A presente dissertação descreve o desenvolvimento e a conceção de uma máquina CNC para corte térmico, integrando tecnologias de plasma de alta definição e oxicorte, com enfoque na componente mecânica. O trabalho foi realizado na empresa Unisolda S.A., em colaboração com o meio académico, tendo como principal motivação a criação de um equipamento robusto, preciso e economicamente competitivo face às soluções já existentes no mercado. O projeto abrangeu todas as fases do processo de desenvolvimento, desde a definição dos requisitos técnicos até à modelação, seleção de componentes e integração de sistemas. A metodologia adotada seguiu uma abordagem iterativa, análise comparativa de soluções, modelação tridimensional em CAD e simulações estruturais recorrendo ao método dos elementos finitos. Foram ainda estudados e dimensionados os sistemas de atuação dos eixos X, Y e Z, incluindo a seleção de fusos de esferas, engrenagens e servomotores. Os resultados obtidos permitiram validar a conceção estrutural da mesa de corte e dos subconjuntos mecânicos, garantindo resistência, precisão e fiabilidade no funcionamento. Adicionalmente, foi assegurada a integração de sistemas auxiliares, como o de elevação da tocha, bem como a compatibilidade com a fonte de corte a plasma e oxycorte industrial prevista. Conclui- se que o equipamento desenvolvido apresenta potencial para aumentar a competitividade da empresa e contribuir para o avanço tecnológico no setor do corte industrial, constituindo uma base sólida para futuros trabalhos de otimização e automatização.

This dissertation describes the development and design of a CNC thermal cutting machine, integrating high-definition plasma and oxy-fuel technologies, with a focus on the mechanical component. The work was carried out at Unisolda S.A., in collaboration with academia, with the main motivation being the creation of robust, precise and economically competitive equipment when compared to existing market solutions. The project encompassed all stages of the development process, from the definition of technical requirements to modelling, component selection and system integration. The adopted methodology followed an iterative approach, including comparative analysis of solutions, three-dimensional CAD modelling and structural simulations using the finite element method. The actuation systems of the X, Y and Z axes were also studied and dimensioned, including the selection of ball screws, gears and servomotors. The results obtained validated the structural design of the cutting table and mechanical subassemblies, ensuring strength, precision and reliability in operation. In addition, the integration of auxiliary systems, such as torch lifting, was achieved, as well as compatibility with the planned industrial plasma and oxy-fuel cutting source. It is concluded that the equipment developed has the potential to enhance the company’s competitiveness and to contribute to technological progress in the industrial cutting sector, establishing a solid foundation for future optimisation and automation.

Mestrado em Engenharia Mecânica