Router CNC: Corte e Gravação

Projeto Acadêmico USF

Sobre Nós

Desenvolvimento de Máquina CNC para Corte e Gravação a Laser

Neste projeto, apresentamos o desenvolvimento de uma máquina CNC voltada para corte e gravação a laser, com aplicação em materiais como MDF, papel, couro, acrílico e outros substratos leves.

Objetivo Geral

Integrar conhecimentos teóricos e práticos das áreas de automação industrial, eletrônica de potência, controle de movimento e fabricação digital, com o propósito de construir um equipamento de baixo custo, alta precisão e fácil manutenção, voltado ao uso acadêmico, prototipagem rápida e aplicações artesanais.

Nosso Objetivo

ODS 9

“Este projeto está alinhado à ODS 9 (Indústria, Inovação e Infraestrutura), ao incentivar a incorporação de tecnologias avançadas aos processos produtivos. A utilização da gravação a laser controlada por CNC aplicada ao MDF proporciona elevado nível de precisão e repetibilidade, possibilitando a definição rigorosa de profundidade, velocidade e potência do feixe. Tal controle permite a padronização da qualidade superficial e a redução de retrabalhos e desperdícios de material. Dessa forma, a solução contribui para a eficiência operacional e para a sustentabilidade, integrando-se ao contexto da Indústria 4.0 e da modernização da manufatura.”

Gravação

A gravação é realizada mediante controle da intensidade do laser através de modulação PWM, o que permite ajustar a energia aplicada ao material.
Dessa forma, é possível gerar diferentes tonalidades de gravação, variando de leve escurecimento superficial até micro-fusão localizada.
Esse processo ocorre com alta repetibilidade, já que o movimento do cabeçote é comandado por motores de passo controlados por G-code.

Projetos

Desenvolvimento de CNC a laser.

Conceito

Criar um sistema mecânico controlado eletronicamente, onde um software envia comandos (G-code) para um controlador, que por sua vez movimenta motores de passo e ajusta a potência do laser via PWM, permitindo produzir cortes ou gravações precisos em diversos materiais.

Estrutura

A estrutura da máquina foi construída utilizando perfil estrutural de alumínio, com dimensionamento de 1” por 1,5”, garantindo resistência mecânica, leveza e fácil montagem.
A movimentação dos eixos é realizada por conjuntos de correias e polias GT2 de 5 mm, que oferecem precisão adequada para cortes leves e gravações detalhadas, além de reduzir ruídos e vibrações.

Os motores de passo NEMA 17 foram escolhidos por sua confiabilidade, torque suficiente para essa aplicação e ampla compatibilidade com drivers do tipo A4988 e TMC.

A energia do sistema é fornecida por uma fonte de 24V e 5A, responsável pela alimentação do controlador, drivers e módulo laser.

O laser utilizado possui potência de 80W, permitindo cortes limpos e gravações com excelente nível de definição, tornando a máquina versátil tanto para trabalhos artísticos quanto para produção de peças funcionais.

Sistema

O sistema de controle da máquina é baseado na placa Makerbase DLC32 V2.1, que integra o microcontrolador ESP32, amplamente reconhecido por sua performance, conectividade Wi-Fi integrada e flexibilidade em aplicações de automação. Essa placa atua como a unidade central de processamento do equipamento, coordenando todas as ações de movimentação e acionamento do laser.

Software

Para viabilizar a operação CNC, foi instalado um firmware GRBL modificado e compatível com a arquitetura do ESP32. Esse firmware é responsável por interpretar os comandos enviados em linguagem G-code, padrão universal utilizado para definir trajetórias, velocidades e comandos de corte/gravação em sistemas CNC.

A comunicação entre o computador e a máquina pode ser realizada via conexão USB ou rede Wi-Fi, permitindo maior praticidade no envio de arquivos e no controle remoto da operação.