Sebenta · Aplicar técnicas de fixação das peças a maquinar em centros de trabalho CNC para mobiliário e carpintaria (UC02086)

Introdução

Antes de qualquer peça ser maquinada num centro de trabalho CNC, alguém tem de a fixar: garantir que fica imóvel, bem apoiada e em segurança durante todo o ciclo de corte, furação ou fresagem. Esta sebenta ensina exatamente isso, aplicado às indústrias de madeira e mobiliário e às indústrias de carpintaria: aplicar técnicas de fixação das peças a maquinar em centros de trabalho CNC para mobiliário e carpintaria.

A fixação não é um passo burocrático antes do "verdadeiro" trabalho de programar e cortar. É a condição de partida: sem uma fixação correta, o programa mais bem escrito produz uma peça imprecisa, danificada ou, na pior das hipóteses, um acidente. Por isso o referencial desta UC pede que a peça fique fixa por vácuo, por pressores/grampos ou por combinação destes, em máquinas de mesa reticulada e em máquinas de consolas/guias porta-ventosas, com recurso a moldes sempre que a forma da peça ou a série o justificarem.

A sebenta foi escrita para estudares sozinho. Cada capítulo explica o princípio, mostra exemplos resolvidos passo a passo e fecha com tabelas de referência. Uma regra atravessa tudo: os valores de depressão, de força e de margens variam de máquina para máquina. Os números que aqui aparecem são valores de exemplo ou ordens de grandeza, para perceberes o raciocínio e reconheceres um valor absurdo; o manual da máquina concreta e o procedimento da oficina são sempre a fonte final.

Objetivos de aprendizagem (referencial): executar a fixação das peças a maquinar por vácuo, por pressores/grampos ou combinação; executar a fixação das peças em máquinas CNC de mesa reticulada e em máquinas CNC de consolas/guias porta-ventosas; utilizar moldes para a fixação das peças; e fazê-lo sempre assegurando precisão e segurança e cumprindo as normas de segurança e saúde no trabalho e as normas da qualidade.

Como está organizada: os capítulos 1 e 2 dão a base (as máquinas e as forças em jogo). Os capítulos 3 e 4 tratam o vácuo: unidades, valores admissíveis e cálculo de força. Os capítulos 5 a 11 tratam cada solução de fixação: mesa reticulada e pontos de vácuo, cordão esponjoso, ventosas, consolas/guias porta-ventosas, pressores e grampos, moldes e placa de sacrifício. O capítulo 12 trata as peças pequenas e as grandes. O capítulo 13 alarga a fixação aos centros de 5 e 6 eixos e ao torno CNC. O capítulo 14 ensina a escolher a solução, o 15 a testar a fixação e a reconhecer as consequências de uma fixação ineficaz, e o 16 fecha com a segurança, o EPI e a qualidade.

1. Os centros de trabalho CNC e os seus sistemas de fixação

Um centro de trabalho CNC (Controlo Numérico Computorizado) é uma máquina que executa, por programa, operações de corte, furação e fresagem em painéis e peças de madeira. O referencial desta UC fala de fresadoras, multifuradoras e centros de trabalho multifunções para mobiliário ou carpintaria. O tipo de mesa da máquina decide, logo à partida, que técnicas de fixação estão disponíveis.

As grandes famílias de mesa

A ideia central da tabela: a mesa de consolas não é a máquina do painel inteiro. Para cortar um painel inteiro em muitas peças é preciso uma superfície contínua por baixo (a placa de sacrifício), que a ferramenta pode atravessar. As consolas servem para peças já com formato aproximado, que ficam levantadas para a ferramenta poder contorná-las a toda a espessura e trabalhar os topos sem tocar na mesa.

Outras máquinas do referencial

• Multifuradoras: dedicadas à furação (face e topos) de peças de mobiliário; em muitas a peça é posicionada contra batentes e presa por pressores ou por pinças que a deslocam.
• Centros multifunções: combinam fresagem, furação e, por vezes, serra e orla; podem ter mesa de consolas ou mesa plana.
• Centros de 5 e 6 eixos: a cabeça (e por vezes a mesa) roda, e a fixação tem de deixar a ferramenta chegar a várias faces (capítulo 13).
• Torno CNC: a peça roda entre pontos ou num prato (capítulo 13).

Recursos de fixação da oficina

O referencial lista os recursos com que vais trabalhar: a máquina CNC, cordão esponjoso, suportes de fixação e ventosas, pressores e grampos, outros materiais e acessórios de fixação, moldes de fixação, os manuais da máquina e de programação, os desenhos e especificações técnicas das peças, os materiais a maquinar, o EPI e as normas de segurança e saúde no trabalho.

O papel do operador

Antes de correr qualquer programa, o operador de CNC:

1. Analisa o desenho e as especificações técnicas da peça: dimensões, espessura, material, face à vista, operações e percursos da ferramenta.
2. Analisa as características da máquina (tipo de mesa, bomba de vácuo, acessórios disponíveis) e da peça (área útil, rigidez, porosidade, empeno).
3. Seleciona a solução de fixação: vácuo, pressores/grampos, molde, ou uma combinação.
4. Posiciona os acessórios de acordo com o formato da peça e fora do percurso da ferramenta.
5. Testa a fixação antes de iniciar a maquinagem e cumpre as normas de segurança, saúde e qualidade.

Estas cinco etapas voltam em todos os capítulos seguintes.

2. Porque a fixação é crítica: as forças em jogo

O que a fixação tem de vencer

Durante a maquinagem, a peça sofre esforços que tentam movê-la:

• Força de corte lateral: a fresa, ao avançar, empurra a peça no plano da mesa. É o esforço mais importante no contorno e no corte a toda a espessura.
• Força vertical: uma fresa helicoidal de corte ascendente puxa a apara para cima e tende a levantar a peça; uma de corte descendente empurra-a contra a mesa. As fresas de compressão combinam os dois efeitos.
• Vibração: a ferramenta roda a milhares de rotações por minuto; uma peça mal apoiada entra em vibração, sobretudo nas zonas em balanço.
• Binário da broca na furação, que tende a rodar peças pequenas.

A pressão do vácuo segura a peça contra a mesa (força perpendicular). O que impede a peça de escorregar no plano da mesa é o atrito entre a peça e o apoio, que é proporcional a essa força. Por isso uma boa fixação por vácuo depende também do estado das superfícies: borracha das ventosas limpa, placa de sacrifício sem pó, peça sem serrim por baixo.

Consequências de uma fixação ineficiente ou ineficaz

Uma fixação ineficiente segura, mas mal (a peça vibra, a cota varia de peça para peça); uma fixação ineficaz não segura (a peça solta-se). Ambas se evitam da mesma forma: escolher bem a solução e testar antes de arrancar (capítulo 15).

3. O vácuo: princípio, unidades e valores admissíveis

Como funciona o vácuo

A fixação por vácuo aproveita a diferença entre a pressão atmosférica, que existe em todo o lado à nossa volta, e uma pressão mais baixa criada por uma bomba de vácuo. Quando se retira o ar entre a peça e a mesa (ou entre a peça e uma ventosa), a pressão atmosférica que atua sobre a face superior da peça empurra-a contra o apoio. É um erro comum pensar que "o vácuo puxa" a peça: é a pressão atmosférica que empurra; a bomba apenas retira o ar do lado de baixo.

Para que isto funcione é preciso um vedante que impeça o ar de entrar: o lábio de borracha de uma ventosa, um cordão esponjoso encaixado na mesa reticulada, ou a própria peça pousada sobre uma superfície plana e permeável (placa de sacrifício).

Pressão absoluta, pressão relativa e depressão

Há duas maneiras de indicar o mesmo nível de vácuo, e confundi-las é um erro frequente:

• Pressão absoluta: medida a partir do vácuo perfeito (zero). A pressão atmosférica normal ao nível do mar é cerca de 1013 mbar absolutos.
• Pressão relativa (ou manométrica): medida a partir da pressão atmosférica local. Abaixo da atmosférica, o valor é negativo e chama-se depressão. É o que mostra a maioria dos vacuómetros das máquinas: por exemplo, -0,8 bar.

As duas relacionam-se assim: pressão absoluta = pressão atmosférica + pressão relativa. Uma depressão de -0,8 bar corresponde a cerca de 1,013 - 0,8 = 0,21 bar absolutos (213 mbar).

Daqui sai um limite físico indiscutível: a depressão nunca pode passar da pressão atmosférica, ou seja, cerca de -1 bar ao nível do mar. Um valor de "-1,5 bar" num vacuómetro de relativa é impossível: ou o instrumento está mal lido, ou a escala é outra. Em altitude a pressão atmosférica é menor (a cerca de 1000 m de altitude ronda os 900 mbar), por isso a depressão máxima possível e a força de fixação também são menores.

Unidades de pressão que vais encontrar

Exemplo resolvido · converter leituras de vacuómetro

Uma máquina mostra a depressão em kPa, outra em mbar e um manual antigo em inHg. Converter tudo para bar relativos.

1. Leitura de -75 kPa: 75 kPa ÷ 100 = 0,75 bar. Resultado: -0,75 bar.
2. Leitura de -620 mbar: 620 ÷ 1000 = 0,62 bar. Resultado: -0,62 bar.
3. Leitura de 18 inHg de vácuo: 18 × 33,86 = 609 mbar ≈ 0,61 bar. Resultado: cerca de -0,61 bar.
4. Pressão absoluta correspondente à leitura 1: 1013 - 750 = 263 mbar absolutos.

Verificação de ordem de grandeza: todas as depressões ficam entre 0 e -1 bar. Se alguma conversão desse mais de 1 bar de depressão, haveria um erro.

Intervalo de valores admissíveis

O referencial pede que saibas identificar as unidades e o intervalo de valores admissíveis de depressão para fixar as peças. O valor exato é sempre o do manual da máquina, mas as ordens de grandeza são estas:

O que interessa na oficina é comparar com o valor habitual daquela máquina e daquela montagem. Muitas máquinas têm um vacuóstato (pressóstato de vácuo) que impede o arranque ou para o ciclo quando a depressão desce abaixo de um limiar definido pelo fabricante. Esse limiar nunca se desativa nem se contorna.

4. Força de fixação e resistência ao deslizamento

A fórmula

A força com que o vácuo aperta a peça contra o apoio é:

F = Δp × A

• F: força de fixação, em newtons (N).
• Δp: depressão (diferença entre a pressão atmosférica e a pressão debaixo da peça), em pascal (Pa).
• A: área útil sob vácuo, em metros quadrados (m²). Numa ventosa é a área dentro do lábio de vedação, não a medida exterior da ventosa. Com cordão esponjoso é a área dentro do cordão.

A relação é linear: metade da área dá metade da força; metade da depressão dá metade da força.

Exemplo resolvido · força de uma ventosa

Uma ventosa de 120 mm × 120 mm trabalha a -0,8 bar.

1. Depressão em pascal: 0,8 bar × 100 000 = 80 000 Pa.
2. Área, se toda a face estivesse sob vácuo: 0,120 m × 0,120 m = 0,0144 m².
3. Força teórica: 80 000 × 0,0144 = 1152 N (cerca de 1150 N).
4. Área útil real: o lábio de vedação ocupa a periferia. Se a zona de vácuo dentro do lábio medir 100 mm × 100 mm, A = 0,01 m² e F = 80 000 × 0,01 = 800 N.

Conclusão: a medida exterior da ventosa sobrestima a força. Usa sempre a área dentro do vedante.

Da força de aperto à resistência lateral

Os 800 N apertam a peça contra a ventosa. A força que a fresa faz é sobretudo lateral. O que a trava é o atrito:

Resistência ao deslizamento ≈ μ × F

onde μ é o coeficiente de atrito entre a peça e o apoio. Depende do material, do estado da borracha, do pó e do acabamento da peça (um melamínico liso escorrega mais do que madeira em bruto). Não há um valor único: por isso se testa a fixação em vez de confiar só na conta.

Exemplo resolvido · peça grande e peça pequena

Admite-se, só para este exemplo, μ = 0,5 e depressão de -0,8 bar (80 000 Pa).

A peça A tem folga enorme. A peça B tem cerca de 200 vezes menos área útil (0,2376 ÷ 0,0012 = 198) e fica com uma resistência lateral da ordem da força que se faz a empurrar uma porta: uma fresa a contornar a toda a espessura pode arrancá-la. Peças deste tamanho pedem outras técnicas (capítulo 12).

Margem de segurança

Como μ e as fugas são incertos, a fixação deve ter folga: não se trabalha no limite da conta. Quando a margem é curta, aumenta-se a área útil (ventosas maiores ou mais ventosas), acrescentam-se pressores ou batentes, reduz-se o esforço de corte (menor profundidade por passagem, ferramenta de corte descendente ou de compressão, avanço reduzido na última passagem) ou muda-se de técnica (molde).

5. Mesa reticulada e pontos de vácuo

Como é uma mesa reticulada

A mesa reticulada é uma mesa de trabalho (normalmente em liga de alumínio ou material técnico) com uma grelha de ranhuras na face superior e uma série de pontos de vácuo: furos ligados à bomba, que se abrem ou fecham com tampões, válvulas ou comandos da máquina. Em muitas máquinas a mesa está dividida em zonas que se ativam separadamente (por exemplo, para trabalhar em pendular: carregar uma zona enquanto a máquina trabalha noutra).

Há duas formas de a usar:

• Fixação direta: encaixa-se cordão esponjoso nas ranhuras da grelha, desenhando um perímetro fechado debaixo da peça. Abre-se um ponto de vácuo dentro desse perímetro. A peça pousa sobre o cordão e o vácuo forma-se na área fechada (capítulo 6).
• Fixação sobre suportes: pousam-se ventosas ou blocos de vácuo sobre a grelha, que recebem o vácuo da mesa e levantam a peça, deixando a ferramenta passar por baixo do contorno (capítulo 7).

Uma consequência importante da fixação direta: a peça fica encostada à mesa. Qualquer operação a toda a espessura (contornar, abrir um vão passante, furar de lado a lado) levaria a ferramenta a cortar a mesa. Na fixação direta fazem-se operações que não atravessam a peça (rebaixos, canais, furação cega, fresagem de face). Para atravessar a peça, usam-se ventosas que a levantam ou uma placa de sacrifício.

Identificar os pontos de vácuo

Identificar os pontos de vácuo de uma mesa reticulada é uma aptidão do referencial. Na prática significa saber:

1. Onde estão os pontos de vácuo e as zonas, segundo o esquema do manual da máquina (é comum estarem numerados ou referenciados à grelha).
2. Como se abrem e fecham: tampão roscado, válvula manual, ou comando no painel/programa.
3. Que zona de vácuo alimenta cada ponto, e que válvula ou pedal ativa essa zona.
4. Onde está o vacuómetro que mede essa zona.

A regra: um ponto de vácuo aberto fora de um perímetro vedado é uma fuga direta para a atmosfera. Numa mesa reticulada com fixação direta ficam abertos apenas os pontos que ficam dentro dos perímetros de cordão cobertos por peças.

Exemplo resolvido · preparar a mesa para uma prateleira

Situação: uma prateleira de 600 × 300 mm, em pinho maciço com 22 mm, vai levar um canal de 8 mm de profundidade na face e dois furos cegos. É fixada diretamente na mesa reticulada. A oficina usa uma margem mínima de 15 mm entre o cordão e a borda da peça (margem de exemplo; segue o procedimento da tua oficina).

1. Operações: canal e furos cegos, nada atravessa a peça: a fixação direta serve.
2. Perímetro do cordão: com 15 mm de margem de cada lado, o cordão fica dentro de um retângulo de 570 × 270 mm. Como o cordão só pode seguir as ranhuras, escolhe-se o maior retângulo de ranhuras que caiba dentro desse limite. Admite-se que dá 560 × 260 mm.
3. Ponto de vácuo: abre-se um ponto de vácuo dentro do retângulo de cordão; todos os outros pontos da zona ficam fechados.
4. Força teórica a -0,8 bar: A = 0,56 × 0,26 = 0,1456 m²; F = 80 000 × 0,1456 = 11 648 N. Folga ampla para um canal e dois furos.
5. Verificação do percurso: nada atravessa a peça, por isso a ferramenta nunca chega ao cordão. Numa peça fina, porém, um canal fundo por cima da linha do cordão enfraquece a peça nessa zona e pode deixá-la fletir; confirma no desenho.
6. Teste: pousar a peça encostada aos batentes de referência, ligar o vácuo, confirmar a leitura habitual no vacuómetro e tentar mover a peça à mão (capítulo 15).

A regra de ouro: perímetro fechado dentro da peça, ponto de vácuo dentro do perímetro, restantes pontos fechados.

Referência da peça na mesa

A peça tem de ficar numa posição conhecida pelo programa (a origem da peça). Numa mesa reticulada isso faz-se com batentes de referência (pinos ou esquadros, fixos ou pneumáticos) contra os quais a peça encosta, ou com um molde com batentes próprios. Se a peça não encostar aos batentes, fica bem presa mas no sítio errado: a fixação é eficaz mas não é precisa.

6. Cordão esponjoso e fixação direta

O que é o cordão esponjoso

O cordão esponjoso é um perfil de espuma de borracha flexível, fornecido em rolo, que se encaixa nas ranhuras da mesa reticulada (nalgumas mesas e moldes usa-se cordão autocolante). Ao ser comprimido pela peça e pelo vácuo, fecha o perímetro e não deixa passar o ar. Não é um material "poroso" no sentido de deixar o ar atravessá-lo: se deixasse, não vedava.

• Coloca-se por dentro do contorno da peça, com margem, e nunca por baixo do percurso da ferramenta.
• O perímetro tem de ser fechado: as pontas do cordão juntam-se topo a topo, sem folga nem sobreposição que crie um canal de fuga.
• É um consumível: perde elasticidade, ganha deformação permanente e rasga com o uso. Substitui-se quando deixa de vedar.
• A altura do cordão acima da mesa é pequena; a peça tem de ser plana. Uma peça empenada não comprime o cordão por igual e deixa entrar ar.

Procedimento de aplicação

1. Limpar as ranhuras e a mesa (serrim nas ranhuras impede o cordão de assentar).
2. Marcar no esquema da mesa o perímetro possível, dentro do contorno da peça e fora dos percursos de ferramenta.
3. Encaixar o cordão nas ranhuras, pressionando-o por igual, sem o esticar (cordão esticado encolhe e abre folgas).
4. Fechar o perímetro com as pontas bem juntas.
5. Abrir o ponto (ou pontos) de vácuo dentro do perímetro; fechar os restantes.
6. Pousar a peça contra os batentes, ativar o vácuo e ler o vacuómetro.

Peças curvas ou irregulares

Numa mesa reticulada o cordão segue as ranhuras, que são retas. Para uma peça com contorno curvo, o perímetro de cordão é um polígono de ranhuras que cabe inteiro dentro da curva, com margem. Se a curva for tão apertada que o perímetro possível fica com pouca área, a fixação direta não chega: passa-se a um molde com cordão fresado à medida (capítulo 10) ou a ventosas.

Exemplo resolvido · lateral com recorte curvo

Situação: lateral de 720 × 400 mm com um recorte em arco na base; na zona do recorte a peça fica com 250 mm de largura útil. Margem de exemplo de 15 mm.

1. O perímetro de cordão tem de caber dentro da peça incluindo a zona estreita do recorte. Opção A: um só retângulo de ranhuras de 560 × 220 mm, fora do recorte, na parte larga.
2. Área útil da opção A: 0,56 × 0,22 = 0,1232 m². A -0,8 bar: F = 80 000 × 0,1232 = 9856 N.
3. A zona do recorte fica sem vácuo e em balanço sobre a mesa? Não: a peça continua pousada na mesa, só não tem vácuo nessa zona. Para operações de face, basta.
4. Se a operação fosse fresar o próprio arco a toda a espessura, a fixação direta não servia (a fresa cortaria a mesa): ventosas ou molde.

7. Ventosas e suportes de fixação

Para que servem

As ventosas (também chamadas blocos de vácuo ou suportes de fixação) são blocos com um lábio de vedação em borracha na face de cima. Pousadas na mesa reticulada ou montadas nas consolas, recebem o vácuo da máquina e seguram a peça levantada acima da mesa. Isto permite:

• Contornar a peça a toda a espessura sem a ferramenta tocar na mesa: a fresa desce um pouco abaixo da face inferior da peça e passa no espaço livre entre a peça e a mesa.
• Furar e fresar os topos (furação horizontal, canais para fundos, fechaduras), porque a borda da peça fica acessível.
• Trabalhar peças de formas diferentes mudando só a posição das ventosas.

Tipos de ventosa

Os nomes comerciais e as dimensões mudam de fabricante para fabricante; consulta o catálogo de acessórios da tua máquina.

Regras de colocação das ventosas

1. Toda a área da ventosa debaixo da peça. Uma ventosa que fica parcialmente fora da peça não veda: o ar entra pela parte descoberta.
2. Margem ao contorno: a ventosa tem de ficar afastada do percurso da ferramenta pelo raio da ferramenta mais uma folga. Se a fresa tem 16 mm de diâmetro (raio 8 mm) e contorna a peça por fora, a borda da ventosa fica, no mínimo, a 8 mm mais a folga definida pela oficina para dentro do contorno.
3. Profundidade de corte controlada: a ferramenta desce só o necessário abaixo da face inferior da peça (poucos milímetros), nunca até à altura da ventosa ou da mesa.
4. Distribuição: ventosas perto das zonas onde a ferramenta faz mais esforço e junto dos cantos, para a peça não vibrar em balanço.
5. Todas à mesma altura e com borrachas em bom estado: uma ventosa mais baixa ou gasta deixa a peça torta ou sem vedação.
6. Ventosas sem peça por cima ficam desativadas (retiradas, com a válvula fechada ou tapadas conforme o sistema), para não roubar vácuo.

Exemplo resolvido · distância da ventosa ao contorno

Situação: porta de 700 × 450 mm em MDF de 19 mm, contornada por fora com uma fresa de 12 mm de diâmetro. A oficina usa uma folga de 10 mm entre a ferramenta e qualquer acessório (valor de exemplo).

1. Raio da ferramenta: 12 ÷ 2 = 6 mm.
2. O eixo da fresa passa a 6 mm por fora do contorno; o gume mais interior toca exatamente o contorno.
3. A borda da ventosa tem de ficar pelo menos a 10 mm para dentro do contorno (a folga conta a partir do gume, que coincide com o contorno).
4. Com ventosas de 120 × 120 mm, a zona livre para as colocar é o retângulo interior de 680 × 430 mm. Cabem folgadamente quatro ventosas, uma junto de cada canto.
5. Força teórica com quatro ventosas de 100 × 100 mm de área útil a -0,8 bar: 4 × 800 N = 3200 N.

8. Consolas e guias porta-ventosas

Como é uma mesa de consolas

Na mesa de consolas (ou de barras), a mesa é formada por várias consolas paralelas que se deslocam ao longo do eixo X da máquina, sobre guias. Sobre cada consola deslizam as ventosas, que se posicionam ao longo da consola (eixo Y). Assim, cada ventosa pode ser colocada em qualquer ponto X-Y dentro do curso da máquina.

• O vácuo chega às ventosas através da consola; cada ventosa é ativada pela máquina (por pedal, botão ou pelo próprio programa, conforme o modelo).
• As consolas têm, em regra, batentes de referência (muitas vezes pneumáticos, que sobem para encostar a peça e descem antes da maquinagem) e podem ter grampos para peças estreitas.
• Nalgumas máquinas o posicionamento das consolas e das ventosas é manual, guiado por réguas graduadas, lasers ou indicações no ecrã; noutras é automático, feito pela própria máquina a partir do programa. O software de muitos fabricantes propõe uma posição de ventosas, mas quem a confirma é o operador.

Regras de posicionamento

1. Consultar no desenho e no programa todos os percursos de ferramenta: contorno, furações de topo, canais, rebaixos.
2. Posicionar as consolas de modo a que nenhuma fique debaixo de um percurso que desça abaixo da face inferior da peça.
3. Posicionar as ventosas sobre cada consola, com toda a área debaixo da peça e com a margem ao contorno do capítulo 7.
4. Cada peça que resultar do trabalho precisa das suas próprias ventosas. Se o programa separar a peça em duas, cada parte tem de continuar presa; caso contrário a parte solta é projetada.
5. Reforçar junto de zonas em balanço e de operações de grande esforço (por exemplo, fechaduras nos topos).
6. Ativar o vácuo só com a peça pousada e encostada aos batentes; baixar os batentes antes do arranque, se a máquina não o fizer sozinha.

Exemplo resolvido · posicionar consolas numa lateral de roupeiro

Situação: lateral de 2000 × 580 mm em aglomerado melamínico de 18 mm. O programa faz: contorno exterior com fresa de 16 mm, uma linha de furos de 5 mm na face a 37 mm de cada borda longa, e furação de topo nas duas pontas. A máquina tem 6 consolas.

1. Percursos que descem abaixo da face inferior: só o contorno (os furos de face são cegos). As consolas podem ficar em qualquer X desde que as ventosas fiquem dentro da peça com margem.
2. Furos de face: um furo cego não atravessa a peça, por isso não chega à ventosa; mas uma broca que, por erro de programa, ultrapasse a espessura cortaria a borracha. Por prudência, as ventosas colocam-se entre as duas linhas de furos (zona central de 580 - 2 × 37 = 506 mm, menos a margem).
3. Distribuição em X: 2000 mm de comprimento, 4 consolas: uma a cerca de 150 mm de cada ponta e duas intermédias, espaçadas de forma regular. Em cada consola, duas ventosas.
4. Pontas: a furação de topo empurra a peça no sentido do comprimento; as consolas das pontas garantem apoio junto do esforço.
5. Força: 8 ventosas com 0,01 m² de área útil cada a -0,8 bar: 8 × 800 = 6400 N teóricos.
6. Consolas que sobram: as 2 restantes afastam-se para fora da peça, onde não interferem com o percurso.

9. Fixação mecânica: pressores e grampos

Quando o vácuo não chega

O vácuo tem limites. Recorre-se à fixação mecânica, sozinha ou combinada com o vácuo, quando:

• a peça tem pouca área útil (peças estreitas ou pequenas);
• a peça não veda: madeira maciça com fendas, nós soltos ou superfície áspera, peças empenadas, painéis muito porosos;
• a peça tem furos passantes ou recortes que abrem a zona de vácuo;
• a operação faz grande esforço lateral (fresagem de maciço a grande profundidade, fechaduras, encaixes);
• a peça é alta ou estreita e tende a tombar (pernas, travessas, montantes de caixilharia).

Pressores e grampos

• Pressores: apertam a peça de cima para baixo contra a mesa, a ventosa ou o molde. Podem ser mecânicos (aperto por parafuso, excêntrico ou alavanca) ou pneumáticos (cilindro de ar comprimido, força regulada pela pressão do ar).
• Grampos: apertam a peça lateralmente (contra um batente) ou prendem-na a um suporte. Nas mesas de consolas existem grampos pneumáticos montados nas próprias consolas, para peças de maciço estreitas.

Nos sistemas pneumáticos, a força depende da pressão do ar e da área do cilindro (a mesma fórmula F = p × A). O ar comprimido de rede nas oficinas anda tipicamente pelos 6 a 7 bar; a pressão de trabalho de cada acessório é a que o fabricante indica.

Exemplo resolvido · força de um pressor pneumático

Um pressor tem um cilindro com êmbolo de 40 mm de diâmetro, alimentado a 6 bar.

1. Área do êmbolo: A = π × r² = 3,1416 × 0,020² = 0,001257 m².
2. Pressão: 6 bar = 600 000 Pa.
3. Força teórica: 600 000 × 0,001257 = 754 N. Na prática é algo menor (atritos internos do cilindro).
4. Comparação: uma ventosa com 0,01 m² de área útil a -0,8 bar dá 800 N. Um pequeno cilindro a 6 bar aperta quase o mesmo com uma área cerca de 8 vezes menor, porque a pressão de ar comprimido é muito maior do que a depressão máxima possível do vácuo (6 bar contra menos de 1 bar).

É por isso que os pressores resolvem as peças pequenas: concentram muita força numa área pequena. E é também por isso que marcam a madeira se forem mal usados.

Como posicionar e regular

• Sempre fora do percurso da ferramenta e da cabeça, com folga; atenção ao corpo do pressor, não só à sapata.
• Apoiar a sapata sobre a peça por cima de um apoio (ventosa, molde, mesa), nunca sobre uma zona em balanço, que flete e parte.
• Distribuir o aperto; dois pressores moderados são melhores do que um no máximo.
• Regular a força ao material: madeira macia e faces à vista marcam com facilidade. Usar sapatas de proteção (borracha, madeira, material plástico) sobre faces acabadas.
• Pressores pneumáticos: confirmar que a pressão de ar está no valor de trabalho antes do arranque; uma queda de ar comprimido reduz o aperto.
• Nunca pôr as mãos entre a sapata e a peça quando o pressor é acionado: um pressor pneumático fecha de repente e esmaga.

Exemplo resolvido · combinar vácuo e pressores

Situação: peça de 500 × 300 mm em MDF de 25 mm com dois furos passantes de 60 mm de diâmetro e contorno a toda a espessura, numa mesa reticulada com ventosas.

1. Os furos passantes não podem ficar por cima de ventosas (a broca ou a fresa cortaria a borracha e o vácuo fugiria pelo furo).
2. Colocar as ventosas nas zonas cheias, com margem aos furos e ao contorno. Se só couberem duas ventosas de 100 × 100 mm úteis: F = 2 × 800 = 1600 N a -0,8 bar.
3. Para a abertura dos furos passantes e o contorno, acrescentar dois pressores sobre as ventosas, fora dos percursos.
4. Programar os furos antes do contorno: enquanto o contorno não está feito, a peça ainda está inteira e mais rígida.
5. Testar: vacuómetro no valor habitual, pressores com a pressão de ar correta, peça imóvel à mão.

10. Moldes de fixação

O que é um molde de fixação

Um molde de fixação (gabarito) é um acessório feito à medida de uma peça ou de uma família de peças. Normalmente é feito em MDF, contraplacado ou material técnico e é, muitas vezes, maquinado na própria máquina CNC. Pode incluir:

• Canais de vácuo e uma ranhura fresada para cordão esponjoso, com o perímetro exato da peça;
• Batentes e pinos de referência, para a peça entrar sempre na mesma posição;
• Pressores montados no próprio molde;
• Alturas diferentes, para apoiar peças curvas, inclinadas ou com relevo.

O molde assenta na mesa reticulada ou nas ventosas (preso por vácuo e referenciado por batentes), e a peça assenta no molde.

Quando é necessário

O referencial pede que saibas avaliar a necessidade de utilização de molde de fixação. Há dois motivos diferentes:

1. Motivo técnico: a peça não se consegue fixar bem de outra forma (curvas apertadas, peças pequenas, peças com relevo ou curvadas, peças que exigem acesso a várias faces em 5 eixos).
2. Motivo económico: a peça repete-se muito e o molde reduz o tempo de preparação por peça, além de garantir repetibilidade (todas as peças na mesma posição).

As perguntas a fazer:

1. Quantas peças iguais? E vai haver repetição da encomenda?
2. A forma permite fixação direta ou com ventosas, com área útil suficiente?
3. A repetibilidade exigida é crítica?
4. O tempo poupado por peça, multiplicado pela série, paga o tempo de fazer o molde?

Exemplo resolvido · a partir de quantas peças compensa o molde

Situação: costas de cadeira com contorno curvo. Tempos medidos na oficina (valores de exemplo):

• Com cordão e ventosas, preparar cada peça demora 6 min.

• Fazer o molde (desenho, maquinagem, cordão, afinação) demora 180 min; depois, cada peça demora 1 min a colocar.

• Tempo total sem molde para n peças: 6 × n.

• Tempo total com molde: 180 + 1 × n.
• Igualar: 6n = 180 + n, logo 5n = 180, n = 36 peças.
• Para 300 peças: sem molde 6 × 300 = 1800 min (30 h); com molde 180 + 300 = 480 min (8 h). Poupam-se 22 h.
• Para 15 peças: sem molde 90 min; com molde 195 min. Não compensa, salvo motivo técnico.

Conclusão: acima de cerca de 36 peças o molde compensa em tempo, e acima disso ganha-se também em repetibilidade. O número muda com os tempos reais de cada oficina; o método é sempre este.

Cuidados com os moldes

• Identificar cada molde (referência da peça, lado, origem) e guardá-lo protegido.
• Verificar o cordão e os batentes antes de cada utilização.
• O molde acrescenta altura: confirmar que o programa conta com essa altura (origem Z) e que a cabeça não colide com ele.

11. Placa de sacrifício

O que é e para que serve

A placa de sacrifício é um painel colocado entre a mesa de vácuo e a peça. Chama-se assim porque é ela que "se sacrifica": a ferramenta pode cortá-la ligeiramente sem danificar a mesa da máquina. É a base do nesting (corte de um painel inteiro em muitas peças).

• Normalmente é de MDF, com as duas faces facejadas (fresadas) para retirar a camada exterior mais fechada e deixar o ar passar através da placa. O vácuo da mesa atravessa o MDF e segura o painel que está por cima.
• Permite cortes a toda a espessura (cortes passantes): a fresa desce uma fração de milímetro abaixo da face inferior do painel e marca a placa, não a mesa.
• Dá uma superfície plana e contínua a peças de qualquer forma, sem ventosas nem cordão.
• Perde vácuo com o uso: cada corte abre ranhuras por onde o ar entra; a placa enche-se de marcas e deixa de ser plana.

Técnica de fixação por placa de sacrifício

1. Facejar a placa na própria máquina com uma fresa de facejar, na sequência prevista no manual (primeiro a face de baixo, depois a de cima, se a placa é nova).
2. Colocar a placa sobre a mesa, com o vácuo ativo, encostada às referências.
3. Definir a origem Z das ferramentas a partir da face da placa (ou medir a espessura da placa), para controlar quanto a ferramenta entra na placa.
4. Pousar o painel a maquinar, encostado aos batentes, e ativar o vácuo.
5. Tapar as zonas da placa que ficam descobertas (com restos de painel ou folha própria), ou ativar só a zona da mesa coberta pelo painel. Área de placa descoberta é uma fuga.
6. Programar a profundidade de corte para entrar só o necessário na placa (décimas de milímetro a poucos milímetros, conforme o procedimento).
7. Ler o vacuómetro e comparar com o valor habitual para aquela placa e aquele painel.

Manutenção

• Facejar de novo quando as marcas de corte já comprometem a vedação ou a planeza. Cada facejamento tira espessura; quando a placa fica demasiado fina ou irregular, substitui-se.
• Manter a placa limpa: serrim acumulado impede o painel de assentar.
• Não fazer furos passantes profundos na placa; não usar a placa como apoio de pancadas ou de ferramentas.
• Registar os facejamentos e as substituições (qualidade).

Exemplo resolvido · força sobre um painel e sobre uma peça pequena

Situação: painel de aglomerado de 2800 × 2070 mm sobre placa de sacrifício, com leitura de -0,55 bar.

1. Área do painel: 2,80 × 2,07 = 5,796 m².
2. Força teórica sobre o painel inteiro: 55 000 × 5,796 = 318 780 N (cerca de 319 kN). Muito elevada.
3. Depois de cortado, cada peça só conta com a sua própria área. Uma peça de 100 × 300 mm: 0,03 m² × 55 000 = 1650 N, e na prática menos, porque o ar entra pelo corte à volta dela.
4. Uma peça de 60 × 60 mm: 0,0036 m² × 55 000 = 198 N, também reduzidos pelas fugas. É o tipo de peça que salta no fim do contorno.

É por isso que no nesting as peças pequenas se cortam primeiro, enquanto o painel à volta ainda está inteiro, e as grandes no fim.

Exemplo resolvido · diagnosticar uma placa gasta

Situação: o vacuómetro mostra -0,40 bar com um painel inteiro, quando o habitual com aquela placa é cerca de -0,55 bar.

1. Confirmar que só está ativa a zona coberta pelo painel e que as zonas descobertas estão tapadas.
2. Confirmar que o painel é plano e está bem assente.
3. Inspecionar a placa: muitas ranhuras profundas dos cortes anteriores e zonas brilhantes ou queimadas (menos permeáveis).
4. Decisão: facejar a placa. Se já estiver fina ou continuar a não atingir o valor habitual, substituir.
5. Registar o que se fez e o valor lido depois da intervenção.

12. Peças de pequena e de grande dimensão

Peças pequenas: pouca área, pouca força

Como se viu no capítulo 4, a força de fixação é proporcional à área útil. Uma peça pequena tem pouca força e pouco peso; o esforço da ferramenta é o mesmo. Técnicas:

• Pele fina (onion skin): no contorno deixa-se uma camada muito fina (décimas de milímetro) por cortar no fundo; a peça continua agarrada ao painel. Remove-se numa última passagem leve ou à mão, com lixagem da aresta.
• Pontes (micro-junções): pequenas zonas do contorno que ficam por cortar e seguram a peça ao painel; cortam-se depois.
• Ordem de corte: peças pequenas primeiro, grandes no fim; de dentro para fora (primeiro os recortes interiores, depois o contorno exterior).
• Ferramenta: preferir fresas de corte descendente ou de compressão, que empurram a peça contra o apoio; evitar fresas ascendentes, que a levantam.
• Esforço reduzido: passagens menos profundas e avanço reduzido na última volta.
• Molde com cavidades para várias peças iguais, com pressores.
• Agrupar peças pequenas num painel maior e separá-las no fim, noutra máquina, se a precisão o permitir.

Peças grandes: peso, área e flexão

Peças grandes têm força de sobra, mas trazem outros problemas:

• Flexão e vibração das zonas em balanço, se os apoios estiverem só ao centro.
• Empeno: um painel longo ligeiramente empenado não assenta nas ventosas das pontas e perde vácuo.
• Manuseamento: painéis grandes e pesados colocam-se entre duas pessoas ou com meios de elevação, com calçado de segurança e luvas só na carga e descarga, com a máquina parada.
• Zonas da mesa: pode ser preciso ativar mais do que uma zona de vácuo.

Técnicas: distribuir os apoios por toda a peça, reforçar as pontas e as zonas de maior esforço, confirmar a planeza da peça antes de fixar, e usar pressores nas pontas se o empeno impedir a vedação.

Exemplo resolvido · tampo de mesa em consolas

Situação: tampo de 1800 × 900 mm em carvalho maciço de 30 mm, contornado e com os bordos perfilados, numa mesa de consolas.

1. Área: 1,8 × 0,9 = 1,62 m². A fixação não tem falta de força; o risco é a vibração nas pontas e o empeno do maciço.
2. Consolas: quatro consolas, a primeira e a última a cerca de 150 mm das pontas, as outras duas espaçadas por igual; em cada uma, duas ventosas afastadas do contorno pela margem.
3. Empeno: antes de fixar, verificar o tampo com uma régua; se uma ponta não assentar, pressor nessa ponta, sobre a ventosa.
4. Perfil dos bordos: a ferramenta de perfilar tem diâmetro maior; recalcular a margem das ventosas com o raio dessa ferramenta.
5. Teste: vacuómetro no valor habitual, peça imóvel à mão nas pontas e ao centro, nada no percurso.

13. Centros de 5 e 6 eixos, e torno CNC

O que muda nos centros de 5 e 6 eixos

Num centro de 3 eixos a ferramenta desloca-se em X, Y e Z e está sempre na vertical. Num centro de 5 eixos, a cabeça tem dois eixos de rotação a mais e a ferramenta pode inclinar-se e orientar-se em quase qualquer direção. Os eixos rotativos designam-se, segundo a convenção ISO, por A, B e C (rotação em torno de X, Y e Z); quais deles a máquina tem depende do fabricante. Quando se fala de 6 eixos, há um eixo controlado a mais (por exemplo, na cabeça, num agregado ou na mesa); o que é exatamente esse eixo varia de máquina para máquina, por isso confirma sempre no manual.

Para a fixação, isto significa:

• A ferramenta e a cabeça, que é volumosa, podem chegar por baixo e pelos lados da peça: uma ventosa ou um pressor que estava longe da fresa vertical pode ficar no caminho da cabeça inclinada.
• A peça precisa de ficar mais levantada (ventosas altas ou moldes) e com as bordas a trabalhar salientes em relação aos apoios.
• Os esforços mudam de direção: com a ferramenta inclinada, parte do esforço deixa de ser lateral e passa a ser vertical ou oblíquo; peças altas e estreitas precisam de grampos.
• Um molde que apoie a peça por dentro e deixe livres as faces a trabalhar é, muitas vezes, a solução mais segura (por exemplo, para braços de cadeira, pernas curvas, peças de escada).

Técnica de fixação em 5 e 6 eixos

1. Ver no programa todas as orientações da cabeça e todas as zonas que ela percorre.
2. Usar a simulação do software (CAM ou da máquina) com a fixação modelada, sempre que existir: a simulação só deteta colisões com os acessórios que estiverem desenhados nela.
3. Posicionar apoios e pressores fora dessas zonas, com folga, e contando com o volume da cabeça, não só com a ponta da ferramenta.
4. Primeira execução com avanço reduzido (potenciómetro de avanço) e, se a máquina o permitir, bloco a bloco, com a mão junto da paragem de emergência, a partir do posto de comando e fora da área de trabalho.
5. Confirmar a fixação depois das operações de desbaste, que mais esforçam a peça.

Exemplo resolvido · furo inclinado junto de uma ventosa

Situação: um montante de 800 × 90 × 40 mm recebe um furo a 30 graus em relação à vertical, perto de uma das pontas. Está preso em duas ventosas estreitas e dois grampos.

1. No programa, a cabeça inclina 30 graus e aproxima-se da peça pelo lado da ponta.
2. Na posição vertical, a ventosa da ponta está a 60 mm da zona do furo: parece segura.
3. Na simulação com a cabeça a 30 graus, o corpo da cabeça passa por cima do grampo dessa ponta.
4. Solução: recuar o grampo e a ventosa da ponta para o interior da peça (mantendo a peça apoiada) e confirmar de novo na simulação.
5. Só depois se arranca, com avanço reduzido na primeira peça.

Fixação no torno CNC

No torno CNC para madeira (pernas de mesa, balaústres, pés de cadeira) a peça roda e a ferramenta desloca-se ao longo dela. Fixação típica:

• Entre pontos: a peça é presa entre um arrastador (ponta com dentes ou garras, no cabeçote fixo, que a obriga a rodar) e um contraponto (normalmente rotativo, no cabeçote móvel, que a aperta pelo outro topo).
• Em prato (bucha de grampos): para peças curtas ou para trabalhar um topo.
• Luneta: apoio intermédio para peças longas e finas, que de outro modo fletem e vibram.

Regras próprias do torno:

1. Marcar o centro nos dois topos e cravar bem o arrastador; um centro mal marcado dá uma peça excêntrica e desequilibrada.
2. Apertar o contraponto com a força indicada: pouco, a peça solta-se; demasiado, a peça curva ou racha no topo.
3. Peças em bruto de secção quadrada ou desequilibradas rodam com vibração: começar com a rotação mais baixa e só depois subir.
4. Rodar a peça à mão antes de ligar, para confirmar que nada bate na ferramenta nem nos apoios.
5. Nunca aproximar as mãos, luvas ou roupa larga de uma peça em rotação; proteções fechadas antes de arrancar.

O princípio é o mesmo das outras máquinas: a peça tem de ficar imóvel em relação ao sistema que a segura e a fixação é testada antes do arranque.

14. Escolher a solução de fixação

Tabela de decisão

Método de seleção, passo a passo

1. Peça: dimensões, espessura, material, planeza, porosidade, face à vista.
2. Operações: quais atravessam a peça, quais trabalham os topos, onde está o maior esforço.
3. Máquina: tipo de mesa, acessórios disponíveis, bomba de vácuo, ar comprimido.
4. Área útil e força: estimar F = Δp × A e ver se há margem.
5. Reforços: pressores, grampos, ordem de corte, ferramenta descendente.
6. Quantidade: avaliar o molde.
7. Percursos: confirmar que nada fica no caminho da ferramenta nem da cabeça.
8. Teste antes do arranque.

15. Testar a fixação e reconhecer uma fixação ineficaz

Os testes de fixação

Nenhuma peça começa a ser maquinada sem testar a fixação. Os testes são rápidos e baratos; uma peça solta é cara e perigosa.

Leitura do vacuómetro

• Estável e no valor habitual: vedação boa.
• Estável mas baixo: fuga constante (ponto aberto fora do perímetro, zona descoberta, cordão mal encaixado, ventosa gasta ou parcialmente fora da peça).
• Oscila: fuga intermitente, peça empenada que "respira" com a vibração, ranhura na placa que abre e fecha.
• Cai durante o ciclo: o corte abriu uma fuga (peça separada do painel, furo passante sobre a zona de vácuo). Se a queda passar o limiar, o vacuóstato para a máquina; nunca se contorna.

Exemplo resolvido · teste que evita um acidente

Situação: porta de MDF em quatro ventosas; o vacuómetro mostra -0,55 bar quando o habitual naquela máquina, com ventosas, é cerca de -0,8 bar.

1. Não se arranca.
2. Ver se alguma ventosa sem peça por cima está ativa: não.
3. Ver as ventosas: uma delas ficou 15 mm fora do contorno da porta, com parte do lábio a descoberto.
4. Corrigir: recolocar a ventosa dentro da peça, com a margem ao percurso.
5. Nova leitura: -0,8 bar, estável. Teste manual: peça imóvel. Só agora se arranca.

Consequências de uma fixação ineficiente ou ineficaz

16. Segurança, saúde, EPI e qualidade

Enquadramento legal

• O Decreto-Lei n.º 50/2005 fixa as prescrições mínimas de segurança e saúde na utilização de equipamentos de trabalho: o empregador tem de garantir máquinas seguras, informação e formação; o trabalhador tem de as usar de acordo com as instruções.
• A colocação no mercado das máquinas segue a Diretiva Máquinas, transposta pelo Decreto-Lei n.º 103/2008 (marcação CE, declaração de conformidade, manual de instruções em português). O Regulamento (UE) 2023/1230, relativo às máquinas, substitui a diretiva e aplica-se a partir de 20 de janeiro de 2027.
• O pó de madeira dura é reconhecido como agente cancerígeno. A Diretiva (UE) 2017/2398 fixou para ele um valor-limite de exposição de 2 mg/m³ (média de 8 horas), aplicável desde 18 de janeiro de 2023 (antes vigorava um valor transitório de 3 mg/m³). O MDF e os aglomerados também produzem pó fino: a aspiração da máquina tem de estar ligada e a funcionar.

Riscos próprios da fixação

• Esmagamento entre consolas que se deslocam, entre a sapata de um pressor pneumático e a peça, ou entre a peça e os batentes.
• Projeção de peças soltas, fragmentos ou ferramentas partidas.
• Arranque inesperado: nunca entrar na área de trabalho com a máquina em ciclo; respeitar os dispositivos de proteção (tapetes sensíveis, barreiras ou cortinas de luz, para-choques, portas com encravamento), que nunca se anulam.
• Queda de vácuo ou de ar comprimido a meio do ciclo: a máquina deve parar; não se retoma sem voltar a testar a fixação.
• Manuseamento de painéis grandes e pesados: posturas corretas, ajuda de um colega ou meios de elevação.

Equipamento de proteção individual (EPI)

Não se usam adornos, roupa larga nem cabelo solto junto de ferramentas em rotação. O EPI complementa as proteções coletivas (aspiração, proteções da máquina); não as substitui.

Normas da qualidade

• Cada peça tem um procedimento de fixação definido (solução, acessórios, posições, depressão habitual) e a fixação usada corresponde a esse procedimento.
• Inspeção da primeira peça: medir e comparar com o desenho antes de avançar para a série; repetir a verificação ao longo do lote.
• Registos: leituras de vácuo, facejamentos e substituições de placa, estado dos cordões e das ventosas, não conformidades e respetivas correções.
• Rastreabilidade dos moldes (identificação e local de arrumação).
• Em empresas com sistema de gestão da qualidade (por exemplo, certificado pela NP EN ISO 9001), estes registos e procedimentos fazem parte do sistema.

Exemplo resolvido · lista de verificação antes de arrancar

1. Apoio: peça assente e encostada aos batentes; batentes em baixo. Confirmado.
2. Vácuo: leitura estável no valor habitual; vacuóstato ativo. Confirmado.
3. Mecânica: pressores e grampos com a pressão de trabalho e com proteção nas faces à vista. Confirmado.
4. Teste manual: peça imóvel. Confirmado.
5. Percurso: nenhum acessório no caminho da ferramenta nem da cabeça, em nenhuma orientação. Confirmado.
6. Segurança: aspiração ligada, proteções ativas, área de trabalho livre, EPI colocado. Confirmado.

Só com os seis pontos confirmados se dá o arranque.

Erros comuns

• Deixar pontos de vácuo abertos fora de um perímetro vedado, ou zonas de placa de sacrifício descobertas: a causa mais comum de vácuo fraco.
• Pôr o cordão esponjoso rente à borda ou por baixo do percurso da ferramenta, em vez de o colocar para dentro, com margem.
• Contornar a toda a espessura uma peça em fixação direta sobre a mesa reticulada: a fresa corta a mesa.
• Calcular a força com a medida exterior da ventosa, em vez da área dentro do lábio de vedação.
• Confundir pressão absoluta com relativa, ou aceitar leituras impossíveis (mais de 1 bar de depressão).
• Deixar uma ventosa parcialmente fora da peça, ou ativa sem peça por cima.
• Esquecer que cada parte separada precisa dos seus apoios: a parte solta é projetada.
• Apertar demasiado um pressor sobre uma face à vista ou sobre uma zona em balanço.
• Usar fresa ascendente em peças pequenas com pouca força de fixação.
• Verificar colisões só com a ferramenta na vertical num centro de 5 eixos.
• Usar a placa de sacrifício sem a facejar até perder vácuo.
• Saltar o teste da fixação "porque a peça é igual à de ontem".
• Usar luvas junto de ferramentas em rotação, ou trabalhar sem aspiração.

Glossário

• Arrastador: ponta com dentes ou garras que obriga a peça a rodar no torno.
• Batente de referência: pino ou esquadro contra o qual se encosta a peça para ela ficar na posição do programa.
• Centro de trabalho CNC: máquina de controlo numérico para corte, furação e fresagem de peças de madeira e derivados.
• Consola: barra móvel da mesa de consolas, que se desloca em X e suporta as ventosas.
• Contraponto: apoio do cabeçote móvel do torno que aperta a peça pelo topo oposto ao arrastador.
• Cordão esponjoso: perfil de espuma de borracha que, encaixado nas ranhuras da mesa ou do molde, fecha o perímetro de vácuo.
• Depressão: pressão abaixo da atmosférica, indicada em valor relativo (por exemplo, -0,8 bar).
• Estanquidade: ausência de fugas de ar num sistema vedado.
• Facejar: fresar a face de uma placa para a deixar plana (e, no MDF da placa de sacrifício, permeável).
• Fixação direta: peça pousada sobre cordão esponjoso na mesa reticulada, sem suportes intermédios.
• Luneta: apoio intermédio para peças longas no torno.
• Mesa reticulada: mesa com grelha de ranhuras e pontos de vácuo.
• Molde de fixação: acessório feito à medida da peça, com vedação, batentes e apoios próprios.
• Nesting: corte de um painel inteiro em várias peças, sobre placa de sacrifício.
• Pele fina: camada muito fina deixada por cortar no fundo do contorno, para a peça não se soltar.
• Placa de sacrifício: painel (normalmente MDF facejado) entre a mesa e a peça, que a ferramenta pode marcar.
• Ponto de vácuo: furo da mesa ligado à bomba, que se abre ou fecha.
• Pontes: pequenas zonas do contorno deixadas por cortar para segurar a peça.
• Pressor: elemento mecânico ou pneumático que aperta a peça de cima para baixo.
• Grampo: elemento que aperta a peça lateralmente ou a prende a um suporte.
• Vacuóstato: pressóstato que impede ou para o ciclo quando a depressão desce abaixo do limiar.
• Vacuómetro: instrumento que mede a depressão (manómetro de vácuo).
• Ventosa: bloco com lábio de vedação que fixa a peça por vácuo e a levanta acima da mesa.
• EPI: equipamento de proteção individual.

Síntese

Fixar uma peça num centro de trabalho CNC segue sempre a mesma lógica: analisar a peça, as operações e a máquina; escolher a solução (vácuo, fixação mecânica, molde, muitas vezes combinados); posicionar os acessórios fora do percurso da ferramenta e da cabeça; e testar antes de arrancar. A força de vácuo é F = Δp × A, com a área útil dentro do vedante e a depressão sempre menor do que a pressão atmosférica (cerca de -1 bar); o que trava o deslizamento é o atrito, por isso se testa em vez de confiar só na conta. A mesa reticulada usa cordão esponjoso e pontos de vácuo para fixação direta (sem cortes passantes) ou ventosas para levantar a peça; a mesa de consolas posiciona ventosas em X e Y para peças já esquadrejadas; a placa de sacrifício permite o nesting e cortes passantes, e mantém-se facejada. Pressores e grampos resolvem pouca área, peças que não vedam e grandes esforços; os moldes resolvem formas difíceis e séries. Peças pequenas arriscam soltar-se (pele fina, pontes, ordem de corte, fresa descendente); peças grandes arriscam fletir e empenar. Em 5 e 6 eixos verifica-se cada orientação da cabeça; no torno, arrastador, contraponto e luneta. A segurança (DL 50/2005, Diretiva Máquinas, pó de madeira dura), o EPI e a qualidade (procedimento, primeira peça, registos) acompanham cada decisão.

Exercícios resolvidos

1. Uma ventosa de 150 × 100 mm (medida exterior) tem uma zona útil de 130 × 80 mm e trabalha a -0,6 bar. Calcula a força teórica.

Resolução: Δp = 0,6 × 100 000 = 60 000 Pa. A útil = 0,130 × 0,080 = 0,0104 m². F = 60 000 × 0,0104 = 624 N. Com a medida exterior (0,015 m²) dar-se-iam 900 N, uma sobrestimativa de quase 45 %.

2. Um vacuómetro indica -70 kPa. Quanto é em bar relativos e em mbar absolutos (pressão atmosférica 1013 mbar)?

Resolução: 70 kPa = 0,70 bar, logo -0,70 bar. Absoluta: 1013 - 700 = 313 mbar.

3. Um colega diz que a bomba nova "chega a -1,2 bar". Comenta.

Resolução: impossível em pressão relativa: a depressão não pode passar da pressão atmosférica (cerca de -1 bar ao nível do mar). Ou a leitura é outra unidade, ou é pressão absoluta mal interpretada, ou o instrumento está avariado.

4. Numa mesa reticulada com fixação direta, o programa inclui o contorno a toda a espessura. O que está errado e como se resolve?

Resolução: na fixação direta a peça está encostada à mesa; o contorno passante levaria a fresa a cortar a mesa (e o cordão). Resolve-se levantando a peça em ventosas, usando um molde com altura, ou trabalhando sobre placa de sacrifício.

5. Uma peça de 500 × 300 mm tem dois furos passantes. Que problema traz ao vácuo e como se resolve?

Resolução: um furo passante sobre a zona de vácuo é uma fuga direta (e cortaria a ventosa ou o cordão). As ventosas ou o perímetro de cordão colocam-se nas zonas cheias, com margem aos furos; reforça-se com pressores e fazem-se os furos antes do contorno.

6. Molde: 240 min a fazer, 1,5 min por peça; sem molde, 5 min por peça. A partir de quantas peças compensa? E para 100 peças?

Resolução: 5n = 240 + 1,5n, logo 3,5n = 240 e n ≈ 69 peças. Para 100 peças: sem molde 500 min; com molde 240 + 150 = 390 min. Compensa, poupando 110 min.

7. Num nesting, as peças de 60 × 60 mm saltam no fim do contorno. Indica três medidas.

Resolução: cortá-las primeiro, enquanto o painel está inteiro; deixar pele fina ou pontes; usar fresa descendente ou de compressão e avanço reduzido na última passagem. Confirmar também que a placa de sacrifício está facejada e as zonas descobertas tapadas.

8. Antes de um furo inclinado num centro de 5 eixos, que verificação extra se faz?

Resolução: verificar, de preferência em simulação com os acessórios modelados, que nem a ferramenta nem o corpo da cabeça colidem com ventosas, pressores ou moldes em todas as orientações do percurso, e fazer a primeira execução com avanço reduzido.