Sierra de cinta

La optimización en los procesos de corte es uno de los beneficios de la sierra cinta.

En la industria existen diferentes equipos de corte para el aserrado de metales.  La sierra de cinta es sin duda  la mejor opción a la hora de obtener un buen rendimiento en el corte de materiales.

Optimización de los procesos de corte con sierra de cinta

Debido a que las industrias procuran optimizar los procesos de fabricación y automatizar sus procesos con la industria 4.0, en la actualidad existen novedosas sierras de cinta para el corte de metales que facilitan el trabajo del operario. Es cierto que muchas empresas se interesan en reducir tiempos y costes en sus procesos productivos.

En algunas ocasiones por falta de formación no conocen en profundidad la máquina para aserrar. Esto es debido a que los responsables de hacerlo, les dan prioridad a factores relacionados con la entrega de pedidos y olvidan aspectos de suma importancia como por ejemplo, utilizar la cinta adecuada de acuerdo al tipo de material, o calcular el tiempo de corte exacto, a fin de optimizar el proceso de producción.

El manejo de este tipo de máquina es muy sencillo, pero es necesario impartir una formación sobre cómo utilizarla de manera eficiente y segura. No es lo mismo cortar un acero blando, que un acero para herramienta, dado que los parámetros de corte son diferentes en cada proceso. Existen hojas de corte específicas para distintos tipos de materiales.

En el caso de las cintas, poseen diferentes tipos de dientes, los cuales tienen unas medidas específicas que se ajustan a cada material. Además, también presentan un índice de corte con el que se establece el tiempo que va a tardar en realizar dicho proceso, ya que este dependerá principalmente de la dureza del material. Estas son condiciones que deberás tener en cuenta a la hora de trabajar con esta máquina. De lo contrario puedes tardar más tiempo del necesario o incluso llegar a romper la hoja de la sierra por un mal funcionamiento.

Evolución de la sierra de cinta

Con el tiempo, la sierra de cinta ha ido evolucionando, pero casi siempre las causas de un mal corte pueden ser provocadas por una operación inadecuada o a problemas mecánicos que podrían haberse evitado realizando un mantenimiento rutinario. Una sierra de cinta moderna puede lograr un buen acabado superficial y producir bordes bien definidos e impecables en el material.

Sin embargo, incluso una sierra de cinta antigua que ha trabajado correctamente a y se le ha realizado un mantenimiento rutinario, puede lograr un corte de alta calidad cercano al de una sierra de cinta moderna. Para asegurar un corte de calidad, nos tenemos que centrar en estas cinco áreas clave: refrigerante, la hoja, avance descendente, soporte de la pieza de trabajo y mantenimiento de la máquina. Desafortunadamente, muchas veces no atendemos a todas estas áreas clave en la sierra cinta.

Las sierras para metales, a veces llamadas tronzadoras, permiten realizar cortes sobre piezas metálicas muy resistentes, de forma rápida, sencilla y muy precisa. Los modelos más avanzados disponen de guías láser y otros accesorios como una mordaza auxiliar con sistema de avance automático, medida de corte y contador de cortes a través de un sistema PLC. Con este tipo de sistema conseguimos un conjunto prácticamente automatizado.

En el siguientes imágenes vamos a ver las diferentes partes que puede tener una sierra de cinta y una breve explicación de las mismas.

Partes de una sierra de cinta

Aspectos más importantes de una sierra de cinta

Refrigerante

El refrigerante arrastra las virutas del corte de la sierra y, junto con un cepillo limpiador de hoja, asegura que ninguna viruta regrese a la pieza de trabajo. El refrigerante además funciona como un agente de transferencia de calor para enfriar la pieza de trabajo y lubricar la hoja y así prolongar su vida. Como le ocurre al aceite en un motor de combustión, el refrigerante puede degradarse con el tiempo y debe cambiarse sobre todo cuando vemos que en la taladrina tiene una capa superior de aceite. Además, también por el olor y el color podemos ver que la taladrina esta en mal estado.

Para aceros generales, la relación de agua con taladrina debe ser de 10 a 1 o de 12 a 1 para acero suave, y de 8 a 1 para materiales más duros. Muchas personas suponen que la taladrina no se evapora, y que los operadores o técnicos sólo tienen que agregar más agua. Sin embargo, con el tiempo esa relación de taladrina puede llegar a ser de 30 a 1. Esto reduce muchísimo la capacidad de transferencia del calor del refrigerante y puede causar que se formen rebabas a lo largo del borde de la pieza de trabajo. Además, la lubricidad se reduce en gran medida, haciendo que la hoja se desgaste más rápido.

La hoja

Una hoja bien afilada y bien lubricada hará un corte impecable. Conforme una hoja se desafila, genera más calor, y en algún punto la cantidad de calor generado puede superar a la capacidad de transferencia del calor del refrigerante. Sobre todo, si la mezcla de refrigerante es vieja o si no tiene la proporción correcta de agua-refrigerante.

Asegúrate de que el paso de diente de la hoja sea correcto para el material que se está cortando. Usar un paso de diente demasiado fino puede causar que las virutas queden atrapadas en la garganta de la hoja —“limando” el material en lugar de cortarlo. Esto producirá una superficie áspera.

Para la mayoría de las aplicaciones, un paso de diente menos fino es más eficiente y corta más rápido. Inspecciona las virutas producidas: éstas deben ser virutas estéticas, rizadas y completas. De lo contrario, revisa la hoja y el cepillo limpiador de hoja para asegurarte de que no haya virutas atrapadas en la garganta. Las virutas azules son señal de que se está generando demasiado calor.

Asegúrate de que la velocidad de la hoja sea correcta para la aplicación. Hasta un ajuste de unos milímetros por minuto puede mejorar enormemente la calidad del corte. Por lo general en las sierras de cinta vienen unas tablas de materiales, velocidades para hojas, y ritmos de corte. Sigue los pasos que vienen en estas tablas y en caso de tener que cortar un material exótico, pregunta a tu comercial. También puede ayudar una tabla comparativa de materiales para que puedas conseguir un corte sin problemas.

Además, verifica las guías de la sierra de cinta, incluyendo el posicionamiento, la presión de apriete y los rodamientos de los rodillos guía de la sierra. Asegúrate de que los rodillos guía giren libremente. Un rodillo bloqueado o dañado puede aprisionar la hoja de la sierra.

Avance descendente

La velocidad y la presión del avance descendente deben controlarse para el tipo y el espesor del material que se está cortando. Si el avance descendente automático está configurado para una hoja filosa, debe reconfigurarse periódicamente para tomar en cuenta la pérdida gradual de filo de la hoja. El no hacer esto puede producir cortes de una calidad cada vez peor.

Si la sierra de cinta tiene un avance descendente manual, el operador debe vigilar continuamente la calidad de corte y ajustar la velocidad y la presión según sea necesario.

Soporte de la pieza de trabajo

Verifica que la pieza de trabajo, es soportada firmemente en ambos lados del corte, no puede moverse durante el corte. Si la presión de sujeción es ajustable, use la presión máxima para material sólido y la presión suficiente para sujetar materiales estructurales sin deformarlos. Estos sistemas de amarre utilizan una válvula estranguladora que nos hace disminuir o aumentar el paso del aceite. Para materiales blandos usaremos una presión adecuada, lo justo para no deformar el material, para aceros y materiales duros seleccionaremos la presión máxima de apriete.

Un error común en el corte de material ocurre cuando el lado cortado de la pieza de trabajo no está amarrado adecuadamente. Conforme la hoja se acerca al final del corte, el peso del material puede hacer que éste caiga en lugar de ser cortado.

Al cortar material rectangular, coloque la pieza de trabajo de manera vertical en lugar de horizontal. Esto reduce la cantidad de contacto de la hoja con la pieza de trabajo, lo que resulta en un aserrado más eficiente y un corte de mejor calidad. En el libro de Casillas podemos ver como colocar piezas con diferentes geometrías como: vigas UPN, ángulos a 45º, etc.

Para darle soporte a la hoja, coloque los brazos guía de la hoja lo más cerca posible de la pieza de trabajo. De esta manera daremos más robustez a la sierra de cinta. Si la distancia es demasiado grande, la hoja puede moverse en el corte, debido al voladizo que tenemos entre las guías de la hoja. Especialmente con demasiada presión de avance descendente. Las máquinas más nuevas tienen guías de carburo además de los rodillos para ayudar a mantener la hoja vertical durante todo el proceso de corte.

Mantenimiento de la máquina

Todas las partes móviles de la sierra de cinta deben lubricarse bien, para que todas las vías de deslizamiento funcionen sin resistencia extra. Esto asegura la repetibilidad de un corte a otro. Lubrica los depósitos de grasa con grasa de alta calidad, y otras superficies mecanizadas como la mesa de corte con aceite lubricante antioxidante.

Revisa el cojinete de la rueda de transmisión para asegurarte de que no esté desgastado. Un cojinete desgastado puede hacer que la hoja se vuelva ligeramente angulada, creando un corte biselado. Dependiendo del diseño de la sierra, puede que tengas que reemplazar todo el ensamble de rueda de transmisión. Asegúrate de seguir las instrucciones y especificaciones del fabricante.

Inspecciona el cepillo limpiador de la hoja para asegurarte de que haga buen contacto con la hoja de la sierra. Si las cerdas metálicas se desgastaron, cámbialo por un cepillo de cerdas de nylon. Las cerdas de nylon no se desgastan tanto en la hoja, y por ser flexibles pueden durar más.

En otros casos es necesario hacer una inspección a fondo. ¿La hoja está desafilada? ¿La tensión de la hoja se demasiado débil? ¿Las guías de hoja están desgastadas o desajustadas? Entendiendo los cinco factores clave que afectan el corte, deberías de ser capaz de lograr buenos cortes.

Otros aspectos a tener en cuenta cuándo realizamos una operación de corte de material es fijarnos en la forma de la viruta. Esta nos da bastante información:

•  Viruta muy fina y pulverizada, indica poca presión de
  corte y poca presión de avance.
• Viruta gruesa, y de color azul indica sobrecarga de trabajo,
  falta de lubricación, mucha presión y baja velocidad de la cinta.
• Viruta suelta y enrollada, indica condiciones ideales de corte.

Cortes torcidos en la sierra de cinta, cómo solucionarlo

Un corte torcido (Figura 2) puede ser síntoma de vibración de la hoja. Si la máquina es vieja, revisa si hay desgaste en la barra pivote. La barra pivote es la barra que une la parte móvil de la sierra con la parte fija de la sierra que es la mesa. Si tenemos holgura axial en la barra pivote, los cortes de sierra pueden quedar torcidos ya que la hoja de sierra no trabajara de forma perpendicular a la pieza. Una barra pivote desgastada puede inducir vibración en el brazo, la cual se transmite luego a la hoja. Esto produce un corte ondulado. Estos problemas se suelen dar en sierras de cinta más antiguas.

Si la barra pivote de tu sierra de cinta sigue estando apretada, necesitas echar un buen vistazo a cómo se trabaja con ella y que mantenimiento se da a la máquina. En la mayoría de los casos, los cortes torcidos se deben a una operación inadecuada de la sierra, como por ejemplo demasiada presión de avance descendente, velocidad de hoja demasiado lenta, brazos guía demasiado lejos o una hoja de sierra de cinta inadecuada para un cierto tipo de material. Esta ultima es la más habitual.

Tipos de sierra de cinta

El mercado ofrece tres tipos de máquinas de cinta sinfín, cada una con funciones y cuidados específicos, de acuerdo a un tipo de trabajo especial: manuales, semiautomáticas y automáticas.

Sierra de cinta vertical

Por lo regular, las sierras de cinta vertical son de mesa y utilizan una cinta sinfín dispuesta sobre dos o tres volantes, los cuales están superpuestos en un plano vertical. En este tipo de máquina, se realizan cortes rectilíneos o curvilíneos generalmente a piezas de no mucho espesor, el cual es realizado de forma perpendicular. En el corte vertical, el material se mueve hacia la cinta, bien sea manual o mecánicamente, de hecho, las manos del operario siempre están sujetando la pieza que se va a cortar. Vale anotar, que existen sistemas automatizados de alimentación hidráulica para el movimiento de materiales grandes y pesados.

Con este tipo de sierra os puede resultar útil cuando estáis realizando piezas con un contorneado y debido a la vibración por el voladizo del material podéis predefinir la geometría de la pieza recortando los excesos del material del contorno. De esta manera cuando dejéis la pieza a medida planeando evitareis vibraciones en el mecanizado.

 

Sierra de cinta horizontal

Son máquinas que emplean la cinta para cortar barras macizas o huecas, bien sean circulares o cuadradas, vigas de acero estructural de diferentes formatos, ángulos y pletinas. En este tipo de máquina, la progresión de la cinta de corte y su elevación puede ser de forma automática o manual, pero siempre ésta se mueve hacia el material.

Existen dos tipos de sierras horizontales: la de pivote, en la que el marco de la cinta pivotea o se apoya en uno de sus extremos durante el proceso de corte, y la de doble columna que, como su nombre lo indica, está soportada por dos columnas, que la hacen una máquina de gran robustez. Dentro de las máquinas de doble columna también las podemos encontrar con sistema de corte angular. Estas disponen de un eje basculante que puede girar desde unos 15 a 90 grados para realizar el corte con el ángulo deseado.

Esta sierra de cinta en concreto es una de las mejores con la que he podido llegar a trabajar resulta muy fácil trabajar con ella. Tiene una pequeña pantalla táctil dónde nos ofrece bastante información:

• Mordaza fija si está abierta o cerrada.
• Mordaza móvil si está abierta o cerrada.
• Numero de cortes programados.
• Numero de programas consecutivos.
• Medida del corte que queremos realizar.
• Horas de trabajo de la máquina.
• Horas para la próxima parada de mantenimiento.

Para trabajar con esta sierra tenemos que seguir los siguientes pasos:

1. Colocar el material con hoja de la sierra de cinta a media altura del material.
2. Acercamos la mordaza fija de modo manual con el volante y después pulsamos en la pantalla cerrar mordaza fija.
3. Colocar los finales de carrera de la columna móvil para que libre en altura el material que estamos cortando y la hoja de la sierra de cinta.
4. Programar la distancia que queremos cortar el material y el número de cortes.
5. Programar la velocidad de avance y velocidad de la sierra en función del material que estamos cortando. Disponemos de una tabla en la sierra de cinta.
6. Dejar que la máquina vaya realizando los cortes.

El funcionamiento de esta máquina es utilizar la mordaza móvil para dar soporte cuando está cortando y para empujar el material por la mesa de corte hacía la hoja de sierra, cuándo la mordaza fija está abierta y la hoja de la sierra se encuentra en su posición más alta. Está máquina es muy precisa ya que su tolerancia es de 0.2-0.3mm por corte.

La velocidad de la sierra de cinta como el avance de bajada se regulan mediante una válvula estranguladora de aceite de modo giratorio.

Es una sierra de cinta muy versátil y es posible que la podáis ver en algunos talleres de mecanizado, además este tipo de sierra las de gama superior disponen de sistema de corte angular.

 

Sierra de cinta horizontal de corte angular

En las máquinas para cortes angulares, que por lo regular son de hasta 60 grados, el marco de la cinta se mueve manual o mecánicamente para hacer cortes sesgados, especialmente en la manufactura de todo tipo de estructuras. En los equipos pequeños, el corte angular se puede realizar moviendo la prensa de sujeción al ángulo deseado para dicho corte.

Está sierra de cinta es muy común en los talleres de mecanizado, es una sierra de cinta simple semiautomática sin tener un contador de barras en comparación con la sierra de cinta Sabi PBS 250 A. Esta sierra es muy versátil a pesar de ser semiautomática podemos realizar cortes en ángulo. Los cortes en ángulo se suelen utilizar para tubos de diferentes espesores donde posteriormente se sueldan y mecanizan. Estas estructuras se suelen dar en varios sectores como la automoción o en la industria alimentaria.

En mi caso me ha tocado cortar varios tubos de diferentes perfiles con diferentes ángulos para la industria de la automoción para la fabricación de bastidores. A la hora de realizar un corte con ángulo tenemos que tener en cuenta si nuestra sierra nos permite realizar el corte que nos pide el plano o por el contrario tenemos que calcular el ángulo complementario para obtener el ángulo que nos pide el plano. Esto puede parecer un poco lioso, pero a continuación os explico cómo hacerlo:

Si tenemos que realizar un ángulo a 78 grados y nuestra sierra solo nos permite realizar un ángulo máximo de 60 grados. calculamos el ángulo complementario que sería  de la siguiente forma:

90 grados -78 grados = 12 grados

Giramos el tubo 180 grados hacia la derecha  respecto a la vista del plano y realizamos un corte a 12 grados de esta manera conseguimos realizar el corte de 78 grados. Es como si realizamos la simetría del plano. Esto os puede ayudar cuando nunca habéis realizado cortes en ángulo.

Sierra de cinta PAR 300PLC M automática tipo pivote de M-Tools con sistema de corte angular

 

Por lo general los cortes en ángulo en estructuras suelen ser a 30, 45, 60, 90 y 120 grados respectivamente.

Factores importantes a la hora de escoger una sierra de cinta

Existen importantes factores a tener en cuenta antes de adquirir cualquier máquina con fines productivos y particularmente,
a la hora de adelantar procesos de corte, entre ellos está:

Conocer la forma y en general las características del material que se va a trabajar. Tener en cuenta el tamaño y el tipo de procesos que realiza la empresa y cuánto dinero se desea invertir en una sierra de cinta. A continuación, se reseñan estos aspectos.

 Margen de Corte

Generalmente, las empresas de mecanizado de metales y otros componentes manejan una variada gama de productos que comprende desde material macizo con formas circulares o cuadradas, hasta material en forma de plancha o lámina. En ese sentido, no es lo mismo cortar una pieza circular o cuadrada que cortar una placa totalmente plana, de allí que existan diferentes tipos de máquinas como las horizontales y las verticales, cada una de ellas específica para un tipo de corte puntual.

Por otro lado, existen sierras de cinta para hacer cortes en ángulo y otras que sólo hacen cortes rectos. Por lo general, los cortes en ángulo se realizan para fabricar estructuras metálicas o cuando se necesitan piezas para ensamblajes. Para este caso, existen equipos de bastidor giratorio que permiten efectuar un corte con ángulo ya sea de forma manual o automática, pero también hay equipos en los que no es posible hacer este proceso, ya que fueron diseñados únicamente para cortes a 90 grados; por eso, es muy importante comprar el tipo de máquina que se acomode a tus necesidades.

Cortes en serie

Este segundo aspecto se relaciona con la cantidad y variedad de materiales que se cortan en el taller de mecanizado, para estos casos se recomienda seleccionar una máquina automática creada especialmente para cortes en serie y para trabajar distintos tipos de metal. Esta máquina está constituida por un armazón de metal rígido y robusto, con una mesa de alimentación de material y un PLC para programar la longitud y cantidad de piezas a cortar, si es un paquete, la maquina deberá estar equipada con prensas especiales para su corte.

Gastos de Inversión

Este es un factor decisivo a la hora de elegir un equipo de corte, dado que a la hora de comprar las hojas de las sierras de cinta es necesario incluirlo en el precio, además de los precios netos de compra, todas los accesorios y sistemas deseados para acondicionarla, tales como un accionamiento regulado por frecuencia, la refrigeración por pulverización, el avance y automático entre otros. De igual manera, se debe tener en cuenta los gastos consecutivos de la máquina como los lubricantes, refrigerantes y su herramienta (cintas).

En muchas ocasiones cuando a los equipos se les integra avance automático de la pieza y un sistema de mando PLC, éstos resultan más ventajosos y los gastos adicionales pueden amortizarse rápidamente, no sólo por un grado de automatización más elevado, sino por el ahorro en gastos de personal. En este sentido, es importante tener en consideración que, según estudios realizados por expertos, si se toman los gastos en función de la vida de la máquina los resultados son sorprendentes, pues los costos de inversión del equipo sólo representan el 20 por ciento, mientras que los gastos en la herramienta y lubricantes representan cerca al 70 por ciento de la inversión total.

Vale anotar que los anteriores valores deben comprobarse en la práctica, pues dependen de la utilización y las condiciones de aplicación y manejo de la sierra cinta. Por último, hay que tener en cuenta que la oferta de menor valor no es necesariamente la más rentable, si una máquina por ser económica tiene una construcción frágil, las herramientas tienden a desgastarse prematuramente.

En este sentido, es también recomendable comprobar si el proveedor del equipo de corte es capaz de
suministrar rápida y fácilmente las piezas necesarias, en caso que ésta no funcione.

Seguridad

En la actualidad todas las máquinas de aserrar deben llevar el sello o la marca CE, que garantiza que el producto cumple con los mínimos requisitos legales y técnicos en materia de seguridad, aunque no significa la calidad del producto.

Resumen

La sierra de cinta, es una máquina-herramienta que usaremos a menudo en el taller de mecanizado. Conocer su uso, mantenimiento y sus sistemas de seguridad, harán que nuestro trabajo sea más rápido, eficaz y seguro. Recordamos usar la hoja de cinta adecuada para cada material. Tenemos que cortar el material de de forma perpendicular para no tener problemas después a la hora de mecanizar.

Los cortes torcidos de sierra son un grave problema a la hora de mecanizar, ya que si no están perpendiculares, tendremos que realizar un escuadrado previo antes de mecanizar.

Si no agarramos perfectamente la pieza, podremos tener problemas por vibraciones o que en el peor de los casos salga la pieza volando de la mordaza y tener un grave accidente en la máquina o incluso contra nosotros mismos. Esperamos que os haya resultado interesante este artículo y nos vemos en la próxima.