Cuándo elegir una sierra de cinta articulada y cuándo una de dos columnas

Las sierras de cinta llevan mucho tiempo siendo una de las máquinas más vendidas para el corte de materiales metálicos, sobre todo por la posibilidad de grandes alturas de corte, la buena accesibilidad en precio de la máquina, el bajo coste de la herramienta y el reducido consumo energético. En cambio, por ejemplo, las sierras de disco ofrecen un corte más limpio y más rápido.

A pesar del principio aparentemente sencillo de la cinta continua, la construcción de una sierra de cinta moderna es el resultado de un diseño técnico complejo que debe respetar, sobre todo, los límites físicos de la propia cinta de sierra. La cinta es una herramienta con dientes muy afilados pero al mismo tiempo frágiles. Las vibraciones excesivas pueden provocar la rotura de dientes o incluso la destrucción de toda la cinta. Por ello, el diseño de la sierra está en gran medida subordinado a la exigencia de minimizar la aparición de vibraciones durante el proceso de corte.

En este contexto se diferencian fundamentalmente dos plataformas constructivas principales: las sierras de cinta articuladas, donde el brazo se mueve por una trayectoria circular alrededor de un único eje, y las sierras de cinta de dos columnas, cuyo brazo se guía de forma lineal por un par de columnas paralelas. Estas diferencias constructivas influyen de manera significativa en la estabilidad, la precisión y la velocidad de corte. El texto siguiente analiza en detalle los principios mecánicos de ambos sistemas, las razones de las diferencias en la velocidad de corte de materiales macizos y perfiles, los efectos de las vibraciones sobre la vida útil de las herramientas y la optimización global del proceso de corte.

Sierras de cinta articuladas y sus características constructivas

Las sierras de cinta articuladas utilizan un brazo montado en una única articulación giratoria. Durante el corte, el brazo se desplaza por un arco, lo que simplifica y abarata constructivamente todo el sistema. El brazo suele poder girarse en un amplio rango, lo que resulta ventajoso en la producción por encargo, donde es necesario cambiar con frecuencia el ángulo de corte y el tipo de material.

Sin embargo, esta simplicidad constructiva conlleva ciertas limitaciones en cuanto a la estabilidad mecánica. Dado que el brazo no avanza de forma lineal sino por una curva circular, no es posible lograr la misma velocidad de descenso de la cinta en toda la anchura del canal de corte. El resultado es una fuerza de corte variable en distintas zonas del corte y una mayor tendencia a las microvibraciones. Estas vibraciones, aunque a primera vista parezcan pequeñas, pueden ser una fuente significativa de cargas destructivas para la cinta, especialmente con materiales más duros o cuando se busca una mayor productividad. En el corte de perfiles de pared delgada esta característica puede no ser determinante. Sin embargo, al cortar materiales macizos conduce a una ralentización del proceso de corte y a mayores exigencias para el operador y la puesta a punto de la máquina. Esto es también una de las razones por las que las sierras articuladas son, en la práctica, más lentas al cortar materiales macizos.

Aunque en las sierras articuladas se pueden emplear distintos tipos de cintas bimetálicas, su rigidez constructiva suele ser insuficiente para el uso económico de cintas con dientes de metal duro. Estas últimas proporcionan velocidades de corte considerablemente mayores, pero son mucho más sensibles a las vibraciones y a las irregularidades en la carga de corte. Por este motivo, el uso de cintas de metal duro en sierras articuladas es técnicamente posible, pero en la gran mayoría de los casos no resulta rentable.

Sierras de cinta de dos columnas Estabilidad guía lineal y alta productividad

Las sierras de cinta de dos columnas representan una solución constructiva orientada principalmente a eliminar las vibraciones y maximizar la precisión. El brazo guiado por dos columnas paralelas se desplaza en una trayectoria lineal precisa, idealmente sobre guías lineales prácticamente sin holgura. El apoyo bilateral del brazo minimiza las oscilaciones mecánicas y permite una distribución uniforme de la carga sobre la cinta durante todo el corte y a lo largo de toda la anchura del canal de corte.

Precisamente esta estabilidad es el factor clave por el que las sierras de dos columnas pueden alcanzar velocidades de corte hasta varias veces superiores al cortar materiales macizos en comparación con las sierras articuladas, incluso empleando cintas bimetálicas estándar. Además de la mayor rigidez de la estructura, es importante la capacidad de mantener una velocidad lineal constante de descenso de la cinta hacia el corte. Gracias a ello la fuerza de corte se mantiene estable y el corte transcurre teóricamente sin microvibraciones que de otro modo dañarían los dientes de la cinta o reducirían su vida útil.

La diferencia en la velocidad de corte varía según el tipo de material. Mientras que en secciones macizas el aumento de velocidad es muy notable (incluso con cintas estándar), en materiales perfilados (especialmente perfiles de pared delgada) las diferencias son menores, a menudo en unidades o en las bajas decenas de porcentajes.

Gracias a su rigidez, las sierras de dos columnas permiten el uso estándar de cintas con dientes de metal duro. Las cintas de metal duro requieren la máxima estabilidad del proceso de corte; en máquinas con baja rigidez sus dientes estarían expuestos a un riesgo excesivo de daño. En máquinas de dos columnas, sin embargo, las cintas de metal duro permiten un aumento drástico de la productividad, especialmente en aceros altamente aleados, inoxidables y otros materiales de alta resistencia.

Dinámica del proceso de corte e influencia de las vibraciones

Las vibraciones son uno de los principales enemigos de la cinta de sierra. Además del impacto negativo en la calidad del corte, provocan sobre todo sobrecargas locales en dientes individuales. Los dientes, afilados pero frágiles, de las cintas (tanto bimetálicas como de metal duro) toleran poco los impactos y las microoscilaciones que se generan con una fuerza de corte desigual. Por ello, desde el punto de vista constructivo, toda la sierra se diseña para limitar al máximo la aparición de vibraciones: desde el bastidor macizo, las guías de la cinta, los apoyos de los rodamientos, la estabilidad geométrica de los brazos hasta el amortiguamiento de vibraciones en la zona del tornillo de sujeción.

La construcción articulada con un único punto giratorio es, por principio, más propensa a la aparición de vibraciones, ya que permite más grados de libertad de movimiento. En cambio, la construcción de dos columnas con guía lineal ofrece un nivel de amortiguamiento pasivo significativamente mayor. Esta diferencia es tan importante que en la práctica influye de forma decisiva en la economía de explotación, especialmente cuando se emplean cintas de metal duro, que son más rápidas que las bimetálicas pero también más sensibles a daños.

Conclusión

Cada una de las concepciones constructivas de las sierras de cinta tiene sus fortalezas técnicas claramente definidas. Las sierras de cinta articuladas ofrecen gran flexibilidad, facilidad para realizar cortes a inglete y una simplicidad constructiva adecuada para usos generales en taller. Las sierras de cinta de dos columnas proporcionan una estabilidad, precisión y productividad excepcionales, especialmente al cortar materiales macizos y de alta resistencia, en parte gracias al uso eficaz de cintas con dientes de metal duro. No obstante, hay que tener en cuenta que las máquinas de dos columnas son constructivamente mucho más complejas y emplean soluciones técnicas más costosas, lo que se refleja en su precio, que suele ser 50–100 % y en algunos casos incluso más alto que el de modelos articulados comparables.

La empresa Pilous ofrece una amplia gama tanto de sierras de cinta articuladas como de dos columnas, y los especialistas de su departamento comercial están preparados para recomendar la solución óptima teniendo en cuenta el grado de automatización deseado y las posibilidades financieras del cliente. Por supuesto, también se incluye el diseño del accesorio adecuado, por ejemplo, carriles de rodillos concebidos con precisión para el tipo de explotación correspondiente. Envíe sus solicitudes y requisitos a metal@pilous.cz