Desenvolvimento de uma máquina de corte a laser CNC em arquitetura vertical

Resumo

O desenvolvimento de equipamentos de automação de baixo custo representa uma alternativa para
ampliar o acesso às tecnologias de fabricação digital, especialmente em ambientes com limitações de
espaço e recursos financeiros. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta o desenvolvimento de
uma máquina de corte e gravação a laser com Controle Numérico Computadorizado (CNC),
estruturada em uma configuração vertical. Em consonância com a temática da Semana Nacional de
Ciência e Tecnologia de 2026, “Ciência Delas”, o projeto também busca contribuir para a
democratização do acesso às tecnologias de fabricação digital, com potencial de aplicação em
iniciativas de empreendedorismo feminino, artesanato tecnológico e pequenos empreendimentos. O
objetivo consiste em projetar, construir e avaliar experimentalmente um protótipo funcional de
máquina CNC a laser vertical, priorizando o baixo custo de fabricação, a facilidade de manutenção e a
otimização do espaço físico. A metodologia compreendeu a modelagem tridimensional dos
componentes mecânicos por meio dos softwares Autodesk AutoCAD e Inventor, seguida da
fabricação de peças utilizando torno mecânico e fresadora ferramenteira. A estrutura foi
confeccionada em aço SAE 1045, com dimensões de 500 × 500 mm, empregando um sistema de
movimentação composto por roldanas, polias e correias dentadas GT2 reforçadas com fibra de vidro.
O deslocamento do módulo laser ocorre por meio da atuação coordenada de dois motores de passo
NEMA 17, associados a um sistema de contrapesos que auxilia no tensionamento das correias e na
redução dos esforços mecânicos. O controle eletrônico utiliza uma placa Arduino Uno, acoplada a
uma CNC Shield V3 e drivers DRV8825, alimentados por uma fonte de corrente contínua de 12 V. Para
adequar os comandos convencionais de movimentação cartesiana à geometria vertical, foi
desenvolvido um algoritmo responsável pela conversão das coordenadas dos eixos X e Y em
comprimentos correspondentes às correias de sustentação. Os testes preliminares de movimentação
demonstraram o funcionamento integrado dos sistemas mecânico, eletrônico e computacional,
permitindo executar trajetórias programadas por meio de comandos G-code. Os resultados parciais
indicam a viabilidade técnica da arquitetura proposta, embora ainda sejam necessárias avaliações
complementares de precisão dimensional e desempenho de corte. Conclui-se que o protótipo
apresenta potencial para constituir uma alternativa acessível e compacta de fabricação digital, com
possibilidades de aplicação em ambientes educacionais, oficinas comunitárias e pequenos
empreendimentos.