Una sierra de cinta (también escrita 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 , metalurgia y explotación maderera , pero pueden cortar una variedad de materiales. Las ventajas incluyen una acción de corte uniforme como resultado de una carga dental 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 sierras de cinta tienen dos ruedas que giran en el mismo plano, una de las cuales es 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.
Casi todas las sierras de cinta actuales funcionan con un motor eléctrico . Las versiones de eje lineal alguna vez fueron comunes, pero ahora son antiguas.
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 seguían siendo poco prácticas debido en gran parte a la incapacidad de producir hojas precisas y duraderas utilizando la tecnología de la época. [2] La flexión constante de la hoja sobre las ruedas provocó que fallara el material o la unión que lo soldaba en un bucle.
Pasaron casi 40 años antes de que la francesa Anne Paulin Crepin ideara una técnica de soldadura que superara este obstáculo. Solicitó una patente en 1846 y poco después vendió el derecho de utilizarla al fabricante A. Perin & Company de París. La combinación de este método con nuevas aleaciones de acero y técnicas avanzadas de templado permitió a Perin crear la primera hoja de sierra de cinta moderna. [3]
La primera patente de sierra de cinta estadounidense fue concedida a Benjamin Barker de Ellsworth, Maine, en enero de 1836. [4] La primera sierra de cinta producida en fábrica y disponible comercialmente en los EE. UU. fue diseñada por Paul Prybil. [5]
Las sierras eléctricas (con hojas alternativas) alguna vez fueron comunes en las industrias metalúrgicas, pero las sierras de cinta y las sierras en frío las han desplazado en su mayoría.
Muchos talleres en garajes o sótanos residenciales y en la industria ligera contienen sierras de cinta de tamaño pequeño o mediano que pueden cortar madera, metal o plástico. A menudo se deja colocada una cuchilla de uso general, aunque las cuchillas optimizadas para madera o metal se pueden cambiar cuando el volumen de uso lo amerite. La mayoría de las sierras de cinta residenciales y comerciales son del tipo vertical y se montan en un banco o en un 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 la construcción llevarlas en camión al lugar de trabajo.
Las sierras para cortar carne suelen estar construidas totalmente 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 uso industrial de corte de metales, como acero estructural en talleres de fabricación y barras en talleres mecánicos , están disponibles en diseños verticales y horizontales. Las velocidades de banda típicas varían de 40 pies/min (0,20 m/s) a 5000 pies/min (25 m/s), aunque se construyen sierras de cinta especializadas para corte por fricción de metales duros y velocidades de banda de 15000 pies/min (76 m). /s). Las sierras de cinta para cortar metales suelen estar equipadas con cepillos o ruedas de cepillo para evitar que las virutas 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 fija la pieza de trabajo mientras la hoja oscila hacia abajo a través del corte. Esta configuración se utiliza para cortar materiales largos, como tuberías o barras, a medida. Por tanto, es una parte importante de las instalaciones de la mayoría de los talleres mecánicos. El diseño horizontal no es útil para cortar curvas o formas complicadas. Las sierras de cinta horizontales pequeñas suelen emplear únicamente alimentación por gravedad, retardada en un grado ajustable mediante 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 la levanta, coloca el material a cortar debajo de la hoja y luego enciende la sierra. La hoja desciende lentamente hacia el material, cortándolo a medida que se mueve la hoja de banda. Cuando se completa el corte, se activa un interruptor y la sierra se apaga automáticamente. Las versiones más sofisticadas de este tipo de sierra están parcial o totalmente automatizadas (mediante PLC o CNC ) para el corte de grandes volúmenes de piezas en bruto mecanizadas. Estas máquinas proporcionan una corriente de fluido de corte recirculada desde un sumidero , de la misma manera que lo hace un centro de mecanizado CNC.
Una sierra de cinta vertical, también llamada sierra de contorno, mantiene estacionaria la trayectoria de la hoja 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 puede introducirse 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 hoja incorporado. Esto no solo permite al operador reparar hojas rotas o fabricar hojas nuevas rápidamente, sino que también permite cortar la hoja deliberadamente, pasarla por el centro de una pieza y volver a soldarla para realizar cortes interiores. Estas sierras suelen estar equipadas con un soplador de aire incorporado para enfriar la hoja y alejar las virutas del área de corte, lo que brinda al operador una visión clara del trabajo. Este tipo de sierra también se construye en versión para carpintería. El tipo de carpintería es generalmente de construcción mucho más liviana y no incorpora un mecanismo de alimentación eléctrica, refrigerante ni soldador.
También se han logrado avances en las hojas de sierra de cinta utilizadas para cortar metales. Las hojas bimetálicas con dientes de acero de alta velocidad , incluidos los grados 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 la hoja. Nuevos materiales y procesos, como el acero M51 y el tratamiento criogénico de las palas, han producido resultados que se creían imposibles hace apenas unos años. También se han desarrollado nuevas máquinas para automatizar el proceso de soldadura de hojas de sierra de cinta.
Los aserraderos utilizan sierras de cinta muy grandes para cortar la madera ; se prefieren a las sierras circulares para desgarrar porque pueden acomodar madera de gran diámetro y debido a su corte (tamaño de corte) más pequeño, lo que genera menos desperdicio.
También existen pequeños aserraderos portátiles que consisten en una sierra de cinta del tamaño de un taller montada sobre una mesa guía, que se denominan aserraderos de cinta (aserraderos de cinta, aserraderos de cinta). Al igual que los aserraderos (una motosierra sobre una mesa guía), una o dos personas pueden utilizarlos de forma económica en el campo.
En un aserradero de tamaño completo, 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 mucho (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 que contrarreste las fuerzas y el calentamiento del funcionamiento. Esto se llama "banco". También es necesario retirarlos y darles mantenimiento a intervalos regulares. Los aserradores o aserradores son los artesanos responsables de este trabajo.
La forma de la garganta del diente está altamente optimizada y diseñada por el aserrador y el aserrador. Varía según el molino, así como el tipo y estado de la madera. Los troncos congelados a menudo requieren una "muesca helada" en la garganta para romper las astillas. La forma de la garganta del diente se crea cuando se fabrica la hoja y su forma se mantiene automáticamente con cada afilado. El aserrador deberá mantener el perfil de la muela rectificando periódicamente la muela.
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 los dos volantes o volantes sean coplanares. Esto se puede hacer colocando una regla en la parte delantera de las ruedas y ajustándola hasta que cada rueda se toque. Girar las ruedas con la hoja en posición y correctamente tensada y comprobar que el seguimiento es correcto. Ahora instale los rodillos guía de la hoja y deje un espacio de aproximadamente 1 mm entre la parte posterior de la hoja y la brida guía. Los dientes de las hojas que se han vuelto estrechos debido al afilado repetido ensuciarán el borde frontal de los rodillos guía debido a su juego de cortes y forzarán a la hoja a desalinearse. Esto se puede solucionar cortando un pequeño escalón en los bordes frontales de los rodillos para acomodar los dientes que sobresalen. Lo ideal es que los rodillos estén coronados (ver sistemas_de_belreas y_poleas ), una configuración que ayuda al correcto seguimiento de las bandas y correas, al mismo tiempo que permite espacio 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 2 a 3 pulgadas (51 a 76 mm) en el borde cortante y dientes plateados en la parte posterior. Los dientes para astillas son dientes que no cortan y están diseñados para quitar las astillas cuando la hoja necesita retirarse de un corte.
Una reaserradora es una sierra de cinta grande optimizada para cortar madera a lo largo de la fibra para reducir secciones más grandes en secciones o enchapados más pequeños . Para volver a aserrar chapas se requiere una hoja ancha, generalmente de 51 a 76 mm (2 a 3 pulgadas), con un corte pequeño para minimizar el desperdicio. Se pueden instalar hojas de reaserrado de hasta 25 mm (1 pulgada) en una sierra de cinta estándar.
Las sierras de doble corte tienen dientes cortantes en ambos lados. Generalmente son muy grandes, de tamaño similar a una sierra de cabeza. [6]
Las sierras de cinta automáticas cuentan con velocidad de avance, retorno, caída, alimentación de piezas y sujeción de piezas preestablecidas. Se utilizan en entornos de producción donde no es práctico tener un operador de máquina por sierra. Un operador puede alimentar y descargar muchas sierras automáticas.
Algunas sierras automáticas se basan en el control numérico no sólo para cortar más rápido, sino también para ser más precisos y realizar cortes a inglete más complejos .
Al menos dos dientes deben estar en contacto con la pieza de trabajo en todo momento para evitar que se desprendan los dientes. [7]
