dissertação
Qualidade na usinagem e no acabamento da madeira de coffea arabica
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
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Resumo
A madeira de Coffea arabica L. é um resíduo da indústria cafeeira, largamente utilizado como fonte de energia. Poucos trabalhos têm mostrado outros destinos como a fabricação de pequenos objetos e móveis com design rústico. Assim, o objetivo desse trabalho foi encontrar o melhor ajuste de velocidade de corte em serra circular e plaina desempenadeira durante a usinagem da madeira de Coffea arabica, levando-se em consideração a qualidade da superfície usinada e otimização da potência requerida ao corte. Avaliou-se também a qualidade do revestimento de dois tipos de vernizes, poliuretânico e nitrocelulósico, aplicados sobre a superfície dessa madeira. A madeira de Coffea arabica foi proveniente da renovação de um plantio de 15 anos, espaçamento 3 x 2 m, localizado no município de Machado, sul do estado de Minas Gerais. O cafeeiro foi desgalhado, desdobrado, aplainado e cortado obtendo "corpos de prova" de 30 mm de espessura, comprimento e largura variáveis. A partir daí foram realizados os ensaios de usinagem no Laboratório de Usinagem da Madeira (DCF-UFLA) utilizando a serra circular e plaina desempenadeira variando-se rotação, diâmetro da ferramenta de corte, tipo de corte e mantendo velocidade de avanço constante. Os valores de torque do motor foram coletados por meio de inversor de frequência e posteriormente transferidos para um software de planilha eletrônica para análise dos dados. Foi realizada também a qualificação da superfície usinada por meio do avanço por dente (fz), análise visual (ASTM D 1666-87, 1995) e rugosidades Ra e Rz. Após o ensaio de usinagem os "corpos de prova" aplainados foram lixados e receberam aplicação de dois tipos de vernizes: nitrocelulósico e poliuretânico. A avaliação da película desses dois tipos de vernizes revestida sobre a madeira de Coffea arabica foi realizada por meio dos ensaios de dureza, brilho, abrasividade e espessura da camada seca. Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado (DIC) a 5% de significância, em esquema fatorial 3 x2 (rotação do eixo porta ferramenta e diâmetro da ferramenta de corte) com dez repetições. Os dados de torque mecânico foram submetidos a análise de variância e posteriormente ao teste de Tukey a 5% de significância. Os resultados mostraram que o corte longitudinal apresentou maior valor de torque mecânico quando comparado ao corte transversal. Os "corpos de prova" usinados com rotação de 3600 rpm obtiveram maiores percentuais de notas 1 e 2 caracterizando-os de boa qualidade superficial e a superfície acabada com o verniz poliuretânico apresentou maior resistência ao risco quando comparado ao verniz nitrocelulósico.
Abstract
The wood of Coffea arabica L. is a waste of the coffee industry, widely used as a source of energy. A few works have shown other destination to this wood as small wooden objects and rustic design furniture. Thus, the objective of this work was to find the best setting of cut speed in both circular saw and planer during the woodworking of Coffea Arabica wood, taking in account both the quality of machined surface and the optimization of the required power to the cut. It was also assessed the quality of finishing with polyurethane and nitrocellulose varnishes applied on the wood. The Coffea arabica wood was obtained from the renovation of a fifteen-years-old plantation, spaced 3 x 2 m, localized at the Machado region, Minas Gerais State, Brazil. The Coffea trees were pruned and the stems were sawn, planed and cut, producing 30 mm thick specimens, with length and width variables. After this, tests of machining were carried out using a circular saw and a plane, varying the rotation, diameter of cut tool, type of cut, but maintaining constant the feed speed. The values of motor torque were collected by the variable frequency drive and further exported to an electronic sheet to be analyzed. The classification of the machined surface was also carried out by means of advance per tooth (fz), visual analyze (ASTM D 1666-87, 1995) and surface texture Ra and Rz. After the machining test the specimens were surfaced and sanded to receive the application of the polyurethane and nitrocellulose varnishes. The evaluation of the film of the varnishes applied on the Coffea arabica wood was carried out by tests of hardness, brightness, abrasiveness and thickness of dry layer. It was utilized a completely randomized design with 5% of significance, in a 3 x 2 factorial design (rotation of the shaft tool holder and diameter of the cut tool) with ten repetitions. The mechanical torque data were submitted to the analyses of variance and further to the Tukey test at 5% of significance. The results showed that the longitudinal cut presented the higher value of mechanical torque when compared to the transversal cut. The machined specimens with 3600 rpm presented higher percentage of grades 1 and 2 characterizing them as of good superficial quality. The finished surface covered with the polyurethane varnish presented higher resistance to the scratching when compared with the nitrocellulose varnish.
Descrição
Área de concentração
Processamento e Utilização da Madeira
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
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Impacto da pesquisa
Resumen
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DOI
Citação
BRAGA, P. P. C. Qualidade na usinagem e no acabamento da madeira de coffea arabica. 2011. 88 p. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia da Madeira)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2011.