplo resolvido passo a passo. Um mesmo armário acompanha toda a sebenta, para ligares cada conceito a um caso concreto. As contas usam unidades do sistema internacional: medidas de peças em milímetros (mm), áreas de placa em metros quadrados (m²), rotações em rotações por minuto (rpm), avanços em milímetros ou metros por minuto e velocidades de corte em metros por segundo (m/s).

Uma nota sobre números. Os valores de parâmetros de corte, folgas entre portas, margens e tolerâncias que aparecem nos exemplos são valores de exercício, escolhidos para as contas serem claras. Na oficina, mandam sempre o catálogo do fabricante da ferramenta, o manual da máquina e as regras de qualidade da empresa.

1. Nesting: o que é e porque se otimiza o corte de painel

O que é o nesting

O nesting é a técnica de corte de placa em que os componentes de um ou vários produtos são dispostos e encaixados sobre a mesma placa inteira, de forma a aproveitar ao máximo a área disponível, e depois maquinados num único programa CNC, normalmente com uma fresa, sobre uma mesa plana de vácuo. O nome vem do verbo inglês "to nest", aninhar ou encaixar: as peças arrumam-se umas junto das outras como as peças de um puzzle.

No nesting, a placa entra na máquina inteira e sai transformada num conjunto de componentes já cortados, e muitas vezes já furados, ranhurados e etiquetados. É esta concentração de operações numa só fixação que distingue o nesting de outros métodos de corte de painel.

A técnica aplica-se sobretudo a placas derivadas de madeira (aglomerado de partículas, MDF, contraplacado, com ou sem revestimento melamínico) e é central no fabrico de mobiliário de cozinha, roupeiros, mobiliário de escritório, lojas e expositores, e em muitas peças de carpintaria de interiores.

Importância da otimização do corte

Na maior parte dos móveis em painel, a placa é a matéria-prima que mais pesa no custo dos materiais. Cada ponto percentual de placa desperdiçada é dinheiro pago ao fornecedor e depois pago outra vez para remover, transportar e eliminar o resíduo. Otimizar o corte serve para:

• Reduzir o desperdício: menos placas compradas para o mesmo número de componentes.
• Reduzir o tempo de máquina: menos placas a carregar, fixar e descarregar.
• Organizar a produção: saber, antes de cortar, quantas placas de cada material e espessura vão ser precisas.
• Aproveitar sobras: planear retalhos reutilizáveis em vez de aparas sem uso.
• Reduzir o impacto ambiental: menos madeira consumida e menos resíduos por produto.

Exemplo resolvido · Quanto vale um ponto de aproveitamento

Uma oficina corta 2 000 placas de aglomerado melamínico por ano. Admite, só para a conta, que cada placa custa 50 €.

1. Custo anual de placa: 2 000 x 50 = 100 000 €.
2. Se o aproveitamento médio subir 1 ponto percentual, a oficina precisa de cerca de 1% menos placas para os mesmos componentes: 1% de 2 000 = 20 placas.
3. Poupança: 20 x 50 = 1 000 € por ano, só em placa, sem contar tempo de máquina e resíduos.

O preço de 50 € é hipotético; o raciocínio é o que interessa: pequenas melhorias de aproveitamento, repetidas em milhares de placas, têm um valor anual grande.

Vantagens e desvantagens do nesting

O âmbito de aplicação do nesting

O nesting é a escolha certa quando:

• há muitos componentes diferentes, em quantidades pequenas, a retirar da mesma placa (produção por encomenda, "lote um");
• há formas não retangulares: tampos com cantos arredondados, peças curvas, recortes para lava-loiças ou tomadas;
• os componentes levam furação e ranhuras que se podem fazer na mesma fixação;
• a empresa quer reduzir o manuseamento de peças entre máquinas.

Quando os componentes são quase todos retangulares, em grandes séries e sem furação, uma seccionadora (serra de painel com programa de corte) corta mais depressa e perde menos material em cada corte. Muitas fábricas usam as duas: seccionadora para as peças retangulares em série e nesting para peças de forma e encomendas variadas.

Nesting ou seccionadora

2. Do desenho técnico à decomposição em componentes

Ler o desenho técnico do produto

Antes de qualquer corte, o técnico interpreta os desenhos técnicos do móvel ou da peça de carpintaria a fabricar: vistas (planta, alçados), cortes, pormenores construtivos, perspetiva de conjunto e, quando existe, a lista de materiais. Do desenho retira-se:

• Dimensões gerais do produto (largura x profundidade x altura) e cotas de cada componente.
• Materiais, espessuras e revestimentos (por exemplo, aglomerado melamínico branco de 18 mm, MDF cru de 6 mm).
• Orlas: que arestas levam orla e de que espessura.
• Sentido do veio ou do padrão decorativo, quando o revestimento o tem (folha de madeira, melamínico imitação de madeira).
• Sistema construtivo: que peças ficam entre que peças (tampo sobre as laterais ou entre elas), costas sobrepostas ou em ranhura, portas sobrepostas ou embutidas.
• Furações, ranhuras, rebaixos e ferragens (dobradiças, suportes de prateleira, cavilhas, excêntricos).
• Escala do desenho e tolerâncias a respeitar.

Identificar nos desenhos técnicos os componentes a fabricar por corte de painel é uma aptidão exigida pelo referencial: nem tudo o que está no desenho sai da placa (puxadores, calhas, pés metálicos e ferragens compram-se), e nem tudo o que sai da placa aparece cotado em separado.

A decomposição em componentes

Decompor é separar o produto de mobiliário ou carpintaria nos seus componentes individuais em placa, cada um com a sua forma, dimensões de corte, espessura, material e quantidade definidos. É a primeira realização exigida pelo referencial da UC.

Metodologia de decomposição:

1. Identificar cada componente no desenho técnico e dar-lhe um nome e um código.
2. Perceber o sistema construtivo: que componente passa inteiro e que componente fica entre outros.
3. Calcular as dimensões finais de cada componente, descontando a espessura dos componentes que o limitam e as folgas de montagem.
4. Calcular as dimensões de corte, descontando as orlas quando a empresa corta a peça já com essa dedução.
5. Confirmar o material, a espessura e o sentido do veio de cada componente.
6. Assinalar furações, ranhuras e recortes próprios de cada peça.
7. Contar a quantidade de cada componente repetido no produto e multiplicar pelo número de produtos da encomenda.

Exemplo resolvido · Decomposição de um armário

Armário com caixa de 800 mm de largura, 400 mm de profundidade e 2 000 mm de altura, em aglomerado melamínico de 18 mm. Sistema construtivo escolhido para o exercício:

• as laterais vão de cima a baixo (altura total);
• o tampo e a base ficam entre as laterais;
• as costas, em MDF de 6 mm, são sobrepostas e aparafusadas no tardoz, com a medida exterior da caixa;
• as prateleiras ficam entre as laterais e recuadas 20 mm em relação à frente;
• as portas são duas, sobrepostas, com folga de 2 mm em cada aresta exterior, 4 mm entre as duas portas e 5 mm em cima e em baixo (folgas de exercício).

Cálculos, passo a passo:

1. Laterais: profundidade 400 mm, altura total 2 000 mm → 400 x 2 000 mm.
2. Tampo e base: ficam entre as laterais, por isso a largura é 800 menos 2 x 18 = 800 - 36 = 764 mm → 764 x 400 mm.
3. Prateleiras: largura igual à do tampo (764 mm); fundo 400 - 20 = 380 mm → 764 x 380 mm.
4. Costas: medida exterior da caixa → 800 x 2 000 mm, em MDF de 6 mm.
5. Portas: largura total a cobrir 800 mm; folgas somadas 2 + 4 + 2 = 8 mm; duas portas → (800 - 8) / 2 = 396 mm. Altura 2 000 - 5 - 5 = 1 990 mm → 396 x 1 990 mm.

Verificação. A soma das larguras na frente fecha: 18 + 764 + 18 = 800 mm. Não descontar as espessuras das laterais no tampo, na base e nas prateleiras é o erro mais frequente de quem decompõe um móvel pela primeira vez: as peças ficariam 36 mm maiores e não entrariam na caixa.

Este armário acompanha toda a sebenta.

Orlas e dimensões de corte

Quando uma aresta leva orla (fita de melamina, ABS ou folha de madeira colada no bordo), a dimensão final da peça inclui a espessura da orla. Muitas empresas cortam a peça já descontada da espessura da orla, para que a peça orlada fique com a medida do desenho; outras preferem cortar com sobremedida e retificar a aresta na orladora. A regra é da empresa e tem de estar escrita.

Exemplo: uma prateleira de 764 x 380 mm leva orla de 2 mm só na aresta da frente (uma das arestas de 764 mm). Se a regra da oficina for descontar a orla, a dimensão de corte passa a 764 x 378 mm, porque só a medida perpendicular à aresta orlada (o fundo) perde os 2 mm. Se levasse orla nas duas arestas de 380 mm, a largura de corte seria 764 - 2 - 2 = 760 mm.

Realizar a listagem de componentes por material e espessura

O software de otimização trabalha por placa, e uma placa tem um só material, uma só espessura e um só revestimento. Por isso, a listagem de componentes organiza-se primeiro por material, depois por espessura, depois por revestimento ou cor. No armário:

Cada linha da listagem deve ter, pelo menos: código, designação, quantidade, comprimento, largura, espessura, material, sentido do veio (se rodar ou não), orlas e o produto ou encomenda a que pertence. A convenção de medidas tem de ser clara: em muitas listagens, o comprimento é a medida no sentido do veio ou do padrão da placa, e a largura a medida perpendicular. Trocar as duas numa peça com veio dá uma peça com o padrão atravessado.

3. Tipos de placas e painéis

Diferenciar os tipos de placas e painéis é uma aptidão do referencial, porque cada placa se corta, se fixa e se comporta de maneira diferente na máquina.

Existem ainda versões hidrófugas (resistentes à humidade, para cozinhas e casas de banho) e ignífugas (com melhor reação ao fogo), que se cortam como as normais mas não se misturam com elas na listagem, porque são materiais diferentes.

Formatos, espessuras e revestimentos

• Formatos: dependem do fabricante e do material. Em aglomerado melamínico são comuns formatos como 2 750 x 1 830 mm e 2 800 x 2 070 mm; em contraplacado e em alguns MDF encontra-se muito o 2 440 x 1 220 mm. Confirma sempre o formato no catálogo do fornecedor e no stock do armazém.
• Espessuras: de 3 mm, em HDF e contraplacado fino, a 30 mm ou mais, em tampos; 16 a 19 mm são as espessuras mais usadas em caixas de móveis.
• Revestimentos: melamina (papel decorativo impregnado de resina), folha de madeira natural, laminado de alta pressão (HPL), laca aplicada depois do corte, ou placa em bruto.

O revestimento influencia diretamente o corte: uma placa melamínica de duas faces lasca com facilidade na face de cima ou na de baixo se a fresa não for a adequada, o que leva ao uso de fresas de compressão. Um revestimento com veio ou padrão impede a rotação livre das peças no plano de corte.

Exemplo resolvido · Área e número de placas

Uma encomenda precisa de 14,5 m² de componentes em aglomerado melamínico de 18 mm. A placa em stock mede 2 750 x 1 830 mm.

1. Área de uma placa: 2,75 x 1,83 = 5,0325 m².
2. Número mínimo teórico de placas: 14,5 / 5,0325 = 2,88, ou seja, pelo menos 3 placas.
3. Com um aproveitamento realista de 80%, cada placa dá 5,0325 x 0,80 = 4,026 m² de peças: 14,5 / 4,026 = 3,6, ou seja, 4 placas a encomendar.

O número teórico (área a dividir por área) nunca chega, porque há sempre corte, margens e espaços que não se aproveitam.

4. Centros de trabalho CNC para nesting

A máquina de nesting

Um centro de trabalho CNC para nesting é uma máquina de controlo numérico, normalmente em pórtico, com uma mesa plana onde a placa inteira é fixada por vácuo. Os elementos principais são:

• Mesa plana de vácuo: superfície com canais e zonas ligadas a uma bomba de vácuo; sobre ela assenta uma placa de sacrifício, e sobre esta a placa a cortar.
• Eletromandril (electrospindle): motor que faz rodar a ferramenta a alta rotação.
• Armazém de ferramentas e troca automática: guarda fresas e brocas e troca-as durante o programa.
• Grupo de furação: conjunto de brocas verticais (e por vezes horizontais) que furam várias posições de uma vez.
• Agregados: acessórios montados no eletromandril, por exemplo um agregado de serra para ranhuras e cortes retos.
• Sistemas de carga, descarga e etiquetagem, nas máquinas mais automatizadas.
• Proteções: tapetes sensíveis, barreiras ou cortinas de luz, para-choques e botões de emergência.
• Extração de pó ligada à cobertura do eletromandril.

Eixos da máquina

Os eixos seguem o sistema cartesiano de mão direita da norma ISO 841. X e Y são os eixos horizontais da mesa; Z é o eixo da ferramenta, vertical nos centros de nesting, e Z positivo afasta a ferramenta da peça (sobe). Os eixos rotativos A, B e C rodam em torno de X, Y e Z, e aparecem em cabeças de 5 eixos; num centro de nesting simples trabalha-se em 3 eixos.

Fresadoras, multifuradoras e centros multifunções

Diferenciar os centros de trabalho CNC para mobiliário e carpintaria é uma aptidão exigida pelo referencial:

A escolha depende do tipo de produto, do volume de produção, da variedade de formas e do espaço disponível. Uma oficina pequena, com encomendas variadas, tira muito partido de um centro de nesting, porque uma única máquina faz o corte e a furação.

Software dos fabricantes

Os centros de trabalho de mobiliário dos grandes fabricantes (por exemplo, Biesse, SCM ou Homag) programam-se, em regra, em software próprio de cada fabricante, com interfaces gráficas e macros para furações, ranhuras e contornos, e não diretamente em código ISO escrito à mão. Por baixo, o controlo continua a executar movimentos, ferramentas, rotações e avanços. Os nomes dos comandos e dos menus variam de fabricante para fabricante e de versão para versão: aprende-se com o manual da máquina que existe na escola ou na empresa.

5. Corte com fresa, porta-lâminas e serra circular

O referencial pede que saibas diferenciar, em centros de trabalho CNC, o corte de placa com fresa ou porta-lâminas do corte com serra circular.

Corte com fresa

A fresa (de haste, montada numa pinça ou num cone no eletromandril) roda a alta rotação e corta com as arestas laterais enquanto avança. Atravessa toda a espessura da placa e desenha qualquer contorno: retas, curvas, cantos arredondados, recortes interiores. É o método dominante no nesting.

• Largura do corte igual ao diâmetro da fresa (tipicamente 10 a 12 mm no nesting de placa de 18 mm; fresas mais finas para peças pequenas e detalhes).
• Os cantos interiores ficam sempre com um raio igual, pelo menos, ao raio da fresa: uma fresa de 12 mm deixa cantos interiores com raio de 6 mm.
• As fresas podem ser helicoidais (arestas em hélice, inteiriças) ou de arestas retas.

Corte com porta-lâminas

Um porta-lâminas é uma ferramenta em que as arestas de corte são lâminas (facas) substituíveis, fixadas por parafusos num corpo de aço, com encabadouro para a máquina. Quando uma lâmina perde o corte, roda-se ou troca-se a lâmina, em vez de afiar ou deitar fora a ferramenta inteira.

• Mantém sempre o mesmo diâmetro, porque as lâminas são repostas com a mesma medida: não é preciso corrigir o diâmetro no programa depois de cada afiação.
• As lâminas são geralmente de metal duro, em várias qualidades e geometrias (retas ou com ângulo de inclinação).
• Usa-se em corte e perfilagem de painel, sobretudo onde a regularidade do diâmetro e o custo por metro cortado contam.

Atenção: "porta-lâminas" não é a faca de arrasto usada para cortar cartão ou borracha. Em mobiliário e carpintaria, é uma ferramenta rotativa de lâminas intercambiáveis, e segue as mesmas regras de rotação máxima e de segurança das fresas.

Corte com serra circular

Alguns centros de trabalho montam um agregado de serra circular no eletromandril, e as seccionadoras usam serras circulares como ferramenta principal.

• Corta só em linha reta; não faz curvas nem recortes interiores.
• O corte é mais estreito (espessura do disco, na ordem dos 4 a 5 mm) e, em linha reta, mais rápido do que o da fresa.
• No centro CNC, o agregado de serra usa-se para ranhuras, cortes retos de acabamento ou separação de tiras.
• Na seccionadora, um disco incisor risca primeiro a face de baixo, para o disco principal não lascar o revestimento.

Comparação dos três métodos

Exemplo resolvido · Material perdido no corte

Uma placa de 2 750 x 1 830 mm é dividida em tiras com 10 cortes de 1 830 mm de comprimento.

1. Com uma fresa de 12 mm: área perdida = 10 x 0,012 m x 1,83 m = 0,220 m².
2. Com um disco de 4,4 mm: área perdida = 10 x 0,0044 m x 1,83 m = 0,081 m².
3. Diferença: 0,220 - 0,081 = 0,139 m², cerca de 2,8% da placa (0,139 / 5,0325).

Em peças retangulares em série, a serra perde menos material por corte. Em peças de forma, só a fresa (ou o porta-lâminas) as consegue cortar, e o nesting ganha no encaixe o que perde na largura do corte.

6. Ferramentas de corte e catálogo

Tipos de ferramentas para o corte de placa

Na fresa de compressão, a zona de corte ascendente tem de ficar dentro da placa, junto à face de baixo: se o passe for pouco profundo, só a parte descendente trabalha e a face de baixo não fica protegida. Por isso, o fabricante indica a profundidade mínima de passe para a compressão funcionar.

Materiais das arestas de corte

• Aço rápido (HSS): barato e fácil de afiar; desgasta-se depressa em derivados com cola, pouco usado em nesting de painel.
• Metal duro (HM): o mais comum em fresas e brocas para painel; bom compromisso entre custo e duração.
• Diamante policristalino (PCD): muito mais duradouro em aglomerado e MDF melamínicos, porque resiste ao desgaste abrasivo das colas e da melamina; custa mais e pede cuidados no manuseamento.

A rotação máxima admissível

As ferramentas para máquinas de trabalhar madeira trazem gravada a rotação máxima admissível (n max), de acordo com a norma EN 847. Nunca se excede este valor: acima dele, a ferramenta pode partir-se e ser projetada. Verifica sempre que a rotação programada (S) é igual ou inferior à gravada na ferramenta.

Parâmetros de corte

• Rotação (n), em rpm: quantas voltas por minuto dá a ferramenta.
• Velocidade de corte (vc): velocidade da aresta de corte. Em madeira dá-se normalmente em m/s:

vc = π x D x n / 60 000 (D em mm, n em rpm, vc em m/s)

• Avanço (F ou vf), em mm/min ou m/min: velocidade a que a ferramenta se desloca na peça.
• Avanço por dente (fz), em mm: quanto material cada aresta corta por volta.

fz = F / (n x z) (F em mm/min, n em rpm, z = número de arestas de corte)

Um fz demasiado baixo faz a aresta raspar em vez de cortar: aquece, queima a madeira e gasta a ferramenta. Um fz demasiado alto sobrecarrega a aresta: pode partir a ferramenta, arrancar fibras e deixar mau acabamento. Os valores certos vêm do catálogo do fabricante da ferramenta, para cada material.

Exemplo resolvido · Velocidade de corte e avanço por dente

Fresa de compressão de D = 12 mm, z = 2 arestas, a n = 18 000 rpm e F = 10 m/min.

1. Velocidade de corte: vc = π x 12 x 18 000 / 60 000 = 678 584 / 60 000 ≈ 11,3 m/s.
2. Avanço em mm/min: F = 10 m/min = 10 000 mm/min.
3. Avanço por dente: fz = 10 000 / (18 000 x 2) = 10 000 / 36 000 ≈ 0,28 mm.

Se o operador baixar o avanço para 3 m/min sem mexer na rotação, fz = 3 000 / 36 000 ≈ 0,08 mm: a fresa começa a raspar, a aresta aquece e a madeira pode queimar. Baixar o avanço não é sinónimo de cortar melhor.

Exemplo resolvido · Que avanço programar

O catálogo recomenda fz = 0,25 mm para uma fresa de D = 10 mm, z = 2, a n = 20 000 rpm. Qual o avanço F?

1. F = fz x n x z = 0,25 x 20 000 x 2 = 10 000 mm/min (10 m/min).
2. Velocidade de corte: vc = π x 10 x 20 000 / 60 000 ≈ 10,5 m/s.

O catálogo de ferramentas

O catálogo de ferramentas para centros de trabalho CNC para madeira e derivados organiza as ferramentas por tipo, diâmetro, comprimento útil, número de arestas, material da aresta, sentido de rotação e materiais a que se destinam, com os parâmetros recomendados. Consulta-se sempre antes de programar, para:

1. escolher a ferramenta que corta o material e a espessura pretendidos (o comprimento útil tem de ultrapassar a espessura da placa);
2. confirmar a rotação máxima e o sentido de rotação;
3. retirar os parâmetros de corte recomendados (rotação e avanço, ou fz);
4. registar a ferramenta na tabela de ferramentas da máquina, com o número, o diâmetro e o comprimento medidos.

Uma ferramenta desgastada aquece o material, lasca a melamina e reduz a precisão. Selecionar a ferramenta certa é uma aptidão diretamente avaliada nesta UC.

7. Software de otimização do corte

Como funciona a otimização por listagem de componentes

O software de otimização do corte por listagem de componentes recebe a lista de peças (dimensões, material, espessura, quantidade, veio, orlas) e o stock de placas, e calcula a disposição que gasta menos placa. O processo típico:

1. Importar ou escrever a listagem de componentes (de uma folha de cálculo, de um ficheiro exportado pelo CAD ou à mão).
2. Indicar o stock: formatos de placa e retalhos disponíveis de cada material e espessura.
3. Definir os parâmetros de otimização (ver abaixo).
4. Correr a otimização: o algoritmo testa muitas disposições e rotações e guarda as melhores.
5. Analisar o plano de corte: número de placas, aproveitamento de cada placa, retalhos gerados, tempo estimado.
6. Ajustar e validar, antes de enviar para o CAM ou para a máquina.

O software não pensa pelo técnico: se a listagem tiver uma medida errada, o plano de corte sai perfeito e errado.

Otimização em guilhotina e nesting livre

• Otimização em guilhotina: cada corte atravessa a placa ou a tira de lado a lado. É a lógica da seccionadora e só serve para peças retangulares.
• Nesting livre: as peças encaixam-se em qualquer posição, porque a fresa pode contornar cada peça. Permite encaixar formas irregulares (nesting de forma real, em que o software usa o contorno verdadeiro da peça e não o retângulo que a envolve).

Parâmetros de otimização

• Distância entre peças: no nesting com fresa, é pelo menos o diâmetro da fresa de contorno, porque a fresa tem de passar entre as peças. Se cada peça tiver o seu contorno e as fresas não partilharem o percurso, o espaço entre peças é o diâmetro mais uma pequena folga.
• Margem de refilo: faixa junto às arestas da placa que não se usa, porque as arestas de fábrica podem vir danificadas, fora de esquadria ou lascadas.
• Rotação de peças: permitida só quando a peça não tem veio nem padrão; se tiver, bloqueia-se para o veio ficar no sentido do desenho.
• Prioridades: cortar primeiro as peças de encomendas urgentes, ou juntar na mesma placa as peças do mesmo produto.
• Retalho mínimo: tamanho a partir do qual uma sobra é guardada como retalho, em vez de ir para desperdício.
• Aproveitamento (%): área das peças a dividir pela área das placas usadas, vezes 100.

Exemplo resolvido · Calcular o aproveitamento

Uma placa de 2 750 x 1 830 mm recebe um plano de corte com 4,20 m² de componentes.

1. Área da placa: 2,75 x 1,83 = 5,0325 m².
2. Aproveitamento: 4,20 / 5,0325 x 100 ≈ 83,5%.
3. Desperdício (incluindo corte, margens e sobras): 100 - 83,5 = 16,5%, ou seja, 5,0325 - 4,20 = 0,83 m².

Não há um valor universal de "bom aproveitamento": depende do tamanho e da forma das peças, do tipo de placa e de se os retalhos são aproveitados. Cada empresa define a sua meta; nesta sebenta usamos 80% como meta de exercício. Abaixo dela, vale a pena rever a listagem, permitir rotações onde o veio o deixa, usar retalhos em stock ou juntar componentes de outra encomenda na mesma placa.

Exemplo resolvido · Aproveitamento de várias placas

Uma encomenda ocupa 3 placas de 2 750 x 1 830 mm, com 4,31 m², 4,05 m² e 2,12 m² de peças.

1. Área das peças: 4,31 + 4,05 + 2,12 = 10,48 m².
2. Área das placas: 3 x 5,0325 = 15,0975 m².
3. Aproveitamento global: 10,48 / 15,0975 x 100 ≈ 69,4%.
4. As duas primeiras placas estão bem (85,6% e 80,5%); é a terceira (42,1%) que puxa a média para baixo. Se a sobra da terceira placa for guardada como retalho e usada noutra encomenda, a perda real é muito menor do que os números sugerem.

8. Ferramentas CAD-CAM de otimização

Do CAD ao CAM em mobiliário

As ferramentas CAD-CAM de mobiliário ligam o desenho do produto ao programa da máquina:

• CAD (desenho assistido por computador): desenha o móvel, em 2D ou 3D, com bibliotecas de componentes, ferragens e sistemas de furação.
• CAM (fabrico assistido por computador): transforma a geometria em percursos de ferramenta, escolhe ferramentas, ordena operações e, com o módulo de nesting, arruma as peças na placa.

Há dois caminhos frequentes:

1. Software de mobiliário paramétrico: o móvel é desenhado com parâmetros (largura, altura, espessura) e o programa gera sozinho a listagem, as furações e o nesting.
2. Desenho 2D importado: cada peça é desenhada em CAD e exportada, por exemplo em DXF, com uma convenção de camadas (layers) que diz ao CAM o que é contorno exterior, contorno interior, furo ou ranhura, e a que profundidade.

Aplicar ferramentas de otimização no CAM

Dentro do CAM, as ferramentas de otimização mais usadas são:

• Nesting automático das peças importadas, com as mesmas regras do capítulo 7 (distância entre peças, margens, rotações).
• Nesting de forma real, encaixando peças irregulares umas nas concavidades das outras.
• Corte em linha comum: duas peças retangulares vizinhas partilham um só corte da fresa, poupando material e tempo. Exige cuidado com a ordem de corte e com a fixação, porque as duas peças ficam soltas ao mesmo tempo.
• Aproveitamento de retalhos do stock, antes de abrir placa nova.
• Ordenação automática das peças por tamanho e das operações por tipo.

A ligação direta entre CAD e CAM elimina erros de transcrição, mas o técnico continua a validar o resultado antes de maquinar: peças com o veio atravessado, peças pequenas junto a zonas de vácuo fraco, ou contornos abertos no DXF que o CAM não reconhece são erros frequentes.

Exemplo resolvido · Otimizar o plano de corte do armário

Retomamos o armário do capítulo 2. Grupo aglomerado melamínico 18 mm, 9 peças: 2 laterais 2 000 x 400, tampo e base 764 x 400, 3 prateleiras 764 x 380, 2 portas 1 990 x 396. Placa de 2 750 x 1 830 mm, margem de refilo de 10 mm, fresa de 12 mm (distância entre peças 12 mm). O branco liso permite rodar as peças.

Passo 1 · Área das peças. Laterais 2 x 2,0 x 0,4 = 1,6000 m²; tampo e base 2 x 0,764 x 0,4 = 0,6112 m²; prateleiras 3 x 0,764 x 0,38 = 0,8710 m²; portas 2 x 1,99 x 0,396 = 1,5761 m². Total = 4,6582 m².

Passo 2 · Cabe numa placa? 4,6582 / 5,0325 = 92,6%. Com margens e o corte de 12 mm entre peças, é impossível: seria preciso um encaixe quase perfeito. Verifica-se a geometria.

Passo 3 · Peças compridas. As 4 peças de 2 000 e 1 990 mm alinham-se no comprimento da placa. Na largura: 10 + 400 + 12 + 400 + 12 + 396 + 12 + 396 + 10 = 1 648 mm, cabe em 1 830 mm.

Passo 4 · Faixa que sobra no comprimento. 2 750 - 10 - 2 000 - 12 - 10 = 718 mm. O tampo e a base, rodados (764 mm na largura da placa, 400 mm no comprimento), cabem um ao lado do outro: 764 + 12 + 764 = 1 540 mm (disponível 1 830 - 20 = 1 810 mm). Sobram 718 - 400 - 12 = 306 mm, que não chegam para uma prateleira de 380 mm.

Passo 5 · Resultado.

Passo 6 · Decisão. O aproveitamento global de 46,3% é enganador: a segunda placa fica quase inteira. Três caminhos: (a) cortar as prateleiras de um retalho em stock; (b) juntar outra encomenda na segunda placa; (c) cortar as prateleiras e registar o grande retalho que sobra (cerca de 1 560 x 1 830 mm) para o próximo nesting. O técnico escolhe e regista a decisão.

A costas, em MDF de 6 mm (2 000 x 800 mm), vai para um plano à parte, noutro material: numa placa de 2 440 x 1 220 mm ocupa 1,6 / 2,9768 ≈ 53,7%.

9. Fixação da placa no centro de trabalho

A mesa plana de vácuo e a placa de sacrifício

No nesting, a placa assenta sobre uma placa de sacrifício (também chamada placa mártir ou "spoilboard"), normalmente de MDF de baixa densidade, que cobre a mesa de vácuo. Como o MDF de baixa densidade é poroso, o vácuo atravessa-o e puxa a placa a cortar contra ele.

• A fresa atravessa a placa a cortar e entra umas décimas de milímetro na placa de sacrifício, para garantir que a peça fica separada em toda a espessura sem cortar a mesa.
• Com o uso, a placa de sacrifício fica sulcada e perde planeza e estanquidade: faceja-se (passa-se uma fresa de facejar por toda a superfície) e, quando fica fina demais, substitui-se.
• A superfície da placa de sacrifício é a referência de altura para os cortes que atravessam a placa: se não estiver plana, há zonas onde a peça fica presa por uma película e zonas onde se corta fundo demais.

Estratégias de fixação

Selecionar a estratégia de fixação da placa a cortar é uma aptidão do referencial:

A força de fixação por vácuo

A força com que o vácuo segura uma peça é:

Força (N) = depressão (Pa) x área útil (m²)

em que a depressão é a diferença entre a pressão atmosférica e a pressão debaixo da peça (1 bar = 100 000 Pa = 100 kPa).

Exemplo resolvido · Força numa ventosa e numa peça pequena

1. Ventosa de 120 x 120 mm com 0,8 bar de depressão: área = 0,12 x 0,12 = 0,0144 m²; depressão = 80 000 Pa. Força = 80 000 x 0,0144 ≈ 1 150 N (valor teórico, sem fugas).
2. Peça de 100 x 60 mm na mesa de nesting, com a mesma depressão: área = 0,1 x 0,06 = 0,006 m². Força = 80 000 x 0,006 = 480 N.
3. Uma prateleira de 764 x 380 mm: área = 0,2903 m². Força = 80 000 x 0,2903 ≈ 23 200 N.

A força cai com a área: uma peça pequena tem pouca força para resistir ao esforço lateral da fresa. Na prática, a força real é menor do que a teórica, porque a placa de sacrifício deixa passar ar e porque, depois de contornada, a peça fica rodeada por um sulco por onde entra ar.

Cuidados com a fixação em nesting

• Verificar o vácuo antes de arrancar: o controlo mostra o valor da depressão; se estiver abaixo do habitual, procura-se a fuga (zona aberta, placa de sacrifício gasta, placa empenada).
• Tapar zonas não usadas: se a placa não cobre a mesa, ligam-se só as zonas cobertas ou tapam-se as restantes; zonas abertas deixam fugir ar e baixam a depressão onde ela é precisa.
• Placas empenadas: não assentam e perdem vácuo; recusam-se ou tratam-se antes da fixação.
• Peças pequenas: precisam de estratégia de maquinagem própria (capítulo 11): ordem de corte, película, pontes, passes mais leves.
• Ar comprimido: a máquina usa ar comprimido para trocar ferramentas e mover batentes; tipicamente 6 a 7 bar na rede, mas manda o manual do fabricante.

10. Programação CNC do corte otimizado

Do plano de corte ao programa CNC

O plano de corte otimizado converte-se em programa CNC em quatro passos:

1. O CAM gera as trajetórias de ferramenta de cada operação de cada peça.
2. O pós-processador traduz essas trajetórias no código que aquela máquina concreta entende (ISO ou formato próprio do fabricante).
3. O programa inclui a origem, as ferramentas usadas, as rotações, os avanços e a ordem das operações.
4. O programa é transferido para o controlo do centro de trabalho, pela rede ou por suporte físico.

Cada máquina tem o seu pós-processador: o mesmo plano de corte gera código diferente consoante a máquina, e usar o pós-processador errado impede a máquina de interpretar o programa ou, pior, fá-la interpretá-lo mal.

Estrutura de um programa de nesting

• Cabeçalho: número e nome do programa, material, espessura, formato da placa.
• Origem da peça (zero-peça): ponto de referência na placa, normalmente um canto de encosto aos batentes, e a altura de referência em Z.
• Chamada e troca de ferramentas: número de cada ferramenta e correções de comprimento e raio.
• Rotação e sentido de rotação do eletromandril.
• Percursos: furações, ranhuras, contornos interiores e contornos exteriores, pela ordem da estratégia.
• Avanços de cada operação e de entrada na peça.
• Fim de programa: subida da ferramenta, paragem do eletromandril, desligar do vácuo quando o operador o autoriza, fim.

Os códigos ISO mais usados

Mesmo quando a máquina se programa em software próprio, os códigos ISO (norma ISO 6983) aparecem nos pós-processadores, nos ficheiros de troca e em muitas máquinas de gama média.

Exemplo resolvido · Ler um programa de contorno

Peça retangular de 400 x 300 mm em aglomerado de 18 mm. Origem G54 no canto inferior esquerdo da peça, Z0 na face de cima da placa. Fresa de compressão D = 12 mm, z = 2, na ferramenta T1 com correção de raio D1 e de comprimento H1.

O2085 (PECA 400 X 300, CONTORNO EXTERIOR)
N10 G21 G17 G90 G40 G54
N20 T1 M06 (FRESA COMPRESSAO D12 Z2)
N30 S18000 M03
N40 G00 X-20. Y-20.
N50 G43 H1 Z20.
N60 G00 Z5.
N70 G01 Z-18.3 F2000
N80 G41 D1 G01 X0. Y-10. F10000
N90 G01 X0. Y300.
N100 G01 X400. Y300.
N110 G01 X400. Y0.
N120 G01 X-10. Y0.
N130 G40 G01 X-20. Y-20.
N140 G00 Z50.
N150 M05
N160 M30

Leitura bloco a bloco:

1. N10: milímetros, plano XY, coordenadas absolutas, sem compensação de raio ativa, origem G54.
2. N20 e N30: troca para a ferramenta 1 e rotação de 18 000 rpm no sentido horário. Confirma que 18 000 rpm não excede a rotação máxima gravada na fresa.
3. N40 a N60: aproximação em rápido a um ponto fora da peça (X-20, Y-20), com compensação de comprimento H1, descendo até 5 mm acima da placa.
4. N70: descida a cortar até Z-18,3: atravessa os 18 mm da placa e entra 0,3 mm na placa de sacrifício. Em produção prefere-se uma entrada em rampa, mais suave para a fresa.
5. N80: ativa a compensação com a ferramenta à esquerda do percurso (G41) e avança a 10 000 mm/min.
6. N90 a N120: contorno no sentido horário à volta da peça: sobe pelo lado X0 até Y300, segue até X400, desce até Y0 e volta a X-10. As coordenadas batem com a peça de 400 x 300 mm; com G41, o centro da fresa passa 6 mm por fora da linha programada.
7. N130 a N160: anula a compensação ao sair da peça, sobe a Z50, para o eletromandril e termina o programa.

Com rotação horária (M03) e a ferramenta à esquerda do percurso (G41), este contorno exterior é feito em fresagem concordante, que em painel revestido costuma dar melhor acabamento. Os parâmetros são os do exemplo do capítulo 6: vc ≈ 11,3 m/s e fz ≈ 0,28 mm.

Este programa corta uma só peça. Num nesting real, o CAM gera centenas de blocos destes, um contorno por peça, pela ordem da estratégia de maquinagem; o técnico não os escreve à mão, mas tem de os saber ler para detetar erros.

11. Estratégias de maquinagem para nesting

O problema das peças pequenas

À medida que o programa avança, a placa fica cheia de sulcos. Cada sulco deixa entrar ar, e a depressão baixa. Uma peça pequena, já contornada, tem pouca área e fica rodeada por um sulco: é a peça com mais risco de se mover, ser arrastada pela fresa ou até projetada. As estratégias de maquinagem do nesting existem, sobretudo, para resolver este problema.

Ordem das operações

A ordem mais usada, e a que esta sebenta adota, é:

1. Furação primeiro, com a placa inteira e o vácuo no máximo: furos de cavilhas, suportes de prateleira e dobradiças.
2. Ranhuras e rebaixos (por exemplo, a ranhura para a costas ou para o fundo de uma gaveta).
3. Contornos interiores das peças (recortes, aberturas), antes de a peça ficar solta.
4. Contornos exteriores das peças pequenas primeiro, enquanto ainda há muita placa inteira à volta e o vácuo está forte.
5. Contornos exteriores das peças grandes por último, porque têm área suficiente para ficarem presas mesmo com a placa já cortada.

A regra de fundo: do interior para o exterior, e do pequeno para o grande.

Película (pele) e passe final

Na estratégia de película, o primeiro passe de contorno não atravessa a placa toda: deixa no fundo uma película muito fina de material, que mantém as peças unidas e mantém a vedação do vácuo. Depois de todos os contornos, um passe final retira a película em todas as peças. É uma estratégia muito útil para peças pequenas, com a desvantagem de obrigar a duas passagens em todo o contorno.

Pontes (micro-junções)

As pontes ou micro-junções são pequenos troços do contorno, com poucos milímetros, em que a fresa não corta a espessura toda (ou sobe um pouco), deixando a peça presa à placa. No fim do programa, as peças destacam-se à mão e a marca da ponte retira-se com uma lixadora ou uma lima. As pontes seguram peças muito pequenas, mas deixam marcas que obrigam a um acabamento manual: devem ficar em arestas que depois levam orla ou que não ficam à vista.

Desbaste e acabamento

Em peças com arestas à vista (por exemplo, frentes lacadas em MDF), pode fazer-se o contorno em dois passes: um passe de desbaste, que deixa uma pequena sobremedida, e um passe de acabamento, leve, que dá a medida final com melhor qualidade de aresta. Custa tempo, mas melhora a aresta e a precisão.

Entradas, sentido de corte e cantos

• Entrada em rampa: a fresa desce na placa ao longo de um percurso inclinado, em vez de furar a direito; carrega menos a ferramenta.
• Entrada fora da peça ou na zona de desperdício, para a marca da entrada não ficar na aresta da peça.
• Fresagem concordante ou discordante: escolhe-se de acordo com a ferramenta e o material; mantém-se a mesma em todo o nesting para o acabamento ser uniforme.
• Cantos interiores: ficam com o raio da fresa; se o desenho pede canto vivo, é preciso outra operação ou outra ferramenta.

Furação no nesting

• Cada furo é feito com a broca certa e à profundidade certa: furos cegos não podem atravessar a face de baixo; a profundidade conta-se a partir da face de cima da placa.
• O sistema 32 usa furos de suporte de prateleira alinhados a cada 32 mm; as dobradiças de copo pedem um alojamento de 35 mm de diâmetro, a uma distância da aresta indicada pelo fabricante da dobradiça.
• Furar com a fresa de contorno em vez da broca própria é um erro: o diâmetro e a qualidade do furo ficam errados e a ferragem não encaixa.

Exemplo resolvido · Ordem de corte num plano com peças pequenas

Um plano tem 2 laterais de 2 000 x 400 mm (com furos para suportes de prateleira), 4 travessas de 764 x 80 mm e 6 calços de 100 x 60 mm. Todos os contornos se fazem com película. Ordem proposta:

1. Furação das laterais (placa inteira, vácuo máximo).
2. Contorno dos 6 calços de 100 x 60 mm (são as peças com menos área: cerca de 480 N teóricos cada, como vimos no capítulo 9).
3. Contorno das 4 travessas de 764 x 80 mm (0,061 m² cada).
4. Contorno das 2 laterais (0,8 m² cada).
5. Passe final a retirar a película de todas as peças.

A ordem inversa (laterais primeiro) deixaria a placa cheia de sulcos antes de cortar as peças pequenas, que poderiam mover-se.

12. Simulação e deteção de colisões

Simular antes de maquinar

Antes de correr o programa na máquina real, simula-se em software de CAD-CAM (ou no simulador do software da máquina). A simulação mostra os percursos da ferramenta sobre um modelo da placa, a três dimensões, e permite verificar:

• se todas as peças foram cortadas, e só elas;
• as profundidades: furos cegos que atravessam, contornos que não chegam ao fundo, cortes demasiado fundos na placa de sacrifício;
• a ordem das operações, de acordo com a estratégia escolhida;
• as ferramentas chamadas e as trocas;
• o tempo estimado de maquinagem da placa.

Deteção de colisões

A deteção de colisões procura situações em que uma parte da máquina ou da ferramenta toca onde não devia:

• a ferramenta ou o seu porta-ferramentas contra batentes, grampos ou ventosas;
• movimentos rápidos (G00) que atravessam material, em vez de passar por cima;
• o porta-ferramentas ou a pinça a tocar na placa, quando a ferramenta é curta para a profundidade pedida;
• o agregado ou o grupo de furação contra a estrutura da máquina ou a peça;
• percursos fora dos limites de curso da máquina.

Quando a simulação encontra uma colisão, corrige-se na origem: a ordem de operações, a ferramenta, a altura de segurança ou a posição da peça, e simula-se de novo.

Exemplo resolvido · Ferramenta curta

Um programa pede um contorno a Z-18,3 com uma fresa cujo comprimento útil de corte é 22 mm, montada numa pinça que fica 25 mm acima da ponta. O simulador não mostra colisão, porque 18,3 mm é menor que 22 mm e 25 mm. Mas numa placa de 25 mm (Z-25,3), a pinça entraria 0,3 mm na placa: a simulação assinalaria colisão, e a solução seria uma fresa com comprimento útil maior do que a espessura a cortar. Moral: a biblioteca de ferramentas do simulador tem de ter as medidas reais das ferramentas montadas, ou a simulação não serve.

Detetar uma colisão no ecrã custa segundos de trabalho; detetá-la na máquina pode custar uma ferramenta partida, uma placa inteira e um acidente.

13. Execução, registo e etiquetagem

Executar o programa no centro de trabalho

Com o programa validado por simulação, o técnico prepara e executa a maquinagem:

1. Verificar a máquina: proteções no lugar, extração de pó ligada, placa de sacrifício em bom estado.
2. Confirmar as ferramentas: as ferramentas montadas correspondem às chamadas no programa, com as medidas registadas na tabela.
3. Carregar a placa certa (material, espessura, revestimento, face de cima correta) e encostá-la aos batentes da origem.
4. Ligar o vácuo e confirmar o valor da depressão.
5. Confirmar a origem e a referência em Z no controlo.
6. Primeira execução com cautela: avanço reduzido pelo seletor de percentagem do avanço e, se possível, execução bloco a bloco nos primeiros movimentos.
7. Supervisionar o corte, de fora da área de trabalho, com a mão perto da paragem de emergência.
8. Descarregar as peças com a máquina parada ou com a mesa fora da zona de trabalho, conforme o sistema de proteção da máquina, e aspirar a placa de sacrifício.

Nunca se entra na área de trabalho com a máquina em ciclo. Os tapetes sensíveis, as barreiras e os para-choques existem para parar a máquina se alguém entrar; não se anulam nem se contornam.

Registo e etiquetagem dos componentes maquinados

Depois de cortadas, dezenas de peças iguais de aparência ficam misturadas na mesa. A etiquetagem identifica cada uma:

• Nas máquinas com etiquetadora, a etiqueta cola-se na peça antes do corte, na posição que o software calculou; noutras, imprime-se e cola-se na descarga.
• Uma etiqueta de componente tem, pelo menos: encomenda ou cliente, produto, designação e código da peça, dimensões, material e espessura, orlas a aplicar e a próxima operação (orladora, furação, montagem). Muitas incluem código de barras ou código QR.
• A etiqueta cola-se numa face que não fica à vista ou que é limpa sem deixar marca.

Registo dos painéis sobrantes

Os painéis sobrantes (retalhos) com dimensão acima do retalho mínimo:

1. medem-se e registam-se no stock do software com material, espessura, revestimento e dimensões;
2. etiquetam-se com o mesmo código do registo;
3. guardam-se de forma organizada, por material e espessura;
4. usam-se primeiro nos próximos planos de corte, antes de abrir placa nova.

Um retalho sem etiqueta nem registo acaba quase sempre no lixo, porque ninguém sabe o que é nem que medida tem.

Exemplo resolvido · Etiqueta de uma lateral

Encomenda 2085, produto "Armário A", peça A01 (lateral), 2 000 x 400 x 18 mm, aglomerado melamínico branco, orla de 2 mm na aresta da frente, próxima operação orladora.

Texto da etiqueta: ENC 2085 · Armário A · A01 Lateral (1 de 2) · 2000 x 400 x 18 (medida final) · Aglomerado melam. branco · Orla 2 mm frente · Seguinte: orladora, com código de barras da peça.

14. Segurança, EPI e normas da qualidade

Os riscos do corte de painel em CNC

• Mecânicos: ferramentas em rotação a milhares de rpm, pórtico e eletromandril em movimento rápido, peças ou fragmentos de ferramenta projetados, esmagamento entre o pórtico e a mesa.
• Pó de madeira: o pó de madeiras duras é um agente cancerígeno reconhecido (cancro das fossas nasais); os derivados como o MDF e o aglomerado podem conter pó de madeiras duras misturado. A Diretiva (UE) 2017/2398 fixou para o pó de madeira de folhosas um valor-limite de exposição de 2 mg/m³ (média de 8 horas, fração inalável) a partir de 18 de janeiro de 2023, depois de um período de transição com 3 mg/m³. Quando o pó de folhosas está misturado com outros pós de madeira, o valor-limite aplica-se a todo o pó da mistura.
• Ruído: o corte com fresas e serras produz níveis de ruído que exigem proteção auditiva.
• Incêndio e explosão: o pó fino acumulado arde com facilidade.
• Movimentação de cargas: placas de grandes formatos são pesadas e difíceis de manusear.

Medidas de proteção, pela ordem certa

1. Proteções coletivas e da máquina: captação de pó na origem (cobertura do eletromandril ligada à extração), tapetes sensíveis, barreiras e cortinas de luz, para-choques, paragem de emergência acessível, portas com encravamento.
2. Organização: só pessoas formadas operam a máquina; limpeza por aspiração (nunca com ar comprimido, que levanta o pó); ferramentas inspecionadas; plano de manutenção.
3. EPI, quando as medidas anteriores não chegam: proteção auditiva, óculos de proteção, máscara FFP2 ou FFP3 para o pó, calçado de segurança com biqueira, luvas só no manuseamento de placas e ferramentas paradas, nunca junto de ferramentas em rotação.

Nas zonas de máquinas com ferramentas em rotação não se usam luvas soltas, adornos (anéis, pulseiras, fios), cabelo comprido solto nem roupa larga, porque podem ser agarrados.

Enquadramento legal

• As máquinas em uso na empresa têm de cumprir os requisitos mínimos de segurança dos equipamentos de trabalho, do Decreto-Lei n.º 50/2005.
• As máquinas novas colocadas no mercado cumprem a Diretiva Máquinas, transposta para o direito português pelo Decreto-Lei n.º 103/2008, e trazem marcação CE, declaração de conformidade e manual de instruções em português.
• O novo Regulamento (UE) 2023/1230, relativo às máquinas, aplica-se a partir de 20 de janeiro de 2027 e substitui a Diretiva Máquinas.
• O manual de instruções do fabricante é obrigatório de ler e cumprir: é aí que estão as regras próprias de cada máquina.

Normas da qualidade no nesting

Aplicar as normas da qualidade é pedido pelo referencial. No corte de painel, a qualidade verifica-se em três momentos:

1. Antes de cortar: placa certa (material, espessura, cor, face), listagem conferida com o desenho, programa simulado.
2. Na primeira placa ou primeira peça: medir e aprovar antes de continuar o lote.
3. Durante e no fim do lote: verificação por amostragem.

O que se verifica:

• Dimensões dentro das tolerâncias do desenho ou da empresa, medidas com fita métrica ou régua graduada nas peças grandes e paquímetro nas pequenas e na espessura.
• Esquadria: nas peças retangulares, as duas diagonais devem ser iguais, dentro da tolerância.
• Posição e diâmetro dos furos, com gabarito ou paquímetro.
• Qualidade da aresta: sem lascas no revestimento, sem queimaduras, sem marcas de pontes em arestas à vista.
• Registo: peças fora de tolerância separam-se, identificam-se como não conformes e regista-se a causa (ferramenta gasta, placa mal fixa, erro de listagem), para corrigir a origem.

Exemplo resolvido · Verificar a esquadria

Uma prateleira deve medir 764 x 380 mm. A diagonal teórica é √(764² + 380²) = √(583 696 + 144 400) = √728 096 ≈ 853,3 mm. Medem-se as duas diagonais: 853,5 mm e 852,6 mm. Diferença: 0,9 mm. Se a tolerância da empresa for de 1 mm entre diagonais, a peça está conforme; se for de 0,5 mm, a peça é não conforme e procura-se a causa (peça que se moveu durante o corte, por exemplo).

Erros comuns

• Decompor sem descontar as espessuras dos componentes que limitam a peça (tampo, base e prateleiras 36 mm maiores).
• Esquecer as orlas na dimensão de corte, ou descontá-las quando a regra da empresa é outra.
• Misturar materiais, espessuras ou cores na mesma listagem de otimização.
• Rodar peças com veio para ganhar aproveitamento, ficando com o padrão atravessado.
• Confiar no aproveitamento global sem olhar para a última placa, quase vazia, nem registar o retalho.
• Dar a mesma distância entre peças para fresa e para serra: no nesting, a distância mínima é o diâmetro da fresa.
• Confundir porta-lâminas com uma faca de arrasto: em painel, é uma ferramenta rotativa de lâminas substituíveis.
• Deixar zonas de vácuo abertas ou trabalhar com a placa de sacrifício gasta e sem facejar.
• Cortar as peças grandes primeiro, deixando as pequenas para o fim, quando já não há vácuo que as segure.
• Baixar o avanço "para cortar melhor": com fz demasiado baixo a fresa queima e gasta-se.
• Exceder a rotação máxima gravada na ferramenta.
• Saltar a simulação e a deteção de colisões ou simular com medidas de ferramentas que não são as reais.
• Furar com a fresa de contorno em vez da broca própria.
• Entrar na área de trabalho com a máquina em ciclo ou desligar a extração de pó "só por um corte rápido".
• Não etiquetar componentes e sobras, perdendo a rastreabilidade do lote e os retalhos.

Glossário

• Nesting: técnica de corte que encaixa componentes de um ou vários produtos na mesma placa, maquinados num único programa, em regra com fresa sobre mesa plana de vácuo.
• Decomposição: separação de um produto de mobiliário ou carpintaria nos seus componentes em placa, com dimensões, material, espessura e quantidade.
• Listagem de componentes: tabela das peças a cortar, organizada por material e espessura.
• Seccionadora: máquina de corte de painel com serra circular, para cortes retos de peças retangulares.
• Software de otimização de corte: aplicação que calcula a disposição dos componentes sobre as placas.
• CAD-CAM: desenho assistido por computador (CAD) ligado ao fabrico assistido por computador (CAM), que gera os percursos da ferramenta.
• Pós-processador: módulo que traduz os percursos do CAM no código de uma máquina concreta.
• Nesting de forma real: otimização que usa o contorno verdadeiro de cada peça, e não o retângulo que a envolve.
• Corte em linha comum: corte partilhado por duas peças vizinhas.
• Porta-lâminas: ferramenta rotativa com lâminas de corte substituíveis, fixadas num corpo com encabadouro.
• Fresa de compressão: fresa helicoidal com corte ascendente em baixo e descendente em cima, para placas revestidas nas duas faces.
• Placa de sacrifício: placa de MDF de baixa densidade, porosa, colocada sobre a mesa de vácuo, onde a fresa pode entrar ligeiramente.
• Película (pele): camada fina deixada no fundo do contorno para manter peças e vácuo, retirada num passe final.
• Ponte (micro-junção): pequeno troço do contorno não cortado, que mantém a peça presa até ao fim.
• Velocidade de corte (vc): velocidade da aresta de corte, em m/s.
• Avanço por dente (fz): espessura de material cortada por cada aresta em cada volta, em mm.
• Aproveitamento: área das peças a dividir pela área das placas usadas, em percentagem.
• Retalho: sobra de placa com dimensão útil, registada e guardada para reaproveitar.
• Deteção de colisões: verificação, em simulação, de que a ferramenta e a máquina não tocam onde não devem.
• EPI: equipamento de proteção individual.

Síntese

Programar e executar o corte otimizado de painel segue sempre a mesma sequência: ler o desenho técnico → decompor o produto em componentes → listar por material e espessura → escolher a placa e o stock → otimizar a distribuição com software de otimização e ferramentas CAD-CAM → escolher ferramentas e parâmetros no catálogo → fixar a placa na mesa de vácuo com placa de sacrifício → programar com a estratégia certa (furação, interiores, peças pequenas antes das grandes, película ou pontes) → simular e detetar colisões → executar em segurança, registar e etiquetar componentes e retalhos, verificar a qualidade. O nesting ganha em formas, furação na mesma fixação e encomendas variadas; a seccionadora ganha em peças retangulares em série. Em qualquer dos casos, a segurança e a qualidade não se negoceiam.

Exercícios resolvidos

1. Uma placa de aglomerado tem 2 750 x 1 830 mm e o plano de corte ocupa 3,90 m² de componentes. Qual é o aproveitamento?

Resolução: área da placa = 2,75 x 1,83 = 5,0325 m². Aproveitamento = 3,90 / 5,0325 x 100 ≈ 77,5%. Está abaixo da meta de exercício de 80%: vale a pena rever a listagem, permitir rotações onde não há veio, usar retalhos ou combinar componentes de outra encomenda.

2. Um armário tem 900 mm de largura exterior e laterais de 18 mm que vão de cima a baixo. Qual a largura do tampo, que fica entre as laterais?

Resolução: 900 - (2 x 18) = 900 - 36 = 864 mm. O tampo encaixa entre as laterais, por isso desconta-se a espessura de cada uma.

3. Um técnico faz o nesting das nove peças de aglomerado de 18 mm sem incluir a costas de MDF de 6 mm. Porque está certo?

Resolução: uma placa tem um só material e uma só espessura. O MDF de 6 mm e o aglomerado de 18 mm são placas diferentes, com ferramentas, profundidades e parâmetros diferentes; cada grupo tem o seu plano de corte.

4. Uma fresa de D = 12 mm e z = 2 trabalha a 18 000 rpm com F = 10 m/min. Calcula vc e fz.

Resolução: vc = π x 12 x 18 000 / 60 000 ≈ 11,3 m/s. fz = 10 000 / (18 000 x 2) ≈ 0,28 mm.

5. Uma peça de 150 x 80 mm está numa mesa com 0,8 bar de depressão. Qual a força teórica de fixação? E se a peça fosse de 300 x 80 mm?

Resolução: área = 0,15 x 0,08 = 0,012 m²; força = 80 000 x 0,012 = 960 N. Com 300 x 80 mm, área = 0,024 m² e força = 1 920 N: dobrar a área dobra a força. As peças pequenas cortam-se primeiro, ou com película, porque têm pouca força a segurá-las.

6. Qual a diferença entre um porta-lâminas e uma fresa inteiriça?

Resolução: as duas são ferramentas rotativas que cortam com as arestas laterais. Na fresa inteiriça, as arestas fazem parte do corpo e afiam-se, diminuindo o diâmetro; no porta-lâminas, as arestas são lâminas substituíveis fixadas num corpo, que se rodam ou trocam, mantendo o diâmetro.

7. Porque se cortam as peças pequenas antes das grandes?

Resolução: porque, à medida que a placa é contornada, os sulcos deixam entrar ar e a depressão baixa. As peças pequenas têm pouca área e pouca força de fixação; cortadas no início, ainda têm à volta a placa inteira e o vácuo no máximo. As grandes têm área suficiente para ficarem presas no fim.

8. Antes de correr o programa pela primeira vez na máquina, que duas verificações em software se fazem, e porquê?

Resolução: simular a maquinagem, para confirmar percursos, profundidades, ferramentas e ordem de operações, e detetar colisões, para garantir que a ferramenta e a máquina não tocam em batentes, grampos, ventosas ou na placa fora do previsto. Ambas evitam perder material e ferramentas e reduzem o risco de acidente.