Processamento do arenito por fresamento CNC, a partir da digitalização 3D, para produção de réplicas de objetos do patrimônio cultural

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Pereira, João Rogério Machado
• Orientador(a): Kindlein Junior, Wilson
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Arenito; Digitalização tridimensional; Usinagem; Réplica; Pedra Grande, Sítio arqueológico (São Pedro do Sul, RS)
• Palavras-chave em Inglês: Sandstone; Three-dimensional scanning; CNC machining; Replica production
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/197243

O arenito é um material milenar e está presente em esculturas, monumentos, fachadas de prédios históricos e em muitos outros objetos de importância histórica e cultural. Preservar este patrimônio não é uma tarefa fácil, pois não consiste apenas em proteger de intempéries ou de atos de vandalismo. É preciso muito mais. É necessário deter tecnologia capaz de restaurá-lo e reconstruí-lo. Neste sentido, este trabalho apresenta uma tecnologia capaz de produzir réplicas fidedignas de objetos do patrimônio cultural, em arenito, a partir da digitalização tridimensional e do processamento por usinagem CNC (comando numérico computadorizado). Esta tecnologia, além de permitir produzir réplicas, oferece também a possibilidade de produzir objetos de formas geométricas variadas, a partir da usinagem de arenito. A metodologia utilizada consistiu, primeiramente, a partir de dados da revisão bibliográfica, fazer alguns ensaios preliminares de usinagem para avaliação da viabilidade do método. Posteriormente, adquiriu-se material de fonte conhecida, o qual foi caracterizado por meio de ensaios físicos e mecânicos e utilizou-se uma fresadora CNC na qual se fez ensaios utilizando-se ferramentas de metal duro e de diamante. Utilizando usinagem CNC através das tecnologias CAM (manufatura assistida por computador) e Digitalização Tridimensional bem como os conhecimentos obtidos em ensaios preliminares, produziram-se réplicas das inscrições rupestres da Pedra Grande, da cidade de São Pedro do Sul, que é o maior monumento petroglífico do Estado do Rio Grande do Sul, constituído de arenito. O estudo compreendeu também seleção de ferramentas adequadas à usinagem do arenito (diamantadas), estratégias de usinagem, parâmetros de corte para fresamento CNC e análise de vida das ferramentas utilizadas. Utilizando-se uma câmera com alta velocidade de captura gravaram-se imagens do processo de corte e formação do cavaco. Também foi feita uma análise do erro dimensional da geometria da réplica produzida, comparada com a obra original, utilizando-se softwares para processamento 3D (tridimensional). Os resultados permitiram concluir que a metodologia utilizada proporcionou a produção de réplicas com desvios máximos da ordem de 1,2 mm, comparados com a obra original, mas que com a utilização de fresa de PCD de ponta esférica com diâmetro menor que 6 mm é possível diminuir estes desvios. Considerando-se que os grãos de areia que formam o arenito estudado apresentam valores entre 0,1 e 2 mm, estes desvios são perfeitamente aceitáveis para este caso. Indica-se, caso seja necessário usinar arenito, iniciar utilizando ferramentas de PCD, com velocidade de corte próxima de 600 m/min (15000 rpm para ferramenta com 12 mm de diâmetro), profundidade de corte de 1 a 2 mm, velocidade de avanço 400 a 1000 mm/min, e penetração de trabalho de 50% do diâmetro da ferramenta.