Fresagem no trabalho com madeira

Definição e explicação da técnica de fabrico
A fresagem é um processo de fabrico por usinagem: uma ferramenta rotativa com várias arestas de corte retira material, enquanto a ferramenta e a peça se movem uma em relação à outra. No trabalho com madeira, por vezes é a ferramenta que se desloca sobre a peça — como acontece com a fresadora manual — e, outras vezes, é a peça que se desloca sobre a ferramenta fixa, como na mesa de fresagem e na fresadora de mesa.

Chanfrar na mesa de fresagem « RUWI »

Ranhuras, encaixes, perfis, cavidades, superfícies inteiras – quase nenhum outro processo na oficina de carpintaria abrange tantas tarefas. Neste artigo, vais descobrir como funciona a fresagem, o que é importante em termos de velocidade de rotação, avanço e profundidade de corte, qual a ferramenta adequada para cada aplicação – e por que razão algumas regras são inegociáveis quando se trabalha com a fresadora.

Índice

• Significado: A fresagem explicada de forma simples
• Que tipos de fresagem existem no trabalho com madeira?
• Noções técnicas básicas sobre fresagem
• Ferramentas de fresagem para a fresagem de madeira
• Segurança na fresagem
• Materiais de fresagem utilizados
• Aplicação prática: O que se pode fresar?
• Erros típicos na fresagem
• Fresagem nas profissões relacionadas com o trabalho da madeira
• Contexto histórico da fresagem

Significado: A fresagem explicada de forma simples

A fresagem é um processo de usinagem por remoção de material, utilizado para dar forma a praticamente todos os materiais sólidos. A sua característica principal é o movimento de corte circular: as lâminas de corte estão situadas na circunferência de uma ferramenta rotativa e removem uma lasca a cada rotação. É nisso que a fresagem se distingue do corte com serra, que apenas separa uma peça ao longo de uma linha, e da perfuração, em que a ferramenta penetra no material na direção do seu eixo de rotação. A fresa trabalha transversalmente ao seu eixo – e, por isso, pode seguir qualquer contorno.

Na fresagem, retira-se qualquer tipo de contorno de uma peça, por exemplo, arestas e perfis circundantes, ranhuras, encaixes, degraus, cavidades ou padrões de orifícios. Mesmo superfícies irregulares ou fissuradas podem ser aplainadas por fresagem. E, estritamente falando, fazes fresagem mais vezes do que pensas: também as plainas de desbaste e de espessura funcionam com um eixo de lâminas rotativo – do ponto de vista da tecnologia de fabrico, trata-se de fresagem circunferencial.

Na fresagem de madeira, basta utilizar máquinas de construção relativamente simples – no entanto, a fresadora de mesa não é fácil de operar. Quase nenhuma máquina para trabalhar madeira exige tanto conhecimento sobre ferramentas, guias e sentido de deslocamento. É precisamente disso que se trata nas próximas secções.

Que tipos de fresagem existem no trabalho com madeira?

Existem inúmeros tipos de fresagem, por exemplo, consoante o sentido de deslocamento, o material ou a forma pretendida. Um aspeto fundamental é sempre a escolha entre fresagem em sentido paralelo ou em sentido contrário – esta escolha é determinante para a segurança.

Visão geral dos processos de fresagem

Na fresagem, distingue-se entre o processo manual e o processo CNC:

• Fresagem manual: és tu que movimentas a peça ou a fresa manualmente. Pode tratar-se de trabalhar com uma fresadora manual ou de guiar a peça numa máquina fixa.
• Fresagem CNC: Neste processo, a peça é fixada numa máquina e guiada por um sistema automatizado. As trajetórias são definidas pelo software, enquanto o avanço é mecânico e constante – por isso, uma máquina CNC pode funcionar em sincronia, o que é impossível quando se trabalha manualmente.

Na secção manual, também podes distinguir:

• Fresagem à mão livre: Com a fresadora manual, guiada por um anel de apoio, um casquilho de copiagem ou uma calha de guia. Na fresadora de mesa não se trabalha à mão livre – aí, o batente, o anel de apoio e o batente curvo assumem a função de guia.
• Fresagem com gabarito: Utiliza-se um gabarito de fresagem ou um molde (por exemplo, na fresagem plana, de forma ou de perfil).

Métodos de fresagem de acordo com o sentido de avanço

Fresagem em sentido contrário: a aresta de corte move-se na direção oposta ao avanço no ponto de contacto. Cada lasca começa por ser fina e torna-se mais espessa à medida que se aproxima da saída – assim, a força de corte atua na direção contrária ao teu avanço, a peça de trabalho permanece controlável e sentes imediatamente se algo mudar. No caso do avanço manual, esta é a direção de trabalho – não se trata de uma recomendação, mas sim de uma regra.

Fresagem em sincronia: a força de corte e o avanço apontam na mesma direção. A lâmina penetra imediatamente com toda a espessura da lasca e puxa a peça por si própria. Este avanço automático não é controlável no caso do avanço manual – nem mesmo com prática. Quando e em que condições a fresagem em sincronia é admissível, pode ser consultado no artigo «Fresagem em sincronia».

Unidade 3D na mesa de fresagem do « RUWI » com fresa de arredondamento

Noções técnicas básicas sobre fresagem

Para fresar, é necessária uma fresadora. Na marcenaria, trata-se geralmente de uma fresadora vertical – guiada à mão ou montada de cabeça para baixo numa mesa de fresagem – ou de uma fresadora de mesa. O resultado depende de três parâmetros inter-relacionados: velocidade de rotação, avanço e profundidade de corte.

Rotação e velocidade de corte

A velocidade de corte é a velocidade a que a lâmina percorre a madeira. É determinada pelo diâmetro da fresa e pela velocidade de rotação: quanto maior for o diâmetro, mais rápida é a velocidade da lâmina na parte exterior – e menor deve ser a velocidade de rotação. Como valores de referência para a fresadora de topo:

• Até Ø 25 mm: velocidades elevadas até cerca de 24 000 rpm
• Ø 25 a 50 mm: cerca de 16 000 a 18 000 rpm
• Mais de Ø 50 mm: cerca de 12 000 a 16 000 rpm – diâmetros deste tipo devem ser trabalhados na mesa de fresagem ou na fresadora de mesa, e não na máquina de mão

Há duas regras que se sobrepõem a todos os valores de referência: a velocidade máxima indicada na ferramenta nunca deve ser ultrapassada. E, se tiveres dúvidas, opta pela configuração mais lenta e faz um teste com o pedaço de sobras – isso demora um minuto, mas uma peça queimada custa mais.

Movimento de avanço

A velocidade de avanço indica a rapidez com que a ferramenta e a peça se deslocam uma em relação à outra. Se o avanço for demasiado rápido, as fibras rasgam-se e a superfície fica áspera. Se for demasiado lento, o resultado é igualmente errado: os gumes roçam em vez de cortar, a madeira fica com marcas de queimadura e a fresa embota devido ao calor. O objetivo é um avanço uniforme e rápido, sem interrupções — pelo ruído do motor e pela resistência, dá para perceber se o ritmo está correto. Materiais mais duros e fresas de maior diâmetro exigem uma velocidade de avanço mais baixa.

Alargamento e largura de corte

A profundidade total de fresagem numa única passagem sobrecarrega a ferramenta e a máquina – e a aresta rasga-se. Como regra geral para a fresadora vertical: em cada passagem, não ultrapassar, no máximo, cerca de metade do diâmetro da fresa – em madeira macia, com uma fresa de ranhura de 8 mm, isso corresponde a cerca de 4 mm; em madeira dura, mais bem 2 a 3 mm. A última passagem retira apenas um a dois milímetros – o que garante uma superfície limpa. Se fresares no meio do material, por exemplo, uma ranhura, o diâmetro da fresa determina a largura de corte.

Ter em atenção o sentido das fibras

A madeira não é um material homogéneo – na madeira de ponta, a aresta tem tendência a partir-se quando a fresa sai. Por isso, na fresagem circundante das arestas, deve seguir-se uma ordem fixa: primeiro os dois lados da madeira de ponta, transversalmente às fibras, e depois os lados longitudinais. Desta forma, eventuais lascas nos cantos são imediatamente removidas na segunda etapa. Se estiveres a fresar apenas uma única aresta transversal, é útil utilizar uma peça de madeira de sacrifício, que deves fixar à altura da saída da fresa.

Ferramentas de fresagem para a fresagem de madeira

A peça mais importante é a própria fresa. Existem centenas de modelos e tipos diferentes – estes são os que mais frequentemente se encontram na oficina de carpintaria:

• Fresas para ranhuras: ranhuras retas, recortes e cavidades – a fresa que mais frequentemente se encontra na pinça de fixação
• Fresas para ranhuras em V: ranhuras em forma de V, inscrições e linhas decorativas
• Fresas para ranhuras: ranhuras estreitas a partir da borda, por exemplo, para molas ou cavilhas planas
• Fresas para ranhuras: ranhuras para painéis traseiros, bases ou perfis de vidro
• Fresa para chanfrar: chanfrar e quebrar arestas, geralmente a 45°
• Fresas de arredondamento: raios de aresta numa única passagem – desde um arredondamento suave até um raio acentuado
• Fresas de perfil: perfis decorativos, como côncavidades ou cornijas
• Fresa de nivelamento: fresa as saliências até ficarem niveladas com a superfície – com apoio de apoio, é também a ferramenta ideal para trabalhos com gabaritos
• Fresas de acabamento e de desbaste: trabalhos de superfícies e de formato – a fresa de desbaste retira uma grande quantidade de material, enquanto a fresa de acabamento refina a superfície
• Fresas para letras: gravações, letras e contornos finos
• Fresa de perfuração: penetra verticalmente, tal como uma broca, e depois continua a fresar lateralmente, por exemplo, para realizar recortes na superfície
• Fresas com placas ou gumes substituíveis: os gumes cegos são girados ou substituídos em vez de serem reafiados – assim, a geometria do gume permanece igual durante toda a vida útil

Vale a pena prestar atenção ao material de corte: o aço rápido (HS) proporciona um corte muito fino e pode ser reafiado para manter o fio, mas desgasta-se rapidamente em materiais de painéis abrasivos. O metal duro (HW) é o padrão para madeira maciça e materiais derivados da madeira. As ferramentas com diamante (DP) são as que duram mais tempo e justificam-se sobretudo na produção em série. No que diz respeito à fixação, aplica-se o seguinte: a haste deve ser inserida na pinça de fixação até à marcação do fabricante da fresa – nem mais curta, mas também não até ao fim, caso contrário a fresa pode soltar-se devido às vibrações. Se não houver marcação, a haste deve preencher totalmente a pinça de fixação.

Escolhe a ferramenta adequada para cada etapa de trabalho – isso é determinante tanto para o resultado como para a segurança. Na secção seguinte, poderás ler quais as ferramentas que podem, de facto, ser utilizadas na fresadora de mesa.

Segurança na fresagem

Quase nenhuma máquina da oficina de carpintaria exige tanto conhecimento sobre ferramentas, sentido de deslocamento e orientação da peça como a fresadora de mesa. As regras que se seguem provêm da prática profissional e das diretrizes da Associação Profissional da Madeira e do Metal – aplicam-se tanto na oficina de formação como na garagem:

• Trabalhar em sentido contrário: No avanço manual, a fresagem é realizada exclusivamente no sentido contrário ao de rotação da ferramenta. A razão para tal encontra-se na secção acima sobre o sentido de rotação.
• Apenas ferramentas homologadas: Nas fresadoras de mesa, só podem ser utilizadas em avanço manual as ferramentas que tenham sido homologadas para o efeito – identificáveis pela indicação «MAN» ou «HANDVORSCHUB», de acordo com a norma DIN EN 847-1, ou pelo selo de certificação BG-TEST. Isto aplica-se igualmente ao trabalho com dispositivos de avanço ou carrinhos deslizantes – ambos são considerados avanço manual. Por outro lado, as ferramentas com a inscrição «MEC» não devem ser utilizadas na fresadora de mesa.
• Verificar o estado da ferramenta: afiada, sem resíduos de resina, bem fixada, respeitando a velocidade máxima de rotação. Uma fresa cega exerce pressão em vez de cortar – a peça fica instável e mais difícil de manobrar.
• Guiar em vez de segurar: o batente, o anel de apoio com batente curvo ou o gabarito assumem a função de guia. A abertura do batente mantém-se tão pequena quanto possível e a fresa fica o mais oculta possível.
• Nunca avance peças pequenas sem apoio: molas de pressão, uma tábua de deslizamento ou uma gaveta de alimentação mantêm as mãos afastadas da ferramenta. Ao fazer o avanço, as mãos ficam apoiadas na peça, com os dedos fechados.
• Ligar o sistema de aspiração: o pó de madeira prejudica as vias respiratórias; os pós de carvalho e faia são considerados cancerígenos. Durante o funcionamento, a utilização do sistema de aspiração é obrigatória — com um aspirador com classificação mínima de pó M —, sendo igualmente aconselhável na oficina particular.
• No corpo: usar protetores auriculares e óculos de proteção, retirar as joias, usar roupa justa – e não usar luvas ao manusear ferramentas rotativas, pois estas podem ficar presas nelas.

Esta visão geral não substitui qualquer formação nem o manual de instruções. No entanto, mostra-te o que é importante – e porque é que os marceneiros experientes não deixam nada ao acaso quando trabalham com a fresadora.

Materiais de fresagem utilizados

As máquinas para trabalhar madeira são concebidas para madeira e alguns plásticos; o metal ou os materiais minerais requerem equipamentos especializados. Numa fresadora de madeira, normalmente trabalhas:

• Madeira maciça: as madeiras macias, como o abeto, são fáceis de fresar; as madeiras duras, como o carvalho ou a faia, exigem lâminas afiadas e um avanço menor
• Materiais derivados da madeira: MDF, contraplacado e aglomerado – as colas que contêm têm um efeito abrasivo; é aqui que o metal duro demonstra a sua durabilidade
• Plásticos: dependendo do material, utilizar uma velocidade reduzida para que a aresta de corte não derreta
• Metais leves, como o alumínio: apenas com ferramentas e máquinas especificamente concebidas para o efeito – o que, no dia-a-dia da oficina, constitui uma exceção

Aplicação prática: O que se pode fresar?

A fresagem abrange uma vasta área no trabalho com madeira. As tarefas típicas de fresagem são:

• Fresagem plana: nivelar superfícies, por exemplo, alisar madeira áspera ou discos de árvores
• Fresagem de formato: ajustar uma peça à dimensão final e à angularidade pretendida
• Fresagem de perfis ou perfilagem: chanfrar ou arredondar arestas, ou criar perfis decorativos
• Fresagem estrutural: padrões de orifícios, cavidades ou recuos na superfície
• Fresagem de ranhuras: criar ranhuras e encaixes, por exemplo, para uniões de ranhura e lingueta

É precisamente com um dispositivo de fresagem ou uma mesa de fresagem que se consegue trabalhar com precisão repetitiva: o batente e o apoio assumem a função de guia, e a altura definida mantém-se igual ao longo de toda a série – a trigésima peça fica tão precisa como a primeira.

Fresagem de barras redondas com a fresadora de topo

Erros típicos na fresagem

A maioria dos resultados incorretos deve-se a um punhado de causas – e quase todas podem ser corrigidas:

• Profundidade total numa única passagem: sobrecarrega a fresa e a máquina, e a aresta parte-se. É melhor fazer várias passagens, sendo a última mais fina.
• Avanço em sincronia: a ferramenta puxa a peça, e tu perdes o controlo. No avanço manual, o trabalho é feito em sentido contrário – sem exceção.
• Avanço demasiado lento: marcas de queimadura na madeira, lâminas resinosas. Avançar de forma rápida e uniforme, sem parar.
• Uma fresa cega fica na máquina: superfície rugosa, maior esforço, peça instável. Afie ou substitua assim que o resultado começar a piorar.
• Madeira de cerne fresada por último: arranhões nos cantos. Na fresagem circundante, primeiro transversalmente às fibras, depois longitudinalmente.
• Trabalho sem guia: a fresa desliza livremente. É o batente, o anel de apoio ou o gabarito que guiam a peça de trabalho — não apenas a mão.

Fresagem nas profissões relacionadas com o trabalho da madeira

A fresagem é um dos processos de modelagem mais importantes no trabalho com madeira. Encontra-se em praticamente todas as profissões relacionadas com o trabalho com madeira, por exemplo:

• Carpinteiro ou marceneiro
• Carpinteiros
• Fabricante de brinquedos
• Construtor de barcos
• Constructor de instrumentos
• Construtor de escadas
• Decorador de interiores

É precisamente na carpintaria que a fresagem ganha importância, por exemplo, para a realização de encaixes e orifícios precisos em vigas. Seja uma incrustação na porta de um armário ou um disco de árvore no dispositivo de fresagem plana – a fresagem é utilizada em todos os locais onde a forma e o encaixe são fundamentais.

Contexto histórico da fresagem

As ferramentas de fresagem rotativas surgiram no início do século XIX na engenharia mecânica. A fresagem chegou às oficinas de carpintaria com a industrialização: à medida que a energia a vapor e as correias de transmissão complementavam o trabalho manual, a fresadora de mesa consolidou-se como um elemento essencial da carpintaria – inicialmente para perfis e ranhuras, que antes eram laboriosamente realizados à mão com plainas de perfil. No século XX, a fresadora elétrica manual tornou o processo móvel; hoje, os centros de usinagem CNC complementam a oficina na produção em série. O princípio permaneceu o mesmo ao longo de dois séculos: uma lâmina rotativa e uma peça de trabalho guiada com precisão.