Protótipo de Impressora CNC Sustentável

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Hallef Vinicius de Souza Lucas Moreno
Nathan Felipe Brito Costa
Pedro Henrique Teodoro de Almeida
Professor Orientador: Ricardo Botelho Campos
DESENVOLVIMENTO DE PROTÓTIPO DE IMPRESSORA CNC DE FORMA SUSTENTÁVEL PARA ESTUDO TEÓRICO E PRÁTICO
FACULDADES DOCTUM DE CARATINGA
OBJETIVOS
O desenvolvimento deste trabalho tem como objetivo principal enfatizar os Direitos Humanos, mais especificamente a Sustentabilidade, na reutilização de materiais eletrônicos reaproveitados para confecção de um protótipo de impressora CNC.
Segundo dados de estudo da Global e-Waste Monitor, de 2017, o Brasil está na liderança de produção de lixo eletrônico da América Latina, chegando a 1,7 toneladas anuais. Este estudo avalia em todo o mundo a quantidade de sujeira criada a partir de computadores, televisores e celulares descartados.
 Como futuros Engenheiros Eletricistas, os acadêmicos pretendem dar uma atenção especial a estes dados, começando desde já a reaproveitar o máximo, uma vez que aulas práticas são de suma importância para o curso.
O conhecimento adquirido neste protótipo também será usado no âmbito profissional futuramente, devido ao aumento da demanda de tecnologias com a mesma lógica de funcionamento.
Impressoras CNC (Comando Numérico Computadorizado) são máquinas capazes de reproduzir imagens computacionalmente a partir de mecanismos automatizados. Permite o controle simultâneo de vários eixos, através de uma lista de movimentos escrita num código específico (gCode). Por esse motivo foi desenvolvido na década de 1940 o NC (CN, controle numérico, na sigla em português) criado pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). Inicialmente usando fitas perfuradas e com o advento do computador evoluiu para o CNC. Com isso atingiu-se o objetivo de confecção de peças complexas, seriadas e de grande precisão, especialmente quando usada em conjunto com os atuais programas.
O QUE É CNC
TIPOS DE MÁQUINAS COM VARIAÇÃO CNC
TORNO
Torno mecânico é uma máquina-ferramenta que permite usinar peças de forma geométrica de revolução.
FRESADORA
Fresadora é uma máquina de movimento contínuo da ferramenta, destinada à usinagem de materiais. Remove-se cavacos por meio de uma ferramenta de corte chamada fresa.
IMPRESSORA
Detalhada neste trabalho.
JATO D’ÁGUA
O corte com jato de água é uma das variedades da hidrodemolição, que consiste no corte de materiais com água a extrema pressão, combinando esta pressão com a incorporação de algum material abrasivo, tais como o carborundum, o coríndon ou a sílica.
FURADEIRA
Furadeiras de alta precisão e automatizada.
RETIFICADORA
Retíficas são máquinas altamente especializadas na atividade de retificar, ou seja, de tornar reto ou exato, dispor em linha reta, corrigir e polir peças e componentes cilíndricos ou planos.
MONTAGEM
E
AJUSTES
PROGRAMAÇÃO
E
CALIBRAGEM
DESENVOLVIMENTO DO PROTÓTIPO
PROTÓTIPO DE IMPRESSORA CNC
MATERIAIS UTILIZADOS
MATERIAIS UTILIZADOS
	QUANT.	PEÇAS ADQUIRIDAS	VALOR
	01	DRIVE DE DISQUETE	RECICLADO
	02	DRIVE DE DVD 	RECICLADO
	01	KIT CNC SHIELD	47,00
	01	SUPORTE DE PLÁSTICO	RECICLADO
	10	PARAFUSOS X35MM	2,00
	40	ARRUELAS	2,00
	20	PORCAS	2,00
	01	MOLA	RECICLADO
	01	GRAMPO DE FOLHAS	1,00
	01	CANETA ESFEROGRÁFICA	1,00
	01	ARDUINO	REAPROVEITADO
	VALOR TOTAL		R$55,00
MOTAGEM
Testes e ajustes
PRIMEIROS PASSOS
CONFECÇÃO E PINTURA DO CHASSI
FIXAÇÃO DOS TRILHOS
PROGRAMAÇÃO
Softwares utilizados e calibragem do motor de passo
O GRBL é um firmware bastante famoso, concreto e bem desenvolvido. É um excelente interpretador de g-code, com capacidade de processar junto dos tradicionais eixos.
GRBL
O Arduino IDE é um aplicativo escrito em funções de C e C ++. É usado para escrever e fazer upload de programas em placas compatíveis com Arduino.
ARDUINO IDE
INKSCAPE
Utiliza o método vetorial, ou seja, gera imagens a partir de um caminho de pontos definindo suas coordenadas, de forma transparente ao usuário. Imagens vetoriais têm maior aplicação em desenho técnico ou artístico e são, geralmente, mais leves e não perdem a qualidade ao sofrer transformações
GCODE SENDER
O Universal GcodeSender trabalha fazendo a leitura do Gcode e o enviando para a máquina. Desenvolvido em Java, o mesmo pode ser executado diferentes sistemas operacionais. 
Um motor de passo é um motor elétrico síncrono e sem escovas que converte pulsos digitais em rotação do eixo mecânico. Cada rotação do motor de passo é dividida em um número distinto de passos e um pulso separado é enviado ao motor para cada passo. O motor de passo realiza somente um passo por vez e cada passo possui o mesmo tamanho. Uma vez que cada pulso faz com que o motor gire em um ângulo preciso, normalmente 1.8°, a posição do motor é controlada sem nenhum mecanismo de feedback. Conforme a frequência dos pulsos digitais aumenta, o movimento em passo se transforma em rotação contínua, com a velocidade de rotação diretamente proporcional à frequência dos pulsos.
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POR QUE O USO DOS MOTORES DE PASSO?
COMPARATIVO DE MOTORES
	CARACTERÍSTICAS	MOTOR CC	MOTOR DE PASSO	SERVO MOTOR
	VELOCIDADE	ALTA	BAIXA	MÉDIA
	TORQUE	0/ALTO	ALTO/MÉDIO	BAIXO/ALTO
	FACILIDADE DE CONTROLE	FÁCIL	MÉDIA	COMPLEXA
	PRECISÃO	NENHUMA	ALTA	MUITO ALTA
	DURABILIDADE	MÉDIA	ÓTIMA	MÉDIA
	MANUTENÇÃO	SIM	NÃO	SIM
				
EXPECTATIVA DE RESULTALDO
Referências
Arduino IDE. Disponível em: <https://www.arduino.cc/en/main/software> Acesso em: 19/04/20
CASSANIGA, F.A. Fácil programação do controle numérico. 2ª ed. São Paulo: CNC Tecnologia, 2005.
Exemplo de Tutorial. Disponível em : <https://www.youtube.com/watch?v=CN7_T_8TaVI&list=PL03gQKRDjCCb16NnS-nHiTA0C73h86KrH> Acesso em 20/04/2020.
FERRARI, C. D. Implantação de um Sistema de Comando Numérico Computadorizado (CNC). Faculdade de Tecnologia de Catanduva, Cantanduva, SP, Novembro, 2011.
GRBL. Disponível em: <https://github.com/grbl/grbl> Acesso em 20/04/2020.
JAVA. Disponível em: <https://www.java.com/pt_BR/download/faq/whatis_java.xml> Acesso em 20/04/2020.
Montagem de CNC. Disponível em: <http://atividademaker.com.br/projeto-montando-minha-cnc-caseira> Acesso em 20/04/2020.
Motores de Passo. Disponível em: <https://br.omega.com/prodinfo/motor-de-passo.html> Acesso em: 09/05/20
POLASTRINI, F. H. Desenvolvimento De Uma Máquina CNC De Baixo Custo Com Software E Hardware Abertos. Formiga MG, Novembro de 2016.
The Global E-Waste Monitor 2017. Disponível em: < http://ewastemonitor.info> Acesso em 20/04/2020.
Universal Gcode Sender. Disponível em: <https://github.com/winder/Universal-G-Code-Sender> - Acesso em 19/04/2020.