Design e tecnologia aplicados a resíduos de madeira : especificações para o processo de corte a laser em marchetaria

Abstract

Aliando design e tecnologia à técnica da marchetaria, esta pesquisa intenta a valorização dos resíduos madeireiros provenientes de indústrias de esquadrias. O trabalho teve como objetivo a caracterização e a determinação dos parâmetros do processo de corte a laser para diferentes espécies de madeira visando possibilitar a reutilização de resíduos de esquadrias em marchetaria. O estudo de viabilidade desta tecnologia de alta precisão de corte para a marchetaria está pautado na busca pela redução do tempo de execução e pelo aumento na taxa de produção das peças, considerando a qualidade dos desenhos e o padrão de acabamento da técnica. Por meio de um levantamento de campo em algumas indústrias de esquadrias localizadas na cidade de Porto Alegre-RS, foram selecionadas sete espécies de madeira para o estudo: angelim da mata (Hymenolobium excelsum); angelim pedra (Hymenolobium petraeum); cedro mara (Cedrelinga catenaeformis); garapeira (Apuleia molaris); itaúba (Mezilaurus itauba); louro amazonense (Thyrsodium schomburkianum); e tauari (Couratari oblongifolia). Estas espécies foram caracterizadas no que tange às suas propriedades físicas de teor de umidade, densidades aparente e básica, e estabilidade dimensional. Foram também realizadas análises de espectroscopia por energia dispersiva de raios-X (EDS) para a determinação da composição química qualitativa e semiquantitativa das espécies. Os ensaios de aplicação da tecnologia de corte a laser nas espécies de madeira foram realizados em amostras de espessuras variadas: lâminas de 1 a 5 mm. As análises dos parâmetros do processo de corte a laser mais adequados para cada espécie de madeira e espessura de lâmina foram feitas com o auxílio de imagens de micro-estereoscopia. Dentre os parâmetros definidos estão a potência do feixe de laser, a aceleração e as velocidades de movimentação dos bocais de corte, o fluxo de saída do jato de ar, e a distância focal. Para a verificação da aplicabilidade destes parâmetros em marchetaria foram executados cinco painéis, variando a espessura das lâminas e a complexidade dos desenhos reproduzidos. As composições dos painéis foram baseadas no trabalho do artista gráfico M. C. Escher. Os ensaios práticos e analíticos foram realizados com a utilização dos equipamentos localizados no Laboratório de Design e Seleção de Materiais, na Maquetaria e Oficina de Modelos e Protótipos, ambos da UFRGS, e no Centro Tecnológico de Pedras, Gemas e Joias do Rio Grande do Sul, mantido pela UPF, Prefeitura Municipal de Soledade, Sindipedras, e vinculado a UFRGS.

Combining design and technology to the technique of marquetry, this research attempts to valorize the wood waste from the doors and windows industry. The investigation aims to characterize and determine parameters of laser cutting technology for different wood species in order to enable the reuse of the timber waste in marquetry. The feasibility study of this high precision cutting technology for marquetry is based in the quest for reducing the execution time and increasing the production rate of the pieces, considering the designs quality and the finishing technique standard. Through a field survey in some of the doors and windows industry located in the city of Porto Alegre-RS, seven wood species were selected for the study: angelim da mata (Hymenolobium excelsum); angelim pedra (Hymenolobium petraeum); cedro mara (Cedrelinga catenaeformis); garapeira (Apuleia molaris); itaúba (Mezilaurus itauba); louro amazonense (Thyrsodium schomburkianum); e tauari (Couratari oblongifolia).These species were characterized regarding their physical properties of moisture content, apparent and basic densities, and dimensional stability. Analyses of energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) were also made for determining the qualitative and semi quantitative chemical composition of the species. The tests on the application of laser cutting technology in wood species were performed on samples of various thicknesses: sheets of 1 to 5 mm. The analyses of the laser cutting process best parameters suited for each wood species and sheet thickness were made with the aid of micro-stereoscopic images. Among the defined parameters are the power output of the laser beam, the acceleration and speeds of the nozzles cutting movement, the air jet outflow, and the focal length. In order to verify the applicability of these parameters in marquetry, five panels were made, varying the sheets thickness and the designs complexity. The panels compositions were based on the work of the graphic artist M. C. Escher. The analytical and practical tests were performed using the equipments located at the Laboratory of Design and Materials Selection, the Workshop of Models and Prototypes, both from UFRGS, and the Technological Center of Stones, Gems and Jewels of Rio Grande do Sul, maintained by UPF, City Hall of Soledade, Sindipedras, and attached to UFRGS.