UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
JLIO DE MESQUITA FILHO CAMPUS DE GUARATINGUET
unesp
REINALDO SEBASTIO SILVA
RESISTNCIA MECNICA DA MADEIRA DE Eucalyptus saligna
UNIDAS POR ADESIVO POLIURETANO PARA DIFERENTES
ACABAMENTOS DE SUPERFCIE
Guaratinguet 2013
REINALDO SEBASTIO SILVA
RESISTNCIA MECNICA DA MADEIRA DE Eucalyptus saligna
UNIDAS POR ADESIVO POLIURETANO PARA DIFERENTES
ACABAMENTOS DE SUPERFCIE
Tese apresentada Faculdade de Engenharia
do Campus de Guaratinguet, Universidade
Estadual Paulista, para a obteno do ttulo
de Doutor em Engenharia Mecnica na rea
de Materiais.
Orientador: Prof. Dr. Marcos Tadeu Tibrcio Gonalves
Guaratinguet
2013
S586r
Silva, Reinaldo Sebastio
Resistncia Mecnica da Madeira de Eucalyptus Saligna Unidas
por
Adesivo Poliuretano para Diferentes Acabamentos de Superfcie
/
Reinaldo Sebastio Silva Guaratinguet : [s.n], 2013.
102 f : il.
Bibliografia: f. 95-102
Tese (doutorado) Universidade Estadual Paulista, Faculdade
de
Engenharia de Guaratinguet, 2013.
Orientador: Prof. Dr. Marcos Tadeu Tiburcio Gonalves
1. Trabalhos em madeira 2. Eucalipto 3. Usinagem I. Ttulo
CDU 674.02(043)
DADOS CURRICULARES
REINALDO SEBASTIO SILVA
NASCIMENTO 05.11.1954 BAURU / SP
FILIAO
Nelson Pinto da Silva
Juracy Sebastio Silva
1971/1974 1971: Colgio Diocesano, So Carlos SP;
1972 a 1974: Cursos Braslia, Bauru SP.
1981/1983
Curso de Graduao em Tecnologia Mecnica Fundao Educaci-
Educacional de Bauru, Bauru - SP
1991/1994 Curso de Ps-Graduao em Engenharia Mecnica, nvel de
Mestrado, na Escola de Engenharia de So Carlos USP, So
Carlos - SP.
Aos meus grandes incentivadores, pais Nelson e Juracy, esposa
Marisa e
filhas Laura e Lais.
AGRADECIMENTOS
Ao meu orientador e amigo professor Marcos Tadeu pela dedicao
na
realizao deste trabalho.
Ao meu pai Nelson Pinto da Silva e a minha me Juracy Sebastio
Silva, pela
dedicao na minha educao e formao como cidado.
Ao tcnico de laboratrio Juliano Rodrigo de Brito do Campus de
Itapeva, pela
dedicao exemplar e ao amigo Paulo Roberto Gomes Alves (o Fsico)
pelo
companheirismo e ajuda em meus experimentos.
Aos funcionrios da UNESP, das Unidades Universitrias de Itapeva
e de
Guaratinguet pelo apoio irrestrito nesta caminhada.
SILVA, R.S. Resistncia mecnica da madeira de Eucalyptus saligna
unidas por
adesivo poliuretano para diferentes acabamentos de superfcie.
2013. 102 f. Tese
(Doutorado em Engenharia Mecnica) Faculdade de Engenharia do
Campus de
Guaratinguet, Universidade Estadual Paulista - UNESP,
Guaratinguet 2013.
RESUMO
O presente trabalho teve como objetivo, verificar o desempenho
de juntas coladas em
funo do acabamento das superfcies usinadas em operaes de
fresamento para
diferentes velocidades de avano e de lixamento para diferentes
granulometrias de
lixa, empregando-se madeira da espcie Eucalyptus saligna. Para
tanto, foram
confeccionadas amostras para ensaios normatizados pela Norma
ABNT - NBR 7190,
submetidas a testes de resistncia a ruptura na linha de cola por
esforos de
cisalhamento e por trao normal. Na unio das peas de madeira para
confeco das
amostras utilizou-se dois tipos de adesivos base de resina
poliuretano (PU),
denominados neste estudo por PU monocomponente e PU
bicomponente. Na
preparao das superfcies para aplicao dos adesivos, o primeiro
grupo de amostras
foi usinado por operao de fresamento cilndrico tangencial
empregando-se trs
velocidades nominais de avano Vf de 6,0; 11,0 e 15,0 m/min, o
segundo grupo de
amostras foi usinado por operao de lixamento empregando-se cinco
granulometrias
de lixas, granas: 80, 100, 120, 150 e 220. Dos resultados
obtidos podem-se destacar os
melhores desempenhos de resistncia a ruptura; para superfcies
fresadas: ao
cisalhamento com Vf = 6,0 m/min com adesivo PU monocomponente e
Vf = 15,0
m/min com adesivo PU bicomponente, trao normal com Vf = 11,0
m/min para
ambos adesivos PU; para superfcies lixadas: ao cisalhamento com
lixa de grana 100 e
trao normal com lixa de grana 80, para ambos os adesivos PU.
PALAVRAS-CHAVE: Madeira colada, Eucalipto, Usinagem,
Fresamento,
Lixamento, Adeso.
SILVA, R.S. Mechanical resistance of the Eucalyptus saligna wood
united by
polyurethane adhesive for diferent finishing touch of the
surface. 2013. 102 pages.
Tesis (Doctor in Mechanical Engineering) - Faculty of
Engineering, Campus of
Guaratinguet, Paulista University Estate - UNESP, Guaratinguet
2013.
ABSTRACT
The present work had as the main goal, to verify the performance
of glued joints for
finishing touch of machined surfaces in operations of milling
for different speeds of
advance and of fine sanding for different granulometry of
sandpaper, using wood of
the Eucalyptus saligna type. For that; samples have been
manufactured for the
experiments regulated by the ABNT rule NBR 7190, subjected to
tests of resistance
to the rupture of the glue line for efforts of degloving and for
the normal traction. In
the union of the wooden parts to make the samples 2 types of
polyurethane based
adhesives (PU) were used, named in this study Mono component PU
and Bi
component PU. In the preparation of the surfaces for the
application of the adhesives,
the first group of the samples was machined by the operation of
cylindrical tangential
milling employing three nominal advance speed Vf of 6,0; 11,0
and 15,0 m/min, the
second group of samples was machined by the operation of sanding
employing five
types of sandpaper granulometry, grains: 80, 100, 120, 150 and
220. From the
obtained results it is possible to point out the best
performances from resistance to
rupture; for the milled surfaces: to the degloving with Vf = 6,0
m/min with the PU
Mono component and Vf = 15,0 m/min with the PU Bi component, to
the normal
traction Vf = 11,0 m/min for both PU adhesives; for the sanded
surfaces: to the
degloving with a 100 grain sandpaper and to the normal traction
with the 80, for both
PU adhesives.
KEYWORDS: Glued wood, Eucalyptus, Machining, Milling, Sanding,
Adhesion.
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 Painis de madeira colada lateralmente com
revestimento de lminas.
Fonte:http://online.businesslink.gov.uk/ITSW_files/Glossary_of_
wood_and_woodworking_terms.pdf............................................................25
Figura 2.2 Esquema e dimenses de Blockboard. (Adaptado de
Kartal, S. N.;
Ayrilmis, N.,
2004).......................................................................................26
Figura 2.3 Geometria do fresamento discordante (Norma ABNT
6162/88)..................27
Figura 2.4 Geometria do fresamento concordante (Norma ABNT
6162/88).................27
Figura 2.5 Percurso de corte ( Lc ), percurso de avano ( Lf ) e
percurso efetivo
( Le ) no fresamento discordante (Norma ABNT
6162/88)...........................28
Figura 2.6 Avano por dente ( fz ), avano de corte ( fc ) e avano
efetivo
( fe ) no fresamento discordante (Norma ABNT
6162/88)............................28
Figura 2.7 Ilustrao do processo de fresamento perifrico
discordante,
(KOCH, P.,
1964)..........................................................................................30
Figura 2.8 Acabamento superficial na formao do cavaco Tipo I e
II,
direo discordante (superior) e concordante (inferior)
das fibras, respectivamente. Madeira: Cedro, UBU = 12%,
f = 25 e h = 1,5 mm mm (GONALVES,
2000)......................................31
Figura 2.9 Acabamento superficial na formao do cavaco Tipo
III.
Madeira: Castanheira, UBU = 12%, f = 5 e h = 1,5 mm
(GONALVES,
2000)...................................................................................31
Figura 2.10 Elementos envolvidos na configurao das
lixas..........................................34
Figura 2.11 Planos na linha de cola, Tangencial e Radial
(Adaptado de Burdulu et al,
2007)...............................................................54
Figura 3.1 a) Detalhe das pilhas de madeira serrada aps
recebimento,
b) Vista geral do equipamento: mdulo de secagem por ventilao
forada, c) Detalhe das pilhas de madeira serrada sendo
introduzidas no
secador.................................................................................57
Figura 3.2 Serra circular multilminas, empregada para gerao de
peas
na forma de
sarrafos.......................................................................................57
Figura 3.3 Detalhe de medio da umidade em pea de madeira de
Eucalyptus
saligna aps secagem por ventilao forada.
(teor de umidade registrado de 10,8
%).........................................................58
Figura 3.4 Ilustrao do incio de marcao das peas para confeco das
amostras..59
Figura 3.5 Ilustrao das mquinas de usinagem: (a) plaina
desempenadeira,
(b) plaina
desengrossadeira............................................................................60
Figura 3.6 Fresadora (denominada por Tupia Moldureira) equipada
com
alimentador de avano, utilizada na gerao das superfcies de
colagem das peas, para posterior lixamento e produo dos
CPs...............61
Figura 3.7 Peas com indicao de
anomalias.................................................................61
Figura 3.8 Lixadeira de cinta de mesa horizontal empregada no
lixamento das
superfcies.......................................................................................................62
Figura 3.9 Lixadeira utilizada: a) Conjunto lixadeira e Painel
de controle,
b) Detalhe: Painel de
controle.......................................................................63
Figura 3.10 Lixas utilizadas P80, P100, P120, P150 e P220
(direita para esquerda).......63
Figura 3.11 Lixas utilizadas e marcao do fabricante nas costas
da lixa:
a) Lixa P80, b) Marcao P80, c) Lixa P100, d) Marcao P100,
e) Lixa P120, f) Marcao P120, g) Lixa P150,
h) Marcao P150, i) Lixa P220, j) Marcao
P220......................................64
Figura 3.12 Lixamento das amostras: a) Representao esquemtica
do
lixamento plano. b) Lixamento das amostras antes da
colagem..................65
Figura 3.13 Ilustrao da fresa preparada para usinagem e das
medies de
velocidades e rotaes no equipamento. (a) Cabeote com faca
usado na usinagem, (b) Medio da rotao do eixo
porta-ferramenta,
(c) Medio da velocidade nominal de avano, (d) Medio da
velocidade de avano real da
pea................................................................66
Figura 3.14 Ilustrao da medio da rugosidade nas superfcies
usinadas
para composio da linha de cola dos corpos de prova.
(a) Ao do apalpador, (b) Detalhe de uma leitura de medio.
(media registrada de 1,4
m)........................................................................66
Figura 3.15 a) Cola espalhada com a Seringa, b) Cola espalhada
com pincel
nas duas faces da amostra, c) Amostras sendo coladas e
preparadas
para
prensagem.............................................................................................68
Figura 3.16 a) Amostras sendo preparadas para a prensagem,
b) Detalhe: Torqumetro
utilizado................................................................68
Figura 3.17 Amostras sendo prensadas com aplicao de torque de 16
Nm.................69
Figura 3.18 Prensagem: a) prensagem das amostras, b) Torque
aplicado de
16 Nm nas amostras coladas, c) Retirada do excesso de
adesivo
aps
prensagem.............................................................................................69
Figura 3.19 Procedimentos iniciais para preparar os CPs: a)
Usinagem para
padronizao das dimenses dos CPs, b) Primeiro corte para
preparao dos CPs, c) Vista do primeiro corte realizado para
preparar os
CPs.............................................................................................70
Figura 3.20 Finalizao da preparao dos CPs: a) Segundo corte para
preparar
os CPs, b) Detalhe dos CPs separados conforme suas respectivas
lixas,
c) CP para ensaio de cisalhamento
finalizado..............................................70
Figura 3.21 Procedimentos iniciais para preparar CPs: a)
Usinagem para
padronizao das dimenses dos CPs, b) Amostra para preparao
do CP, c) Amostra colocada na furadeira para gerao dos
semicrculos.71
Figura 3.22 a) 1 etapa para gerar o semicrculo nos CPs, b)
Detalhe:
Gerao dos
semicrculos.............................................................................71
Figura 3.23 2 Etapa para gerar CP: a) Detalhe da 2 etapa para
gerar os semicrculos
dos CPs., b) CP para ensaio de trao normal
finalizado............................71
Figura 3.24 Detalhes das medies realizadas nos CPs para submisso
aos
ensaios
mecnicos.........................................................................................72
Figura 3.25 Dimenses em centmetros, do corpo de prova para
ensaio de
cisalhamento na lmina de cola, na direo paralela s fibras.
(Fonte: NBR 7190
1997)..............................................................................73
Figura 3.26 Arranjo de ensaio para cisalhamento na lmina de
cola, na direo
paralela s fibras, dimenso em mm.
(Fonte: NBR 07190
1997)............................................................................73
Figura 3.27 Vista geral da mquina de ensaios universal de
caracterizao
mecnica de
materiais...................................................................................74
Figura 3.28 Ilustrao de corpos de prova preparados para submisso
a ensaio
de cisalhamento: (a) vista lateral e (b) vista de
topo.....................................74
Figura 3.29 Ensaio de cisalhamento: (a) CP sendo ensaiado, (b)
situao aps ensaio,
(c) superfcies de linha de cola submetidas ruptura por
cisalhamento....75
Figura 3.30 Corpo de prova para trao da lmina de cola normal s
fibras
da madeira laminada colada, dimenses em centmetros.
(Fonte: NBR 7190
1997)..............................................................................76
Figura 3.31 Arranjo de ensaio para trao da lmina de cola na
direo normal s
fibras da madeira laminada colada. (Fonte: NBR 7190
1997)...................76
Figura 3.32 Ilustrao de um corpo de prova preparado para
submisso ao
ensaio de trao
normal................................................................................77
Figura 3.33 Situaes registradas no ensaio de trao normal: (a) CP
quando
tracionado, (b) CP rompido na linha de cola,
(c) partes de um CP
rompido........................................................................77
Figura 4.1 Resistncia ao cisalhamento fv0 em funo da velocidade
de
avano Vf no Ensaio
1................................................................................82
Figura 4.2 Resistncia ao cisalhamento fv0 em funo da velocidade
de
avano Vf no Ensaio
2................................................................................82
Figura 4.3 Resistncia ao cisalhamento fv0 em funo da velocidade
de
avano Vf no Ensaio
3................................................................................83
Figura 4.4 Comparao da resistncia ao cisalhamento fv0 em funo
da
velocidade de avano Vf entre os ensaios 1 e
2..........................................83
Figura 4.5 Comparao da resistncia ao cisalhamento fv0 em funo
da
velocidade de avano Vf entre os ensaios 2 e
3..........................................83
Figura 4.6 Resistncia ao cisalhamento fv0 em funo da
granulometria
de lixa no Ensaio
1.........................................................................................85
Figura 4.7 Resistncia ao cisalhamento fv0 em funo da
granulometria
de lixa no Ensaio
2.........................................................................................85
Figura 4.8 Resistncia ao cisalhamento fv0 em funo da
granulometria
de lixa no Ensaio
3.........................................................................................86
Figura 4.9 Comparao da resistncia ao cisalhamento fv0 em funo
da
granulometria de lixa entre os ensaios 1 e
2..................................................86
Figura 4.10 Comparao da resistncia ao cisalhamento fv0 em funo
da
granulometria de lixa entre os ensaios 2 e
3.................................................86
Figura 4.11 Resistncia a trao normal ft90 em funo da velocidade
de
avano Vf no Ensaio
1...............................................................................88
Figura 4.12 Resistncia a trao normal ft90 em funo da velocidade
de
avano Vf no Ensaio
2...............................................................................88
Figura 4.13 Resistncia a trao normal ft90 em funo da velocidade
de
avano Vf no Ensaio
3...............................................................................88
Figura 4.14 Comparao da resistncia trao normal ft90 em funo
da
velocidade de avano Vf entre os ensaios 1 e
2.........................................89
Figura 4.15 Comparao da resistncia trao normal ft90 em funo
da
velocidade de avano Vf entre os ensaios 2 e
3.........................................89
Figura 4.16 Resistncia a trao normal ft90 em funo da
granulometria
de lixa no Ensaio
1........................................................................................91
Figura 4.17 Resistncia a trao normal ft90 em funo da
granulometria
de lixa no Ensaio
2........................................................................................91
Figura 4.18 Resistncia a trao normal ft90 em funo da
granulometria
de lixa no Ensaio
3.......................................................................................92
Figura 4.19 Comparao da resistncia a trao normal ft90 em
funo
da granulometria de lixa entre os ensaios 1 e
2............................................92
Figura 4.20 Comparao da resistncia a trao normal ft90 em
funo
da granulometria de lixa entre os ensaios 2 e
3...........................................92
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 Valores de densidade aparente, densidade bsica,
resistncia ao
cisalhamento e resistncia a trao normal, a 12 % de umidade.
(adaptado de Nogueira,
2002)........................................................................23
Tabela 2.2 Valores mdios para os coeficientes de retratibilidade
e densidade
bsica de madeira Eucalyptus saligna, tomados de quatro
posies
eqidistantes a partir da medula em direo casca.
(adaptado de Oliveira e Silva,
2003).............................................................23
Tabela 2.3 Comparativo das granulometrias empregadas em lixas
para trabalho
em madeira, (KOCH,
1964)...........................................................................36
Tabela 2.4 Costados empregados para revestimento abrasivo (KOCH,
1964)...............36
Tabela 2.5 Gramatura e aplicaes (atualizao), (SILVA,
2003)..................................37
Tabela 2.6 Matria prima do adesivo Maker
(SILVA,2003)...........................................38
Tabela 2.7 Matria prima do adesivo Sizer
(SILVA,2003).............................................38
Tabela 4.1 Medio de Ra mdio - E = medida na direo contrria de
corte,
S = medida na direo de
corte......................................................................78
Tabela 4.2 Valores mdios da rugosidade Ra e respectivos desvios
padro.............79
Tabela 4.3 Valores mdios de fv0 (Mpa) e respectivos desvios
padro para
superfcies
fresadas.......................................................................................81
Tabela 4.4 Valores mdios de fv0 (Mpa) e respectivos desvios
padro para
superfcies
lixadas.........................................................................................84
Tabela 4.5 Valores mdios de ft90 (Mpa) e respectivos desvios
padro para
superfcies
fresadas.......................................................................................87
Tabela 4.6 Valores mdios de ft90 (Mpa) e respectivos desvios
padro para
superfcies
lixadas.........................................................................................90
SUMRIO
1.
INTRODUO.............................................................................................
16
1.1. RELEVNCIA E JUSTIFICATIVAS DO
TRABALHO.............................. 18
1.2.
OBJETIVO.....................................................................................................
19
2. REVISO
BIBLIOGRFICA....................................................................
20
2.1. A MADEIRA DE
EUCALPTO....................................................................
20
2.2. OS PAINIS SARRAFEADOS DE
MADEIRA........................................... 24
2.3. O PROCESSO DE FRESAMENTO DA
MADEIRA.................................... 27
2.4. LIXAMENTO DA
MADEIRA......................................................................
33
2.5. ADESIVOS E ADESO APLICADOS
MADEIRA................................. 45
3.
METODOLOGIA.........................................................................................
56
3.1. ORIGEM DA MADEIRA PARA
EXPERIMENTAO............................. 56
3.2. PREPARAO INICIAL DAS AMOSTRAS PARA SUBMISSO A
ENSAIOS........................................................................................................
59
3.3. FRESAMENTO DAS AMOSTRAS PARA ENSAIOS DE
CARACTERIZAO....................................................................................
60
3.4. LIXAMENTO DAS AMOSTRAS PARA ENSAIOS DE
CARACTERIZAO....................................................................................
62
3.5. ADESIVOS EMPREGADOS E COLAGEM DAS SUPERFCIES DE
JUNTAS..........................................................................................................
67
3.6. PREPARAO DAS AMOSTRAS PARA SUBMISSO AOS
ENSAIOS........................................................................................................
70
3.7. ENSAIOS DE RESISTNCIA NA LINHA DE COLAGEM DA
MADEIRA......................................................................................................
72
3.7.1. Ensaios de resistncia ao
cisalhamento.......................................................
74
3.7.2. Ensaio de resistncia trao
normal.........................................................
75
3.8 ANLISE
ESTATSTICA.............................................................................
77
4. RESULTADOS E
DISCUSSES................................................................
78
4.1. ENSAIOS DE CISALHAMENTO EM SUPERFCIES
FRESADAS....................................................................................................
81
4.2. ENSAIOS DE CISALHAMENTO EM SUPERFCIES
LIXADAS.......................................................................................................
84
4.3. ENSAIOS DE TRAO NORMAL EM SUPERFCIES
FRESADAS....................................................................................................
87
4.4. ENSAIOS DE TRAO NORMAL EM SUPERFCIES
LIXADAS.......................................................................................................
90
5.
CONCLUSES.............................................................................................
93
REFERNCIAS
16
1. INTRODUO
De todos os estudos desenvolvidos para realizao do presente
trabalho,
incluindo reviso bibliogrfica, desenvolvimento da metodologia,
experimentao,
anlise de resultados e concluses, neste ponto, pode-se relatar
os aspectos de maior
importncia para que na sequncia justifique-se tudo o que foi
realizado.
Um dos principais problemas que ocorrem com o eucalipto ao ser
utilizado como
madeira serrada que durante sua fase de crescimento a madeira
acumula tenses que
so liberadas no processo de usinagem, resultando na m qualidade
das peas. Somado
a este efeito, o eucalipto tem uma considervel instabilidade
dimensional quanto
retrao e ao inchamento. De um modo geral, a madeira de eucalipto
serrada
dimensionalmente instvel o que leva a uma srie de problemas na
qualidade dos
produtos finais, especialmente se a madeira for usada como
elemento estrutural ou
como componente de mobilirio. A instabilidade dimensional da
madeira uma das
principais propriedades que pode impactar na qualidade do
produto final.
Considerando-se as mltiplas possibilidades de uso da madeira
serrada de
eucalipto, na forma de painis laminados, composto por ripas ou
sarrafos colados,
pode-se destacar o uso dos rejeitos desta madeira nas serrarias,
atravs do
desenvolvimento de produtos construdos com peas de menores
dimenses como os
sarrafos na produo de painis sarrafeados, pois as mesmas so
consideradas rejeitos
pelas serrarias e, sua utilizao possibilita a diminuio do
desperdcio e a
racionalizao do processo produtivo da indstria de madeira
serrada.
Os painis de madeira podem ser definidos como produtos compostos
por
elementos de madeira como lminas, sarrafos, partculas e fibras,
obtidos a partir da
reduo da madeira slida e reconstitudos atravs de ligao adesiva.
A etapa de
colagem fundamental para uma moderna indstria de produtos
reconstitudo da
madeira, promovendo um aproveitamento mais racional da
matria-prima e,
ultimamente, vem se tornando uma necessidade, tanto pela
tecnologia desenvolvida
quanto pela escassez de madeira slida.
Acredita-se que parte dos problemas citados em relao ao uso da
madeira
serrada de eucalipto poderia ser resolvida, caso a mesma fosse
empregada na forma de
painis sarrafeados compostos de ripas ou sarrafos colados
lateralmente, assim como
17
os produtos conhecidos por: Paralel strand lumber (PSL), Edge
glued panel
(EGP), Laminboard e Block boards (BB), pois essas composies
formadas com
as peas (ripas ou sarrafos) coladas formariam uma malha de
propenso a minimizar
as possibilidades das diferentes formas de instabilidade
dimensional, a fim de que a
instabilidade de uma determinada pea proporcione minimizar a
tendncia de
instabilidade da pea adjacente.
Dentre os vrios tipos de adesivos para madeira, verificam-se
pela literatura
especfica que at o ano de 1992, existiam no mercado brasileiro
cinco tipos de
adesivos a base de: uria-formol, fenol-formol,
resorcinol-formol, acetato de polivinila
e policloropreno. Nas ltimas duas dcadas, surgiram proposies de
adesivos para
madeira com novas formulaes, dentre estes, os adesivos base de
resina poliuretano
(PU).
Como contribuio s questes aqui indicadas, o presente trabalho
teve como
objetivo especfico, verificar o desempenho de juntas coladas em
funo do
acabamento das superfcies usinadas em operaes de fresamento para
diferentes
velocidades de avano e de lixamento para diferentes
granulometrias de lixa,
empregando-se madeira da espcie Eucalyptus saligna. Para tanto,
foram
confeccionadas amostras para ensaios normatizados pela Norma
ABNT - NBR 7190,
submetidas a testes de resistncia a ruptura na linha de cola por
esforos de
cisalhamento e por trao normal. Na unio das peas de madeira para
confeco das
amostras utilizou-se dois tipos de adesivos base de resina
poliuretano (PU).
Dos resultados obtidos na presente pesquisa, tem-se como
expectativa, propor
condies de melhor desempenho na linha de cola para aplicao em
painis de
madeira sarrafeada, qual seja: peas do tipo ripas ou sarrafos
colados lateralmente,
internacionalmente denominados por Painis EGP ou BB, na busca
do
desenvolvimento de painis de eucalipto, para aplicao na indstria
de mobilirio e
da construo civil. Tais painis precisam ser mais estudados,
especialmente quanto
estabilidade dimensional e incidncia de defeitos oriundos da
liberao das tenses
internas da madeira de eucalipto, cujas ocorrncias podem ser
minimizadas ou
eliminadas se melhorada a adeso entre as superfcies na linha de
colagem. Outra
questo no uso do eucalipto como madeira serrada, diz respeito ao
aproveitamento
18
desta matria prima nas serrarias. O desenvolvimento de produtos
com menores
dimenses como os sarrafos permite um maior e melhor
aproveitamento dos rejeitos
produzidos pela indstria madeireira, diminuindo o desperdcio. O
desenvolvimento
de painis sarrafeados de eucalipto, dimensionalmente estveis,
colados com adesivos
resistentes umidade base de poliuretano (PU), deve possivelmente
despertar o
interesse de pequenas empresas de processamento de madeira tais
como marcenarias e
carpintarias, pois se este tipo de produto mostrar-se
tecnicamente vivel, muitas destas
pequenas empresas poder produzir seus prprios painis de madeira.
Uma forma de
contornar o problema de instabilidade dimensional, retrao e
inchamento do eucalipto
em peas serradas trabalhar com peas de sees de pequenas dimenses
(sarrafos ou
ripas) e, ento, recompor estas unidades padronizadas em painis
sarrafeados colados
lateralmente. Desta forma, estes painis tero cada pea
constituinte com tenses
internas parcialmente aliviadas, e podem ser produzidos com um
bom arranjo de unio
dos sarrafos ao longo de suas dimenses de comprimento,
possibilitando uma boa
qualidade do produto final.
1.1. RELEVNCIA E JUSTIFICATIVAS DO TRABALHO
O desenvolvimento de tecnologia para fabricao de painis
sarrafeados colados
e estveis de eucalipto, tipos EGP ou BB, dever auxiliar o setor
madeireiro do
pas na busca da superao da crise de demanda de matria prima.
Para isso, no
entanto, muitas questes ainda precisam ser resolvidas atravs da
pesquisa, tais como:
Quais as espcies mais adequadas?, Que tipo de rejeito industrial
poder ser utilizado?,
Como devero ser usinadas as peas de madeira?, Com que
velocidades e avano,
Qual a influncia da orientao dos anis de crescimento dos
sarrafos na composio
de painis mais estveis?, Qual a influncia do adesivo sobre a
resistncia na linha de
colagem? etc. Muitas destas questes esto sendo equacionadas e
estudadas por
pesquisadores da Universidade Estadual Paulista - UNESP no
Campus Experimental
de Itapeva. Neste sentido, o presente trabalho visa contribuir
para com uma das etapas
desse processo de desenvolvimento cientfico, qual seja: analisar
a influncia do
acabamento da superfcie da madeira de eucalipto sobre a
resistncia de juntas coladas
com adesivo poliuretano.
19
1.2. OBJETIVO
O presente trabalho de pesquisa teve por objetivo principal
realizar testes de
resistncia mecnica e analisar o desempenho em juntas coladas de
madeira serrada da
espcie de Eucalyptus saligna, empregando-se adesivo de cura a
frio, base de
poliuretano monocomponente e bicomponente para superfcies
usinadas por
fresamento e por lixamento gerando-se diferentes acabamentos
nestas superfcies.
20
2. REVISO BIBLIOGRFICA
A reviso bibliogrfica encontra-se separada em quatro assuntos
principais, quais
sejam: a Madeira do Gnero Eucalyptus e os Painis de Madeira
Sarrafeada; os
Processos de Fresamento e de Lixamento de Madeira; Adesivos e
Adeso aplicados a
Madeira e por ltimo sobre Ensaios de Resistncia na Linha de
Colagem da Madeira.
2.1. A MADEIRA DE EUCALPTO
Atualmente existe um grande interesse nos materiais extrados de
recursos
vegetais renovveis. No somente do ponto de vista da atividade
econmica, mas
tambm da manuteno do equilbrio ecolgico que esses materiais
podem
proporcionar. Entre esses materiais inclusse a madeira e seus
derivados, com
aplicaes em diversas reas, como na construo civil, nas indstrias
de mveis, de
embalagens, de papel e celulose, nos meios de transportes, nos
instrumentos musicais
e outros.
A demanda por materiais renovveis tem se intensificado. As
necessidades
crescentes geradas pelo aumento da populao e o padro de consumo
contribuem para
o esgotamento dos recursos naturais do planeta, inclusive das
florestas tropicais
nativas. Estas no podem suprir a crescente demanda humana por
madeira, mesmo se
exploradas de forma racional. Assim o reflorestamento parte
importante na soluo
para a diminuio do desmatamento existente sobre todas as
florestas nativa. No
Brasil, as rvores de Pinus e Eucalipto so as mais utilizadas
para esta finalidade.
(MANHES, 2008)
Segundo Valverde (2007) o cultivo do eucalipto em escala
econmica no Brasil
deu-se a partir de 1904. Com o reflorestamento, a rea de plantio
no Brasil em 2006
foi de aproximadamente trs milhes de hectares de eucalipto.
Kronka em 2002
mostrou que 79,4% dos reflorestamentos ocorrido no Estado de So
Paulo
correspondiam s reas de plantio de eucalipto, sendo que a maior
parte desse plantio
era utilizada pelas indstrias de celulose, j o uso do eucalipto
como madeira serrada
era bem mais limitado e com menores impactos ambientais
negativos.
21
No Anurio Estatstico da ABRAF de 2011(ABRAF, 2011), a rea
ocupada por
plantio de florestas de Eucalyptus no Brasil totalizou 4.754.334
ha, sendo que em 2010
o crescimento deste tipo de plantio foi de 5,3%. Em relao produo
de madeira
temos que a maior parte destinada para o setor de celulose
(35%), seguido da lenha,
carvo e outros (35,4%), j o setor de madeira serrada fica com
15,8% de toda a
produo madeireira, em seguida temos o setor de painis
particulados com 7,8% e de
painis laminados (compensados) com 3,5%, sendo que, a menos do
carvo vegetal e
dos painis de madeira industrializados, cujo consumo est
basicamente concentrado
no mercado interno, os demais produtos destinam-se,
prioritariamente, ao mercado
externo, demonstrando assim, a importncia do cenrio
internacional para esse setor
florestal brasileiro.
Para Garcia e Mora (2000) e Leite et al. (2011) as espcies do
gnero
Eucalyptus so de grande versatilidade, com possibilidade de
utilizao em diversos
segmentos, como leos essenciais, celulose, madeira tratada,
carvo vegetal e lenha,
madeira serrada, painis a base de madeira, entre outros.
Tomazello et al. (2011) relata
sobre trabalhos realizados com a madeira de eucalipto, os quais
indicam algumas
espcies e suas respectivas aplicaes na construo civil.
Um dos principais problemas que ocorrem com o eucalipto ao ser
utilizado como
madeira serrada que durante a sua fase de crescimento a madeira
acumula tenses
que so liberadas no processo de usinagem, resultando na m
qualidade das peas.
Somado a este efeito, o eucalipto tem uma considervel
instabilidade dimensional
quanto retrao e ao inchamento. Assim, necessrio o uso de tcnicas
adequadas
para poder usar peas serradas desse material. De um modo geral,
a madeira de
eucalipto serrada dimensionalmente instvel o que leva a uma srie
de problemas de
qualidade nos produtos finais, especialmente se a madeira for
usada como elemento
estrutural ou como componente de mobilirio, (VIDAURRE et al.,
2007) e
(TRUGILHO et al.,2011). Segundo Gonalez et al. (2011), a
estabilidade dimensional
da madeira uma das principais propriedades que pode impactar na
qualidade do
produto final.
Silva et al (2006), afirmam que a dificuldade em usar a madeira
de eucalipto na
forma slida se deve em grande parte no saber trabalhar com este
material, declarando
22
ser necessrio conhecer a estrutura da madeira e parmetros de
usinagem que
possibilitem bons resultados em termos de qualidade. Com relao
ao processo de
usinagem tem-se que cortes tangenciais sucessivos efetuados com
serras de fita
simples, no so indicados para a produo de madeira serrada de
eucalipto, pois aps
a retirada de cada tbua, o bloco remanescente se deforma por
flexo. Quando se
pretende priorizar a qualidade das tbuas, recomenda-se que o
desdobro inicial seja
realizado com serras de fita (simples ou dupla) at que o bloco
atinja pequenas
dimenses. Neste sistema de corte, os blocos devem ser girados
aps cada corte,
assim, ao girar a tora as tenses tendem a ser liberadas de forma
balanceada,
resultando em um menor desperdcio de material e produtos de
melhor valor de
mercado (VIDAURRE et al, 2007).
Nri et al (1999), explicam que o eucalipto pode ser muito denso,
duro e
resistente. Algumas espcies apresentam fibras reversas, que
dificultam o acabamento,
e tenses internas que produzem deformaes ao longo do tronco.
Estas tenses
internas existiro tambm nos elementos serrados, causando
frequentemente
rachaduras e deformaes; e que especialmente estas caractersticas
da madeira de
eucalipto tornam difcil sua utilizao de forma racional.
Nogueira (2002) desenvolveu um trabalho detalhado sobre as
caractersticas e
propriedades fsico-mecnicas de 16 espcies de eucalipto, dentre
as quais, para efeitos
de anlise comparativa com os resultados obtidos no presente
trabalho, bem como para
trabalhos futuros de estabilidade dimensional em painis
sarrafeados, selecionou-se os
dados, de densidade aparente, densidade bsica, resistncia ao
cisalhamento e
resistncia trao normal as fibras das espcies mostrado na Tabela
2.1.
Em 2003, Oliveira, estudou os parmetros de retratibilidade e de
densidade
bsica da madeira de Eucalyptus saligna. Para o estudo foram
utilizadas cinco rvores,
cuja amostragem foi feita na regio do DAP, onde foram tomadas
quatro posies
equidistantes na direo medula-casca, correspondendo a 0, 33, 66
e 100%, com 20
repeties por posio. Aps a realizao dos ensaios, foram obtidos os
valores
expressos na Tabela 2.2.
23
Tabela 2.1 Valores de densidade aparente, densidade bsica,
resistncia ao cisalhamento e resistncia a trao
normal, a 12 % de umidade. (adaptado de Nogueira, 2002).
Espcies Densidade
Aparente (g/cm)
Densidade
Bsica (g/cm)
Resistncia ao
Cisalhamento
(daN/cm)
Resistncia
Trao Normal
(daN/cm)
Microcorys 0,93 0,75 170 46
Maculata 0,95 0,73 177 47
Propnqua 0,96 0,74 164 44
Paniculata 1,09 0,83 205 45
Citriodora 1,00 0,78 180 39
Grandis 0,63 0,50 116 30
Umbra 0,89 0,70 156 30
Punctata 0,95 0,75 215 60
Tereticornis 0,90 0,69 162 46
Urophylla 0,74 0,57 139 42
Camaldulensis 0,90 0,71 153 46
Triantha 0,76 0,60 153 27
Maideni 0,92 0,74 172 48
Saligna 0,73 0,58 135 41
Cloesiana 0,92 0,64 175 40
Alba 0,71 0,56 159 39
Tabela 2.2 - Valores mdios para os coeficientes de
retratibilidade e densidade bsica de madeira Eucalyptus
saligna, tomados de quatro posies eqidistantes a partir da
medula em direo casca (adaptado
de Oliveira e Silva, 2003).
Posio Medula-
Casca
N* Contraes (%) Relao
T/R
Densidade Bsica
(g/cm) Volumtrica Tangencial Radial
1 74 21,28 10,89 4,99 2,22 0,39
2 83 27,18 15,20 7,06 2,18 0,43
3 93 26,57 15,67 8,59 1,84 0,50
4 90 28,69 16,88 9,47 1,79 0,55
Mdia Geral 340 26,00 14,83 7,67 1,99 0,47
* Nmero de repeties.
24
2.2. OS PAINIS SARRAFEADOS DE MADEIRA
Gonalves (2000) apresenta uma classificao dos painis base de
madeira, a
partir do material industrializado empregado na fabricao destes
produtos:
A partir de lminas:
Painis de madeira compensada, Ply Wood (PW);
Painis micro laminados, Laminated Veneer Lumber (LVL).
A partir de partculas:
Chapa de madeira aglomerada, Particle Board (PB);
Chapa de flocos orientados, Oriented Strand Board (OSB);
Chapa de flocos no orientados, Wafer Board (WB);
Pea de flocos orientados, Oriented Strand Lumber (OSL).
A partir de fibras:
Chapa isolante (IB), Insulating Board;
Chapa dura, (HB), Hardboard;
Chapa de mdia densidade, Medium Density Fiberboard (MDF).
A partir de ripas ou sarrafos:
Pea de ripas paralelas, Paralel Strand Lumber (PSL);
Painis sarrafeados de madeira colada lateralmente, Edge Glued
Panel (EGP);
Chapas de madeira sarrafeada com capa de lminas ou chapa dura
formam os
painis chamados laminados como os laminboards e os Block Boards
(BB).
Quando os sarrafos tem espessura de 3 a 7 mm, o painel chamado
de laminboard,
se a espessura de 7 a 30 mm, block board e quando a espessura
tem de 30 a 75 mm
formando caibros, o painel chamado de batten board. Representaes
esquemticas
destes painis so mostradas na Figura 2.1.
25
Figura 2.1- Painis de madeira colada lateralmente com
revestimento de lminas.
Fonte:http://online.businesslink.gov.uk/ITSW_files/Glossary_of_wood_and_woodworking_terms.pdf
Com relao ao uso de madeira serrada de eucalipto, pode-se
destacar o uso dos
rejeitos desta madeira nas serrarias. Uma forma seria o
desenvolvimento de produtos
construdos com peas de menores dimenses como os sarrafos na
produo de painis
sarrafeados, pois as mesmas so consideradas rejeitos pelas
serrarias e, sua utilizao
possibilita a diminuio do desperdcio e a racionalizao do
processo produtivo da
indstria de madeira serrada. (MATOS et al, (1994) e GONALVES
(2000)).
Os painis de madeira podem ser definidos como produtos compostos
de
elementos de madeira como lminas, sarrafos, partculas e fibras,
obtidos a partir da
reduo da madeira slida e reconstitudos atravs de ligao adesiva
(IWAKIRI,
2005). Lima et al (2008), afirmam que a etapa de colagem
fundamental para uma
moderna indstria de produtos reconstitudo da madeira, promovendo
um
aproveitamento mais racional da matria-prima e, ultimamente, vem
se tornando uma
necessidade, tanto pela tecnologia desenvolvida quanto pela
escassez de madeira
slida.
Segundo Zanuttini e Cremonini (2002) ao longo das ltimas dcadas,
graas
principalmente suas especficas caractersticas tecnolgicas e sua
estabilidade
dimensional e forma, painis derivados de madeira viram a
expandir o
desenvolvimento industrial e comercial; destes, sarrafeados
composto de peas de
madeira slida que mais rgida e unidas por cola, e com folheados
de corte rotativo
sobreposto com a gr (direo principal da fibra da madeira)
perpendicular um ao
outro. O painel foi considerado ser um tipo distinto de madeira
compensada. Apesar de
tbuas serem amplamente utilizadas em mveis e carpintaria em
geral, e desempenha
um papel importante na produo de alguns pases da Unio Europeia
(EU), suas
caractersticas e propriedades fsico-mecnicas so desconhecidas e
as combinaes de
26
componentes de madeira com espessura muito diferente (sarrafos e
lminas) faz com
que seja difcil determinar precisamente a qualidade de
ligao.
Para Kartal e Ayrilmis (2004) na maioria dos casos, materiais
base de madeira
tm bom desempenho, desde que sejam utilizados em condies sem
umidade, mas
eles so cada vez mais utilizados onde tendem a ter contato com a
umidade e, em
ltima instncia deteriorar-se. Madeira compensada tem sido uma
parte integral de
edifcios, mas outros materiais compsitos esto aumentando ou
substitudo por
madeira macia e compensado. Blockboard uma das melhores
alternativas para
madeira compensada. A principal vantagem do BB que o miolo da
placa
produzido a partir da espessura da madeira, portanto, um grande
nmero de folheados
no precisam ser manipulados e fabricados, reduzindo custos de
fabricao e tempo.
Blockboard produzido a partir de sarrafos de madeira macia
colado de ponta a ponta
e prensado entre lminas de madeira, sendo todos colados com alta
presso. As
aplicaes tpicas dos sarrafeados BB esto em fabricao de mveis,
partes do
centro e fundos de armrios, painis para portas emolduradas.
Entre outros itens,
usados em interiores de edifcios, armrios de cozinha, portas
leves e decorativas,
partio, exposio de painis, moblia de quarto e sala de jantar,
caixas de alto-falante
e painel de molduras podem ser fabricados a partir de BB. A
Figura 2.2 ilustra um
painel BB montado como miolo e lminas de revestimento externo,
denominado
comercialmente no Brasil por Painel de Madeira Sarrafeada.
Figura 2.2 Esquema e dimenses de Blockboard. (Adaptado de
Kartal; Ayrilmis, 2004)
27
Carrasco e Bremer (1995) estudaram painis de eucalipto laminado
realizando
ensaios mecnicos de cisalhamento na linha de cola para painis
confeccionados com
essa madeira. A madeira utilizada apresentava densidade aparente
mdia de 6650 N/m
e a umidade mdia era de 18,33%. Como resultado obtiveram o
coeficiente de
cisalhamento mdio de 5904,43 kN/m e tenso de ruptura mdio de
3,67 MPa.
2.3. O PROCESSO DE FRESAMENTO DA MADEIRA
Em seu livro Processamento da Madeira, Gonalves (2000) apresenta
como
descrito a seguir, os movimentos e relaes geomtricas para o
fresamento cilndrico
tangencial discordante e concordante, com suas respectivas
terminologias, segundo a
Norma 6162/88, adotada para processos de usinagem de metais.
Figura 2.3 Geometria do fresamento discordante (Norma ABNT
6162/88).
Figura 2.4 - Geometria do fresamento concordante (Norma ABNT
6162/88).
28
Baseado nos conceitos da geometria do processo de fresamento
dado pela
Norma ABNT 6162/88, Gonalves (2000) estende os mesmos para o
processo de
usinagem de madeiras, apresentando os movimentos relativos entre
a aresta de corte e
a pea no processo de fresamento perifrico, conforme ilustrado
nas figuras 2.5 e 2.6.
Os movimentos e grandezas de avano so referidos pea parada, e
normalmente
representados com uso de outros parmetros, so eles: Pfe o plano
de trabalho, o qual
passa pelo ponto de corte escolhido e contm as direes de corte e
de avano; Vc a
velocidade de corte em m/s; Ve a velocidade efetiva em m/s; Vf a
velocidade de
avano em m/min; ae a profundidade de corte em mm; o ngulo de
direo
efetiva de corte e o ngulo de direo de avano.
Figura 2.5 - Percurso de corte ( Lc ), percurso de avano ( Lf )
e percurso efetivo ( Le ) no fresamento discordante
(Norma ABNT 6162/88).
Figura 2.6 - Avano por dente ( fz ), avano de corte ( fc ) e
avano efetivo ( fe ) no fresamento discordante (Norma
ABNT 6162/88).
29
Das relaes geomtricas, temos: Vf = fz . Z . n, ou ainda: Vf = f
. n. Sendo: fz
o avano por dente da ferramenta em mm/rotao; Z o nmero de dentes
da
ferramenta; n a rotao da ferramenta por minuto [rotao/minuto] e
f o avano da
pea em mm/minuto.
O processo de fresamento de madeira denominado na literatura
especfica por
Koch, P. (1964) de Fresamento Perifrico, esta situao de
usinagem, tambm
chamada no Brasil por Aplainamento da Madeira, envolve a remoo
de excesso de
madeira da pea em usinagem na forma de cavacos, os quais so
formados pelo
contato intermitente da pea com a ferramenta de uma ou mais
facas que giram no
porta-ferramentas.
O conjunto do cabeote porta-ferramenta com as lminas de corte,
mais os
suportes de fixao e quebra cavacos, de uso universal em mquinas
de
beneficiamento da madeira nos processos de aplainamento e
fresamento nas mais
variadas formas (rasgos, rebaixos, chanfros, molduramento em
perfis etc.).
Atualmente utilizam-se ferramentas de um nico corpo (fresas)
mono ou
multicortantes, com pastilhas ou lminas de corte fixas no corpo
da fresa ou
intercambiveis. O processo de serramento circular tambm se
enquadra na situao de
usinagem de fresamento, porm o corte no se limita somente como
perifrico paralelo
s fibras.
No fresamento convencional ou discordante (up-milling), as
ferramentas
movem-se contrariamente ao movimento da pea; enquanto que no
fresamento
concordante (dow-milling) a ferramenta e a pea se movimentam na
mesma direo.
Este tipo de classificao somente vale no fresamento cilndrico
tangencial, de grande
utilizao no beneficiamento de madeiras (GONALVES, 2000).
O pesquisador Koch (1964), reconheceu os mesmos tipos de cavacos
no
fresamento perifrico paralelo s fibras, que aqueles que foram
classificados para o
corte ortogonal paralelos s fibras, cavacos tipos I, II e III. A
geometria das duas
situaes de fato diferente. No fresamento, os ngulos de sada e de
folga
instantneos mudam continuamente como funo da profundidade
instantnea de
corte, o ngulo de sada efetivo se torna maior e o ngulo de folga
efetivo se torna
menor conforme a aresta executa o percurso efetivo de corte
Le.
30
No fresamento perifrico a aresta cortante continuamente muda sua
direo de
corte relativa ao direcionamento das fibras at que emerge da
pea. Esse efeito
ilustrado na Figura 2.7. Alm disso, no fresamento discordante, a
espessura do cavaco
instantneo constantemente mudada de um valor mnimo no momento de
contato at
um valor mximo ao ponto onde a ferramenta emerge da madeira.
A poro do percurso da ferramenta que define a superfcie da pea a
primeira
parte do percurso. A sequncia de formao do cavaco determinada
pelas
propriedades fsicas e de resistncia da madeira e pela geometria
do processo de
fresamento.
Em geral se desejam adequar os fatores envolvidos de modo que o
cavaco Tipo
II se forme durante a parte inicial do percurso; o qual
consequentemente determinar
uma boa qualidade da superfcie final.
Figura 2.7 - Ilustrao do processo de fresamento perifrico
discordante, (KOCH, P., 1964).
Com a formao do cavaco Tipo I, se as fibras da madeira estiverem
na direo
ascendente ao plano de corte em relao direo de corte, resulta em
boa qualidade
superficial dado ao controle da aresta cortante na regio do
cisalhamento do cavaco.
Tal fato no ocorre na situao em que as fibras estiverem
direcionadas na
descendente ao plano de corte, provocando o defeito de
acabamento denominado
fibras lascadas, como se pode observar na poro superior da pea
de madeira
ilustrada na Figura 2.8.
31
O controle do bom acabamento neste caso para peas longas
bastante
dificultado, visto que as fibras para determinadas espcies de
madeira se formam com
alinhamento aleatrio ao longo do tronco da rvore.
Na formao do cavaco Tipo III, o acabamento superficial
prejudicado pelo
pequeno ngulo de sada da ferramenta, como tambm pelo
desalinhamento das fibras
no plano de trabalho em relao direo de corte. Neste caso as
falhas superficiais se
do pela presena de elementos da madeira no completamente
desligados da
superfcie usinada, denominados de ferpas, como se pode observar
na pea de
madeira ilustrada na Figura 2.9.
Figura 2.8 - Acabamento superficial na formao do cavaco Tipo I e
II, direo discordante (superior) e concor-
dante (inferior) das fibras, respectivamente. Madeira: Cedro,
UBU = 12%, f = 25 e h = 1,5 mm mm
(GONALVES, 2000).
A Figura 2.9 ilustra o acabamento superficial na formao do
cavaco Tipo III.
Figura 2.9 - Acabamento superficial na formao do cavaco Tipo
III. Madeira: Castanheira, UBU = 12%, f = 5 e
h = 1,5 mm (GONALVES, 2000).
32
Falhas deste tipo ( cavaco Tipo III ), podem ser removidas com
maior facilidade
que as do caso anterior, atravs de operao posterior de
acabamento por processo de
lixamento.
Goli et al (2009) pesquisaram o fresamento perifrico da madeira
com corte
discordante e concordante, que so tecnicas muito conhecidas a
partir de um ponto de
vista da geometria. No entanto, no processamento de materiais
anisotrpicos como a
madeira, estes aspectos geomtricos implicam diferenas relevantes
na usinagem. Na
verdade, o fresamento de material anisotrpico leva a diferentes
geometrias de corte
quando discordante ou concordante, e quando aumenta ou diminui a
profundidade de
corte, resultando em gr de diferentes orientaes dependendo do
processo adotado.
Neste trabalho, os ensaios realizados quando ao processamento de
Douglas fir. com
diferentes profundidades de corte e orientaes de gr foram
descritos.
De Conti (2011) em sua pesquisa, estudou sobre resistncia
mecnica de juntas
coladas em madeira de Eucalyptus sp. Neste trabalho, com o
contexto de se promover
a utilizao da madeira de eucalipto na produo de bens durveis, na
forma de
painis, tal como na produo de mveis, componentes da construo
civil e utenslios
em geral, remeteu s seguintes questes: como poderemos garantir a
qualidade do
produto final, conhecendo as propriedades fsicas deste material
quanto a sua notvel
instabilidade dimensional, devido as suas caractersticas
fisiolgicas e anatmicas.
Partindo desse princpio, o trabalho teve como objetivo
principal, verificar o
desempenho de juntas coladas de peas de Eucalyptus sp.,
submetidos esforos de
cisalhamento e trao normal, em funo da qualidade superficial dos
planos da
madeira colados e das superfcies usinadas em relao posio dos
anis de
crescimento da madeira, empregando-se dois adesivos de
diferentes fabricantes, base
de Poli Acetato de Vinila (cola PVA). Na usinagem das superfcies
de colagem dos
corpos de prova foram empregadas as seguintes velocidades
nominais de avano
para o processo de fresamento, quando da preparao das superfcies
de linha de
colagem: 6,0; 11,0 e 15,0 m/min, correspondendo, respectivamente
aos seguintes
avanos por dente fz da ferramenta de corte: 0,86 mm; 1,57 mm e
2,14 mm. Dos
resultados obtidos em funo do parmetro de rugosidade Ra, pode-se
concluir o
melhor desempenho para uso do adesivo denominado por C1 e melhor
superfcie de
33
adeso para a velocidade de avano intermediria, qual seja: 11,0
m/min. Quanto aos
diferentes planos de corte para composio da linha de cola
testada, os resultados
demonstraram claramente no haver qualquer correlao entre a
composio dos
planos e a resistncia mecnica, tanto para esforos de ruptura ao
cisalhamento, quanto
para ruptura para trao normal.
2.4. LIXAMENTO DA MADEIRA
A funo do processo de lixamento regularizar a superfcie da
madeira
preparando-a para receber a aplicao de materiais de
revestimento. Tambm, este
processo pode ser aplicado com a finalidade de melhorar a
aparncia do material
permitindo sua aplicao in natura ou recebendo a aplicao de
revestimentos
incolores (vernizes) destacando ainda mais seu aspecto
visual.
O processo de usinagem de lixamento pode ser dividido em duas
classes. A
primeira classe refere-se regularizao de uma superfcie usinada
anteriormente para
uma nova superfcie relativamente lisa e plana (operao de
desbaste). A segunda
classe refere-se preparao de uma superfcie para posterior
aplicao de materiais
de acabamento. O objetivo desta preparao reduzir a profundidade
das marcas de
lixamento a fim de gerar uma superfcie uniforme. Com relao s
diferentes espcies
de madeiras, pode-se afirmar que algumas espcies so mais difceis
de serem lixadas
que outras. Porm, isto pode ser amenizado atravs da escolha
correta do tipo de
abrasivo e do tamanho dos gros das lixas, bem como se adotando
velocidades e
presses de lixamento ideais (KOCH, 1964).
Os principais conceitos para os elementos envolvidos na
configurao das lixas
empregadas no processo de lixamento das madeiras, apresentados
anteriormente so
descritos em sua maioria por Koch (1964) e complementado por
Tiburcio (2006) para
o elemento Adesivo.
Um estudo da estrutura dos abrasivos permite uma melhor
compreenso das
operaes de usinagem. Os principais elementos envolvidos na
configurao das lixas
so descritos como: gro abrasivo; material de apoio (costado) e
adesivos, conforme
apresentado na Figura 2.10.
34
Figura 2.10 Elementos envolvidos na configurao das lixas
(Tiburcio, 2006).
A indstria de abrasivos classifica seis minerais importantes
comercialmente.
So eles: xido de alumnio, xido de ferro, dixido de silcio,
composto de alumnio,
xido de ferro e slica, xido de alumnio e carboneto de silcio. O
xido de alumnio
um mineral composto de xido de alumnio - Al2O3 e magnetita (xido
preto de ferro
Fe3O4) comumente usada na indstria metalrgica como um agente de
polimento de
superfcies metlicas, porm, no utilizado na indstria madeireira.
O xido de ferro
ocorre na natureza e pode ser sinterizado. Este proporciona um
polimento e desbaste
mdio e tambm no usado na indstria madeireira. O dixido de
silcio, um quartzo
com colorao branco-acinzentado para rosa claro, encontrado em
grandes depsitos
naturais em diversas reas da Amrica do Norte, um abrasivo usado
geralmente em
folhas de lixa para operao manual. Apesar de romper-se em
fragmentos afiados e se
tratar de material de baixo custo ele muito pouco usado em
aplicaes industriais
porque no possui a dureza e a durabilidade de outros materiais
disponveis. O xido
de ferro e slica uma mistura de silicato com ferro, alumnio,
clcio e magnsio. Sua
cor avermelhada. Quando esmagados, fornecem gros em forma de
cunha que so
mais duros do que o dixido de silcio. Tem uma dureza de
aproximadamente 7,5 na
escala de dureza Mohs1. Ele mais duro do que o vidro e um dos
mais utilizados
dentre os abrasivos naturais.
O xido de alumnio e o carboneto de silcio so processados
industrialmente. O
xido de alumnio foi criado primeiramente em meados de 1900. um
derivado do
minrio de bauxita de cor castanho avermelhado. Esse minrio
aquecido em forno
eltrico aproximadamente 1920C, juntamente com uma pequena
quantidade de
coque (resduo de carvo mineral) e limalha de ferro, produz um
lingote que pode
conter aproximadamente 50% de xido de alumnio. Quando triturado,
o xido de
35
alumnio forma gros pesados tendo partculas em forma de cunha com
uma dureza de
9,5 na escala Mohs e uma densidade de 3,96g/cm. As partculas de
xido de alumnio
so as de maior dureza dos abrasivos em discusso e so menos
speras e duras que as
de carboneto de silcio. Em combinao com uma liga de resina, o
xido de alumnio
tem elevada resistncia ruptura, e, por isso, tem grande aceitao
na aplicao de
lixamento que requer altas presses. O Carboneto de silcio tem
cor preta azulada, foi
produzido experimentalmente em meados de 1890. fabricado
comercialmente,
atravs da combinao de uma mistura de areia (dixido de silcio),
resduo de carvo
mineral e uma pequena quantidade de sal e serragem num forno de
resistncia eltrica
a uma temperatura da ordem de 2200C. A serragem torna a massa
porosa e ajuda na
sada de monxido de carbono. O sal ajuda a remoo de impurezas de
ferro formando
cloreto voltil. Os cristais de carboneto de silcio formados em
torno do eletrodo, tm
uma dureza na ordem de 9,6 na escala Mohs e uma massa especfica
de 3,2g/cm.
Quando estes cristais so resfriados e triturados, os gros
resultantes so
acentuadamente pontiagudos, e as partculas tm a forma de cunha.
Embora o
carboneto de silcio seja o mais duro e spero dos minerais
utilizados na fabricao de
abrasivos, ele o que mais rapidamente se desgasta devido a sua
fragilidade. Tem
excelente aplicao em operaes de lixamento leve, tais como a
remoo de fibras da
madeira expostas aps um lixamento anterior. tambm um eficiente
abrasivo para
lixar chapas de madeira e painel de partculas, que contem
revestimentos de resina.
Os tamanhos das partculas que so usados nos revestimentos
abrasivos so
estabelecidos por peneiramento dos gros atravs de telas de
determinada malha. A
espessura da malha determina a denominao do composto de alumnio,
do xido de
alumnio e do carboneto de silcio. A tela mais fina tem 220
aberturas para cada
polegada linear ou 48.400 aberturas por polegada quadrada. Gros
mais finos do que
isto so segregados por sedimentao ou flutuao pelo ar. Os
tamanhos dos gros
variam de 12 (mais grossos) at 600 (mais finos). Na nomenclatura
do sistema as
partculas de bixido de silcio e o xido de alumnio variavam de 4
para 400.
____________________________________________________________________
1 MOSH: Escala de MOHS, uma escala relativa de dureza
desenvolvida em 1812 pelo mineralogista alemo
Frederich Mohs (1773-1839).
36
A relao entre os dois sistemas de numerao so mostrados na Tabela
2.3.
Tabela 2.3 - Comparativo das granulometrias empregadas em lixas
para trabalho em madeira, (KOCH, 1964)*.
Descrio
atual baseada
na malha da
tela
Sistema antigo
Descrio
atual baseada
na malha da
tela
Sistema antigo
12 - 120 3/0
16 4 150 4/0
20 3 180 5/0
24 3 220 6/0
30 2 240 7/0
36 2 280 8/0
40 1 320 9/0
50 1 360 -
60 400 10/0
80 0 500 -
100 2/0 600 -
* Carboneto de silcio est disponvel em lixas de granulometrias
de 12 at 600. O xido de alumnio e Oxido de
ferro e slica esto disponveis de 16 at 400 (com exceo do tamanho
360). O bixido de silcio est
disponvel nas granulometrias 24 at 320.
Conhecido comercialmente como costado o material de apoio a base
sobre a
qual o produto se constitui como mostra a Figura 2.10. Papel,
tecido, fibras
vulcanizadas e combinaes desses elementos so usados como costado
da lixa. A
Tabela 2.4 apresenta o sistema de classificao utilizado para
identificar os tipos de
costados.
Tabela 2.4 - Costados empregados para revestimento abrasivo
(KOCH, 1964).
Letra indicadora Peso por resma*
(libras) Forma do produto
A 40 Papel
C 70 Papel
D 90 Papel
110 Papel combinado com tecido
E 130 Rolos e cintas de papel
_________________________________________________________________________________________________
* Uma resma padro definida como 480 folhas medindo 24 x 36
polegadas.
37
Materiais com pesos de at 90 libras so usados para fazer lixas
de uso manual
ou para mquinas lixadeiras orbitais. O material de 40 libras
encontra a sua melhor
aplicao no lixamento em superfcies curvas, pois necessrio o uso
de uma folha
flexvel para se conformar com a superfcie da pea. As lixas de 70
a 90 libras so
mais rgidas e proporcionam uma remoo de material mais agressiva
em superfcies
planas ou quase planas. O papel de 110 libras, combinado com um
tecido, resulta num
costado com uma tela resistente utilizvel normalmente em
lixadeiras cilndricas.
Lixadeiras cilndricas e lixadeira de cinta larga utilizam papel
de 130 libras
como material de suporte padro. Papeis de 100 libras ou menos so
confeccionados
de uma nica camada de papel Kraft fabricados numa mquina do tipo
Fourdrinier
a partir de fibras de madeira. Papeis de peso acima de 100
libras podem ser de 4 ou 5
camadas e so feitas em uma mquina equipada com cilindro a partir
de juta ou de
fibras de cnhamo. Estes materiais so particularmente adequados
para cintas e manta
de tambor de lixamento, por serem resistentes aos elevados
esforos na direo
longitudinal. A Tabela 2.5 empregada atualmente, relacionando a
gramatura do papel
do costado s suas caractersticas e aplicaes.
Tabela 2.5 Gramatura e aplicaes (atualizao), (CATAI, 2002).
Gramatura Caractersticas Aplicaes
70 g/m2
Flexvel e Leve Operaes manuais e
em lixadeiras
portteis, a seco ou
refrigeradas.
90 g/m2
110 g/m2
Flexvel e Resistente 150 g/m
2 Operaes
mecanizadas em
geral. Desbaste e
acabamento
220 g/m2
Pesado 280 g/m
2
Os adesivos de ligao todo o material orgnico ou mineral, natural
ou
sinttico, utilizado para fixar os gros abrasivos ao costado.
Existem dois tipos de
adesivos: a resina, presente nas lixas utilizadas em mquinas
lixadeiras, e a cola,
empregada para as lixas manuais.
As resinas so empregadas nas lixas a serem utilizadas tanto em
desbaste
pesado, como semi-acabamento e acabamento. A cola animal
utilizada em lixas para
operaes manuais e em operaes mecnicas onde haja baixa gerao de
calor.
38
Catai (2002) descreve o uso de adesivos na fabricao das lixas. A
primeira
etapa envolve a preparao do adesivo que ir fixar o gro ao
costado. Em seguida o
adesivo aplicado em duas fases chamadas respectivamente de Maker
(primeira
camada) e Sizer (segunda camada). Genericamente podemos dividir
a matria prima
utilizada em cada fase, conforme apresentado nas tabelas 2.6 e
2.7.
Tabela 2.6 Matria prima do adesivo Maker (CATAI,2002).
TIPO DE LIXA PRINCIPAIS MATERIAIS USADOS
Lixa ferro Resinas de origem animal, gua,
pigmentos e aditivos
Lixa massa / madeira Resinas de milho, cargas, pigmentos,
aditivos e gua
Lixa dgua Resinas alqudicas, cargas, xileno e
aditivos
Tabela 2.7 Matria prima do adesivo Sizer (CATAI,2002).
TIPO DE LIXA PRINCIPAIS MATERIAIS USADOS
Lixa ferro Resina uria-formol, gua, e aditivos
Lixa massa / madeira Resina uria-formol, gua, cargas e
aditivos
Lixa dgua Resina fenlica, gua, cargas e aditivos
Na fabricao de abrasivos revestidos. Aps a impresso do costado,
com
informaes incluindo o nome do produto, mineral e granulometria,
o material
contnuo recebe a primeira camada de adesivo. O revestimento
mineral ento
aplicado de modo a assegurar o peso especfico do abrasivo dentro
dos limites
determinados. Posteriormente, o costado continuamente seco em um
forno. Em
seguida o costado passa atravs de um segundo processo o qual se
aplica a segunda
camada de adesivo. Finalmente a secagem realizada numa base
contnua, em um
segundo forno.
Na lixa de revestimento abrasivo fechado, as partculas abrasivas
cobrem
completamente o adesivo do costado. O tratamento de revestimento
aberto requer um
espaamento controlado das partculas minerais sobre o costado de
forma que o peso
total do mineral aplicado seja da ordem de 60 por cento do que o
utilizado em lixas de
revestimento fechado. Lixas de revestimento aberto so mais
flexveis e tem menor
39
tendncia de obstruo do que as lixas de revestimento fechado.
Pelo fato da lixa de
revestimento fechado ter mais minerais expostos, ela pode ter
uma vida mais longa do
que a lixa de revestimento aberto quando lixar espcies de
madeira que no tendem a
obstruir a superfcie abrasiva.
Franz e Hinken1 (1954) apud Tibrcio (2009) apresentaram os
efeitos da
presso aplicada, velocidade da lixa, o teor de umidade na rea de
contato, vida da
lixa e consumo de energia.
Pahlitzsch (1970) descreveu a interao do lixamento, da mquina e
da pea
a ser lixada. A forma e o tamanho da rea de corte caracterstica
para processos
de lixamento diferentes. A rea de corte pode ser plana,
cilndrica ou perfilada,
nesta pesquisa detectou que a velocidade da cinta causa pouco
efeito na qualidade
do acabamento superficial, alm de ser quase independente da
presso da cinta.
Ratnasingam e Scholz (2004) realizaram estudo para estabelecer o
lixamento
abrasivo ideal para o Rubberwood (Hevea brasiliensis), como
resultados
sugeriram que o processo de lixamento abrasivo pode ser
otimizado quando bem
aplainado.
Saloni et al (2005) realizaram uma reviso bibliogrfica com o
objetivo de
caracterizar o processo de lixamento da madeira pela taxa de
material removido e
consumo de energia. Outro estudo feito por Saloni et al (2005)
mostrou que a taxa
de remoo de material foi quase sempre alta para lixas com
abrasivo de xido de
alumnio, na realidade, quase duas vezes maior que as outras
(carbeto de silcio
composto). Eles tambm confirmaram que a taxa de remoo de
material aumenta
medida que a presso aumenta. Adicionalmente, eles observaram que
a rugosidade
no teve um comportamento previsvel e/ou uma tendncia especfica
para concluir
uma tendncia significante.
Gurau et al (2005a) comentam que as superfcies de madeira lixada
contm
irregularidades causadas pelo processo de lixamento e pela
anatomia da madeira, ou
seja, rugosidade anatmica, que independente de qualquer operao
de usinagem.
1FRANZ, N. C., HINKEN, E. W. Machining wood with coated
abrasives. Jour. For. Prod. Res. Soc. v.4, n.5, p.
251-254, 1954. apud TIBURCIO, U. F. O. Medio e anlise do
acabamento superficial da madeira de eucalipto
na usinagem de torneamento cilndrico e lixamento. 2009. 101f.
Tese (Doutorado em Engenharia Mecnica)
Faculdade de Engenharia do Campus de Guaratinguet, Universidade
Estadual Paulista, Guaratinguet, 2009.
40
Para avaliar corretamente o tratamento da rugosidade, as medies
de irregularidades
da superfcie dado a anatomia da madeira, devem ser excludas. Em
outro trabalho,
Gurau et al (2005b) relatam que qualquer avaliao quantitativa de
uma superfcie
lixada exige que os dados sejam filtrados para remover os erros
de forma e de
ondulao. A superfcie da madeira contm irregularidades devidas
tanto ao processo
de lixamento quanto a sua anatomia, por isso a rugosidade
anatmica deve ser
excluda de qualquer medio da superfcie, no caso da rugosidade
gerada pelo
lixamento, esta deve ser devidamente avaliada. Prosseguiu-se o
trabalho comparando
as propriedades de diferentes granulometrias de lixa e combinaes
de espcies.
Segundo Saloni2 (2007) apud Santiago (2011), a usinagem por
abrasivo o
processo de remoo de material atravs da ao do corte de materiais
abrasivos
onde se obtm uma superfcie final acabada ou um determinado corpo
com
dimenses desejadas. O processo de usinagem por abrasivo
importante devido sua
complexidade, e porque a ltima etapa antes da aplicao do
acabamento final e
defeitos ocasionados no lixamento geram custos altos em
materiais, trabalho,
equipamento e retrabalho para corrigir esses defeitos. O
processo de lixamento e suas
influncias no resultado final so descritos a seguir.
Presso aplicada: a presso aplicada sobre a pea no lixamento
plano
caracterizada por determinada fora sobre uma rea especfica,
dependendo da
configurao da lixadeira essa presso pode ser aplicada sobre a
pea de madeira
fixa e a lixa em movimento ou a pea de madeira e a lixa em
movimento. A
presso exerce influncia significativa sobre a taxa de remoo de
material,
observado nos trabalhos realizados por Franz e Hinken (1954),
Taylor et al
(1999), Saloni et al (2005), Javorek et al (2006), PoranKiewicz
et al (2010),
investigaram a influncia da presso sobre a remoo de material no
processo de
lixamento.
2SALONI, D. E. Process Monitoring and Control System Design,
Evaluation and Implementation of
Abrasive Machining Processes. 2007. 197 p. Thesis(PhD) Faculty
of North Carolina State University,
Raleigh, 2007. apud SANTIAGO, L. F. F. Caracterizao da influncia
da velocidade de corte, presso e
granulometria de lixa no lixamento plano do Pinus elliotti.
2011. 125f. Dissertao (Mestrado em Engenharia
Mecnica) Faculdade de Engenharia do Campus de Guaratinguet,
Universidade Estadual Paulista,
Guaratinguet, 2011.
41
Com relao ao acabamento superficial, os trabalhos de Taylor et
al (1999) e
Saloni et al (2005) no encontraram melhora na rugosidade com
relao a presso
nas espcies de madeira estudadas. Outra varivel que pode
influenciar com a
presso a profundidade de corte, onde trabalhos realizados por
Ratnasingam et al
(2002) e Fontin et al (2008) verificaram que o aumento da
profundidade de corte
para lixadeiras de banda larga ocorreu aumento da potncia
consumida e uma piora
no acabamento superficial.
Velocidade de corte: corresponde a velocidade na qual o abrasivo
passa sobre a
superfcie da pea usinada. Saloni et al (2005) verificaram que a
velocidade de
corte influenciou no consumo de potncia, acabamento superficial
e taxa de
remoo de material. Ratnasingam et al (1999) destacaram que
maiores
velocidades conduzem a maior remoo de material, mas leva a um
aumento da
temperatura causando danos ao abrasivo e ao material usinado,
sendo necessrio
encontrar uma velocidade ideal para a usinagem.
Efeito do tipo de abrasivo: os abrasivos mais empregados nas
indstrias
madeireiras e em pesquisas so: xido de alumnio (Al2O3) e carbeto
de silcio
(SiC). Em pesquisa realizada por Taylor et al (1999), no foi
encontrado efeito
significativo de ambos os abrasivos citados com relao a taxa de
remoo de
material para as espcies de madeira estudadas. No que se refere
ao acabamento
superficial foi observado um efeito significativo para gros
maiores na rugosidade
para o carbeto de silcio em comparao ao xido de alumnio;
portanto, em gros
maiores o carbeto de silcio produziu uma superfcie com
rugosidade menor,
conforme o tamanho do gro vai diminuindo no existe uma diferena
significativa
entre as rugosidades para ambos os abrasivos estudados. Na maior
parte das
espcies pesquisadas nesse trabalho o carbeto de silcio produziu
um melhor
acabamento em relao ao xido de alumnio.
Moura e Hernndez (2006) avaliaram os efeitos dos parmetros do
processo de
lixamento no acabamento superficial da madeira de Maple (Acer
saccharum) e
constataram que o acabamento superficial e a reduo de danos
gerados na superfcie
foram melhores para o abrasivo carbeto de silcio comparado ao
abrasivo xido de
42
alumnio. Neste trabalho, foram avaliadas as superfcies de
madeira da espcie
Sugar maple em amostras que tinham sido lixadas usando trs
tamanhos de gros
(100; 120 e 150) e quatro velocidades de avano (8; 10; 12 e 14
m/min).
Efeito da madeira: a madeira exerce grande influncia no processo
de lixamento
pela sua variabilidade. Tem-se influncia da densidade da
madeira, madeiras
densas consomem mais potncia, gera maior atrito e
consequentemente maior
temperatura o que prejudicial ao equipamento, abrasivo e a
prpria madeira.
Madeiras que possuem extrativos como resina principalmente
tendem a liberar
extrativos devido temperatura fazendo com que esses extrativos
incrustem na lixa
reduzindo sua eficincia de corte e elevando a temperatura.
Madeiras que possuem
muita slica podem prejudicar o corte dos abrasivos reduzindo sua
vida til. O teor
de umidade da madeira ir influenciar no lixamento, madeiras com
baixo teor de
umidade oferecem maior resistncia ao lixamento gerando maior
temperatura, mas
produz um melhor acabamento. A madeira mais mida oferece menor
resistncia
remoo das fibras gerando menor temperatura e pior acabamento.
Com relao s
espcies de conferas e folhosas iram influenciar no lixamento
devido
composio dessas duas classes serem completamente diferentes, ou
seja, possuem
arranjos anatmicos diferentes, e isso ir influenciar
principalmente no acabamento
superficial, taxa de remoo de material, consumo de potncia e uma
srie de
outras variveis que fazem do lixamento da madeira um processo
complexo e de
difcil modelagem (SANTIAGO, 2011).
Varanda et al (2010) investigaram o processo de lixamento. Este
trabalho foi
realizado com o objetivo de analisar a influncia da velocidade
de corte e da
granulometria das lixas tanto no acabamento superficial de peas
de Eucalyptus
grandis processadas por meio do lixamento tubular quanto nos
esforos de lixamento
(fora e potncia de lixamento). Utilizaram-se quatro velocidades
de corte (19,5; 22,7;
26 e 28,1 m/s), uma velocidade de avano (16 m/min) e trs
conjuntos de lixas (80-
100; 80-120 e 100-120), sendo uma de desbaste e outra de
acabamento,
respectivamente. Uma central de aquisio de dados foi montada
para a captao das
variveis (potncia de corte, emisso acstica e vibrao) em tempo
real. A fora de
corte foi obtida de maneira indireta, por meio de um inversor de
frequncia. A
43
rugosidade das peas foi medida por um rugosmetro antes e depois
do lixamento. A
maior velocidade de corte utilizada (28,1 m/s) consumiu maior
potncia. Conclui-se
que o conjunto de lixas 100-120 resultou em valores de
rugosidade mdia Ra
inferiores aos demais conjuntos de lixas utilizados, ou seja,
resultou em melhor
acabamento superficial. A partir dos resultados obtidos tem-se:
as duas maiores
velocidades de lixamento (26 e 28,1 m/s) consumiram maior
potncia de corte para os
trs conjuntos de lixas analisados; a velocidade de lixamento de
22,7 m/s consumiu
menor potncia de corte em todos os conjuntos de lixas
utilizados; a maior emisso
acstica em todos os conjuntos de lixas foi gerada com a
velocidade de corte de 28,1
m/s; a maior velocidade de lixamento (28,1 m/s) gerou menor
vibrao na lixadeira,
em todos os conjuntos de lixas utilizados; em todas as
velocidades de lixamento
analisadas, o conjunto de lixas 100-120 resultou no menor valor
de rugosidade mdia,
ou seja, foi o conjunto de lixas que proporcionou o melhor
acabamento superficial aos
corpos de prova; ambos os fatores, conjunto de lixas e
velocidade de corte e tambm a
interao entre os fatores apresentaram influncia significativa no
perfil de rugosidade
obtido; o efeito da velocidade foi significativo apenas para o
conjunto de lixas 80-100.
Taylor, Carrano e Lemaster (1999) avaliaram o impacto de
combinaes de
nveis dos seguintes parmetros: espcie da madeira; tipo de
mineral abrasivo;
presso sobre as lixas e orientao do lixamento. Tambm foi
avaliado o impacto das
interaes com respeito caracterstica de qualidade desejada da pea
acabada para
trs diferentes granulometrias de lixa. Os resultados indicaram
que o efeito individual
da presso foi significante em todos os nveis de granulometria de
lixas. Tambm, o
carbeto de silcio gerou uma superfcie melhor que o xido de
alumnio com o maior
tamanho de gro para todas as espcies ensaiadas.
Carrano, Taylor e Lemaster (2002) desenvolveram um experimento
onde foi
avaliada a combinao das seguintes variveis de entrada: espcies
de madeira,
velocidade de lixamento, taxa de avano, profundidade de corte,
tamanho de gro da
lixa, desgaste e vida da lixa e orientao das fibras da madeira.
Os resultados
mostraram que o tamanho de gro da lixa, o desgaste da lixa e a
orientao das fibras
da madeira foram significativos para todas as espcies
consideradas no estudo.
44
Em trabalho de Hendarto et al (2006) comentam que devido falta
de
homogeneidade do material da madeira, o perfil da rugosidade
afetado pela
estrutura anatmica da madeira, implicando diretamente na anlise
da qualidade
da superfcie da mesma. Atualmente, no existe um mtodo confivel
para analisar a
qualidade da superfcie da madeira independente da espcie de
madeira ou de suas
propriedades. As proposies atuais de mtodos de filtragem para
determinar a
rugosidade a partir da medio deste perfil no devem, por si s,
justificar a produo
de resultados confiveis na anlise superficial da madeira.
Tibrcio (2006) analisou o acabamento superficial obtido na
usinagem de
madeiras das espcies Eucalyptus grandis e Eucalyptus citriodora,
em operaes de
torneamento cilndrico e lixamento. O desempenho de usinagem foi
verificado
atravs do acabamento superficial, e de medies da rugosidade e
ondulaes
geradas nas superfcies das amostras usinadas nas duas operaes
descritas para cada
condio de ensaio com parmetros pr-estabelecidos. Os processos de
usinagem
empregados so descritos como: torneamento cilndrico em cabeote
com 4
ferramentas para usinagem na direo perpendicular s fibras 0-90
(mquina para
ensaio denominada torno tubular); lixamento em lixadeira dupla
de cinta. Quanto
influncia sobre o desempenho e acabamento superficial, os
seguintes parmetros
foram variados: rotao, velocidade de alimentao, geometria das
ferramentas de
corte, granulometria das lixas, teor de umidade das amostras e
densidade em funo
da espcie de madeira. As ferramentas de corte foram
confeccionadas em ao rpido
e em metal duro. A partir da anlise dos resultados obtidos,
podem-se definir as
interaes entre os parmetros que proporcionam bom desempenho de
corte aliado as
melhores condies de acabamento das superfcies usinadas.
Alves (2012) estudou sobre a resistncia da linha de cola em
superfcies lixadas
da madeira de eucalipto. Este trabalho apresenta estudos de
usinabilidade de peas de
madeira de eucalipto, tendo por objetivo principal efetuar
anlises da resistncia de
juntas coladas em relao qualidade das superfcies usinadas, a fim
de se verificar a
influncia da rugosidade superficial sobre a adeso das superfcies
coladas com
adesivo base de acetato de polivinila (PVA). Amostras da espcie
de madeira
Eucalyptus saligna foram preparadas para testes de resistncia na
lmina de cola em
45
ensaios de ruptura por cisalhamento e por trao normal segundo a
norma NBR 7190.
As superfcies de colagem foram preparadas por operao de
fresamento empregando-
se velocidade nominal de avano de 11,0 m/min e posteriormente
por operao de
lixamento empregando-se cinco diferentes granulometrias de
lixas, de granas: 80, 100,
120, 150 e 220. Depois de lixadas, as superfcies foram
submetidas medio da
rugosidade superficial com rugosmetro equipado com uma ponta
apalpadora de
diamante, de forma cone-esfrica, com raio de ponta de 2 m, em
conjunto com o
programa de anlise de superfcies. Dos resultados obtidos
podem-se destacar os
melhores desempenhos de resistncia a ruptura; ao cisalhamento
para superfcies
lixadas por lixa de grana 220; trao normal para superfcies
lixadas por lixa de
grana 120.
2.5. ADESIVOS E ADESO APLICADOS MADEIRA
O processo de colagem envolve trs elementos importantes:
adesivo, aderente e
adeso. Segundo Wellors (1997), os adesivos podem ser entendidos
como sendo
substncias com propriedades de aderir fortemente a um substrato,
mantendo vrios
substratos de um mesmo material ou materiais diferentes unidos
por meio de uma
ligao superficial. Esta propriedade, no intrnseca a substncia e
desenvolve-se sob
algumas condies enquanto interage com a superfcie do aderente.
Os aderentes so
os materiais slidos ligados pelo adesivo; tambm podem ser
chamados de substratos.
A adeso o fenmeno mais importante do processo de colagem. A
formao da
ligao adesiva pode se dar por atrao e por ligaes qumicas atravs
das chamadas
ligaes primrias (inica, covalentes, coordenadas e metlicas) e
atravs de foras
secundrias intermoleculares. A ligao por atrao se deve a interao
entre duas
superfcies causadas por um forte campo de foras atrativas
provenientes dos
constituintes de cada superfcie.
Existem vrios tipos de adesivos, destaca-se aqui o adesivo base
de acetato de
polivi
