Análise do processo de furação de painéis MDF

Na indústria moveleira, grande parte das operações cotidianas de usinagem são simplistas, sendo uma delas a fabricação de furos nas peças. Dentre as maiores dificuldades desta indústria, têm-se o arrepiamento e lascamento da madeira, que podem acarretar em problemas na superfície do material e levar ao desperdício. Além disso, o uso da madeira maciça é cada vez menos comum, sendo substituído pelo uso de painéis de madeira reconstituída, como o MDF (Medium Density Fiberboard), os quais apresentam melhor acabamento, estabilidade dimensional, além de melhor homogeneidade e resistência mecânica similar à da madeira. A produção do MDF é feita através da união de fibras lignocelulósicas e resina com a ação conjunta de pressão e calor; nesta produção há a eliminação de defeitos naturais do produto, além da adição de propriedades como resistência ao fogo, aumentando suas aplicações possíveis. O processo de furação teve poucos avanços nos últimos anos e ainda existem poucos estudos em centrais de usinagem, utilizando o Comando Numérico Computadorizado (CNC). Com o auxílio da usinagem programada, é possível a fabricação de melhores superfícies, além do aumento da vida da ferramenta, para isso é necessário o estudo dos parâmetros de entrada do processo, como o avanço e a rotação. Avaliaram-se neste trabalho, três rotações: 4000; 5500 e 7000 [rpm] em conjunto com três avanços da ferramenta: 0,1; 0,2 e 0,3 [mm/rot], com três corpos de prova de MDF para cada caso. Foram avaliadas as variáveis de saída: potência consumida pelo motor; vibração e força de avanço; além do estudo da qualidade superficial, através da medição das Rugosidades Média Aritmética (Ra) e Total (Rt); medição do lascamento superficial máximo e medição do erro diametral do furo. Maiores rotações resultaram em menores valores obtidos para vibração e potência consumida, enquanto que a combinação dos maiores valores das variáveis de entrada resultaram em menores valores de força de avanço. Para a qualidade superficial, menores valores de rotação e avanço produziram rugosidades menores, enquanto que a combinação do avanço de 0,1mm/rot e as duas menores rotações produziram menores lascamentos superficiais.

Abstract (english)

In the furniture industry, most of the daily machining operations are simplistic; one of them is the manufacture of holes in the parts. The fiber peeling and chipping of wood are among the major difficulties of this industry, which can result in problems on the material surface and lead to waste. In addition to the use of solid wood, the use of engineered wood panels, such as MDF (Medium Density Fiberboard), which have better finish, dimensional stability, better homogeneity and mechanical resistance similar to that of wood, is increasingly common. The production of the MDF is made through the joining of lingo-cellulosic fibers and resin with the joint action of pressure and heat; in this production there is the elimination of natural defects of the product, besides the addition of properties like resistance to fire, increasing its possible applications. The drilling process has had little progress in recent years and there are still few studies in machining centers using the Computerized Numerical Command (CNC). With the aid of programmed machining, it is possible to fabricate better surfaces, in addition to increasing the life of the tool, and for this it is necessary to study the process input parameters, such as feed rate and spindle speed. Three spindle speeds have been analyzed in this study: 4000; 5500 and 7000 [rpm] together with three tool feed rates: 0.1; 0.2 and 0.3 [mm/rot], with three MDF specimens for each case. The analyzed output variables were: power consumed by the motor; vibration and feed force; besides the study of the superficial quality, through the measurement of the Arithmetic Average Roughness (Ra) and Total Roughness (Rt); measurement of the maximum surface chipping and measurement of the diametric bore error. Higher spindle speeds resulted in lower values for vibration and power consumption, whereas the combination of higher values of input variables resulted in lower feed force values. For the surface quality, lower spindle speed and feed values produced smaller roughness, whereas the combination of 0.1mm/rot feed and the two smaller spindle speeds produced smaller surface chipping.

Keywords

Madeira , Aspereza de superfície , Usinagem , Painéis de madeira

Language

Portuguese

Citation

FERRAZ, Raquel Dreosso. Análise do processo de furação de painéis de MDF. Orientador: Manoel Cleber de Sampaio Alves. 2018. 110 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Faculdade de Engenharia e Ciências, Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2018.