Una sierra de cinta (también escrita como sierra de cinta ) es una sierra eléctrica con una hoja larga y afilada que consiste en una banda continua de metal dentado estirada entre dos o más ruedas para cortar material. Se utilizan principalmente en carpintería , metalistería y tala de árboles , pero pueden cortar una variedad de materiales. Las ventajas incluyen una acción de corte uniforme como resultado de una carga de dientes distribuida uniformemente y la capacidad de cortar formas irregulares o curvas como una sierra de calar . [1] El radio mínimo de una curva está determinado por el ancho de la banda y su corte . La mayoría de las sierras de cinta tienen dos ruedas que giran en el mismo plano, una de las cuales está motorizada, aunque algunas pueden tener tres o cuatro para distribuir la carga. La hoja en sí puede venir en una variedad de tamaños y pasos de dientes (dientes por pulgada o TPI), lo que permite que la máquina sea muy versátil y capaz de cortar una amplia variedad de materiales, incluidos madera, metal y plástico. La sierra de cinta se recomienda para cortar metal, ya que produce humos y partículas mucho menos tóxicos en comparación con la amoladora angular y la sierra alternativa . [2]
Hoy en día, casi todas las sierras de cinta funcionan con un motor eléctrico . Las versiones con eje lineal eran comunes en el pasado, pero ahora son antigüedades.
La idea de la sierra de cinta se remonta al menos a 1809, cuando William Newberry recibió una patente británica por la idea, pero las sierras de cinta siguieron siendo poco prácticas en gran medida debido a la incapacidad de producir hojas precisas y duraderas utilizando la tecnología de la época. [3] La flexión constante de la hoja sobre las ruedas provocó que el material o la unión que la soldaba en un bucle fallaran.
Pasaron casi 40 años hasta que la francesa Anne Paulin Crepin ideó una técnica de soldadura que superaba este obstáculo. Solicitó una patente en 1846 y poco después vendió el derecho de uso al fabricante A. Perin & Company de París. La combinación de este método con nuevas aleaciones de acero y técnicas avanzadas de templado le permitió a Perin crear la primera hoja de sierra de cinta moderna. [4]
La primera patente de sierra de cinta estadounidense fue otorgada a Benjamin Barker de Ellsworth, Maine, en enero de 1836. [5] La primera sierra de cinta producida en fábrica y disponible comercialmente en los EE. UU. fue un diseño de Paul Prybil. [6]
Las sierras eléctricas para metales (con hojas recíprocas) alguna vez fueron comunes en las industrias metalúrgicas, pero las sierras de cinta y las sierras frías las han desplazado en su mayoría.
Muchos talleres en garajes o sótanos residenciales y en la industria ligera cuentan con sierras de cinta de tamaño pequeño o mediano que pueden cortar madera, metal o plástico. A menudo se deja una hoja de uso general en su lugar, aunque las hojas optimizadas para madera o metal se pueden cambiar cuando el volumen de uso lo justifica. La mayoría de las sierras de cinta residenciales y comerciales son del tipo vertical montadas en un banco o un soporte de gabinete. Las versiones de herramientas eléctricas portátiles , incluidos los modelos inalámbricos , también son comunes en las últimas décadas, lo que permite a los contratistas de construcción llevarlas en el camión al lugar de trabajo.
Las sierras para cortar carne suelen estar fabricadas en acero inoxidable y son fáciles de limpiar. Las hojas tienen dientes finos con puntas tratadas térmicamente o tienen bordes lisos o festoneados.
Las sierras de cinta dedicadas al corte industrial de metales, como el acero estructural en talleres de fabricación y el material en barras en talleres de máquinas , están disponibles en diseños verticales y horizontales. Las velocidades de cinta típicas varían de 40 pies/min (0,20 m/s) a 5000 pies/min (25 m/s), aunque las sierras de cinta especializadas están diseñadas para el corte por fricción de metales duros y funcionan a velocidades de cinta de 15 000 pies/min (76 m/s). Las sierras de cinta para corte de metales suelen estar equipadas con cepillos o ruedas de cepillos para evitar que las virutas se queden atrapadas entre los dientes de la hoja. Los sistemas que enfrían la hoja con líquido de corte también son equipos comunes en las sierras de cinta para corte de metales. El refrigerante elimina las virutas y mantiene la hoja fría y lubricada.
Las sierras de cinta horizontales mantienen la pieza de trabajo estacionaria mientras la hoja oscila hacia abajo a través del corte. Esta configuración se utiliza para cortar materiales largos, como tubos o barras, a medida. Por lo tanto, es una parte importante de las instalaciones en la mayoría de los talleres de máquinas. El diseño horizontal no es útil para cortar curvas o formas complicadas. Las sierras de cinta horizontales pequeñas suelen emplear solo una alimentación por gravedad, retardada hasta un grado ajustable por un resorte helicoidal; en los modelos industriales, la velocidad de descenso suele estar controlada por un cilindro hidráulico que purga a través de una válvula ajustable. Cuando la sierra está preparada para un corte, el operador levanta la sierra, coloca el material a cortar debajo de la hoja y luego enciende la sierra. La hoja desciende lentamente dentro del material, cortándolo a medida que la hoja de cinta se mueve. Cuando se completa el corte, se dispara un interruptor y la sierra se apaga automáticamente. Las versiones más sofisticadas de este tipo de sierra están parcial o totalmente automatizadas (a través de PLC o CNC ) para el corte de grandes volúmenes de piezas brutas para mecanizado. Estas máquinas proporcionan una corriente de fluido de corte recirculado desde un cárter , de la misma manera que lo hace un centro de mecanizado CNC.
Una sierra de cinta vertical, también llamada sierra de contorno, mantiene la trayectoria de la hoja estacionaria mientras la pieza de trabajo se mueve a través de ella. Este tipo de sierra se puede utilizar para cortar formas y ángulos complejos. La pieza se puede introducir en la hoja manualmente o con un mecanismo de asistencia eléctrica. Este tipo de sierra de cinta para cortar metales suele estar equipada con un soldador de hojas incorporado. Esto no solo permite al operador reparar hojas rotas o fabricar hojas nuevas rápidamente, sino que también permite cortar la hoja a propósito, enrutarla a través del centro de una pieza y volver a soldarla para hacer cortes interiores. Estas sierras suelen estar equipadas con un soplador de aire incorporado para enfriar la hoja y soplar las virutas fuera del área de corte, lo que le da al operador una vista clara del trabajo. Este tipo de sierra también se fabrica en una versión para carpintería. El tipo para carpintería generalmente es de construcción mucho más liviana y no incorpora un mecanismo de alimentación eléctrica, refrigerante o soldador.
También se han producido avances en las hojas de sierra de cinta que se utilizan para cortar metales. Las hojas bimetálicas con dientes de acero de alta velocidad , incluidos los de cobalto, son ahora la norma. El desarrollo de nuevas geometrías y pasos de dientes ha producido mayores tasas de producción y una mayor vida útil de las hojas. Nuevos materiales y procesos, como el acero M51 y el tratamiento criogénico de las hojas, han producido resultados que se creían imposibles hace apenas unos años. También se han desarrollado nuevas máquinas para automatizar el proceso de soldadura de las hojas de sierra de cinta.
Los aserraderos utilizan sierras de cinta muy grandes para cortar madera ; se prefieren a las sierras circulares para cortar porque pueden acomodar madera de gran diámetro y debido a su corte más pequeño (tamaño de corte), lo que resulta en menos desperdicio.
También existen pequeños aserraderos portátiles, que consisten en una sierra de cinta del tamaño de una sierra de taller montada sobre una mesa guía, que se denominan aserraderos de cinta (aserraderos de cinta, aserraderos de cinta). Al igual que los aserraderos de cadena (una motosierra sobre una mesa guía), pueden ser utilizados de forma económica por una o dos personas en el campo.
En un aserradero de tamaño normal, las hojas están montadas sobre ruedas con un diámetro lo suficientemente grande como para no causar fatiga del metal debido a la flexión cuando la hoja cambia repetidamente de un perfil circular a uno recto. Se estira muy fuerte (siendo la resistencia a la fatiga del metal de la sierra el factor limitante). Las sierras de cinta de este tamaño necesitan tener una deformación incorporada que contrarreste las fuerzas y el calentamiento del funcionamiento. Esto se llama "banqueo". También es necesario desmontarlas y realizarles mantenimiento a intervalos regulares. Los afiladores de sierra o doctores de sierra son los artesanos responsables de este trabajo.
La forma de la garganta dentada está muy optimizada y diseñada por el aserrador y el afilador. Varía según el aserradero, así como el tipo y el estado de la madera. Los troncos congelados suelen requerir una "muesca de escarcha" en la garganta para romper las astillas. La forma de la garganta dentada se crea cuando se fabrica la hoja y su forma se mantiene automáticamente con cada afilado. El afilador deberá mantener el perfil de la muela de afilarla periódicamente.
El seguimiento adecuado de la hoja es crucial para un corte preciso y reduce considerablemente la rotura de la hoja. El primer paso para garantizar un buen seguimiento es comprobar que las dos ruedas de banda o volantes estén coplanares. Esto se puede hacer colocando una regla en la parte delantera de las ruedas y ajustándola hasta que cada rueda entre en contacto. Gire las ruedas con la hoja en posición y correctamente tensada y compruebe que el seguimiento es correcto. Ahora instale los rodillos guía de la hoja y deje un espacio de aproximadamente 1 mm entre la parte trasera de la hoja y la brida guía. Los dientes de las hojas que se han vuelto estrechos debido al afilado repetido ensuciarán el borde delantero de los rodillos guía debido a su juego de ranuras y forzarán la hoja a desalinearse. Esto se puede remediar cortando un pequeño escalón en los bordes delanteros de los rodillos para acomodar los dientes salientes. Idealmente, los rodillos deben estar abombados (consulte sistemas de correas y poleas ), una configuración que ayuda al seguimiento adecuado de las bandas y correas, al mismo tiempo que permite espacio libre para el juego de dientes.
Las sierras de cabezal son sierras de cinta grandes que realizan los cortes iniciales en un tronco. Por lo general, tienen un espacio entre dientes de 51 a 76 mm (2 a 3 pulgadas) en el borde de corte y dientes para astillas en la parte posterior. Los dientes para astillas son dientes no cortantes diseñados para quitar las astillas del camino cuando la hoja necesita retirarse de un corte.
Un reaserradero es una sierra de cinta grande optimizada para cortar madera a lo largo de la veta para reducir secciones más grandes a secciones más pequeñas o chapas . Para reaserrar chapas se necesita una hoja ancha (normalmente de 51 a 76 mm) con un corte pequeño para minimizar el desperdicio. Se pueden adaptar hojas de reaserradero de hasta 25 mm a una sierra de cinta estándar.
Las sierras de doble filo tienen dientes de corte en ambos lados. Por lo general, son muy grandes, de un tamaño similar al de una sierra de cabeza. [7]
Las sierras de cinta automáticas cuentan con una velocidad de avance, retorno, caída, alimentación de piezas y sujeción de piezas preestablecidas. Se utilizan en entornos de producción en los que no es práctico tener un operador de máquina por sierra. Un operador puede alimentar y descargar muchas sierras automáticas.
Algunas sierras automáticas dependen del control numérico no solo para cortar más rápido, sino también para ser más precisas y realizar cortes de inglete más complejos.
Al menos dos dientes deben estar en contacto con la pieza de trabajo en todo momento para evitar que se desprendan. [8]
