As indústrias de móveis de São Bento do Sul possuem estrutura produtiva verticalizada, com produção seriada de móveis do segmento residencial destinados aos mercados externo e interno. A pesquisa buscou cobrir os processos de usinagem em empresas de pequeno, médio e grande porte, para, assim, caracterizar o leque de problemas enfrentados durante a usinagem de madeira independente do porte das empresas.
Um dos problemas presente na coleta de dados foi a ausência, em algumas empresas, de registros históricos das variáveis envolvidas no estudo. Variáveis de resposta como índice de rejeição e vida da ferramenta foram de difícil obtenção por não haver nenhuma estatística e controle destas variáveis. Da mesma forma, alguns parâmetros de corte também não estavam claramente definidos em algumas empresas e dependiam quase que exclusivamente da experiência dos operadores de máquinas. Mas, com o levantamento de dados da produção e manutenção e entrevistas com alguns desses operadores foi possível levantar informações relevantes e que contribuíram muito para a realização deste trabalho.
A atividade de usinagem da madeira nas fábricas de móveis pesquisadas se caracteriza, basicamente, por diversos tipos de processos, como o corte, fresamento e a furação da madeira, diferenciando-se de acordo com a função que a peça ou componente exercerá na montagem dos móveis.
As operações básicas de usinagem são representadas pela Figura 25, onde é apresentado um fluxo genérico dos processos de usinagem, observados em todas as empresas visitadas.
Destopar Aplainar Cortar Fresar Furar
0 0 0 0 0
A seqüência de operações varia de acordo com a rotina de operações estabelecida para a produção de cada peça e não segue necessariamente a mesma seqüência apresentada na Figura 25. Uma determinada peça pode ser executada com apenas três operações, destopo, fresamento e furação, sem necessariamente passar pelas operações de corte e perfilagem. O seqüenciamento das operações depende da estrutura do produto, do modelo de organização utilizado (layout) e da programação da produção, dimensionada de acordo com as capacidades dos recursos produtivos.
Mas, mesmo assim, é possível estabelecer uma ordem lógica para as operações. Os processos de corte verificados nas diferentes unidades fabris foram o destopo, o corte perpendicular às fibras ou angular e o corte longitudinal (paralelo às fibras) e são executados com o uso de diferentes tipos de máquinas, equipadas com serras circulares que executam as operações sob diferentes condições de corte e com diferentes configurações de acordo com o material usinado, com as características das máquinas e com o projeto da peça.
A operação inicial é o destopo, que se caracteriza por um corte transversal às fibras nas tábuas de madeira serrada, utilizando seccionadoras múltiplas ou de pêndulo. As peças de madeira serrada, com espessuras que variam de 2,54 cm a 5 cm, larguras que variam de 25 a 40 cm e comprimentos que variam de 2 a 2,5 m, são classificadas de acordo com o número de nós e outros defeitos naturais. Peças com excesso de nós são recortadas em pedaços menores para reaproveitamento em
finger jointing3. A finalidade do destopo é a de otimizar o aproveitamento das madeiras com nós e,
nas tábuas sem nós, cortar o comprimento para dimensionar a peça para as operações subseqüentes de colagem lateral para confecção de painéis e/ou usinagem de acordo com o projeto da peça. Em madeiras sem grande presença de nós, as operações de finger de topo são dispensáveis uma vez que, há o aproveitamento total da tábua.
As operações de corte longitudinal e transversal são realizadas para dimensionar as peças em termos de largura e comprimento para, a partir daí, serem realizadas as operações de fresamento, furação e montagem. Nestas operações são utilizadas serras circulares perfiladeiras e esquadrejadeiras. Os tipos de serras variam de acordo com a madeira e as condições de corte empregadas. O Quadro 8 mostra as ferramentas freqüentemente utilizadas nos processos de corte.
3
Quadro 8 – Ferramentas utilizadas no processo de corte da madeira.
Operação Ferramenta Função Exemplo
Corte transversal Serra circular Dimensionar o comprimento da peça
Corte longitudinal Serra circular Dimensionar a largura da peça
A operação de cepilhamento (desengrosso) são as operações seguintes. Elas são realizadas com plainas desengrossadeiras e/ou desempenadeiras e tem a finalidade de melhorar a qualidade da superfície nas quatro faces das peças. É considerada uma operação de desbaste, por isso, a precisão dimensional não é tão importante, mesmo porque a peça passará por operações de acabamento da superfície em processos de fresamento e lixamento, onde atingirão suas dimensões nominais. Nesta operação as ferramentas utilizadas são cabeçotes com 3 a 4 facas retas em aço rápido ou desintegradores com múltiplas pastilhas de metal duro calçadas no corpo do cabeçote.
O grupo de operações de fresamento tem por finalidade dar forma aos perfis de madeira que serão utilizados na montagem de peças conjugadas e melhorar o acabamento da superfície. São utilizadas, para isto, uma grande variedade de máquinas, entre elas, tupias, plainas moldureiras, centros de usinagem e tupias superiores que utilizam fresas de diversas formas com pastilhas de diferentes perfis, selecionadas de acordo com a função que o perfil usinado irá desempenhar para a construção e o design do móvel.
As configurações de ferramenta, principalmente nas operações de fresamento, variam bastante de acordo com a função que a peça ira exercer na confecção e montagem dos móveis. Nos processos de aplainamento e fresamento de perfil são utilizados, além de pastilhas soldadas no corpo da ferramenta, cabeçotes porta-facas que dão suporte às pastilhas recambiáveis de metal duro ou aço rápido, calçadas sobre um suporte onde as mesmas são parafusadas no corpo da ferramenta. Em alguns casos, são utilizados cabeçotes hidrocentrantes de balanceamento dinâmico para reduzir as vibrações, permitir maiores velocidades de corte, maior estabilidade e reduzir ruídos e riscos de acidentes. A Figura 26 mostra o princípio construtivo destes cabeçotes.
(a)
(b) (c)
Figura 26 – Princípio construtivo de cabeçotes que utilizam pastilhas cambiáveis (a, b) e do balanceamento hidrodinâmico (c). Fonte: Leitz ferramentas.
Para obtenção dos perfis são utilizados vários tipos de pastilhas recambiáveis com diversos formatos de acordo com a função que a peça usinada irá desempenhar na montagem dos móveis. A Figura 27 mostra um exemplo dos diferentes tipos de pastilhas (retas e molduradas) utilizadas para geração destes perfis fresados.
Figura 27 – Pastilhas de metal duro utilizadas no fresamento de perfil e no aplainamento. Fonte: Frezite ferramentas.
Em resumo, os processos de fresamento observados em todas as rotinas de fabricação foram o cepilhamento ou desengrosso, como operação inicial de desbaste visando a obtenção de uma superfície lisa, isenta de irregularidades e defeitos utilizando, para isso, ferramentas com três ou quatro gumes cortantes e o fresamento para abertura de canais, execução de rebaixos, quebra de cantos vivos e geração de perfis para diversas aplicações utilizando fresadoras equipadas com ferramentas de diferentes configurações, dependendo do tipo da espécie de madeira, das condições de corte e do projeto da peça.
O Quadro 9 apresenta, de forma genérica, as ferramentas utilizadas nas diferentes operações de fresamento.
Quadro 9– Exemplos de ferramentas utilizadas nos diferentes processos de fresamento.
Operação Ferramenta Função Exemplo
Aplainamento Cabeçotes com facas retas e cabeçotes desintegradores
Eliminar irregularidades superficiais e dimensionar a espessura da peça Fresas cilíndricas:
Ranhura, rebaixo, chanfro, perfil, almofada, emenda, multiraio, perfil conjugado, tarugos, etc.
Gerar perfis de diversas formas com funções de junção e encaixe Fresamento
Fresas para tupia superior (fresamento de topo)
Abrir rasgos, canais e gerar superfícies com diversas formas.
Por fim, o último grupo de operações de usinagem que utilizam ferramentas com geometria definida são os processos de furação. Estes processos têm por finalidade abrir furos passantes e não passantes para a conexão entre peças componentes dos móveis e de acessórios como puxadores e dobradiças. Para esta operação, são utilizadas máquinas como furadeiras manuais horizontais, verticais e angulares, furadeiras múltiplas e furadeiras oscilantes, equipadas com brocas e escareadores selecionados em função do tipo de furo a ser executado (função do furo), do material usinado e das características da máquina.
Os processos de furação observados nas rotinas de fabricação são, basicamente, furação transversal e paralela às fibras executadas em furadeiras horizontais ou verticais, múltiplas ou axiais de acionamento automático e manual e que utilizam como ferramentas de corte brocas helicoidais e, muito raramente, brocas chatas. Assim como nas demais operações de usinagem, a configuração da broca depende do tipo de material a ser usinado, das especificações de projeto da peça e das condições de corte nas quais a ferramenta irá operar. O Quadro 10 mostra as ferramentas mais utilizadas nos processos de furação da madeira.
Quadro 10 – Ferramentas comumente utilizadas nos processos de furação da madeira.
Operação Ferramenta Função Exemplo
Brocas helicoidais Realizar furos passantes e não
passantes
Escareadores Escarear superficies
Brocas para dobradiças e puxadores
Abrir furos para dobradiças e puxadores
Brocas conjugadas Abrir furos com diferentes diâmetros
(furos escalonados) Furação
Brocas de movimento pendular
Abrir rasgos para montagem de tarugos e encaixes.
As máquinas e ferramentas utilizadas na usinagem para a confecção das peças variaram bastante entre as empresas pesquisadas e, até mesmo, dentro da mesma empresa, pois havia máquinas com diferentes características técnicas que eram usadas para realizar as mesmas operações. Por exemplo, numa mesma empresa na operação de furação conviviam furadeiras manuais e furadeiras múltiplas automáticas para realização das mesmas tarefas. De modo similar algumas operações de fresamento e furação eram realizadas simultaneamente em centros de usinagem e conviviam com operações semelhantes realizadas em máquinas manuais. Esta grande variabilidade do padrão tecnológico do processamento da madeira foi observada também nos estudos desenvolvidos por COUTINHO (1999), NAHUZ (1999), FARIAS (2000) e BONDUELLE (2001).
O Quadro 11 apresenta a variação das características técnicas das máquinas ferramentas utilizadas nos processos de usinagem das nove fábricas pesquisadas.
Quadro 11 - Rotação e potência das máquinas utilizadas nos processos de usinagem.
Operação Máquina utilizada Potência (Cv)
RPM