Sebenta · Efetuar desenho de fabrico de peças e conjuntos mecânicos por processos de corte 2D (UC02909)

Introdução

Esta sebenta ensina a passar de uma peça a produzir até um desenho de fabrico pronto para a máquina de corte. O percurso é sempre o mesmo, em qualquer oficina: estudar as especificações técnicas do componente, esboçar à mão livre, transformar o esboço em geometria vetorial de CAD 2D, escolher o processo de corte 2D mais adequado à peça, compensar a cotagem para o kerf ou o gap desse processo, organizar as peças na chapa (nesting) e, no fim, verificar a peça obtida.

Trabalham-se cinco processos de corte 2D: laser, plasma, oxicorte, jato de água e erosão de fio. Nenhum é universalmente melhor: escolhe-se em função do material, da espessura, da precisão exigida e do volume de produção. Todos os cálculos desta sebenta (perímetros, furos, kerf, nesting, tempos e custos) são refeitos passo a passo, para que os números batam sempre certo: o que se soma de um lado tem de aparecer do outro.

Constantes de referência usadas em toda a sebenta (para nunca haver contradições entre capítulos):

• Aço S275, densidade 7850 kg/m³, preço de referência 1,05 €/kg (chapas de qualquer espessura desta liga).
• Barra chata de aço 40×5 mm, preço de referência 2,80 €/m (perfis vendem-se ao metro linear, não ao quilograma; é uma base diferente, para um item diferente).
• π ≈ 3,1416 em todos os cálculos de circunferência.
• Kerf de referência: laser 0,15 mm; plasma 1,5 mm; jato de água 1,0 mm; oxicorte em chapa fina 2,0 mm, oxicorte em chapa espessa 2,5 mm.
• Velocidades de corte de referência (aço carbono): laser 6000 mm/min; plasma 3000 mm/min; jato de água 350 mm/min; oxicorte (chapa espessa) 350 mm/min.
• Tempo de perfuração de referência: laser 0,3 s; plasma 0,5 s; jato de água 1,0 s; oxicorte 5 s.
• Taxa horária de referência: laser 45 €/h; plasma 30 €/h; jato de água 55 €/h; oxicorte 20 €/h.

Estes valores são de referência para os exercícios desta sebenta, não uma tabela de fabricante; servem para que os cálculos sejam sempre comparáveis entre si.

1. Do estudo das especificações ao croqui

Um desenho de fabrico começa muito antes do CAD. A primeira realização desta UC é efetuar o estudo das especificações técnicas dos componentes a produzir: perceber a função da peça, o material, a espessura, as tolerâncias exigidas e, já nesta fase, ter uma ideia do processo de corte 2D mais provável, porque isso condiciona todas as decisões seguintes (cotas mínimas de furo, tolerâncias, acabamento).

Croquis à mão livre

O croqui é um desenho técnico feito à mão livre, sem instrumentos de precisão, mas proporcionado e com informação suficiente: forma geral, cotas principais, furos e notas de material. Serve para comunicar uma ideia rapidamente, antes de investir tempo a desenhar em CAD, e para não perder informação entre a inspeção da peça (ou da amostra) e o desenho final.

Trabalhos de bancada e instrumentos de medida e traçagem

Quando existe uma peça física de referência (uma amostra, uma peça a substituir), usam-se trabalhos de bancada: medir com craveira (paquímetro), micrómetro, esquadro e régua, e marcar linhas de referência na chapa com traçagem (usando um escantilhão quando há uma forma repetida a transferir várias vezes). Estes instrumentos aplicam-se tanto antes do corte (para confirmar as dimensões da chapa em bruto) como depois (para verificar a peça obtida).

Exemplo resolvido · do estudo ao croqui

Pede-se um suporte plano em chapa de aço para fixar um sensor: função (fixação), material (aço S275, por disponibilidade e custo), espessura (3 mm, chapa fina, corte fino), 4 furos para parafusos M10 (logo, furo de referência Ø12 mm, com folga). Como é chapa fina com furos pequenos e apertados, o processo mais provável já se antecipa: laser. Esta decisão orienta o croqui: cotar já com margem para os furos, e não desenhar detalhes que o laser não vai conseguir cortar de forma prática (arestas internas com raio zero, por exemplo).

2. Desenho técnico normalizado para corte 2D

O desenho de fabrico de uma peça de corte 2D segue as regras gerais do desenho técnico, adaptadas a peças planas.

Vistas, cortes e secções

• Vista: projeção ortográfica da peça (frente, topo, lateral). Uma chapa plana simples, sem relevos, muitas vezes só precisa de uma vista (vista de topo) com a espessura anotada.
• Corte: representação da peça "cortada" imaginariamente para mostrar o interior; usa-se quando há relevos, rasgos ou nervuras que uma vista simples não explica.
• Secção: mostra só a fatia da peça na zona de corte, sem o resto da geometria.

Cotagem nominal e cotagem de fabrico

Distinção central desta UC:

• Cotagem nominal: a dimensão pretendida no desenho de definição (o que o projeto pede).
• Cotagem de fabrico: a dimensão realmente programada na máquina, já com a compensação do kerf (ou do gap, na erosão de fio) aplicada, para que a peça final saia na cota nominal.

A regra é sempre a mesma: no contorno exterior, a cota de fabrico é maior que a nominal; nos furos e contornos interiores, a cota de fabrico é menor que a nominal. O capítulo 8 desenvolve esta regra com números.

Toleranciamento geral, simbologia e anotações

• Toleranciamento geral: quando uma cota não tem tolerância própria indicada, aplica-se a tolerância geral do desenho (evita ter de escrever uma tolerância em cada uma das dezenas de cotas de uma peça complexa).
• Simbologia: símbolos normalizados de acabamento superficial, soldadura e material.
• Anotações: notas de fabrico diretamente no desenho (processo de corte exigido, tratamento posterior, material exato) para que o operador não tenha de adivinhar.

3. CAD 2D: geometrias, layers e cores

Transformar o croqui em desenho vetorial é a segunda realização explícita desta UC.

Geometrias em CAD 2D

Criar as geometrias esboçadas em sistemas de CAD 2D é a segunda realização explícita do referencial: o croqui feito à mão é a base, mas só se torna útil para a máquina depois de reconstruído como geometria vetorial exata, entidade a entidade, nesses sistemas de desenho.

• As entidades base são linhas, arcos, círculos, polilinhas e splines.
• O contorno exterior de uma peça de corte 2D tem de ser sempre uma geometria fechada: se houver uma pequena falha no fecho do contorno (mesmo décimas de milímetro), a máquina não consegue distinguir "dentro" de "fora" e o corte automático falha ou sai errado.
• Furos e recortes são geometrias fechadas independentes, dentro do contorno exterior.

Cores e layers

Definir cores e layers das entidades de CAD é uma aptidão explícita: em muitos fluxos de corte, a cor da linha diz à máquina o que fazer.

Uma peça desenhada toda na mesma layer/cor arrisca-se a que a máquina tente "cortar" as cotas ou o texto do desenho.

4. Ficheiros CAD: DWG, DXF e exportação

Exportar ficheiros CAD em formatos standard é outra aptidão explícita desta UC.

Regra prática: projeto em DWG, entrega à máquina em DXF. Antes de exportar, confirma-se sempre:

• Todos os contornos estão fechados, sem linhas duplicadas sobrepostas (que fariam a máquina cortar duas vezes o mesmo traço).
• A escala é 1:1 · exportar um desenho à escala de uma folha A3, em vez do tamanho real da peça, é o erro mais comum e mais caro nesta fase.
• As entidades que não são para cortar (cotas, texto, eixos) ficam numa layer que o software CAM ignora, ou são removidas.
• O ficheiro tem unidades explícitas (milímetros) e um nome que identifica a peça sem ambiguidade.

5. Processos de fabrico de corte 2D: visão geral e critérios de seleção

O critério de desempenho central desta UC é relacionar o processo de fabrico de corte 2D em função do componente a obter. Trabalham-se cinco processos: laser, plasma, oxicorte, jato de água e erosão de fio. Comparam-se sempre pelos mesmos quatro critérios:

• Kerf (largura de material removida pelo corte).
• Zona termicamente afetada (ZTA): o quanto o calor altera o material junto ao corte (a erosão de fio, por não ser térmica no mesmo sentido, tem ZTA praticamente nula; o jato de água, por ser mecânico, não tem ZTA nenhuma).
• Espessuras e materiais onde cada processo é competitivo.
• Segurança: os riscos e o EPI específicos.

6. Oxicorte e plasma: os dois processos de arco e chama

Oxicorte

O oxicorte combina oxigénio com um gás combustível (acetileno, propano) numa reação exotérmica que queima o ferro do aço ao carbono. Só funciona em aço ao carbono (não corta inox nem alumínio, que não oxidam da mesma forma). É o processo de eleição para chapa espessa (a partir de cerca de 6 mm), com kerf largo e ZTA grande, mas equipamento e operação económicos.

Segurança: risco de retrocesso de chama, obrigando ao uso de corta-chamas (válvulas antirretorno) em todas as mangueiras; garrafas de gás guardadas na vertical, presas, longe de óleo e gordura (o oxigénio é fortemente comburente); nunca detetar fugas com chama, só com água e sabão; EPI com óculos de filtro adequado e luvas resistentes ao calor. Manutenção: verificar mangueiras, bicos e corta-chamas antes de cada uso, purgar as linhas regularmente.

Plasma

O corte plasma usa um gás ionizado a alta temperatura, sustentado por um arco elétrico, para fundir e expulsar o metal. Corta qualquer metal condutor (aço, inox, alumínio), com kerf médio, ZTA moderada e velocidade muito superior ao oxicorte. É a escolha típica quando se precisa de produtividade em chapa de espessura média, sem a precisão (nem o preço) do laser.

Segurança: radiação UV e infravermelha do arco (risco de "olho de arco", uma queimadura que só dói horas depois), ruído elevado (pode ultrapassar 100 dB, exigindo proteção auditiva), fumos metálicos a extrair sempre, e choque elétrico pela alta tensão do arco. Manutenção: os consumíveis (elétrodo e bico) desgastam-se e degradam a qualidade do corte antes de a máquina falhar de vez · trocar por rotina, não só quando já corta mal.

7. Laser e jato de água: os dois processos de maior precisão e versatilidade

Laser

O laser de fibra foca um feixe de luz de altíssima intensidade num ponto, fundindo ou vaporizando o material com o apoio de um gás assistente. É o processo de maior precisão dos cinco: kerf muito estreito (0,10-0,20 mm) e ZTA mínima. Ideal para chapa fina a média e para furos pequenos que o plasma e o oxicorte não conseguem cortar bem.

Segurança: os lasers de corte industrial são de classe 4, a mais perigosa, e operam sempre em cabine fechada com interbloqueio (a máquina para se a porta abrir). Cortar chapa galvanizada ou, por engano, plástico/PVC, liberta fumos tóxicos que têm de ser extraídos sempre. Manutenção: limpeza regular da lente/espelho de focagem (uma lente suja perde potência e piora o corte) e verificação do bocal e do alinhamento do feixe.

Jato de água

O jato de água projeta água a pressão altíssima (3000-4000 bar), normalmente com abrasivo (granada), por um bocal muito fino. É o único processo sem qualquer zona termicamente afetada, e corta praticamente qualquer material (metais, plástico, vidro, pedra, compósitos). É o mais lento e mais caro por hora dos cinco, reservado a materiais sensíveis ao calor ou que outros processos não cortam.

Segurança: a pressão é tão elevada que o jato pode penetrar tecido humano a alguma distância · nunca se aponta nem se aproxima a mão da zona de corte com a máquina ligada; ruído elevado, exigindo proteção auditiva. Manutenção: verificar o orifício (orifice) e o bocal, que se desgastam com o abrasivo, os filtros de água e a bomba de alta pressão, o componente mais crítico da máquina.

8. Erosão de fio e o efeito do gap

A erosão de fio (WEDM) usa um fio metálico fino (por exemplo, latão de Ø0,25 mm) percorrido por descargas elétricas, submerso em dielétrico, que erode o material condutor sem contacto mecânico. Corta materiais condutores muito duros, incluindo aços temperados, com precisão altíssima e ZTA praticamente nula, mas é muito lento: usa-se em moldes, cunhos, matrizes e peças pequenas de baixo volume, nunca em produção em série de chapa comum.

O efeito do gap

Não há kerf térmico, mas existe o gap: a folga elétrica que a descarga "salta" entre o fio e a peça, dos dois lados do fio. A largura total de material removida é:

Largura total = diâmetro do fio + 2 × gap

Segurança na erosão de fio: risco elétrico controlado (baixa corrente, mas presente) e manuseamento de dielétrico (líquido, risco de escorregamento e, dependendo do tipo, inflamabilidade); manutenção: verificar a tensão e o desgaste do fio e a filtragem do dielétrico regularmente.

Exemplo resolvido · gap de um fio de erosão

Fio de Ø0,25 mm, gap de descarga de 0,02 mm de cada lado:

Largura total = 0,25 + 2 × 0,02 = 0,29 mm

Tal como no kerf, esta largura compensa-se: contorno exterior maior, contorno interior menor. Para um contorno de 300 × 150 mm: exterior de fabrico = 300,29 × 150,29 mm; um furo nominal de Ø12 mm sairia com percurso de 12 − 0,29 = 11,71 mm.

9. Kerf, cota máxima/mínima/média e compensação de fabrico

A regra da compensação

O kerf nunca é zero: é a largura de material removida ao longo do percurso de corte. Se a máquina for programada exatamente na cota nominal, a peça sai sempre com o tamanho errado.

Cota de fabrico exterior = cota nominal + kerf Cota de fabrico de um furo (interior) = cota nominal − kerf

A compensação é sempre no mesmo sentido: contornos exteriores crescem, contornos interiores encolhem, porque em ambos os casos é meio kerf de material que "desaparece" para dentro do que ficaria a mais na peça, se não se corrigisse.

Exemplo resolvido · placa PF-100 por laser

Placa de fixação PF-100, chapa de aço S275 de 3 mm, contorno 300 × 150 mm, 4 furos Ø12 mm, cortada por laser (kerf de referência 0,15 mm).

1. Contorno de fabrico: 300 + 0,15 = 300,15 mm; 150 + 0,15 = 150,15 mm.
2. Furos de fabrico: 12 − 0,15 = 11,85 mm de diâmetro, em cada um dos 4 furos.
3. Perímetro exterior (para o comprimento de corte): 2 × (300 + 150) = 900 mm.
4. Perímetro de cada furo: π × 12 = 3,1416 × 12 = 37,6992 mm; para 4 furos: 4 × 37,6992 = 150,7968 mm.
5. Comprimento total de corte = 900 + 150,7968 = 1050,7968 mm ≈ 1050,80 mm.

Reparar que o comprimento total de corte usa as cotas nominais para medir o percurso (a diferença de kerf é décimas de milímetro, irrelevante no comprimento total, mas decisiva no diâmetro final de um furo de 12 mm).

Cota máxima, mínima e média

• Cota máxima = nominal + tolerância superior.
• Cota mínima = nominal − tolerância inferior.
• Cota média = ponto central entre a máxima e a mínima; é a referência usada para compensar o kerf quando a tolerância não é simétrica.

Exemplo: furo Ø12 mm, tolerância +0,10/−0,10 mm → máxima = 12,10 mm, mínima = 11,90 mm, média = 12,00 mm (coincide com a nominal porque a tolerância é simétrica).

Exemplo com tolerância assimétrica: furo Ø8 mm, tolerância +0,08/−0,05 mm → máxima = 8,08 mm, mínima = 7,95 mm, média = (8,08+7,95)/2 = 8,015 mm. Neste caso a média não coincide com a nominal, e é a média (não a nominal nem a mínima) que se deve usar como referência para a compensação de kerf, para o erro ficar distribuído da forma mais equilibrada possível dentro da tolerância.

10. Aproveitamento de chapa e nesting

Nesting é a disposição das peças a cortar numa chapa, procurando o máximo de peças por chapa com o mínimo de desperdício. Considera-se sempre: o espaçamento entre peças (folga de segurança mais o kerf), a margem à borda da chapa, e a orientação de cada peça (rodar a peça pode caber mais unidades na mesma chapa). Nunca se aceita a primeira disposição sem comparar pelo menos duas orientações.

Exemplo resolvido · nesting da PF-100

Chapa de stock 2000 × 1000 × 3 mm (aço S275, 7850 kg/m³, 1,05 €/kg). Peça 300 × 150 mm. Margem à borda 5 mm, espaçamento entre peças 3 mm.

Área útil: 2000 − 2×5 = 1990 mm de largura; 1000 − 2×5 = 990 mm de altura.

Disposição A (ingénua, 300 mm ao longo da largura da chapa):

• Ao longo de X: n = ⌊(1990+3)/(300+3)⌋ = ⌊1993/303⌋ = 6 peças. Verificação: 6×300 + 5×3 = 1800+15 = 1815 mm ≤ 1990 mm ✓ (sobra 175 mm, insuficiente para mais uma peça de 300 mm).
• Ao longo de Y: n = ⌊(990+3)/(150+3)⌋ = ⌊993/153⌋ = 6 peças. Verificação: 6×150 + 5×3 = 900+15 = 915 mm ≤ 990 mm ✓ (sobra 75 mm).
• Total A = 6 × 6 = 36 peças.

Disposição B (rodada 90°, 150 mm ao longo da largura da chapa):

• Ao longo de X: n = ⌊(1990+3)/(150+3)⌋ = ⌊1993/153⌋ = 13 peças. Verificação: 13×150 + 12×3 = 1950+36 = 1986 mm ≤ 1990 mm ✓ (sobra apenas 4 mm).
• Ao longo de Y: n = ⌊(990+3)/(300+3)⌋ = ⌊993/303⌋ = 3 peças. Verificação: 3×300 + 2×3 = 900+6 = 906 mm ≤ 990 mm ✓ (sobra 84 mm).
• Total B = 13 × 3 = 39 peças.

Só por rodar a peça 90°, ganham-se 3 peças por chapa (39 em vez de 36), sem gastar mais material nenhum.

Custo de material por peça

Peso da chapa: 2000×1000×3 mm = 6 000 000 mm³ = 0,006 m³ × 7850 kg/m³ = 47,100 kg. Custo da chapa = 47,100 × 1,05 = 49,455 € ≈ 49,46 €.

A última linha é o erro mais grave e mais comum: nunca se imputa o preço de uma chapa inteira a uma única peça que partilha essa chapa com dezenas de outras. O custo de material por peça é sempre "custo da chapa ÷ número de peças realmente cortadas dessa chapa".

Exemplo resolvido · corte de uma barra em segmentos

Barra chata de aço 40×5 mm, comprimento 1990 mm, a cortar em segmentos de 180 mm. Cada corte remove uma largura igual ao kerf do processo; para obter N segmentos são precisos (N−1) cortes internos.

Fórmula: usado = N × comprimento_do_segmento + (N−1) × kerf; sobra = comprimento_da_barra − usado (e usado + sobra tem sempre de dar o comprimento da barra).

Reparar que com o laser cabem 11 segmentos na mesma barra, mas com plasma e oxicorte só cabem 10: o kerf maior "come" espaço suficiente para perder um segmento inteiro. Custo da barra (2,80 €/m): 1990 mm × 0,0028 €/mm = 5,572 €. Custo por segmento: laser 5,572÷11 = 0,51 €; plasma e oxicorte 5,572÷10 = 0,56 €. A diferença de kerf, aqui, vale 0,05 € por peça · pouco isolado, mas multiplicado por um lote grande deixa de ser desprezível.

11. Tempos, custos, ISO 9013, legendas e manutenção

Tempo e custo de corte

O tempo de corte de uma peça soma o tempo de percurso (comprimento total de corte ÷ velocidade de corte) com o tempo de perfuração (cada contorno fechado, exterior ou furo, precisa de uma perfuração inicial antes de o corte avançar).

Exemplo resolvido · PF-100 por laser (comprimento total de corte 1050,7968 mm, velocidade 6000 mm/min, perfuração 0,3 s, 5 perfurações · 1 exterior + 4 furos ·, taxa horária 45 €/h):

• Tempo de percurso: 1050,7968 ÷ 6000 × 60 = 10,51 s.
• Tempo de perfuração: 5 × 0,3 = 1,50 s.
• Tempo total: 10,51 + 1,50 = 12,01 s = 12,01/3600 h = 0,00334 h.
• Custo de corte: 0,00334 × 45 = 0,15 €.
• Custo total por peça (nesting otimizado): 1,27 € (material) + 0,15 € (corte) = 1,42 €.

Comparar processos na mesma peça

Nesta peça fina e com furos pequenos, o laser vence em tempo e em custo total; o jato de água só se justificaria se a peça não pudesse aquecer ou se o material não fosse cortável por laser.

Uma peça espessa por oxicorte

Placa PB-200, aço S275 de 12 mm, contorno 400 × 200 mm, 2 furos Ø20 mm, cortada por oxicorte (kerf de chapa espessa 2,5 mm, velocidade 350 mm/min, perfuração 5 s, taxa 20 €/h):

• Perímetro: 2×(400+200) = 1200 mm. Furos: 2 × π × 20 = 2×62,832 = 125,664 mm. Total = 1200+125,664 = 1325,664 mm ≈ 1325,66 mm.
• Contorno de fabrico: 400+2,5 = 402,5 mm; 200+2,5 = 202,5 mm. Furos de fabrico: 20−2,5 = 17,5 mm.
• Tempo de percurso: 1325,664÷350×60 = 227,26 s; perfuração: 3×5 = 15 s; total = 242,26 s = 0,0673 h; custo de corte = 0,0673×20 = 1,35 €.
• Nesting numa chapa de stock 2500×1250×12 mm, margem 10 mm, espaçamento 6 mm (maior, por causa da ZTA do oxicorte): disposição A (400 ao longo de X): 6×6 = 36 peças, aproveitamento 92,16%. Peso da chapa: 2500×1250×12 mm = 0,0375 m³ × 7850 = 294,375 kg × 1,05 €/kg = 309,09 €. Material por peça: 309,09÷36 = 8,59 €.
• Custo total por peça: 8,59 + 1,35 = 9,93 €.

Este exemplo confirma porque o oxicorte não se usa em chapa fina: para 3 mm, o mesmo raciocínio de kerf e ZTA tornaria a peça pouco rigorosa e desperdiçaria material sem necessidade · o oxicorte só compensa a partir de espessuras que o laser e o plasma já não cobrem com a mesma economia.

A norma ISO 9013

A ISO 9013 define a qualidade de corte térmico: rugosidade da face cortada, perpendicularidade e as tolerâncias dimensionais associadas a cada processo e espessura. Serve para especificar no desenho a qualidade exigida, não apenas o processo. Ordem típica de acabamento, do mais fino ao mais grosseiro: laser > jato de água ≈ plasma fino > plasma > oxicorte. Quanto maior a espessura, mais a qualidade se degrada em todos os processos.

Legendas, balões e lista de peças

• Legenda (cartucho): título, material, espessura, escala, norma, processo de corte e data · muda de peça para peça, e muda sempre que muda o processo.
• Balões de identificação: números em círculos que ligam cada peça de um desenho de conjunto à lista de peças.
• Lista de peças (BOM): referência, designação, material, quantidade e processo de cada componente.

Manutenção dos equipamentos de corte 2D

Em todos os processos: remover escória e resíduos no fim de cada turno, verificar periodicamente a geometria dos eixos com uma peça de teste, e registar trocas de consumíveis e calibrações.

Erros comuns

• Programar a máquina com a cota nominal, sem compensar o kerf ou o gap: a peça sai sempre fora de medida.
• Compensar ao contrário: encolher o contorno exterior e aumentar um furo, em vez do oposto.
• Esquecer o tempo de perfuração no cálculo do tempo de corte, sobretudo em peças com muitos furos.
• Atribuir o custo de uma chapa inteira a uma única peça, quando a chapa dá para dezenas delas.
• Aceitar a primeira disposição de nesting sem comparar orientações alternativas.
• Escolher oxicorte para chapa fina ou erosão de fio para produção em série: cada processo tem o seu domínio de aplicação.
• Ignorar a extração de fumos e a proteção específica de cada processo (radiação do laser e do plasma, pressão do jato de água, gases do oxicorte).
• Numa tabela de custos/nesting, um total que não bate com a soma das parcelas (ex.: usado + sobra diferente do comprimento da barra) denuncia sempre um erro de cálculo anterior · verificar sempre linha a linha.

Glossário

• Kerf · largura de material removida ao longo do percurso de corte.
• Gap · na erosão de fio, a folga elétrica entre o fio e a peça, que também remove material à volta do corte.
• Cotagem nominal · a dimensão pretendida no desenho de definição.
• Cotagem de fabrico · a dimensão realmente programada na máquina, já compensada para o kerf ou o gap.
• Cota máxima, mínima e média · os três valores de referência de uma cota com tolerância.
• ZTA · zona termicamente afetada, a região do material alterada pelo calor do corte.
• Nesting · disposição das peças numa chapa para maximizar o aproveitamento de material.
• Aproveitamento · percentagem da área da chapa efetivamente ocupada por peças.
• DWG · formato nativo de trabalho do AutoCAD.
• DXF · formato de troca aberto, usado para exportar para máquinas de corte.
• BOM · lista de peças (Bill of Materials) de um conjunto.
• ISO 9013 · norma internacional de qualidade do corte térmico.
• Croqui · desenho técnico à mão livre, proporcionado e cotado.
• Traçagem · marcação de linhas de referência na chapa com instrumentos de bancada.

Síntese

O trabalho desta UC segue sempre o mesmo fluxo: estudar as especificações e o material → esboçar em croqui → desenhar em CAD 2D com geometrias fechadas, layers e cores corretas → exportar em DXF à escala 1:1 → escolher o processo de corte 2D certo para o componente (laser, plasma, oxicorte, jato de água ou erosão de fio) → compensar a cotagem de fabrico para o kerf ou o gap → otimizar o nesting na chapa, comparando orientações → calcular tempos e custos de forma consistente (material + corte, nunca uma chapa inteira imputada a uma peça) → aplicar a ISO 9013 e as normas de segurança → verificar a peça final. Cada capítulo desta sebenta corresponde a um destes passos, e os mesmos números (chapa, preços, kerfs) atravessam todos os capítulos sem contradição.

Exercícios resolvidos

1. Uma peça de 3 mm com furos pequenos e apertados precisa de máxima precisão. Que processo se escolhe e porquê?

Resolução: laser. É o processo com kerf mais estreito (0,10-0,20 mm) e ZTA mínima dos cinco, exatamente o que se exige para furos pequenos e cotas rigorosas em chapa fina.

2. Uma chapa de aço ao carbono de 15 mm precisa de ser cortada com o menor custo possível, sem exigência de grande precisão. Que processo se escolhe?

Resolução: oxicorte (ou plasma, se se quiser mais velocidade). O oxicorte é o mais económico para chapa espessa em aço ao carbono, sem exigência de rigor dimensional apertado.

3. Uma peça em aço inox não pode sofrer qualquer alteração térmica na borda cortada. Que processo se usa?

Resolução: jato de água, o único dos cinco processos sem zona termicamente afetada nenhuma.

4. Calcula a cota de fabrico de um contorno retangular nominal de 200×100 mm e de um furo nominal Ø10 mm, cortados por plasma (kerf 1,5 mm).

Resolução: contorno de fabrico = 200+1,5 = 201,5 mm por 100+1,5 = 101,5 mm; furo de fabrico = 10−1,5 = 8,5 mm de diâmetro.

5. Uma chapa de stock custa 49,455 € e dá, com nesting otimizado, para 39 peças. Um colega diz que cada peça "custa 49,455 € de material". O que está errado, e qual é o valor correto?

Resolução: está errado atribuir o preço de uma chapa inteira a uma única peça quando a chapa dá para 39. O custo correto de material por peça é 49,455 ÷ 39 = 1,27 €.