Un taladro es una herramienta que se utiliza para hacer agujeros redondos o colocar sujetadores. Está equipado con una broca , ya sea un taladro o un portabrocas . Los modelos operados manualmente están perdiendo popularidad drásticamente y los inalámbricos que funcionan con baterías están proliferando debido a una mayor eficiencia y facilidad de uso.
Los taladros se utilizan comúnmente en proyectos de carpintería , metalurgia , construcción , fabricación de máquinas herramienta , construcción y servicios públicos. Se fabrican versiones especialmente diseñadas para aplicaciones en miniatura.
Alrededor del 35.000 a.C., el Homo sapiens descubrió los beneficios de la aplicación de herramientas rotativas. Esto habría consistido rudimentariamente en hacer girar una roca puntiaguda entre las manos para perforar un agujero en otro material. [1] Esto llevó al taladro de mano, un palo liso, que a veces se unía a una punta de pedernal y se frotaba entre las palmas. Esto fue utilizado por muchas civilizaciones antiguas de todo el mundo, incluidos los mayas . [2] Los primeros artefactos perforados, como hueso , marfil , conchas y astas encontrados, datan del Paleolítico superior . [3]
Los taladros de arco (taladros de correa) son los primeros taladros mecánicos, ya que convierten un movimiento de ida y vuelta en un movimiento giratorio y se remontan a hace unos 10.000 años. Se descubrió que atar una cuerda alrededor de un palo y luego unir los extremos de la cuerda a los extremos de un palo (un arco) permitía al usuario perforar de manera más rápida y eficiente. Utilizados principalmente para crear fuego , los taladros de arco también se utilizaron en carpintería, cantería y odontología antiguas. Los arqueólogos descubrieron un cementerio neolítico en Mehrgarh , Pakistán, que data de la época de los harappa , hace unos 7.500 a 9.000 años, y que contenía nueve cuerpos adultos con un total de once dientes perforados. [4] Hay jeroglíficos que representan a carpinteros y fabricantes de cuentas egipcios en una tumba en Tebas usando taladros de arco. La evidencia más antigua del uso de estas herramientas en Egipto se remonta aproximadamente al 2500 a. C. [5] El uso de taladros de arco se extendió ampliamente por Europa, África, Asia y América del Norte durante la antigüedad y todavía se usa en la actualidad. A lo largo de los años, se han desarrollado muchas variaciones ligeras de taladros de arco y correa para los diversos usos de perforar materiales o encender fuegos.
La perforadora con núcleo se desarrolló en el antiguo Egipto hacia el año 3000 a.C. [6] El taladro con bomba se inventó durante la época romana . Consiste en un eje vertical alineado por un trozo de madera horizontal y un volante para mantener la precisión y el impulso. [7]
La punta hueca, utilizada por primera vez alrededor del siglo XIII, consistía en un palo con una pieza de metal de forma tubular en el extremo, como el cobre . Esto permitió perforar un agujero mientras solo se pulía la sección exterior del mismo. Esto separa completamente la piedra o madera interior del resto, permitiendo que el taladro pulverice menos material para crear un agujero de tamaño similar. [8]
Mientras que el taladro de bomba y el taladro de arco se utilizaron en la civilización occidental para perforar agujeros más pequeños durante una gran parte de la historia de la humanidad, la barrena se utilizó para perforar agujeros más grandes a partir de algún momento entre las épocas romana y medieval. [9] La barrena permitió aplicar más torsión para agujeros más grandes. No se sabe cuándo se inventaron la abrazadera y la broca ; sin embargo, la imagen más antigua encontrada hasta ahora data del siglo XV. [9] Es un tipo de taladro de manivela que consta de dos partes como se ve en la imagen. La riostra, en la mitad superior, es donde el usuario la sujeta y la gira y en la parte inferior está la broca. La broca es intercambiable a medida que las brocas se desgastan. La barrena utiliza un tornillo helicoidal giratorio similar a la broca con forma de tornillo de Arquímedes que es común en la actualidad. También vale la pena mencionar la barrena , ya que es una versión reducida de una barrena.
En Oriente , los taladros giratorios se inventaron ya en el año 221 a. C. durante la dinastía china Qin , [10] capaces de alcanzar una profundidad de 1500 m. [6] Los taladros giratorios en la antigua China se construían con madera y requerían mucha mano de obra, pero podían atravesar roca sólida. [11] El taladro de mantequera aparece en Europa durante el siglo XII. [6] En 1835, se informa que Isaac Singer construyó un taladro de mantequera impulsado por vapor basado en el método que usaban los chinos. [12] También vale la pena discutir brevemente las primeras taladradoras; Eran máquinas herramienta que derivaban de taladros de arco pero que funcionaban con molinos de viento o ruedas hidráulicas . Las taladradoras consistían en taladros eléctricos que podían subirse o bajarse sobre un material, lo que permitía menos fuerza por parte del usuario.
El siguiente gran avance en la tecnología de perforación, el motor eléctrico , condujo a la invención del taladro eléctrico. Se le atribuye a Arthur James Arnot y William Blanch Brain de Melbourne , Australia, quienes patentaron el taladro eléctrico en 1889. [13] En 1895, los hermanos Wilhelm y Carl Fein de Stuttgart , Alemania, crearon el primer taladro portátil . En 1917, Black & Decker patentó el primer taladro portátil con interruptor de gatillo y empuñadura de pistola . [14] Este fue el comienzo de la era moderna de las perforadoras. Durante el último siglo, el taladro eléctrico se ha creado en una variedad de tipos y tamaños para una variedad de usos específicos.
Hay muchos tipos de taladros: algunos son accionados manualmente, otros utilizan electricidad (taladro eléctrico) o aire comprimido ( taladro neumático ) como fuerza motriz, y una minoría son impulsados por un motor de combustión interna (por ejemplo, los sinfines de perforación de tierra). Los taladros con acción de percusión ( taladros percutores ) se utilizan sobre todo en materiales duros como mampostería (ladrillo, hormigón y piedra) o roca . Las plataformas de perforación se utilizan para perforar agujeros en la tierra para obtener agua o petróleo. Con grandes plataformas de perforación se crean pozos de petróleo, pozos de agua o agujeros para calefacción geotérmica . Algunos tipos de taladros manuales también se utilizan para atornillar y otros sujetadores . Algunos pequeños electrodomésticos que no tienen motor propio pueden funcionar con taladro, como pequeñas bombas, trituradoras, etc.
Algunas formas de taladros se han utilizado desde la Prehistoria, tanto para hacer agujeros en objetos duros como como simulacros de incendio .
Los taladros manuales para metal se utilizan desde hace siglos. Incluyen:
Los taladros que funcionan con electricidad (o, más raramente, con aire comprimido) son las herramientas más comunes en los talleres de carpintería y mecanizado.
Los taladros eléctricos pueden ser con cable (alimentados desde una toma de corriente a través de un cable de alimentación ) o inalámbricos (alimentados mediante baterías eléctricas recargables ). Estos últimos tienen paquetes de baterías extraíbles que se pueden intercambiar para permitir una perforación ininterrumpida mientras se recargan.
Un uso popular de los taladros eléctricos de mano es fijar tornillos en la madera mediante el uso de puntas de destornillador. Las brocas optimizadas para este fin cuentan con un embrague para no dañar las ranuras de la cabeza del tornillo.
La mayoría de los taladros percutores eléctricos tienen una potencia nominal (potencia de entrada) de entre 600 y 1100 vatios. La eficiencia suele ser del 50 al 60%, es decir, 1000 vatios de entrada se convierten en 500 a 600 vatios de salida (rotación del taladro y acción de percusión).
Durante gran parte del siglo XX, se podían comprar comúnmente accesorios para convertir taladros manuales eléctricos con cable en una variedad de otras herramientas eléctricas, como lijadoras orbitales y sierras eléctricas, a un precio más bajo que comprar versiones dedicadas de esas herramientas. A medida que han bajado los precios de las herramientas eléctricas y de los motores eléctricos adecuados, estos accesorios se han vuelto mucho menos comunes.
Los primeros taladros inalámbricos utilizaban baterías intercambiables de 7,2 V. A lo largo de los años, los voltajes de las baterías han aumentado, siendo los taladros de 18 V los más comunes, pero hay voltajes más altos disponibles, como 24 V, 28 V y 36 V. Esto permite que estas herramientas produzcan tanto torque como algunos taladros con cable.
Los tipos de baterías más comunes son las de níquel-cadmio (NiCd) y las de iones de litio , cada una de las cuales posee aproximadamente la mitad de la cuota de mercado . Las baterías de NiCd existen desde hace más tiempo, por lo que son menos costosas (su principal ventaja), pero tienen más desventajas en comparación con las baterías de iones de litio. Las desventajas del NiCd son su vida limitada, su autodescarga, problemas medioambientales al desecharlo y, finalmente, un cortocircuito interno debido al crecimiento de dendritas . Las baterías de iones de litio son cada vez más comunes debido a su corto tiempo de carga, mayor vida útil, ausencia de efecto memoria y bajo peso. En lugar de cargar una herramienta durante una hora para obtener 20 minutos de uso, 20 minutos de carga pueden hacer funcionar la herramienta durante una hora en promedio. Las baterías de iones de litio también mantienen la carga durante un tiempo significativamente más largo que las baterías de níquel-cadmio, aproximadamente dos años si no se usan, frente a 1 a 4 meses para una batería de níquel-cadmio.
También conocida como llave de impacto, es una forma de taladro que incorpora un movimiento de martillo junto con el movimiento giratorio de un taladro convencional. El aspecto de percusión del taladro de impacto se produce cuando la potencia del motor no puede girar el perno, comenzará a ejercer ráfagas de fuerza para "martillar" el perno en la dirección deseada. Estos taladros se usan comúnmente para asegurar pernos o tornillos largos en madera, metal y concreto, así como para aflojar pernos aflojados o demasiado apretados. Los taladros de impacto vienen en dos tipos principales, neumáticos y eléctricos, y varían en tamaño según la aplicación. Los taladros de impacto eléctricos suelen ser inalámbricos y se utilizan ampliamente en la construcción, la reparación de automóviles y la fabricación. Estos taladros eléctricos se prefieren a los neumáticos debido a su maniobrabilidad y facilidad de uso. Los taladros de impacto neumáticos dependen del aire y deben permanecer conectados a una fuente de aire para mantener la energía. El portabrocas de los taladros de impacto es diferente del taladro eléctrico de mano convencional. El mandril actúa más como una pinza con forma hexagonal en la que se bloquean las puntas y los destornilladores. Los destornilladores de impacto también se pueden usar para perforar agujeros como un taladro con empuñadura de pistola estándar, pero esto requiere una broca especial que se bloquee en el collar hexagonal. El diseño de los taladros de impacto es casi idéntico al de los taladros eléctricos con empuñadura de pistola modernos, con una única diferencia importante. Los taladros de impacto tienen un receptor más corto, más delgado y rechoncho donde se encuentra el collar en comparación con el mandril cónico más grande de un taladro convencional. Esto permite al usuario encajar en lugares más pequeños que un taladro normal no encajaría. Los taladros de impacto no son buenos en cuanto a control de torsión y velocidad. La mayoría de los taladros portátiles tienen una opción de velocidad variable, mientras que la mayoría de los taladros de impacto tienen un par y una velocidad fijos. Los taladros de impacto no están diseñados para trabajos de precisión debido a esta falta de capacidad de ajuste. [15]
La acción del martillo de un taladro percutor es proporcionada por dos placas de leva que hacen que el portabrocas impulse rápidamente hacia adelante y hacia atrás a medida que el taladro gira sobre su eje. Esta acción de pulsación (martilleo) se mide en golpes por minuto (BPM), siendo común 10.000 o más BPM. Debido a que la masa combinada del mandril y la broca es comparable a la del cuerpo del taladro, la transferencia de energía es ineficiente y, a veces, puede dificultar que las brocas más grandes penetren en materiales más duros, como el hormigón vertido. Un taladro percutor estándar acepta brocas de 6 mm (1/4 pulgada) y 13 mm (1/2 pulgada). El operador experimenta vibraciones considerables y las levas generalmente están hechas de acero templado para evitar que se desgasten rápidamente. En la práctica, los taladros se limitan a brocas de mampostería estándar de hasta 13 mm (1/2 pulgada) de diámetro. Una aplicación típica de un taladro percutor es la instalación de cajas eléctricas, correas para conductos o estantes en concreto.
El martillo perforador (también conocido como taladro percutor, taladro percutor o taladro para mampostería). Generalmente, los mandriles y taladros estándar son inadecuados y se utilizan mandriles como SDS y brocas de carburo que han sido diseñados para soportar las fuerzas de percusión. Un martillo perforador utiliza brocas SDS o Spline Shank. Estas brocas pesadas son expertas en pulverizar la mampostería y perforar este material duro con relativa facilidad. Algunos estilos de esta herramienta están destinados únicamente a la perforación de mampostería y la acción del martillo no se puede desactivar. Otros estilos permiten que el taladro se use sin la acción del percutor para taladrar normalmente, o que se use el percutor sin rotación para cincelar. En 1813, Richard Trevithick diseñó un taladro rotativo impulsado por vapor, también el primer taladro impulsado por vapor. [dieciséis]
A diferencia del taladro percutor de levas, un taladro percutor rotativo/neumático acelera sólo la broca. Esto se logra mediante un diseño de pistón, en lugar de una leva giratoria. Los martillos perforadores tienen mucha menos vibración y penetran la mayoría de los materiales de construcción. También se pueden utilizar como "sólo taladro" o como "sólo martillo", lo que amplía su utilidad para tareas como picar ladrillo u hormigón. El progreso de la perforación de agujeros es muy superior al de los taladros percutores de leva, y estos taladros se utilizan generalmente para agujeros de 19 mm (3/4 de pulgada) o más. Una aplicación típica de un taladro percutor rotativo es perforar grandes orificios para tirafondos en los cimientos o instalar grandes anclajes de plomo en concreto para pasamanos o bancos.
Un taladro de columna (también conocido como taladro de pedestal, taladro de pilar o taladro de banco) es un estilo de taladro que puede montarse sobre un soporte o atornillarse al piso o a la mesa de trabajo . Se fabrican modelos portátiles, algunos con base magnética. Los componentes principales incluyen una base, columna (o pilar), mesa ajustable, husillo, mandril y cabezal de perforación, generalmente impulsados por un motor eléctrico. El cabezal suele tener un conjunto de tres mangos que parten de un eje central y que se giran para mover el husillo y el mandril verticalmente. La distancia desde el centro del mandril hasta el borde más cercano de la columna es la garganta. El swing es simplemente el doble de garganta, y el swing es la forma en que se clasifican y venden las taladradoras. Por lo tanto, una herramienta con garganta de 4" tiene un giro de 8" (puede perforar un agujero en el centro de una pieza de trabajo de 8") y se llama taladradora de 8". [17]
Un taladro de columna tiene una serie de ventajas sobre un taladro de mano:
Para la mayoría de las taladradoras, especialmente aquellas destinadas a trabajar la madera o a uso doméstico, el cambio de velocidad se logra moviendo manualmente una correa a través de una disposición de poleas escalonadas . Algunas taladradoras agregan una tercera polea escalonada para aumentar la cantidad de velocidades disponibles. Sin embargo, los taladros de columna modernos pueden utilizar un motor de velocidad variable junto con el sistema de polea escalonada. Las taladradoras de servicio mediano, como las que se utilizan en aplicaciones de talleres mecánicos (cuartos de herramientas), están equipadas con una transmisión continuamente variable . Este mecanismo se basa en poleas de diámetro variable que accionan una correa ancha y resistente. Esto proporciona un amplio rango de velocidades, así como la capacidad de cambiar de velocidad mientras la máquina está en funcionamiento. Los taladros de columna de alta resistencia que se utilizan para trabajar metales suelen ser del tipo con cabezal de engranaje que se describe a continuación.
Las taladradoras se utilizan a menudo para diversas tareas de taller además de perforar agujeros. Esto incluye lijar, bruñir y pulir. Estas tareas se pueden realizar montando tambores de lijado, ruedas de bruñido y otros accesorios giratorios en el mandril. Esto puede resultar inseguro en algunos casos, ya que el eje del mandril, que puede quedar retenido en el husillo únicamente por la fricción de un ajuste cónico , puede desprenderse durante la operación si las cargas laterales son demasiado altas.
Un taladro de cabeza con engranajes transmite potencia desde el motor al husillo a través de engranajes rectos dentro del cabezal de la máquina, eliminando una correa de transmisión flexible. Esto asegura una conducción positiva en todo momento y minimiza el mantenimiento. Los taladros con cabeza dentada están diseñados para aplicaciones de trabajo de metales donde las fuerzas de perforación son mayores y la velocidad deseada (RPM) es menor que la utilizada para trabajar la madera.
Las palancas unidas a un lado del cabezal se utilizan para seleccionar diferentes relaciones de transmisión para cambiar la velocidad del husillo, generalmente junto con un motor de dos o tres velocidades (esto varía según el material). La mayoría de las máquinas de este tipo están diseñadas para funcionar con energía eléctrica trifásica y generalmente tienen una construcción más robusta que las unidades accionadas por correa de tamaño equivalente. Prácticamente todos los ejemplos tienen cremalleras con engranajes para ajustar la posición de la mesa y del cabezal en la columna.
Las taladradoras con cabezal dentado se encuentran comúnmente en salas de herramientas y otros entornos comerciales donde se requiere una máquina de alta resistencia capaz de realizar perforaciones de producción y cambios rápidos de configuración. En la mayoría de los casos, el husillo está mecanizado para aceptar herramientas de cono Morse para una mayor flexibilidad. Las taladradoras con cabezal de engranajes más grandes suelen estar equipadas con alimentación eléctrica en el mecanismo de caña, con una disposición para desconectar la alimentación cuando se ha alcanzado una determinada profundidad de perforación o en caso de un recorrido excesivo. Algunas taladradoras con cabezal dentado tienen la capacidad de realizar operaciones de roscado sin la necesidad de un accesorio de roscado externo. Esta característica es común en las taladradoras con cabezal dentado más grandes. Un mecanismo de embrague impulsa el grifo hacia la pieza accionada y luego lo saca del orificio roscado una vez que se alcanza la profundidad adecuada. Los sistemas de refrigeración también son comunes en estas máquinas para prolongar la vida útil de la herramienta en condiciones de producción.
Una taladradora de brazo radial es una taladradora de gran tamaño con cabezal de engranajes en la que el cabezal se puede mover a lo largo de un brazo que irradia desde la columna de la máquina. Como es posible girar el brazo con respecto a la base de la máquina, un taladro taladrador de brazo radial puede operar en un área grande sin tener que reposicionar la pieza de trabajo. Esta característica ahorra un tiempo considerable porque es mucho más rápido reposicionar el cabezal de la máquina que soltar, mover y luego volver a sujetar la pieza de trabajo a la mesa. El tamaño del trabajo que se puede realizar puede ser considerable, ya que el brazo puede apartarse del camino de la mesa, lo que permite que una grúa puente o una torre de perforación coloquen una pieza de trabajo voluminosa sobre la mesa o la base. Se puede usar un tornillo de banco con una taladradora de brazo radial, pero lo más frecuente es que la pieza de trabajo se fije directamente a la mesa o base, o se sostenga en un dispositivo .
La alimentación del husillo eléctrico es casi universal en estas máquinas y los sistemas de refrigeración son comunes. Las máquinas de mayor tamaño suelen tener motores de alimentación para elevar o mover el brazo. Las taladradoras de brazo radial más grandes pueden perforar agujeros de hasta cuatro pulgadas (101,6 milímetros) de diámetro en acero sólido o hierro fundido. Las taladradoras de brazo radial se especifican por el diámetro de la columna y la longitud del brazo. La longitud del brazo suele ser la misma que la distancia máxima a la garganta. El taladro de columna con brazo radial que se muestra a la derecha tiene un diámetro de 9 pulgadas y un brazo de 3 pies de largo. La distancia máxima de garganta de esta máquina sería de aproximadamente 36", dando un giro máximo de 72" (6 pies o 1,83 metros).
Un taladro magnético es una máquina portátil para perforar agujeros en piezas de trabajo grandes y pesadas que son difíciles de mover o llevar a una máquina perforadora convencional estacionaria. Tiene una base magnética y perfora agujeros con la ayuda de herramientas de corte como cortadores anulares (brochadoras) o con brocas helicoidales . Hay varios tipos dependiendo de sus operaciones y especializaciones, como perforadoras magnéticas y roscadoras, inalámbricas, neumáticas, horizontales compactas, de alimentación automática, con base de mesa transversal, etc.
Las fresas son una alternativa más ligera a una fresadora . Combinan un taladro (accionado por correa) con las capacidades de coordenadas X/Y de la mesa de la fresadora y un collar de bloqueo que garantiza que la herramienta de corte no se caiga del husillo cuando se experimentan fuerzas laterales contra la broca. Aunque son de construcción ligera, tienen la ventaja de ahorrar espacio y ser versátiles, además de económicos, siendo adecuados para mecanizado ligero que de otro modo no serían asequibles.
Los taladros se utilizan en cirugía para eliminar o crear agujeros en el hueso ; Las especialidades que los utilizan incluyen odontología , cirugía ortopédica y neurocirugía . El desarrollo de la tecnología de perforación quirúrgica ha seguido al de la perforación industrial, incluidas transiciones al uso de láseres, endoscopia , uso de tecnologías de imágenes avanzadas para guiar la perforación y taladros robóticos. [18] [19] [20] [21]
Los taladros se utilizan a menudo simplemente como motores para impulsar una variedad de aplicaciones, de la misma manera que los tractores con tomas de fuerza genéricas se utilizan para impulsar arados, cortadoras de césped, remolques, etc.
Los accesorios disponibles para taladros incluyen:
Algunos de los principales tipos de brocas son
La capacidad de perforación indica el diámetro máximo que un taladro eléctrico o una taladradora determinada puede producir en un determinado material. Es esencialmente un indicador del par continuo que la máquina es capaz de producir. Normalmente, un taladro determinado tendrá su capacidad especificada para diferentes materiales, es decir, 10 mm para acero, 25 mm para madera, etc.
Por ejemplo, las capacidades máximas recomendadas para el taladro inalámbrico DeWalt DCD790 para tipos y materiales de brocas específicos son las siguientes: [22]
