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O presente trabalho utilizou a técnica de multivariáveis para otimização do processo através da função desejabilidade (desirability), método que permite avaliar um conjunto de dados simultaneamente para determinar as condições mais desejáveis para as propriedades estudadas no processo de corte por plasma a ar comprimido com controle manual. O processo de corte por plasma pertence a uma parte de cortes térmicos e aplica-se em diferentes campos da engenharia mecânica, estaleiros e tecnologia de processo. Os requisitos necessários para um corte desejado são: assegurar a qualidade das peças por meio de geometria de corte, ter uma pequena zona termicamente afetada (ZTA) na região do corte, possuir pequena perda de massa e baixa formação de escórias. O objeto deste estudo foi avaliar e aplicar os conhecimentos aos três estudos de caso cujos experimentos foram realizados no laboratório da engenharia mecânica da UNIFEI por Montalvão (1997) e Pereira (2000) utilizando como corpos de prova os aços carbono ABNT 1020 e 1045. Apesar das dificuldades inerentes ao processo, os resultados encontrados pela função desejabilidade neste presente trabalho foram satisfatórios. De forma geral, percebeu-se que as respostas dos experimentos é influenciada, principalmente, pelo fator velocidade de corte.