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La efectividad en el corte de un metal no siempre depende del filo del diente.

Foto: www.directindustry.com

Hojas para Serrar:Elija la Cinta CorrectaLuisa Fernanda Castro PatioPeriodista Metal Actual

El buen funcionamiento de una mquina aserradora para corte de metales depende en un 90 por ciento de las sierras de cinta, una hoja de filo dentado que, a pesar de su simplicidad, rene ciertas propiedades y condiciones que son de gran importancia para asegurar un corte perfecto.

En la edicin anterior (11), la revista Metal Actual abor-d el tema de las mquinas aserradoras, las cuales, a tra-vs de una herramienta conocida como sierra cinta una hoja de metal dentada altamente flexible que es cortada y soldada, de acuerdo al equipo en el que va a ser usada realiza el corte de diferentes tipos de metal.

Debido a la importancia que tiene la cinta para obtener un corte perfecto y en general, para el buen funciona-miento de la mquina, esta publicacin decidi ocuparse del tema, con el fin de profundizarlo y ofrecer al indus-trial informacin de gran relevancia para mejorar sus procesos con mquinas aserradoras.

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La Evolucin de las CintasIgual que los metales, las sierras cintas tambin han te-nido una evolucin en la industria. Las primeras tcnicas de corte de metal fueron realizadas con el cuerpo denta-do de una lima o sierra de vaivn, una herramienta que se manejaba de forma manual y que, por consiguiente, extenda los tiempos de produccin.

Luego, los fabricantes del producto crearon las primeras hojas de sierra con la forma como se conocen actualmen-te, stas fueron hechas en acero al carbono templado que, aunque facilitaba en un alto porcentaje el trabajo de corte del metal, resultaba un material altamente que-bradizo. Para contrarrestar esta situacin los fabricantes de la poca, decidieron templar la hoja parcialmente, primero el cuerpo y luego los dientes, ciertamente el re-sultado fue una mayor flexibilidad en la cinta, pero que no solucion su tendencia a la ruptura.

Posteriormente, y dado que los materiales a cortar fue-ron avanzando en tecnologa (mejora en los materiales), las hojas de sierra pasaron a fabricarse en acero rpido o de alta velocidad, ms conocido por sus siglas en ingls como HSS; una mezcla entre tungsteno y acero aleado que dio como resultado una herramienta de alta dureza y resistencia al desgaste.

Hacia la dcada del 70 se desarrolla el llamado acero bimetal que resulta de la unin de dos materiales: ace-ro rpido HSS para el dentado y acero aleado para el cuerpo, mediante un proceso de soldadura electrnica al vaco. El cuerpo de esta cinta contiene cromo y est desarrollado para tolerar cargas mecnicas y dinmicas, hecho que hace la hoja altamente resistente al desgaste y a la fatiga e ideal para cortar metales de alta dureza.

Hoy en da, continan los desarrollos en este campo, has-ta el punto que en el mercado se encuentran hojas con dientes de diferentes geometras y algunos compues-tos de tungsteno, titanio o diamante, capaces de cortar aleaciones de extraordinaria resistencia, tales como las superaleaciones empleadas en el campo de la aviacin.

Proceso de soldadura de las cintas de acero bimetal.

Foto: Eberle

Terminologa de la Sierra CintaPara que el operario pueda identificar las caractersticas y propiedades de una sierra cinta, es necesario que primero conozca cada uno de sus partes.

b Ancho: dimensin nominal de una sierra, medida de la punta del dien-te al respaldo de la hoja.

s Espesor: grosor de la hoja.

h Altura del diente: distancia que hay entre la punta y la base del diente.

t Paso de dientes: nmero de dientes por pulgada y se mide desde el centro de la garganta.

w Canal de corte o triscado: es la inclinacin de los dientes a la derecha o izquierda, dejando espacio libre para la hoja.

ngulo de ataque: ngulo del diente medido respecto a una lnea perpendicular a la direccin de corte de la sierra.

ngulo de rebaje: ngulo del diente, medido en relacin con la direc-cin de corte de la sierra.

G Garganta: superficie curva en la base del diente.

Clasificacin de las Sierras Cintas A menudo, existen confusiones entre los industriales so-bre el tipo de sierra cinta que se debe utilizar para deter-minado proceso; y estas dudas, conllevan prdidas en los tiempos de produccin y dinero, adems de errores en el corte que no slo acarrea un desgaste prematuro de la cinta, sino daos graves en la manufactura.

Debido a lo anterior, es importante que el industrial co-nozca las propiedades de cada cinta, ms an cuando existe una gran oferta de estas herramientas en el mer-cado y sus fabricantes realizan constantes desarrollos, de acuerdo a las necesidades cambiantes de la cadena me-talmecnica, para mejorar sus procesos productivos.

As pues, en el mercado existen dos tipos de cintas clasi-ficadas de acuerdo a la forma y al nmero de dientes: las de dentado constante y las de dentado variado, siendo las primeras aquellas en las que los dientes, por pulgada, (DPP) son del mismo tamao. En el mercado se encuentran cintas constantes de 24, 18, 14, 10, 8, 6, 4, 3 y 2 dientes.

Fuente: Tomado del catlogo Eberly.

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Por su parte, las cintas de denta-do variado se caracterizan porque cuentan con dos pasos de dientes de diferente tamao y vienen en pre-sentaciones de 10 -14, 8 -12, 6 -10, 5 -8, 4 - 6, 3 - 4, 2 - 3, 1.4 - 2, 0.75 -1,25, donde el nmero menor representa el diente ms grande y el nmero mayor, el ms pequeo.

Vale anotar que en la actualidad las cintas ms utilizadas en la industria en general, son las de dentado varia-ble, pues permiten un rango ms am-plio de aplicaciones, sumado al hecho que estas cintas, al alternar diferen-tes grupos de dientes espaciados de

de gran espesor con cintas de dientes pequeos, debido a que sta no tie-ne el suficiente espacio para evacuar la viruta que se desprende de dicho proceso.

Segn Pedro Linares Carreo, geren-te general de Plinares Ltda., compa-a comercializadora de equipos para el corte de metal y diferentes tipos de sierra cintas para diversas aplica-ciones, aunque para cada dimetro de material existe una sierra espec-fica, una recomendacin general es nunca cortar un material con sierras de menos de tres dientes, pero tam-poco con ms de veinticuatro.

En la tabla de seleccin de dientes, el operario puede identificar el tipo de cinta que debe utilizar, tanto en materiales macizos, como en tubera y perfiles, de acuerdo al ancho, di-metro y espesor de cada uno.

Geometra o ngulo de los DientesEl industrial debe tener en cuenta a la hora de cortar una pieza, entre mayor ngulo de ataque posea el diente, mayor ser su capacidad de penetracin sobre el material.

En ese sentido, y por citar un ejem-plo, para mover una pila de nieve usualmente se debe utilizar una pala con forma inclinada, de tal modo que sea ms fcil hundirla y mover el montculo, as mismo sucede con el dentado de la sierra, por esta razn existe una clasificacin de las cintas de acuerdo a la ngulo o geometra del diente:

Diente estndar : es un diente nor-mal propio de las cintas de dentado constante. Se recomienda especial-mente para aserrar materiales con un alto contenido de carbono que desprendan poca viruta, de tal modo que no se sobrecargue la garganta de la cinta, tales como el acero he-rramienta, hierro fundido y diversas aplicaciones como los materiales de corte transversal pequeo y perfiles de pared muy delgada.

Grfica: Sierras y Equipos.

forma desigual, disminuyen en gran medida la vibracin y el desgaste que se produce en el corte de metal.

En todo caso y para cualquier tipo de sierra, el operario debe tener presen-te el siguiente postulado: a mayor espesor en el material a cortar, se elegir una cinta de dentado gran-de y, por el contrario, a menor espe-sor del material, la cinta debe ser de diente pequeo, pues al utilizar un cinta de dientes grandes en un ma-terial delgado se corre el riesgo que stos se quiebren, o viceversa, que se ocasione un atascamiento en la gar-ganta del diente al cortar materiales

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Grfico: catlogo Lenox

Diente-garra : se conoce normalmente en el mercado como hook y pertenece a las cintas de dentado va-riable. A diferencia del anterior, se caracteriza porque el diente presenta un ngulo de desprendimiento po-sitivo en la mayora de los casos de 10 o menos. Dado que este tipo de diente tiene mayor ngulo de inclina-cin que el normal, se puede utilizar para todo tipo de aceros, especialmente para materiales que desprendan viruta larga y en general, para aquellos de gran dureza, por ejemplo: aceros de construccin, aceros templados y materiales altamente aleados.

Diente de garra especial : se caracteriza porque la geo-metra del diente ha sido modificada, es decir su parte superior presenta una superficie plana que provoca una mayor inclinacin en la punta. Los dientes de garra es-pecial pertenecen a las cintas de dentado variable y los expertos aconsejan utilizarla en aceros difciles de meca-nizar, como los de alta aleacin y metales duros como el cromo (Cr), el nquel (Ni) y el titanio (Ti).

Diente CSP o de dentado especial : este tipo de diente po-see un mayor ngulo de ataque, especialmente desarrolla-do para cortar aceros de baja aleacin como el aluminio.

Foto

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Entre mayor ngulo de ataque posea el diente, mayor ser su capacidad de penetracin, tal como una pala para recoger nieve.

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SOLUCIONES DE CORTEProblemas en la Sierra Cinta Causas Probables

Fuerte desgaste en las puntas

y costados del diente.

Ablandamiento inapropiado*.Velocidad de la sierra excesiva para el tipo de material a cortar, lo que genera alta temperatura en la punta de los dientes y por ende, un desgaste acelerado de ste.Baja velocidad de avance, lo cual provoca que los dientes rocen, en lugar de penetrar el material a cortar.Insuficiente fluido de corte por un suministro inadecuado, mala concentracin y/o aplicacin inapropiada.

Desgaste en ambos lados de los dientes

Guas de respaldo rotas o desgastadas, que ocasiona que los dientes entren en contacto con las guas laterales.Tamao inadecuado de las guas laterales con respecto al ancho de la sierra.Se intent terminar un corte ya empezado.

Desgaste slo en un lado de los dientes

Desgaste de la ceja de los volantes o un montaje inadecuado en mquinas con ceja desgastada, provoca que un lado de los dientes entre en contacto con la superficie del volante. Guas laterales sueltas o en posicin incorrecta.Sierra desalineada al corte.La sierra roza contra alguna superficie de la mquina durante la cada del cabezal rozan los dientes, contra alguna superficie de la mquina como el ensamble de la carda o las guardas, etc.

Dientes desportillados

Ablandamiento inapropiado de la cinta.Seleccin de la sierra cinta incorrecta para la aplicacin.Daos provocados en el manejo de la sierra cinta por inapropiado desenrollado.Inapropiada colocacin del material entre las mordazas o insuficiente apriete de las mordazas. (Barras que se mueven).Excesiva presin de avance.Golpear algn punto duro en el material.

Puntas de los dientes decoloradas

Insuficiente fluido de corte por un suministro inadecuado, mala concentracin y/o aplicacin inapropiada.Velocidad de sierra excesiva.Avance inapropiado.Sierra montada en reversa.

Dientes rotos

Ablandamiento inapropiado de la cinta o falta de ste.Desgaste, falta o posicin inapropiada de la carda quita-viruta.Excesiva presin de avance.Movimiento o vibracin del material al cortarlo.Inapropiado paso de diente para la seccin transversal del material a cortar.Ubicacin inapropiada del material a cortar.Punto duro dentro del material.Velocidad de la sierra muy baja para el tipo de material a cortar.

Gargantas tapadas con material

Paso de diente muy fino Insuficiente capacidad de la garganta.Un avance excesivo produce virutas muy largas.Desgaste, falta o posicin inapropiada de la grata quita-viruta.

Fuerte desgaste en ambos costados de la sierra

Guas laterales rotas o estrelladas.Guas laterales demasiado apretadas.Insuficiente fluido de corte por un suministro inadecuado, mala concentracin y/o aplicacin inapropiada.

Sierras rotas o agrietadas desde las gargantas.

Excesiva presin de carga sobre la gua de respaldo. Tensin de la sierra inapropiada.Brazos gua abiertos a su mxima capacidad.Inapropiada alineacin de la barra gua.Guas laterales muy apretadas.Dientes muy desgastados.

La sierra se tuerce en forma de 8

Tensin de la sierra excesiva.Corte de radios cerrados al contornear.

Fuerte desgaste slo en las gargantas ms pequeas.

Excesiva presin de avance.Baja presin de avance.Se usa un paso de diente muy fino para el tamao de la pieza que se corta.

* Ablandamiento. El proceso de ablandamiento consiste en que cada cinta nueva debe ser trabajada para los primeros 500 m2 de corte de material, al doble de tiempo al que usualmente debe cortar, una vez cortada esa rea se debe disminuir el tiempo gradualmente hasta alcanzar el ndice de corte adecuado.

Informacin obtenida del catlogo Lenox.

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Los Expertos Recomiendan Como en cualquier mquina o herramienta, existen cier-tas recomendaciones de los expertos que el operario debe tener en cuenta a la hora de utilizarlas, pues no slo aseguran un mejor funcionamiento del producto, sino mayores rendimientos en los procesos productivos de cualquier empresa. A continuacin, se presentan las variables que se deben tener en cuenta antes de efec-tuar un corte de metal con una sierra cinta.

Avance : hace referencia a la profundidad de penetra-cin del diente en el material que se est aserrando.

- Recomendacin: para obtener un corte rentable, el operario debe eliminar la mayor cantidad de mate-rial en el menor tiempo posible pero, para lograrlo, est obligado a utilizar un alto avance.

Vale anotar que cuando el avance es ms rpido, la du-racin de la hoja se reduce sustancialmente, y por el con-trario, cuando la velocidad es muy lenta, el corte es defi-ciente, impreciso y aumentan los costos de produccin.

Velocidad de Corte : es el movimiento circular de la hoja con respecto a la pieza a cortar y se expresa en metros por minuto (m/min.). La dureza del material, es la que determina la velocidad a trabajar.

- Recomendacin: para materiales duros, la velocidad debe estar entre 15 y 25 m/min, para aceros de du-reza media, entre 30 y 50 m/min y por ltimo, para aceros blandos, la velocidad debe alcanzar entre 50 y 70 m/min.

El calentamiento en la cinta es el factor que ms influye en la destruccin de sus dientes, por eso el refrigerante es vital durante el proceso de corte.

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Capacidad de la Garganta : la gar-ganta es el espacio entre la punta del diente y la superficie interior de la hoja. A medida que el diente qui-ta el material durante el corte, se desprende una viruta en forma de onda que se aloja en dicha zona.

- Recomendacin: usar una cinta con una buena capacidad de garganta, permite que la viruta se ondule uniformemente y cai-ga afuera de sta. Cuando en la sierra no hay suficiente capa-cidad de garganta, la viruta se atasca en esta zona provocando una sobrecarga en la mquina, un desperdicio de energa e in-cluso, daos graves en la hoja.

Guas de la Cinta : son unos dispo-sitivos que se encuentran ubicados en la mquina aserradora, su fun-cin es la de guiar y alinear la cinta cuando se encuentre en funciona-miento para que no se tuerza.

- Recomendacin: el corte de me-tal ser ms exacto en la medi-da que las guas estn ms cerca del material que se corta.

Tensin de la hoja : es el nivel de rigidez que debe tener una hoja para su correcto desempeo du-rante el proceso de corte. Cuando la hoja est demasiado tensionada, el cuerpo de la cinta o las partes soldadas pueden sufrir quiebres, y cuando no se tensiona adecuada-mente, produce cortes torcidos.

- Recomendacin: antes de iniciar el corte en la mquina es necesa-rio verificar la tensin de la hoja, a travs del tensimetro. Para cintas de pulgada hasta 27.0 mm de ancho, la tensin debe ser de 1800 a 2200 Kg. /cm2.

Carga de Mordazas : la posicin en la que se ubica el material entre las mordazas puede tener un impacto significativo en el costo por corte.

- Recomendacin: A menudo car-gar paquetes pequeos se tradu-ce en mayor eficacia en el corte. (Ver grfico)

Refrigeracin y lubricacin : el ca-lentamiento de la cinta es uno de los factores que provocan su falla, por ello es necesario utilizar re-frigerantes y lubricantes durante

el corte, pues ayudan a reducir la temperatura que se origina en di-cho proceso.

- Recomendacin: los sistemas por inundacin son los que proporcionan un mejor enfria-miento y lubricacin en la hoja, pues los mtodos atomizados y los lubricantes a base de cera, lubrican la cinta, pero no redu-cen la temperatura.

Queda claro que, el buen funciona-miento de una cierra cinta depende de los cuidados que tenga el opera-rio al utilizarla, pues omitir algunas de las anteriores recomendaciones, puede causar graves daos no slo en los dientes de la hoja, sino en la mquina aserradora, debido al ma-yor esfuerzo que debe realizar.

Dicho de otro modo, utilizar bien la sierra cinta y seguir al pie de la letra los parmetros aqu expues-tos, le representa al operario sacar ms ventaja de esta til herramien-ta, tanto en los procesos de corte, como en los costos operativos de la empresa.

Fuentes

Pedro Linares Carreo . Gerente Plinares Ltda. gerencia@plinares.com

Juan Fernando lvarez . Gerente Sierras y Equipos. sye@une.net.co

Utilizar la cinta adecuada en cualquier proceso de corte, permite una alta rentabilidad, sobre todo en materiales de difcil maquinabilidad.

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Distribucin del material en las mordazas de la mquina.

Grfico