UNIDADE 02 - AULA 03 - SLIDE

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Prototipação em 
Engenharia
Flavio Mendes
Professor da Área de Engenharia da UniFECAF
Sou de São Paulo-SP
• Graduado em Engenharia Civil – FESP
• Mestre em Habitação – IPT
• Especialista em Engenharia Estrutural - Anhanguera
• Tecnólogo em Construção Civil – FATEC/SP
• MBA em Gestão de Projetos – FGV
• Trabalhei no IPT, Cyrela, Gerenciamento de Obras da 
FDE e Tribunal de Justiça de SP, no IGH (Croácia), 
entre outros projetos.
Apresentação do Professor
Prototipação em Engenharia
Objetivo: Explorar técnicas e processos para criação de 
protótipos funcionais de produtos, sistemas e processos.
Conteúdo: Identificação de objetivos, escolha de técnicas 
e materiais, utilização de ferramentas de prototipagem 
rápida e análise de resultados.
Benefícios: Desenvolvimento de produtos e sistemas de 
alta qualidade, validação de conceitos e testes de ideias e 
protótipos com rapidez e eficiência.
Apresentação da Disciplina
Conteúdo
Unidade 1
Aula 1 – Prototipação e Concepção
Aula 2 – Design Thinking
Unidade 2
Aula 3 – Manufatura Assistida por Computador
Aula 4 - Síntese e Análise de Mecanismos auxiliada por 
sistemas CAD
Conteúdo
Unidade 3
Aula 5 – Prototipagem Digital
Aula 6 – Aplicações de prototipagem digital
Unidade 4
Aula 7 – Impressão 3D
Aula 8 - Ferramentas de modelagem 3D e técnicas de box 
modeling
Descrição:
Nesta aula, serão apresentados os conceitos fundamentais da
Manufatura Assistida por Computador (CAM). Serão discutidos o
papel das coordenadas, eixos e movimento na programação
CAM/CNC, bem como a compilação manual de códigos de
programas. Também serão abordados os programas e processos de
CAD/CAM, com ênfase na utilização de softwares CAD para síntese e
análise de projetos.
Unidade 2 – Aula 3
Manufatura assistida por computador (CAM)
Objetivos:
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, espera-se que os alunos
sejam capazes de:
● Descrever o papel das coordenadas, eixos e movimento na
programação CNC/CAM;
● Compilar manualmente códigos de programas;
● Identificar programas e processos de CAD/CAM.
Unidade 2 – Aula 3
Manufatura assistida por computador (CAM)
A programação CNC/CAM
A programação CNC/CAM é uma técnica de produção que utiliza
computadores para automatizar a criação de peças e componentes.
● CNC significa “Controle Numérico Computadorizado”
● CAM significa "Manufatura Assistida por Computador”
Juntas, essas técnicas permitem a produção de peças complexas
com precisão e eficiência.
A programação CNC/CAM
A programação CNC/CAM funciona através do uso de um software
que permite ao usuário criar um modelo 3D da peça desejada.
Esse modelo é então traduzido para um programa de máquina
CNC/CAM, que controla os movimentos da ferramenta de corte,
seguindo as coordenadas definidas pelo software.
O resultado é a produção precisa da peça desejada.
A programação CNC/CAM
A programação CNC/CAM é amplamente utilizada em diferentes
setores, como a indústria automotiva, aeroespacial, de engenharia
mecânica, fabricação de equipamentos médicos e muitos outros.
Com a programação CNC/CAM, as empresas podem produzir peças
complexas com mais rapidez e precisão, além de reduzir o tempo
de inatividade e os custos de produção.
Coordenadas, Eixos e Movimento
É importante entender que as coordenadas são usadas para indicar a
posição de um objeto em relação a um ponto de referência, geralmente
a origem do sistema de coordenadas. Os sistemas de coordenadas
mais comuns usados na programação CNC/CAM são o sistema
cartesiano e o sistema polar. O sistema cartesiano é definido por um
conjunto de três eixos perpendiculares entre si (x, y e z), enquanto o
sistema polar é definido por um ponto de origem e duas coordenadas
angulares (θ e φ) e uma coordenada radial (r).
Coordenadas, Eixos e Movimento
A coordenada de origem é definida pelo operador do equipamento
CNC. O operador indicará onde será o ponto zero do sistema de
coordenadas. Este procedimento é chamado de zeragem.
Coordenadas, Eixos e Movimento
Em relação aos eixos, existem diferentes tipos de eixos que podem
ser utilizados na programação CNC/CAM, como os eixos lineares
(x, y e z) e os eixos rotacionais (A, B e C).
Cada tipo de eixo tem suas funções e características específicas, e
é importante conhecer bem cada um deles para poder utilizá-los
corretamente.
Coordenadas, Eixos e Movimento
Quanto aos movimentos, existem vários tipos de movimentos
disponíveis na programação CNC/CAM, como movimentos lineares,
circulares, helicoidais, entre outros. Cada tipo de movimento é
executado de forma específica, utilizando uma combinação dos
diferentes eixos disponíveis na máquina CNC/CAM.
Coordenadas, Eixos e Movimento
É fundamental que a definição correta de coordenadas, eixos e
movimentos seja feita no processo de programação CNC/CAM, pois
isso afeta diretamente a precisão e eficiência do processo. Erros na
definição desses parâmetros podem resultar em peças defeituosas
ou perda de material, por exemplo. Por isso, é importante conhecer
bem as características e funções de cada elemento e utilizar
corretamente as ferramentas disponíveis para minimizar erros.
Coordenadas, Eixos e Movimento
A norma alemã DIN 66217 estabele a disposição dos eixos,
coordenadas e direções de movimento das máquinas de Comando
Numérico Computadorizado.
Coordenadas, Eixos e Movimento
Regra da Mão Direita
Para um sistema tridimensional, são utilizados
três eixos perpendiculares (90°) entre si, que
podem ser designados através dos dedos da mão
direita.
Polegar : indica o sentido positivo do eixo
imaginário, representado pela letra X.
Indicador : aponta o sentido positivo do eixo Y.
Médio : nos mostra o sentido positivo do eixo Z
Compilação dos Códigos de Programação
A compilação de códigos em programação CNC/CAM é um
processo essencial para a criação de programas que possam ser
executados em máquinas CNC/CAM. A seguir, serão abordados os
passos envolvidos na compilação manual de códigos, erros
comuns que podem ocorrer durante o processo e ferramentas e
recursos disponíveis para facilitar a compilação.
Compilação dos Códigos de Programação
Compilação é o processo de tradução de um código-fonte escrito
em uma linguagem de programação para um código executável,
que pode ser entendido e executado pelo computador. Durante a
compilação, o código-fonte é transformado em código de máquina,
que é a linguagem que o processador do computador é capaz de
entender.
Compilação dos Códigos de Programação
Erros comuns que podem ocorrer durante o processo de
compilação incluem erros de sintaxe, erros de digitação, erros de
lógica e erros de compatibilidade. É importante identificar e corrigir
esses erros para evitar falhas na execução do programa.
Compilação dos Códigos de Programação
Os passos para a compilação manual de códigos em programação
CNC/CAM envolvem a criação do código, a compilação do código, a
transferência do programa para a máquina CNC/CAM e a execução
do programa. Durante a criação do código, é importante seguir as
especificações da máquina e as normas da linguagem de
programação utilizada.
Compilação dos Códigos de Programação
Em resumo, a compilação de códigos em programação CNC/CAM é
uma etapa fundamental para o sucesso do processo de
programação. É importante seguir as especificações da máquina e
da linguagem de programação, identificar e corrigir erros comuns e
avaliar as vantagens e desvantagens de utilizar ferramentas e
recursos disponíveis.
Definição e características de programas CAD/CAM
Um programa CAD/CAM é um software que combina o uso de
sistemas CAD (Computer-Aided Design) e CAM (Computer-Aided
Manufacturing) para criar modelos virtuais e gerar código G para
máquinas CNC/CAM. O CAD é usado para projetar e modelar peças
em 2D ou 3D, enquanto o CAM é usado para gerar o código que
será lido pela máquina CNC/CAM.
Definição e características de programas CAD/CAM
As principais características e funções de um programa CAD/CAM
incluem a criação e edição de modelos 3D, a definição de
parâmetrosde corte, a geração de trajetórias de ferramentas, a
criação de programas CNC/CAM e a simulação de operações de
usinagem.
Definição e características de programas CAD/CAM
Com um programa CAD/CAM, é possível executar uma variedade
de processos de fabricação, como cortar, perfurar, fresar,
torneamento, impressão em 3D.
O programa CAD/CAM permite que os usuários simulem a operação
de máquinas CNC/CAM em um ambiente virtual, verificando e
otimizando o processo de usinagem antes da produção real.
Definição e características de programas CAD/CAM
A integração entre CAD/CAM e programação CNC/CAM também é
importante para a prototipagem na engenharia. Com um programa
CAD/CAM, os engenheiros podem projetar e testar protótipos em
um ambiente virtual antes da produção real, reduzindo o tempo e
os custos associados à criação de protótipos físicos. Além disso, a
integração entre CAD/CAM e programação CNC/CAM permite que
os engenheiros controlem todo o processo de produção, desde o
projeto até a fabricação.
Código G (G-Code) – Norma alemã DIN 66025
O código G é um conjunto de instruções de programação utilizadas na
programação CNC (Controle Numérico Computadorizado) para controlar o
movimento e outras funcionalidades de uma máquina CNC. Esses códigos G,
geralmente escritos em linguagem de programação, fornecem instruções para
a máquina CNC sobre onde mover a ferramenta de corte, em que direção, a
velocidade e profundidade do corte, além de outras informações importantes.
Cada código G representa uma função específica e é precedido por uma letra
que indica o tipo de função, como "G" para movimentos lineares ou "M" para
funções auxiliares, por exemplo. O código G é uma parte importante da
programação CNC e permite que a máquina CNC execute tarefas complexas de
corte e usinagem com precisão e eficiência.
Código G (G-Code)
N10 G1 X10 Y10 Z2 F100 (avança para posição (10,10,2) com uma velocidade de avanço de
100mm/min)
N20 G92 S1200 M4 (define a velocidade de corte em 1200 RPM e liga o motor)
N30 G96 S500 (define a velocidade de rotação constante em 500 RPM)
N40 G1 X20 Y20 Z2 F100 (avança para posição (20,20,2) com uma velocidade de avanço de
100mm/min)
N50 G92 S0 M5 (desliga o motor e zera a velocidade de corte)
N60 G1 X0 Y0 Z2 F100 (retorna para posição de origem com uma velocidade de avanço de
100mm/min)
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