Cortar no es sólo fuerza bruta: Mecanizado inteligente con hojas de sierra de cinta con plaquitas de metal duro

Al serrar materiales difíciles de mecanizar, como aleaciones de titanio, acero inoxidable, aleaciones resistentes al calor y metales con superficies endurecidas, las hojas de sierra de cinta con plaquitas de metal duro se han convertido en una herramienta muy utilizada debido a su excelente eficacia de corte y durabilidad. En los últimos años, cada vez más usuarios han empezado a aplicarlas también a materiales de uso general, descubriendo que ofrecen velocidades de corte más rápidas, acabados superficiales más suaves y hasta un 20% más de vida útil en comparación con las hojas de sierra de cinta bimetálicas tradicionales.

1. Estructura y geometría del diente

Los perfiles de dientes más comunes de las hojas de sierra de cinta con metal duro incluyen dientes de corte de triple viruta y dientes rectificados trapezoidales. El perfil de triple viruta suele presentar un ángulo de desprendimiento positivo, que ayuda a la hoja a morder rápidamente materiales de alta resistencia o dureza y a formar virutas de forma eficaz, lo que resulta ideal para situaciones de alta productividad. Para materiales endurecidos superficialmente (por ejemplo, vástagos de cilindros o ejes hidráulicos), se recomienda un perfil de diente con ángulo de desprendimiento negativo. Esta geometría ayuda a "apartar" la capa exterior dura en condiciones térmicas elevadas, permitiendo un corte suave.

Para materiales abrasivos como el aluminio fundido, son más adecuadas las hojas de sierra de cinta con un paso de diente ancho y grandes gargantas para virutas, ya que pueden reducir eficazmente la fuerza de sujeción en el filo posterior de la hoja y prolongar la vida útil de la herramienta.

2. Tipos de hojas de sierra de cinta y sus aplicaciones

Materiales de diámetro pequeño (<152 mm): Adecuadas para hojas de metal duro con perfiles de triple viruta y ángulo de desprendimiento positivo, que ofrecen una excelente eficacia de corte y adaptabilidad al material.

Materiales de gran diámetro: Se recomiendan las hojas de dientes multifacetados, en las que cada punta de diente está rectificada con hasta cinco filos de corte, mejorando la penetración y la tasa de arranque de material.

Piezas de superficie endurecida: utilice hojas de triple filo con ángulo de desprendimiento negativo, que permiten un corte a alta temperatura y una rápida evacuación de la viruta para penetrar en las capas exteriores endurecidas.

Metales no férricos y fundición de aluminio: prefiera hojas con un paso de diente ancho para evitar la obstrucción del canal de virutas y reducir los fallos prematuros.

Corte de uso general: Se recomiendan las hojas de sierra de cinta de metal duro universales con ángulos de desprendimiento neutros o ligeramente positivos para que sean compatibles con diversas formas de material y exigencias de corte.

3. Efecto del perfil del diente en la calidad de corte

Diferentes geometrías de diente corresponden a diferentes mecanismos de formación de viruta. Por ejemplo, un diseño que utiliza cuatro dientes rectificados puede generar siete virutas por ciclo, con cada diente compartiendo uniformemente la carga, lo que resulta en cortes más suaves y rectos. Otro diseño utiliza tres dientes para formar cinco virutas, ofreciendo mayores velocidades de corte a pesar de acabados superficiales ligeramente más ásperos, ideal para operaciones que priorizan la velocidad.

4. Recubrimientos y refrigeración

Algunas cuchillas de metal duro incorporan recubrimientos adicionales como el nitruro de titanio (TiN) o el nitruro de titanio y aluminio (AlTiN) para mejorar la resistencia al desgaste y la estabilidad térmica, lo que resulta adecuado para aplicaciones de alta velocidad y alto avance. Sin embargo, la selección del revestimiento debe basarse en las condiciones reales de trabajo.

En cuanto a la refrigeración, se sigue recomendando la refrigeración por inundación al cortar aleaciones de alta temperatura o aceros de gran dureza para mejorar la disipación del calor. En el caso del aluminio y otros metales no férreos, la refrigeración por nebulización -que utiliza una mezcla de aceite emulsionado y aire- se adopta habitualmente para la lubricación y la refrigeración. Además, cuando se realizan cortes a alta temperatura con cuchillas de ángulo de desprendimiento negativo, un exceso de refrigerante puede provocar un choque térmico y dañar las puntas. En tales casos, se recomienda el goteo de refrigerante de baja frecuencia a los flancos de las cuchillas sólo para lubricación-no para refrigeración.

5. Rectificado y vida útil de la herramienta

Algunas hojas de metal duro, como las hojas de sierra circular o las sierras de corte fino utilizadas para metales no ferrosos, pueden reafilarse de 3 a 5 veces. El número de reafilados está limitado por el tamaño de la punta de metal duro y la geometría del diente. En el caso de las hojas de sierra de corte fino o las hojas de sierra de cinta de un solo uso (habituales para el corte de metales ferrosos), generalmente no se realiza el reafilado; se desechan cuando fallan.

6. Compatibilidad del sistema

El rendimiento de las hojas de sierra de cinta con dientes de metal duro depende no sólo de la geometría del diente y del material, sino también del estado de la máquina herramienta, del sistema de refrigeración, de la experiencia del operario y de las propiedades del material. La selección de la hoja debe tener en cuenta la estabilidad y consistencia de todo el sistema de procesamiento. Para maximizar el rendimiento de las hojas de sierra de cinta con plaquitas de metal duro es fundamental un alto nivel de mantenimiento de la máquina y de control del proceso.