Técnicas de fresagem no trabalho com madeira

Fresagem plana, fresagem de perfil, movimento oposto, CNC – no mundo da fresagem circulam muitos termos, que são alegremente misturados: processos, máquinas e sistemas de controlo acabam todos no mesmo saco, até mesmo nos catálogos. Quem escolher o processo errado ou a direção de avanço incorreta acaba por obter arranhões e marcas de queimadura – ou, na pior das hipóteses, uma peça que lhe é arrancada das mãos.

Este artigo ajuda a esclarecer os conceitos. Vais descobrir quais são os métodos de fresagem existentes e em que se diferenciam, porque é que a fresagem CNC não é um método independente, o que significa «movimento em sentido contrário» e «movimento no mesmo sentido» – e como reconhecer qual o método mais adequado para a tua tarefa. A maior parte destes conceitos aplica-se a qualquer máquina: tanto à fresadora vertical como à fresadora de mesa ou ao centro de usinagem CNC.

Índice

• Definição
• Visão geral dos processos de fresagem
• Processo, máquina, sistema de controlo
• Subdivisão
• O processo de fresagem em pormenor
• Métodos de fresagem de acordo com o sentido de avanço
• O que é importante na fresagem
• Que procedimento para quê?
• Perguntas frequentes

Definição: O que são processos de fresagem?

A fresagem é um processo de fabrico por usinagem: uma ferramenta rotativa, geralmente com várias lâminas de corte, retira material da peça. O movimento de corte é circular, enquanto o movimento de avanço ocorre transversalmente ao eixo de rotação — é isso que distingue a fresagem da perfuração, na qual o avanço ocorre na direção do eixo. Cada gume penetra na madeira e sai dela a cada rotação. Este corte intermitente produz o ruído típico da fresagem – e explica por que razão o afiamento, a velocidade de rotação e o avanço são tão determinantes para a superfície.

Um «processo de fresagem» é uma variante específica da fresagem – classificada consoante a superfície a obter, a forma como a ferramenta entra em contacto com o material e a relação entre o sentido de rotação e o avanço. A fresagem é utilizada em madeira, metal e plástico. No trabalho com madeira, a fresagem é o processo utilizado para quase tudo o que vai além do corte reto: perfis em bordas e ripas, ranhuras e encaixes, uniões de madeira, superfícies planas em peças que não cabem no plaina e formas livres na fabricação de mobiliário, na decoração de interiores e na construção de janelas.

Visão geral: Que métodos de fresagem existem?

A norma DIN 8589-3 classifica a fresagem, consoante a superfície a obter, em seis processos: fresagem plana, fresagem circular, fresagem helicoidal, fresagem por rolamento, fresagem de perfil e fresagem de forma. A fresagem helicoidal e a fresagem por rolamento produzem roscas e dentaduras – isto é o mundo dos metais. Para a oficina de carpintaria, restam quatro processos, aos quais se junta um grupo de aplicações com um nome próprio:

• Fresagem plana – criar superfícies planas
• Fresagem de perfis – o contorno está na ferramenta
• Fresagem de formas – a forma está no movimento de avanço
• Fresagem circular – superfícies cilíndricas e curvas
• Fresagem de encaixes – dentos, ranhura e lingueta, perfil de contrapartida

A fresagem CNC e a fresagem 3D não constam desta lista de forma deliberada – a razão para tal é explicada na secção seguinte.

Processo, máquina, controlo – três níveis que muitas vezes são confundidos

Muito do que, no dia-a-dia, se designa por «processo de fresagem» não o é, estritamente falando. É útil distinguir três níveis:

• O processo descreve o que acontece na peça: obtém-se uma superfície plana (fresagem plana), um perfil (fresagem de perfil), uma forma livre (fresagem de forma) ou uma superfície cilíndrica (fresagem circular).
• A máquina descreve com o que estás a trabalhar: fresadora vertical, fresadora de cantos, fresadora de mesa, mesa de fresagem ou centro de usinagem CNC. Cada uma destas máquinas permite realizar vários processos.
• O sistema de controlo determina quem controla o movimento de avanço: a tua mão, um dispositivo mecânico de avanço ou um programa de computador (CNC, «Controlo Numérico Computadorizado»).

A «fresagem CNC» não é, portanto, um processo de fresagem específico, mas sim um tipo de controlo: continuam a ser realizadas fresagens planas, de perfil ou de forma – apenas controladas por computador. E «fresagem 3D» é a gíria da oficina para a fresagem de formas com movimento controlado em três eixos. Quem distingue estes três planos lê catálogos e fichas técnicas muito mais rapidamente — e percebe que os princípios básicos são os mesmos, quer se trate de uma fresadora de superfície, quer de um centro de trabalho.

Dica: Entre a máquina manual e a máquina de base fixa, existe o trabalho semiestacionário: a mesa de fresagem «RUWI » é uma fresadora de mesa móvel – o trabalho de fresagem passa da máquina manuseada à mão para uma mesa estável com guia.

Fresagem na mesa de fresagem « RUWI »

Como é que os processos de fresagem são classificados?

O tema é organizado em três categorias. Já conheces a primeira, apresentada na visão geral: a superfície a criar – plana, redonda, perfilada ou de forma livre. Acrescentam-se mais duas:

Após o contacto da ferramenta. Na fresagem circunferencial, as arestas de corte atuam na circunferência da ferramenta, ficando a superfície maquinada paralela ao eixo de rotação – é assim que se obtêm perfis de arestas e ranhuras na fresadora de mesa. Na fresagem frontal, a face frontal da ferramenta é que corta, ficando a superfície perpendicular ao eixo – é assim que funciona uma fresa plana. No corte de ranhuras com a fresa de haste, a circunferência e a face frontal atuam em conjunto: fresagem frontal-circunferencial.

De acordo com o sentido de avanço. As termos «fresagem em sentido contrário» e «fresagem no mesmo sentido» descrevem a relação entre o sentido de rotação da ferramenta e o sentido de avanço. Esta distinção é determinante para a segurança no avanço manual – por isso, é-lhe dedicada uma secção específica mais abaixo.

Os processos de fresagem no trabalho com madeira, em pormenor

Fresagem plana

Na fresagem de aplainamento, uma superfície irregular é removida em passagens sobrepostas até ficar plana. Na transformação da madeira, este é o método utilizado para peças que não cabem na plaina de alisamento nem na plaina de espessura — por serem demasiado largas, irregulares ou mesmo não retangulares: discos de árvores, painéis largos colados, superfícies de madeira de face. O essencial é uma pequena penetração por passagem e faixas que se sobreponham de forma precisa; o resto fica a cargo do polimento.

Fresagem de perfis

Na fresagem de perfis, o contorno está na ferramenta: o gume apresenta o perfil em negativo, e uma passagem transfere-o para a peça. As aplicações típicas incluem perfis de arestas, como chanfros e arredondamentos, perfis decorativos em molduras e frentes, bem como perfis de janelas — os raios habituais situam-se entre 4 e 18 mm. As ranhuras e as fendas também são criadas desta forma: a forma da ferramenta determina a secção transversal. Como a precisão reside na ferramenta, o que determina o resultado são, acima de tudo, o afiamento da lâmina e um avanço uniforme.

Fresagem de formas

Na fresagem de formas, acontece o contrário: a forma não está na ferramenta, mas sim no movimento de avanço. Uma ferramenta simples é guiada ao longo de uma trajetória, e essa trajetória cria o contorno – caixilhos curvos, peças arqueadas, recortes. No artesanato, a orientação é feita por um gabarito com anel de apoio ou manga de cópia; no CNC, essa função é assumida pelo programa. A fresagem por cópia, ou seja, a reprodução de uma peça-modelo existente, também faz parte deste grupo.

Fresagem circular

A fresagem circular permite criar superfícies cilíndricas: espigões redondos, arredondamentos exteriores e interiores e o acabamento de recortes redondos feitos com serra. Como processo autónomo, é menos comum na madeira – na maioria das vezes, um dispositivo assume o movimento de rotação da peça ou guia a ferramenta ao longo de uma trajetória circular. Um artigo específico mostra como fresar arredondamentos na madeira.

Fresagem de junções

As uniões de madeira também são realizadas por fresagem: fresas de encaixe e de cauda de andorinha para uniões de canto em gavetas, perfis de ranhura e lingueta para fundos e painéis traseiros, conjuntos de perfis de contraprofilagem para portas com caixilho. Tecnicamente, trata-se na maioria das vezes de fresagem de perfis – na oficina, o grupo tem um nome próprio, porque aqui dois perfis têm de se encaixar um no outro. É precisamente por isso que se aplica o seguinte: comprar o perfil e o contraprofil como um conjunto coordenado e mandá-los afiar em conjunto – caso contrário, o encaixe deixará de funcionar mais tarde.

E a fresagem CNC e a fresagem 3D?

Ambos, tal como referido acima, não são processos próprios, mas sim a execução controlada por computador de fresagens planas, de perfil e de forma. O seu ponto forte é a precisão de repetição: uma vez programada, a centésima peça fica idêntica à primeira – por isso, o CNC demonstra as suas vantagens em séries, peças repetidas e formas livres, que dificilmente seriam de realizar manualmente. Mas a verdade é também que, para peças únicas, a máquina de alimentação manual é frequentemente mais rápida, uma vez que dispensa a programação e a preparação. Ambos os mundos utilizam os mesmos processos e os mesmos princípios físicos.

Métodos de fresagem de acordo com o sentido de avanço

O sentido de deslocamento resulta da relação entre o sentido de avanço e o sentido de rotação da ferramenta. Não é o mesmo que o sentido das fibras da madeira – ambos influenciam o resultado, mas de forma independente um do outro. Distinguem-se:

Fresagem em sentido contrário

O gume move-se na direção contrária ao avanço no ponto de contacto. A lasca começa com espessura zero e vai ficando mais espessa à medida que se aproxima da saída; a fase de atrito no início do corte gera calor e reduz a vida útil da lâmina. Em contrapartida, a força de corte atua na direção contrária à do avanço, e a peça de trabalho permanece controlável. No caso do avanço manual, esta é a direção de trabalho.

Fresagem em paralelo

O sentido de rotação da fresa e o avanço coincidem; a força de corte atua na direção do avanço. A própria ferramenta puxa a peça para si. Este avanço automático não é controlável no caso do avanço manual – independentemente da experiência do operador. Por isso, o avanço sincronizado aplica-se ao avanço mecânico, em que a peça é guiada de forma forçada – por exemplo, em máquinas de passagem contínua ou em instalações CNC. Importante: mesmo o mecanismo de avanço da fresadora de mesa é considerado, de acordo com as regras da associação profissional, como um avanço manual. O artigo «Fresagem com sincronização» esclarece quando e em que condições a sincronização é permitida.

Processo de fresagem na mesa de fresagem RUWI

A direção de deslocamento não corresponde à direção das fibras

As lascas surgem nos pontos em que a lâmina sai da fibra, em vez de cortar para dentro dela. Por isso, sempre que possível, deve fresar no sentido das fibras – e, no caso de um trabalho circular, primeiro as arestas transversais e, depois, as arestas longitudinais: a segunda passagem elimina imediatamente as lascas da primeira.

No caso da fresadora manual, o princípio do movimento em sentido contrário traduz-se numa regra de orientação simples: nas arestas exteriores, conduzes a máquina — vista de cima — no sentido anti-horário à volta da peça; nos recortes interiores, no sentido horário. Desta forma, a lâmina trabalha sempre no sentido contrário ao teu avanço.

O que é que realmente importa na fresagem

Independentemente do processo: em qualquer máquina de alimentação manual, são os mesmos fatores que determinam a superfície, a vida útil e a segurança.

Afiação. Uma lâmina romba já não corta, mas sim pressiona e raspa – o que resulta em superfícies ásperas, marcas de queimadura e rasgos. Para a madeira maciça, o metal duro (HW) é o padrão; o aço rápido (HS) corta com maior precisão, mas embota mais rapidamente. Em materiais de painéis abrasivos, como o MDF ou painéis revestidos, o diamante (DP) tem uma vida útil muitas vezes superior à do metal duro.

Velocidade de rotação e diâmetro. Na aresta de corte, o que importa é a velocidade periférica – e esta depende, em conjunto, da velocidade de rotação e do diâmetro da fresa. Uma cabeça de fresagem grande numa fresadora de mesa atinge, a algumas milhas por minuto, a mesma velocidade de corte que uma pequena fresa de haste numa fresadora de topo a mais de 20 000. A velocidade máxima indicada na ferramenta é sempre a que deve ser respeitada.

Avanço. O percurso que a peça percorre por cada passagem da lâmina determina o aspeto da superfície: cada lâmina deixa uma pequena marca, e quanto maior for o avanço por lâmina, mais visíveis ficam as ondulações. Se for demasiado rápido, a superfície fica áspera; se for demasiado lento, a lâmina roça e a madeira queima. A regra é avançar de forma uniforme e rápida – a superfície indica-te se estás no caminho certo.

Avanço. Divida a remoção de material em etapas: primeiro de forma grosseira, depois com uma última lasca fina. A passagem de acabamento, com um avanço reduzido, proporciona uma superfície limpa e alivia a carga sobre a ferramenta e o motor.

Calor. Ao contrário do que acontece com o metal, na fresagem de madeira não se utiliza líquido para arrefecimento. O calor tem de ser dissipado através das aparas e da aspiração – mais uma razão para utilizar lâminas afiadas e um avanço rápido, especialmente em madeiras duras e materiais ricos em resina.

Identificação das ferramentas. As ferramentas de fresagem para avanço manual ostentam, de acordo com a norma EN 847-1, a marcação «MAN» — nas ferramentas mais antigas, aparece a indicação «HANDVORSCHUB» ou o símbolo BG-TEST — e são concebidas com uma espessura de corte limitada: o gume só consegue remover uma pequena quantidade de material de cada vez, o que limita a força de um recuo. As ferramentas com a marcação «MEC» destinam-se exclusivamente a máquinas com avanço mecânico — não têm lugar numa máquina de alimentação manual, nem mesmo com um dispositivo de avanço acoplado.

Que método de fresagem se deve utilizar para cada tarefa?

A título de breve orientação da oficina:

• Superfície plana numa peça que não cabe na plaina – fresagem plana em passagens sobrepostas.
• Perfil de borda, ranhura ou encaixe – fresagem de perfis: a ferramenta determina a forma, tu controlas o avanço.
• Juntas de canto, caixilhos, piso – fresagem de juntas com o conjunto de fresas adequado.
• Peças sinuosas e curvas – fresagem de formas com gabarito ou através de um programa no CNC.
• Cones redondos e superfícies cilíndricas – fresagem circular com dispositivo.
• Peças repetidas e séries – os mesmos processos, controlados por CNC.

Em geral, aplica-se o seguinte: no avanço manual, trabalha-se em sentido contrário ao de rotação e com ferramentas especificamente concebidas para esse fim – o avanço no mesmo sentido da rotação é próprio do avanço mecânico. Se quiseres aprofundar o tema: a fresagem em sentido contrário e a fresagem no mesmo sentido da rotação analisam em pormenor o sentido de rotação, enquanto a fresagem plana e a fresagem de perfil aprofundam cada um destes processos.

Perguntas frequentes

Que métodos de fresagem existem?

A norma DIN 8589-3 distingue seis processos, consoante a superfície obtida: fresagem plana, fresagem circular, fresagem helicoidal, fresagem por rolamento, fresagem de perfil e fresagem de forma. No trabalho com madeira, a fresagem plana, a fresagem de perfil, a fresagem de forma e a fresagem circular desempenham um papel fundamental; a isto acrescenta-se a fresagem de união, como um grupo de aplicações à parte.

A fresagem CNC é um processo de fresagem específico?

Não. CNC refere-se ao sistema de controlo, não ao processo: o computador controla o movimento de avanço, mas o que se continua a fazer é fresagem plana, de perfil ou de forma. O mesmo se aplica à «fresagem 3D» – termo técnico utilizado nas oficinas para designar a fresagem de forma controlada por computador.

Qual é a diferença entre fresagem em sentido contrário e fresagem no mesmo sentido?

Na fresagem em sentido contrário, o gume move-se na direção oposta ao avanço, e a força de corte atua contra a direção do impulso – a peça mantém-se controlável. Na fresagem no mesmo sentido, a força de corte atua na direção do avanço e puxa a peça para dentro por si só. Por isso, no avanço manual, trabalha-se em sentido contrário; o avanço no mesmo sentido é próprio do avanço mecânico.

Qual é a velocidade de rotação adequada para a fresagem?

Isso depende do diâmetro da fresa: na aresta de corte, o que importa é a velocidade periférica; por isso, as fresas pequenas requerem velocidades de rotação elevadas e as cabeças de fresagem grandes, velocidades baixas. A velocidade máxima indicada na ferramenta é vinculativa – não deve ser excedida.