O desenho técnico como ponto de partida

Nenhum programa CNC nasce do nada: nasce de um desenho técnico da peça de mobiliário ou de carpintaria.

• O desenho segue normas gerais de normalização (formatos de folha, escalas, tipos de linha, cotagem).
• Traz as medidas, os furos, os rebaixos e as tolerâncias que a máquina tem de respeitar.
• Interpretar corretamente o desenho técnico é a primeira aptidão desta UC: um erro de leitura aqui propaga-se a todo o programa.

Sem um desenho bem lido, não há programação CNC correta.

Normas do desenho e leitura para CNC

• Formatos da série A (ISO 5457), escalas normalizadas (ISO 5455), tipos de linha (ISO 128), cotagem (ISO 129-1).
• Em Portugal usa-se o método europeu de projeção: a vista de cima fica por baixo da vista de frente.
• Cotagem por coordenadas (tudo a partir da mesma origem) casa com o G90 e não acumula erros.
• Tolerância: 37 ±0,2 aceita de 36,8 a 37,2 mm; sem tolerância própria vale a tolerância geral da legenda.
• Porta com copa Ø35 com centro a 22,5 mm do bordo: distância de furação = 22,5 menos 17,5 = 5 mm.

Do desenho à peça maquinada

O percurso completo desta UC segue sempre a mesma cadeia:

Desenho técnico → CAD → CAM (trajetórias) → código CNC → máquina → peça maquinada

• As indústrias de madeira e mobiliário e as indústrias de carpintaria são os contextos reais desta UC.
• Cada etapa depende da anterior: um desenho mal interpretado gera um programa CNC errado.
• O técnico acompanha o processo do desenho até à peça pronta, verificando em cada passagem.

Caracterizar os materiais

Antes de maquinar, o técnico caracteriza o material da peça, porque cada um se comporta de forma diferente à passagem da ferramenta.

• Madeira maciça: anisotrópica, com fio, nós e teor de água variável; lasca contra o fio.
• Aglomerado: partículas coladas; económico e abrasivo para a ferramenta.
• MDF: fibras coladas, densidade uniforme, bom corte e acabamento nos rebaixos; pó muito fino.
• Contraplacado: folhas com o fio cruzado, em número ímpar; estável.
• OSB: partículas longas orientadas; acabamento grosseiro.
• Melamínico: painel revestido de papel com resina melamínica; o revestimento estala nas arestas.

Cada material pede uma fresa e uma velocidade diferentes.

O que o material impõe à maquinagem

• Teor de água (base seca) = (massa húmida menos massa anidra) ÷ massa anidra × 100; interior: cerca de 8 a 12 %.
• Ex.: 540 g húmida, 480 g anidra: 60 ÷ 480 × 100 = 12,5 %.
• Retração tangencial ≈ o dobro da radial; longitudinal desprezável: o comprimento segue o fio.
• O sentido do fio condiciona o sentido de avanço da fresa, para não lascar a aresta.
• Melamínicos de duas faces pedem fresa de compressão para não estalar o revestimento.
• A dureza e a presença de colas ditam a durabilidade da aresta de corte.

Caracterizar bem o material é decidir, à partida, boa parte dos parâmetros de corte.

Características técnicas das fresadoras CNC

A fresadora CNC para mobiliário e carpintaria move a ferramenta em três eixos controlados por computador.

• Eixos X, Y e Z: movimento longitudinal, transversal e em profundidade.
• Mandril/eletrofuso: motor de alta rotação que gira a fresa.
• Mesa de trabalho: normalmente com fixação por vácuo, em zonas independentes.
• Painel de comando: onde se carrega, corre e monitoriza o programa CNC.

Conhecer estes elementos é condição para operar a máquina em segurança.

Eixos, zero máquina e zero peça

• Sistema cartesiano de mão direita (ISO 841); Z é o eixo da ferramenta, vertical nos centros de mobiliário.
• Z positivo afasta a ferramenta da peça: as profundidades programam-se em Z negativo (Z-8).
• A, B e C rodam em torno de X, Y e Z (agregados orientáveis, eixo C).
• Zero máquina: fixo, do fabricante. Zero peça (G54): escolhido na peça, em regra o canto dos batentes e a face de cima.
• Ficha técnica: cursos X/Y/Z, potência e rpm do eletrofuso, cone (HSK F63, ISO 30...), armazém, cabeça de furação.

Multifuradoras e centros multifunções

A multifuradora CNC é uma máquina dedicada a furar várias posições de uma vez, com uma cabeça de mandris de furação.

• Grupos de brocas verticais e horizontais, posicionados conforme o padrão de furação.
• Muito usada para furos de dobradiças, cavilhas e corrediças em mobiliário.
• Existem também centros de trabalho multifunções: combinam fresagem, furação e corte na mesma máquina.
• A escolha entre máquinas dedicadas ou multifunções depende do volume e da variedade de peças.

Fresas: tipos e geometrias

A fresa é a ferramenta de corte principal na fresagem CNC. Escolher a fresa certa é decidir a qualidade do acabamento.

Cortante: HSS, metal duro (HM) ou diamante (PCD). Os cantos interiores ficam com o raio da fresa.

Brocas e porta-lâminas

• Broca de furo cego: fundo plano e ponta de centragem (cavilhas, furos de sistema, excêntricos).
• Broca de passagem: ponta cónica (lança), lasca menos à saída do furo passante.
• Broca de copa Ø35 para dobradiças.
• Na cabeça de multifuração os mandris vizinhos rodam em sentidos opostos: brocas à direita e à esquerda, com cores diferentes.
• Porta-lâminas: corpo com lâminas substituíveis ou reversíveis; troca-se a lâmina, não a ferramenta.
• n max gravada na ferramenta (EN 847-1): nunca se excede.
• Consultar sempre o catálogo de ferramentas do fabricante para escolher a referência certa para cada material e operação.

Selecionar bem brocas, fresas e porta-lâminas é uma aptidão central desta UC.

Montar as ferramentas na máquina

Antes de qualquer programa correr, a ferramenta tem de estar corretamente montada.

1. Escolher a pinça ou o mandril com o diâmetro exato do encabadouro da ferramenta.
2. Introduzir a ferramenta até ao comprimento de saída indicado nas instruções de trabalho.
3. Apertar com o binário correto: nem folgado (vibra e desgasta), nem excessivo (fissura a pinça).
4. Verificar visualmente o batimento antes de arrancar a máquina.

Uma ferramenta mal montada compromete toda a peça e é um risco de segurança.

Medir e configurar no CNC

• Medição da ferramenta: com apalpador de ferramenta ou manualmente, para obter o comprimento real.
• Corretor de ferramenta (offset): introduzido no comando, compensa a diferença entre ferramentas.
• Configuração dos parâmetros: velocidade de rotação (rpm) e velocidade de avanço, conforme o material e a fresa.
• Registar os valores nas instruções de trabalho para repetir com rigor noutra sessão.

Medir e configurar bem evita que a máquina corte à profundidade errada.

Velocidade de corte e avanço por dente

• vc = π × D × n ÷ 60 000 (m/s; D em mm, n em rpm). Para m/min divide-se por 1000.
• fz = F ÷ (n × z) (mm; F em mm/min, z gumes).
• Ø12 a 18 000 rpm: vc = π × 12 × 18 000 ÷ 60 000 ≈ 11,3 m/s.
• F = 10 m/min, n = 18 000, z = 2: fz = 10 000 ÷ 36 000 ≈ 0,28 mm.
• fz baixo demais queima e gasta a ferramenta; alto demais arranca fibras ou parte a fresa. O intervalo vem no catálogo.

Definir as dimensões em bruto

Se a peça vai ser fresada no contorno, o bruto é maior do que a peça final; se chega já à medida e só vai ser furada, corta-se à medida final.

• A diferença chama-se sobremedida: o material que a ferramenta retira para deixar as arestas à cota.
• 600×400 mm com 5 mm por lado: 610×410 mm. Maciço 800×60×20 com +20/+5/+3: 820×65×23 mm.
• Orla de 2 mm aplicada depois, sem retificação: porta 700×450 corta-se a 696×446 mm.
• Nesting: entre peças, pelo menos o diâmetro da fresa.

Definir as dimensões em bruto é uma aptidão explícita do referencial desta UC.

Preparar a peça antes de maquinar

• Confirmar o esquadro da peça em bruto (ângulos retos entre faces).
• Marcar ou definir a origem de referência que o programa CNC vai usar como ponto zero.
• Verificar que a face de apoio está limpa e sem resíduos que desnivelem a fixação.
• Confirmar as especificações técnicas do desenho contra a peça física antes de arrancar.

A peça só está pronta para a máquina depois desta verificação.

Como se fixa a peça na CNC

Fixar bem a peça é condição de segurança e de qualidade: uma peça que se desloca durante o corte estraga-se e é perigosa.

• Mesa de vácuo: aspira a peça contra a mesa por zonas; ideal para painéis planos e grandes.
• Grampos pneumáticos/mecânicos: prendem a peça pelas bordas, úteis quando o vácuo não chega.
• Ventosas em barras: seguram peças já cortadas pela face de baixo, fora dos percursos da ferramenta.
• Batentes e referências: apoiam e posicionam a peça sempre na mesma origem.

Escolher o sistema certo

• O sistema de fixação depende da geometria da peça, do material e da operação (fresar vs furar).
• Em multifuração, os batentes garantem que o padrão de furos cai sempre no mesmo sítio da peça.
• Combinações são normais: vácuo para segurar a peça, mais um batente lateral para a referência de origem.
• Verificar sempre a fixação antes de arrancar o ciclo automático.

Utilizar diferentes sistemas de fixação, conforme a peça, é uma aptidão avaliada nesta UC.

Quanto segura uma ventosa?

• F = Δp × A (Pa × m² = N).
• 0,8 bar = 80 000 Pa; ventosa 120×120 mm: A = 0,0144 m²; F = 80 000 × 0,0144 ≈ 1150 N teóricos.
• Ventosa 60×60 mm: A = 0,0036 m², F = 288 N: um quarto da força.
• Fugas, faces porosas e juntas gastas baixam o valor; contra o escorregamento só trabalha o atrito.
• Grampos pneumáticos: ar da rede, tipicamente 6 a 7 bar; manda o manual da máquina.

O ficheiro CAD e o formato DXF

O desenho da peça, feito em CAD (desenho assistido por computador), é a base digital de todo o processo.

• O formato DXF é o mais usado para trocar geometria entre programas de CAD e de CAM.
• Contém linhas, arcos, círculos e outras entidades que descrevem os contornos e os furos da peça.
• O ficheiro DXF não tem informação de máquina: velocidades, profundidades ou ferramentas vêm depois, no CAM.

Do DXF ao pré-código

• Importar o DXF para o software de programação CNC ou CAM.
• Verificar a geometria: contornos fechados, sem linhas duplicadas nem sobrepostas.
• O software gera um pré-código: uma primeira versão das trajetórias, ainda a afinar.
• O pré-código é depois completado com ferramentas, velocidades e profundidades para se tornar programa final.

Um DXF limpo poupa tempo de correção no CAM.

Estrutura de um programa ISO

A linguagem CNC ISO usa códigos G (funções de movimento e preparação) e M (funções auxiliares) organizados em blocos numerados.

• G00 rápido · G01 linear a cortar · G02/G03 circular horário/anti-horário.
• G17/G18/G19 planos XY/XZ/YZ · G90/G91 absoluto/incremental · G54 origem da peça.
• G40/G41/G42 compensação do raio anulada/ferramenta à esquerda/à direita · G43 compensação do comprimento.
• M03/M04/M05 rotação horária/anti-horária/paragem · M06 troca de ferramenta · M30 fim.
• F avanço, S rotação, T ferramenta; N é só o rótulo do bloco.

Exemplo resolvido: um contorno simples

Ranhura com eixo num retângulo de 100×60 mm, 10 mm de fundo, fresa Ø8 (T1), 2 passagens:

N10 G17 G21 G40 G90 G54
N20 T1 M06
N30 S18000 M03
N40 G00 X0 Y0
N50 G43 H1 Z5
N60 G01 Z-5 F1500
N70 X100 F6000
N80 Y60
N90 X0
N100 Y0
N110 Z-10 F1500
N120 X100 F6000
N130 Y60
N140 X0
N150 Y0
N160 G00 Z20
N170 M05
N180 M30

A fresa vai ao eixo da ranhura: a ranhura ocupa de X-4 a X104 e de Y-4 a Y64. fz = 6000 ÷ 36 000 ≈ 0,17 mm.

Contorno exterior com G41 e sentido de corte

• Com G41 D2, programa-se a geometria da peça e o comando desvia a fresa do raio para a esquerda.
• Contorno de 300×200: X0 Y0 → Y200 → X300 → Y0 → X0, sentido horário à volta da peça: a fresa fica por fora.
• Com M03 + G41 num contorno exterior: fresagem concordante (melhor acabamento, exige boa fixação).
• Com G42 no mesmo percurso a fresa ia para dentro: peça 24 mm mais pequena em cada medida (Ø12).
• Arco: de X280 Y200 a X300 Y180, centro X280 Y180: G02 X300 Y180 I0 J-20.

Software próprio das máquinas

• Muitos centros de mobiliário (Biesse, SCM, Homag e outros) programam-se no software do fabricante, em ambiente gráfico.
• Define-se a peça (comprimento, largura, espessura) e escolhem-se operações de uma biblioteca: furar, fresar, serrar.
• Programação paramétrica: cotas em função das medidas da peça ("comprimento menos 37"), um programa para várias alturas.
• A lógica é a do ISO (origem, eixos, ferramentas, profundidades); os nomes e menus aprendem-se no manual da máquina.

O fluxo CAD-CAM

Programar diretamente em código ISO é lento para peças complexas. O CAD-CAM automatiza a geração do programa.

Desenho CAD → definir operações → gerar trajetórias (CAM) → pós-processador → código CNC

• No CAM, o técnico associa a cada contorno uma operação (fresar, furar, rebaixar) e uma ferramenta.
• O software calcula as trajetórias automaticamente, conforme a estratégia escolhida.
• O pós-processador traduz as trajetórias para o dialeto específico da máquina.

Parâmetros de maquinagem no CAM

• Profundidade de passe: quanto a fresa desce em cada passagem, até atingir a profundidade final.
• Velocidade de avanço: rapidez com que a ferramenta se desloca a cortar.
• Velocidade de rotação: rpm do mandril, ajustada ao material e ao diâmetro da fresa.
• Estratégia de fresagem: concordante ou discordante, conforme o acabamento pretendido.

Parâmetros mal ajustados queimam o material ou partem a ferramenta.

Simular antes de maquinar

As ferramentas de simulação mostram o resultado do programa CNC antes de tocar em material real.

• Deteta colisões: entre a ferramenta, os grampos de fixação e a estrutura da máquina.
• Mostra o tempo de ciclo estimado, útil para planear a produção.
• Permite corrigir o programa sem desperdiçar peça nem ferramenta.
• É passo obrigatório antes de qualquer programa novo correr na máquina real.

Testar o programa na máquina

• Corrida em vazio: correr o programa com a ferramenta acima da peça, só para confirmar o percurso.
• Verificar a primeira peça com cuidado redobrado, medindo as cotas críticas.
• Só depois de validado o programa passa a correr em produção normal.
• Registar o programa aprovado nas instruções de trabalho, para repetir com confiança.

Verificar o funcionamento dos programas CNC é um dos critérios de desempenho desta UC.

Operações de fresagem em mobiliário e carpintaria

A fresagem CNC executa vários tipos de operação na mesma peça:

• Contornos: corte do perímetro da peça, muitas vezes com ferramenta de corte total.
• Rebaixos: para encastrar vidro, painel de fundo ou dobradiça de embutir.
• Ranhuras: para corrediças, prateleiras amovíveis ou junção de painéis.
• Caixas: para fechaduras e ferragens embutidas; os cantos ficam com o raio da fresa.
• Fura e respiga: respiga fresada no topo da travessa, furo (mecha) fresado no montante.
• Concordante (gume a favor do avanço): melhor acabamento, puxa a peça. Discordante: levanta mais fibra.

Sequência de execução da fresagem

1. Confirmar a ferramenta montada e o corretor correspondente.
2. Confirmar a fixação da peça e a origem do programa.
3. Fechar as proteções e equipamento de proteção individual colocado.
4. Arrancar o ciclo, acompanhando os primeiros segundos com atenção.
5. No fim, verificar a peça contra o desenho técnico.

Uma sequência disciplinada evita acidentes e peças defeituosas.

O que é o Sistema 32

O Sistema 32 é a convenção da indústria do mobiliário de painel para posicionar furos.

• Filas verticais de furos de sistema Ø5 mm, com passo de 32 mm.
• Fila da frente habitualmente a 37 mm do bordo da frente; fila de trás a um múltiplo de 32 mm da da frente.
• Lateral de 560 mm: 37 + 32 × 15 = 517 mm (a 43 mm do bordo de trás).
• Nos furos de sistema montam-se suportes de prateleira, bases de dobradiça, corrediças. Manda o catálogo do fabricante.

Multifuração CNC: grupos e padrões

• Mandris verticais em passo de 32 mm; mandris vizinhos rodam em sentidos opostos (brocas à direita e à esquerda).
• Copa de dobradiça Ø35, cerca de 11,5 a 13 mm de fundo, na porta.
• Cavilha Ø8 (ex.: 8×35): face + topo = cavilha + 1 a 2 mm; face 12 mm → topo 25 mm; num painel de 18 mm, a face nunca se atravessa.
• Excêntrico (tipo minifix): caixa Ø15 na face, distância ao bordo conforme o perno (ex.: 24 ou 34 mm).
• Furo de sistema Ø5, cerca de 10 a 13 mm de fundo. Valores típicos: manda o catálogo.

Programar multifuração com CNC é uma das três realizações centrais desta UC.

Preparar a multifuração

1. Confirmar as brocas em cada mandril: diâmetro, furo cego ou de passagem e sentido de rotação.
2. Fixar a peça com batentes alinhados à origem do Sistema 32.
3. Carregar o programa correspondente ao padrão de furação (dobradiças, cavilhas, corrediças).
4. Confirmar em simulação ou corrida em vazio que nenhuma broca colide com a fixação.

A preparação correta evita furos deslocados ou a profundidade errada.

Correr e verificar a multifuração

• Arrancar o ciclo e acompanhar a descida do grupo de brocas.
• Verificar, na primeira peça, a posição, a profundidade e o diâmetro de cada furo.
• Confirmar que a ferragem (dobradiça, cavilha) encaixa sem folga nem aperto excessivo.
• Registar o programa validado para as peças seguintes da mesma série.

Executar operações de multifuração CNC para mobiliário e carpintaria fecha o ciclo desta UC.

Verificar o funcionamento dos programas

Antes de dar por terminada uma peça ou um lote, o técnico verifica o funcionamento dos programas CNC.

• Compara a peça maquinada com o desenho técnico e as instruções de trabalho.
• Confirma cotas críticas com a aparelhagem de medição adequada.
• Regista desvios e corrige o programa antes de produzir mais peças.
• É um critério de desempenho explícito: verificar, não presumir.

Segurança, EPI e normas da qualidade

• DL 50/2005: segurança na utilização de equipamentos de trabalho. DL 103/2008: Diretiva Máquinas (colocação no mercado); o Regulamento (UE) 2023/1230 aplica-se a partir de 20/01/2027.
• Pó de madeira de folhosas: cancerígeno; valor-limite 2 mg/m³ desde 18/01/2023 (Diretiva 2017/2398, DL 35/2020). Captação na origem; FFP2/FFP3 quando não chega.
• Ruído (DL 182/2006): ação a 80 e 85 dB(A), limite 87 dB(A); proteção auditiva.
• Proteções: tapetes sensíveis, barreiras de luz, para-choques, paragem de emergência; nunca entrar na zona de trabalho em ciclo.
• Sem luvas, adornos nem roupa larga junto de ferramentas em rotação.

Normas da qualidade

• ISO 9001: processos definidos, registos, tratamento de não conformidades, melhoria contínua.
• Instruções de trabalho por referência: programa e versão, ferramentas, corretores, fixação, cotas a medir.
• Primeira peça medida e registada; amostragem durante a série.
• 37 ±0,2 mm: 37,3 está fora; pára-se, procura-se a causa, corrige-se.
• Rastreabilidade: que programa, máquina e lote produziram cada peça.