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MODELISMO EM ESCALA COM MATERIAIS ALTERNATIVOS
Torno? Adaptações Um grande problema Vantagens do torno O que desejaríamos?
Projetando nosso torno

Discutindo Ferramentas: A necessidade de um torno mecânico



Artigos para discussão sobre modelismo alternativo

Autor: Leonardo Corradi Coelho

Data: 23 de novembro de 2003

Abstract:

To cut and carve discs, cones and cylinders of massive materials, we need to use the correct techniques and tools, whem we try to achieve the best possible results in our modeling work. The default tool for this work is the mechanical lathe that is a stable and secure platform if correctly used. This tool can help you with several modeling tasks, but it’s very expensive! This paper discus some alternative ways to get the advantages of the mechanical lathe, without the need to buy one. There are several tools we can improvise to achieve this objective. Each of these alternative tools has their disadivanteges whem compared to the mechanical lathe, but them can solve some of our problems until we have buyed or make the mechanical lathe.

Resumo:

Certos trabalhos só serão executados com presteza quando utilizarmos técnicas apropriadas, ou tivermos o auxílio de equipamentos adequados. Um destes trabalhos difíceis, é o corte de discos, cones e cilindros maciços. A ferramenta que se usa, normalmente para este tipo de trabalho é o torno mecânico. Estável e bastante seguro, quando corretamente utilizado, esta ferramente auxilia muito diversos trabalhos do modelista, mas esta ferramenta custa muito caro! Este artigo discute algumas alternativas à compra de um torno mecânico. Cada uma delas possui suas desvantagens em relação a este equipamento, mas podem ajudar enquanto não obtivermos nosso objetivo principa, o torno mecânico.




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A necessidade de um torno mecânico

A maior parte das ferramentas que já improvisei até hoje, ou são lixas, ou suportes para secagem e pintura, ou ferramentas para uso associado com furadeira, e mais recentemente com a micro retífica. Tais ferramentas têm normalmente um propósito... Adequarem-se às necessidades imediatas que a fabricação de uma peça específica, de um modelo, me imponha.

Recentemente, eu me deparei com uma nova necessidade: Construir spinners com EVA. Esta provou-se uma técnica bastante útil, na medida em que o EVA absorve bem os impactos de quedas, evitando assim a quebra dos antigos spinners de madeira, ou deformação dos spinners feitos de papel, quando o modelo caísse no chão. Uma segunda demanda muito semelhante que surgira foi a produção de pneus e rodas para os trens de pouso. O EVA mostrou-se uma excelente opção para a simulação de borracha. Seu corte em discos era relativamente fácil, mas produzir anéis e transformá-los em pneus tornava-se bem mais difícil...

A ferramenta ideal para este tipo de trabalho, com peças de aspecto cônico ou circular é o torno mecânico. Este é, porém, um equipamento muito caro para um modelista adquirir, quando pratica o modelismo apenas por hobby. Além disso, o espaço ocupado é muito grande, a menos que o torno seja de bancada, feito especificamente para modelismo. Podemos encontrar alguns no mercado, mas novamente, o investimento é algo meio fora do alcance, para nós, "reles mortais sem grana". Uma alternativa seria, então, a construção de um torno mecânico com recursos disponíveis em nossas oficinas. Sua construção parece, entretanto, bastante complexa. Como parecia difícil alcançar a meta, resolvi investir um pouco de tempo na adaptação de algumas ferramentas que pudessem “quebrar o galho”... Obtive alguns resultados, mas nem tudo saiu como eu desejava... Um torno poderia ter mais precisão!

As ferramentas que bolei são do seguinte tipo: Quase todas elas se encaixam no mandril por um lado, e prendem de alguma forma os discos brutos de EVA na outra extremidade. Por medida de segurança, é bom que as peças de EVA estejam presas por ambos os lados dos discos, ou seja, atrás e à frente das peças deve haver algum tipo de anteparo, para que os discos de EVA não se desprendam com a rotação, sendo arremessados em alta velocidade para longe, ou contra nosso corpo. Para tanto, podemos transpassar os discos de EVA a serem modelados com um parafuso. Tendo rosca de sentido contrário à rotação do motor elétrico, o parafuso se apertará à um eixo base (soquete com rosca) ao girar. Este eixo ficaria preso ao mandril da furadeira ou da retífica. A espessura do soquete seria maior que a do parafuso (lógico), e a diferença de espessura serviria como anteparo traseiro para os discos de EVA, podendo-se utilizar de arruelas, para dar maior segurança. Já a cabeça do parafuso serviria de anteparo frontal, para evitar a perda dos discos de EVA, e para segurança, poderíamos utilizar arruelas aqui também. Você provavelmente já conhece esta ferramenta... Ela pode ser encontrada em lojas de ferramentas e ferragens, como suporte de lixas e discos para corte, com furadeiras (geralmente os parafusos e soquetes utilizados são muito grandes), ou como ponteiras (mandril) para fixação de lixas nos acessórios para micro retífica.


Figura 1 Mandril de pressão com dois anteparos.

Há, entretanto, alguns problemas com esta lógica.

Primeiro: a presença destes anteparos limita muito as nossas possibilidades de ação sobre a peça modelada, pois o anteparo impede que certas ferramentas alcancem as partes desejadas do EVA, para escavar, cortar ou lixar o material; Anteparos de dimensões reduzidas causarão problemas quando estivermos utilizando materiais macios como o EVA. Isto veremos mais tarde...


Figura 2 Os anteparos impedem o uso destes acessórios livremente.

Segundo: Um parafuso que transpasse os discos de EVA deverá ser fino e comprido o suficiente para não interferir com um furo muito grande na peça modelada, e permitir que peças de comprimento considerável sejam trabalhadas.


Figura 3 Efeitos de diferentes comprimentos e espessura dos parafusos sobre o produto final. Um parafuso mais curto reduz o comprimento máximo da peça, e um mais espesso cria um buraco muito grande.

Terceiro: anteparos lisos como arruelas, por si só não conseguem manter os discos em rotação durante o trabalho. Os discos acabam parando de girar, enquanto o eixo gira dentro deles, alargando o buraco como uma broca... É necessário um pouco de pressão sobre o EVA, o que implica em redução do comprimento, ganho de diâmetro dos discos, e outros tipos de deformações que se reverterão após o trabalho. (mas lembre-se que este tipo de deformação tira a referência de quem está trabalhando)... É difícil compensa-la! Ao mesmo tempo, se você aplicar pressão sem um anteparo de tamanho razoável, você poderá marcar o EVA definitivamente, estragando o trabalho...


Figura 4 Efeitos da compressão do EVA.

Figura 5 O EVA é vendido normalmente em folhas, logo é possível produzir discos. Para produzir cilindros, será necessário colar vários discos de EVA em seqüência.

Por fim, o quarto problema, e talvez o pior deles, será discutido mais à frente, quando eu terminar de explicar as demais adaptações.


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Tentativas de adaptação:

Minha primeira tentativa de adaptação não foi a que descrevi acima. Ali, há um modelo conceitual, que apliquei após algum tempo.

Minha primeira tentativa foi eliminar um dos anteparos da ferramenta proposta, para produzir um suporte para modelar spinners e cones, lixando o EVA contra uma folha de lixa presa a uma base fixa. Como eu eliminara um dos anteparos, eu não teria como firmar meus discos de EVA por meio de pressão. O anteparo que restara não poderia ser liso, ou o EVA giraria livre sobre o eixo central. Também o eixo não necessitava mais ser um parafuso, já que eu não teria de enroscar mais nada nele. Arranjei, então, uma arruela de madeira, através da qual passei três alfinetes, que serviriam de trava para segurar os discos de EVA.


Figura 6 Mandril espeto - possui somente anteparo traseiro, mantendo a parte frontal da peça livre para trabalho.

Este conceito também tem seus problemas específicos.

Primeiro: as travas de alfinetes não podem ficar muito próximas às laterais dos discos de EVA, senão ao reduzir o diâmetro da peça modelada com uma lixa, ou estilete, os alfinetes podem ser expostos em rotação, causando acidentes.


Figura 7 Principal problema do mandril espeto. Deve-se tomar cuidado com a posição dos alfinetes, para que eles não ocupem espaço a ser modelado.

Segundo: por mais que as travas de alfinete ajudem a segurar os discos de EVA, estes tendem a se desprender da arruela de madeira, podendo causar acidentes.

Terceiro: as travas e o eixo central da ferramenta devem estar muito bem alinhados, para que o trabalho final saia adequado, sem deformações. Alinhar os discos de EVA acaba tornando-se um passo vital para o sucesso do uso desta ferramenta.

O quarto problema será explicado posteriormente...


Minha segunda tentativa não envolveu uma ferramenta de rotação com motor, mas sim um compasso de corte.?

Este compasso, totalmente metálico e de tamanho bastante avantajado, possuí estrutura bastante rígida, e recebe uma faca alfa em sua ponta de desenho. Assim, seria possível realizar cortes circulares em materiais como latas e EVA. O corte ainda poderia ser oblíquo, ou perpendicular à superfície. A construção do compasso, entretanto, não foi tão eficiente quanto o projeto que eu idealizara... O aparelho só serviu para corte de discos acima de uma determinada medida mínima, por volta de uns 4cm. Abaixo desta medida, tornou-se muito difícil imprimir força ao aparelho, para efetuar o corte. Algo semelhante a tentar traçar um círculo muito pequeno com um compasso escolar.


Figura 8 compasso de corte construído em estrutura de alumínio.

Minha terceira tentativa de adaptação envolveu o conceito inicial, com dois anteparos... Todos os meus medos se realizaram... Os anteparos limitaram muito meus movimentos. Lixar um spinner em rotação tornou-se impossível, na medida em que o anteparo frontal impedia que eu produzisse cones usando uma lixa fixa. Por outro lado, fixar o motor e mover a lixa seria outro problema, pois eu não possuía nenhum suporte adequado para prender minha retífica. Prende-la com firmeza numa morsa certamente danificaria a ferramenta. Por fim, esta estratégia só funcionou para a produção de pneus, mesmo assim com algumas limitações...


Minha quarta tentativa foi meramente uma adaptação do método anterior... Ao invés de prender uma lixa a um suporte, eu prendi uma lâmina de estilete (uma faca alfa ou cutter hobico) em uma morsa, e aproximei os discos de EVA em rotação...


Figura 9 A lâmina presa a uma morsa pode oferecer maiores possibilidades de modelagem, mas representa também maior risco de acidentes, e limitação de movimentos. Nunca utilize este método sem a proteção de luvas e óculos de proteção.

Mais do que problemas, este método trouxe alguns sérios riscos.

Primeiro: O controle de uma ferramenta rotatória não é lá muito fácil. Ao entrar em contato com o EVA, uma lâmina pode ir desbastando o material em camadas, raspando sua superfície, mas num mínimo erro, a lâmina pode adentrar mais fundo no material, rancando uma lasca e destruindo o trabalho. Se você não estiver muito atento, você poderá envergar a lâmina até parti-la, projetando seus pedaços em alta velocidade, sabe-se lá para onde...

Segundo: Se você botar mais força no trabalho, a uma rotação mais alta, você poderá levar um tranco quando a lâmina se aprofundar no material, e sua mão poderá atingir os restos da lâmina que terá acabado de se partir, causando cortes...

Fora os riscos, esta técnica provou poder contornar a maioria dos problemas anteriores como a limitação de espaço, projeção de discos de EVA, ou mesmo a existência de travas internas fincadas no material. Todos estes fatores limitantes do trabalho... O quarto problema citado nas tentativas anteriores continua, porém, persistindo.


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O quarto e mais importante problema de todas as ferramentas adaptadas: A estabilidade do eixo de rotação.

A estabilidade do eixo de rotação... Talvez o mais grave de todos os problemas até agora citados... Qualquer irregularidade no eixo que se prende à retífica como uma broca cria uma oscilação do movimento, que deixa a peça final deformada...


Figura 10 A oscilação no movimento circular destas ferramentas pode comprometer o trabalho, assim como é nocivo às ferramentas motorizadas.

Imagine a situação: O eixo está um pouquinho torto... A peça presa oscila, então, para cima e para baixo de seu movimento circular ideal. Para compensar esta oscilação, bastaria ter uma peça inicial de EVA, com espessura superior à espessura final desejada. Esta lógica, porém, só é verdadeira se a peça de EVA permanecer naquele mesmo regime de rotação durante todo o trabalho. Lembre-se de que nosso trabalho, aqui, é livre... Se empunharmos de forma diferente a retífica ou a furadeira, corremos o risco de mudar a geometria de nossa oscilação, ou seja, o que era de cima para baixo, pode-se tornar oblíquo... Além disso, para dar uma razão mais fácil de entender, compensar uma diferença no movimento circular é bem mais fácil quando temos uma base sólida em que nos apoiar. Mesmo reconhecer a oscilação é mais fácil, se tivermos uma base de referência fixa em relação ao movimento. Lembre-se que o trabalho com as ferramentas adaptadas ocorre a “mão livre”, ou seja, por mais que tentemos manter nossas mãos paradas e estáveis, nossa pulsação cardíaca ou outro motivo qualquer nos levará a oscilar a posição de nossos braços. Desta forma fica bem mais difícil perceber o desalinho de nossas ferramentas. Uma solução de bancada seria bem mais interessante para vencer estas dificuldades... O motor fixo nos daria uma base bem mais estável. Este é o primeiro motivo para o uso de um torno mecânico...


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As vantagens de um torno macânico:

Estabilidade! Esta é a principal vantagem dos tornos mecânicos... Mas estabilidade quando e como? Bem, em teoria um torno mecânico pode ser estável de várias formas... Primeiro: Preso a uma bancada firme, o torno permite movimentar as ferramentas de corte, lixa e desbaste ao invés de movimentar o motor. Ora, as ferramentas são muito mais leves que o motor, sendo mais cômodo o trabalho nestas condições, e permitindo maior precisão. Segundo: É muito mais fácil perceber oscilações no movimento circular das peças a serem modeladas, quando se usa um torno. Esta facilidade de percepção também ajuda a eliminar as causas da oscilação, ou compensa-la, já que o regime do movimento não muda, até que você retire a peça do torno para realinhá-la. Terceiro: Prender peças em um torno é muito mais seguro que prende-las em acessórios de movimento livre. Lembre-se que o torno pode prende-las em dois pontos de apoio, ou no interior de um mandril, da mesma forma que prendemos uma broca numa furadeira.


Figura 11 Dois pontos de apoio ao movimento... Uma peça situada nesta posição poderá ser perfeitamente modelada. Ao final do serviço, não existirá mais oscilação, já que esta se deve exclusivamente ao alinhamento da peça, no início do trabalho.

Além da estabilidade, podemos citar mais algumas vantagens. Primeira: Um torno pode aumentar muito a precisão de seus movimentos através de guias de movimento retilíneo e ajustes finos, feitos lentamente e de forma segura, sem tremuras comuns de nossas mãos.


Figura 12 Guias de movimento retilíneo no comprimento (dentes na parte de baixo da peça), na profundidade (ver seta vermelha), réguas de medição e knobs nos ajustes dos movimentos.

Segunda: Exceto pelo uso de algumas ferramentas a mão livre para obter liberdade extra, o uso de um torno aumenta muito a segurança do trabalho, ao deixar nossas mãos mais distantes da ferramenta e objeto modelado.

Terceira: O torno pode possuir medidas de ângulos e distâncias para referência, reduzindo assim a necessidade de medições constantes do objeto a cada passo do trabalho. Basta movimentar as partes do torno segundo as medidas desejadas, acompanhando tudo pelas marcações do próprio equipamento.


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O que desejaríamos em nosso torno:
  • Réguas de medição de distâncias (regulagens dos acessórios do torno milímetro a milímetro, para todos os movimentos, e grau a grau para todas as ferramentas).
  • Guias de movimento retilíneo, pelo menos para os movimentos de comprimento e profundidade, mas de preferência também para altura das ferramentas.
  • Opções de eixo de pressão, com dois soquetes de apoio (ver figura 13) ou suporte tradicional.
  • Mandril de grande abertura, comportando objetos de diâmetros bastante variados.
  • Suporte pesado e firme, parafusável em bancada.
  • Base corrediça para apoio das ferramentas.
  • Possibilidade de troca de base de apoio de ferramentas.
  • Várias velocidades de rotação.
  • Todos os movimentos ajustados por manivelas ou knobs.

Figura 13 Eixo com ajustes de pressão. Estendendo-se de um lado ao outro do torno, esta peça assumiria a mesma função que o mandril de pressão, mas eliminando a oscilação.

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Projetando nosso torno:

O projeto de um torno será uma tarefa um tanto avançada...

Primeiramente será preciso definir um objetivo de trabalho (capacidade do torno), assim como verificar quais os materiais e ferramentas estão disponíveis para que as adaptemos. A construção de um torno mecânico caseiro só fará sentido se você já possuir um motor (furadeira, retífica, tupia), e as ferramentas para trabalho, como faca alfa, goivas, lixas, etc. Se você não possuir o material para adaptação, o investimento pode ser alto o suficiente para compensar a compra de um torno pronto. Isto será verdade, a menos que você tenha descoberto alguma utilização personalizada para o torno, que seria impossível de realizar com um equipamento comprado.

Para o projeto e construção, descreverei os passos que imagino serem necessários, e discutirei algumas possibilidades de construção em um artigo à parte, num futuro um pouco mais distante. Não deixe de conferir!


Não aplique nenhuma das técnicas acima expostas, sem antes ler as instruções e precauções expostas no tutorial de fabricação de spinners

Para acessar este tutorial, clique aqui!


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Leonardo Corradi, 23 de novembro de 2003


Este documento foi copiado de http://www.modelismo.alternativo.nom.br


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