A mașină de ferăstrău cu bandă orizontală de mare viteză este o unealtă de tăiere de precizie concepută pentru a tăia prin metal, lemn, plastic și materiale compozite la viteze substanțial mai mari ale lamei decât ferăstrăile cu bandă convenționale, oferind timpi de ciclu mai rapid, suprafețe de tăiat mai curate și un randament mai mare, fără a compromite acuratețea dimensională. Spre deosebire de ferăstraiele cu bandă verticale în care piesa de prelucrat este alimentată manual printr-o lamă staționară, configurațiile orizontale prind materialul într-o menghină fixă în timp ce capul ferăstrăului coboară sau traversează - un design care este în mod inerent mai sigur, mai repetabil și mai potrivit pentru operațiunile de tăiere în volum de producție. Industrii, de la fabricarea aerospațială și auto până la fabricarea de oțel structural și producția de mobilă, se bazează pe aceste mașini ca piatră de temelie a fluxului lor de lucru de prelucrare a materiilor prime.
A mașină de ferăstrău cu bandă orizontală funcționează pe principiul unei lame în buclă continuă tensionată între două roți antrenate - o roată motoare motorizată și o roată rulantă pasivă - care rotește lama într-o singură direcție de tăiere consecventă. În configurația orizontală, arcul ferăstrăului (cadru care poartă lama și roțile) este montat astfel încât lama să se deplaseze într-un plan orizontal față de podea. Piesa de prelucrat este asigurată într-o menghină hidraulică sau mecanică, iar arcul ferăstrăului coboară prin gravitație sau presiune hidraulică, alimentând lama prin secțiunea transversală a materialului tăiat.
Ceea ce ridică a ferăstrău cu bandă de mare viteză peste echivalentul vitezei standard este viteza lamei. Ferăstraiele cu bandă convenționale pentru tăierea metalelor funcționează la viteze ale lamei de 20-80 de metri pe minut. Variantele de mare viteză – în special cele echipate cu lame cu vârf din carbură sau bimetalice cu pas variabil – funcționează la 100–400 de metri pe minut, în funcție de tipul de material. Această gamă extinsă de viteză permite mașinii să treacă de la tăierea oțelurilor dure pentru scule la viteză mică la tăierea aliajelor de aluminiu, materialelor plastice și metalelor neferoase la viteze semnificativ ridicate, reducând dramatic timpul de tăiere per bucată și crescând capacitatea zilnică de producție.
Coborârea arcului ferăstrăului este reglată de o supapă hidraulică de control al avansului care reglează presiunea de tăiere în funcție de rezistența materialului. La modelele complet automate, această viteză de avans este servocontrolată și ajustată continuu de sistemul CNC sau PLC al mașinii ca răspuns la feedback-ul sarcinii motorului - o caracteristică numită control adaptiv sau constant al avansului care protejează lama de supraîncărcare în timp ce maximizează viteza de tăiere.
Înțelegerea principalelor subsisteme mecanice și electrice ale a mașină de ferăstrău cu bandă orizontală de mare viteză este esențial pentru cumpărători care evaluează specificațiile, echipele de întreținere care gestionează timpul de funcționare și operatorii care diagnosticează problemele legate de calitatea tăierii. Fiecare componentă joacă un rol direct în performanța mașinii și în calitatea tăierii.
Arcul ferăstrăului este ansamblul structural care găzduiește roțile lamei, ghidajele lamei și motorul de antrenare. La mașinile de mare viteză, acest cadru trebuie să fie semnificativ mai rigid decât la ferăstrăile standard pentru a rezista vibrațiilor generate de viteze mai mari ale lamei și forțelor reactive în timpul tăierii agresive. Mașinile premium folosesc arcuri din fontă sau oțel sudate de grosime mare care sunt eliberate de stres după fabricare pentru a elimina distorsiunile reziduale. Rigiditatea arcului determină direct stabilitatea urmăririi lamei și, în consecință, dreptatea tăieturii. Un arc îndoit sau rezonant produce tăieturi ondulate - o plângere comună de calitate la mașinile cu putere redusă sau prost proiectate.
Motorul de antrenare alimentează roata motoare care mișcă lama. Pornit ferăstraie orizontale cu bandă de mare viteză , motorul este de obicei un motor cu inducție trifazat asociat cu o unitate de frecvență variabilă (VFD) care permite reglarea infinit variabilă a vitezei lamei pe întreaga gamă de funcționare fără schimbări mecanice ale treptelor de viteză. Puterea motorului pe mașinile de producție de gamă medie este de obicei între 3 kW și 7,5 kW; mașinile grele din oțel structural pot folosi motoare de 11-22 kW. VFD nu numai că permite setarea precisă a vitezei pentru fiecare tip de material, dar oferă și o capacitate de pornire ușoară care prelungește durata de viață a lamei prin eliminarea sarcinii de șoc a pornirii directe la viteză maximă.
Ghidajele lamei constrâng lama lateral și împiedică răsucirea sau deformarea acesteia sub sarcina de tăiere. La mașinile de mare viteză, ghidajele sunt poziționate pe ambele părți ale zonei de tăiere — cât de aproape de piesa de prelucrat pe cât permit dimensiunile materialului — și utilizează inserții din carbură întărită sau role de rulment de precizie pentru a susține spatele și părțile laterale ale lamei. Cu cât ghidajele sunt mai apropiate și mai precise, cu atât tăietura este mai dreaptă. Reglarea ghidajului este o sarcină de întreținere critică; ghidajele uzate sau nealiniate sunt cauza principală a defectării premature a lamei și a tăierilor diagonale. La mașinile CNC automate, distanța dintre ghidaje se ajustează adesea automat pentru a se potrivi cu secțiunea transversală a materialului programată.
Menghina ține piesa de prelucrat rigid în timpul tăierii. La mașinile de producție, menghinele hidraulice aplică forța de strângere controlată automat la începutul fiecărui ciclu de tăiere și se eliberează după terminarea tăierii. Forța hidraulică de strângere este de obicei reglabilă de la 5 la 50 kN pentru a se potrivi cu materiale, de la țevi cu pereți subțiri până la bare solide din oțel structural. Unele mașini dispun de menghine duble - o menghină fixă pe o parte și o menghină mobilă cu navetă pe cealaltă - permițând alimentarea automată a stocului de bar dintr-un pachet sau magazie fără repoziționare manuală între tăieturi.
Tăierea la viteză mare generează mult mai multă căldură decât operațiunile cu viteză mică. Un sistem eficient de livrare a lichidului de răcire nu este opțional pentru un ferăstrău cu bandă de mare viteză – este o condiție prealabilă pentru obținerea duratei nominale a lamei și a calității tăierii. Sistemul de răcire pompează fluidul de tăiere (de obicei emulsie de ulei solubilă în apă sau ulei de tăiere curat, în funcție de material) direct către interfața lamă-material prin duze poziționate la ambele ghidaje ale lamei. Lichidul de răcire lubrifiază simultan dinții lamei, elimină așchiile din esofage și disipează căldura din corpul lamei. Transportoarele de așchii sau tăvile de colectare îndepărtează lichidul de răcire încărcat cu deșeuri din zona de tăiere și îl returnează într-o bazină în care așchiile se depun înainte ca lichidul de răcire să fie recirculat.
The ferăstrău cu bandă orizontală categoria cuprinde mai multe configurații distincte de mașini, fiecare potrivită pentru diferite volume de producție, tipuri de materiale și niveluri de automatizare. Selectarea tipului corect de mașină pentru aplicație previne supraspecificarea sau subspecificarea costisitoare.
| Tip mașină | Nivel de automatizare | Cea mai bună aplicație | Capacitate tipică |
| Alimentare gravitațională semi-automată | Semi-automatmat | Magazine de locuri de muncă, tăiere în loturi mici | Pana la 250 mm rotund |
| Alimentare hidraulică semi-automată | Semi-automatmat | Magazine de materiale mixte, lot mediu | Pana la 400 mm rotund |
| O singură coloană complet automată | Complet automat | Tăiere de producție în volum mare | Pana la 500 mm rotund |
| Coloană dublă complet automată | Complet automat / CNC | Oțel structural greu, profile mari | Până la 1.000 mm rotund sau pătrat |
| Fierăstrău cu bandă de tăiat pachet | Complet automat | Prelucrare țevi, țevi și pachete de bare | Lățimea pachetului de până la 600 mm |
| Fierăstrău cu bandă pentru tăiere oblică/unghiulară | Semi/Complet automat | Oțel structural, rame, tăieturi în unghi | Unghiuri de la 0° la 60° |
Designul cu o singură coloană, în care arcul ferăstrăului pivotează pe un singur stâlp vertical, este cea mai comună configurație pentru mașini cu o capacitate de până la 400–500 mm. Este mecanic mai simplu și mai puțin costisitor, dar prezintă o oarecare flexibilitate a arcului la sarcini mari de tăiere pe secțiuni transversale mari. Designul cu două coloane folosește două coloane de ghidare verticale - una pe fiecare parte a zonei de tăiere - prin care arcul ferăstrăului se deplasează vertical pe ghidaje liniare de precizie. Acest lucru elimină în întregime deformarea arcului, făcându-l designul preferat pentru capacități de tăiere de peste 500 mm, aplicații cu toleranță ridicată și medii de producție în care perpendicularitatea constantă la fiecare tăietură nu este negociabilă.
Lama este cea mai consumabilă și cea mai critică componentă pentru performanță dintre oricare ferăstrău cu bandă de mare viteză machine . Selectarea corectă a lamei - potrivită cu materialul specific, secțiunea transversală și viteza de tăiere - determină calitatea tăierii, durata de viață a lamei și costul pe tăiere mai mult decât orice altă variabilă operațională.
Ferăstraiele cu bandă orizontale de mare viteză utilizează unul dintre cele trei tipuri de materiale principale ale lamei. Lame bimetalice sunt cele mai utilizate pe scară largă: o secțiune de dinți din oțel de mare viteză (HSS) cu fascicul de electroni sudată pe un suport flexibil de oțel aliat. Ele oferă un echilibru excelent între duritatea dinților, flexibilitatea suportului și costul și sunt potrivite pentru întreaga gamă de metale feroase și neferoase. Lame cu vârf din carbură utilizați vârfuri de dinți din carbură de tungsten lipite pe un corp bimetal, oferind o durată de viață a sculei de 3-10 ori mai mare decât lamele bimetalice standard atunci când tăiați materiale abrazive sau dure - titan, Inconel, oțeluri călite, fontă și compozite armate cu fibre. Lame din oțel carbon sunt utilizate la viteze mai mici pentru tăierea materialelor moi, cum ar fi lemnul, materialele plastice și metalele neferoase, unde duritatea dinților este mai puțin critică și reducerea costurilor este prioritară.
Pasul dintelui - exprimat ca TPI (dinți pe inch) sau în milimetri - este selectat pe baza secțiunii transversale a materialului tăiat. Regula fundamentală este că cel puțin 3-6 dinți ar trebui să fie în contact cu materialul în orice moment în timpul tăierii, pentru a preveni dezlipirea dinților, vibrațiile și finisarea slabă a suprafeței. Tuburile cu pereți subțiri și bara cu diametru mic necesită un TPI mai mare (10–14 TPI), în timp ce țaglele solide mari folosesc pasuri mai grosiere (1,5–3 TPI) pentru a oferi spațiu adecvat pentru evacuarea așchiilor. Lamele cu pas variabil - unde distanța dintre dinți alternează între două pasuri diferite - sunt utilizate pe scară largă pe mașinile de producție, deoarece reduc vibrațiile armonice și zgomotul de tăiere în comparație cu lamele cu pas constant, prelungind atât durata de viață a lamei, cât și durata de viață a mașinii.
Setarea corectă a vitezei lamei pentru materialul tăiat este unul dintre cei mai importanți parametri de funcționare ai unui ferăstrău cu bandă de mare viteză. Alergarea prea repede generează exces de căldură și defectarea prematură a lamei; funcționarea prea lent reduce productivitatea fără a îmbunătăți durata de viață a lamei. Următorul tabel oferă îndrumări generale:
| Material | Viteza recomandată a lamei (m/min) | Tipul lamei |
| Oțel moale cu conținut scăzut de carbon | 60–90 | Bimetal |
| Oțel inoxidabil (304/316) | 30–60 | Bimetal or carbide-tipped |
| Oțel pentru scule/oțel aliat | 20–50 | Cu vârf din carbură |
| Aliaje de aluminiu | 300–600 | Bimetal (coarse pitch) |
| Cupru/alamă | 100–200 | Bimetal |
| titan | 15–30 | Cu vârf din carbură |
| Materiale plastice / HDPE | 300–800 | Oțel carbon sau bimetal |
| Lemn tare | 400–900 | Oțel carbon |
La comparare mașină de ferăstrău cu bandă orizontală de mare vitezăs de la diferiți producători, o înțelegere clară a specificațiilor de bază permite o evaluare semnificativă paralelă, mai degrabă decât baza doar pe afirmațiile de marketing.
Automatizarea avansată este una dintre caracteristicile definitorii care separă contemporanul ferăstraie orizontale cu bandă de mare viteză de la predecesorii lor. Pe modelele CNC complet automate, mașina se ocupă de ciclul complet de tăiere - alimentarea materialului, strângerea menghinei, coborârea lamei, detectarea finalizării tăieturii, eliberarea menghinei, evacuarea pieselor și întoarcerea în poziția de acasă - fără nicio intervenție a operatorului între tăieturi. Acest lucru permite unui operator să supravegheze mai multe mașini simultan, reducând dramatic costul forței de muncă pe bucată.
Alimentatoarele automate de bare folosesc o menghină servo-acționată care prinde materialul de bară și o avansează după lungimea de tăiere programată după fiecare ciclu. Încărcătoarele de mănunchi tip magazin indexează automat noile bare sau tuburi dintr-un pachet preîncărcat în poziția de tăiere atunci când bara anterioară este epuizată. Aceste sisteme, combinate cu un transportor automat de piese finite sau cu un colector de piese pe partea de ieșire, creează o celulă de tăiere complet nesupravegheată, capabilă să ruleze continuu printr-o tură cu doar reaprovizionare periodică cu material.
Controlul adaptiv al vitezei de avans - numit și control al avansului constant sau control inteligent al avansului - monitorizează continuu curentul motorului de antrenare ca indicator pentru rezistența la tăiere. Când sarcina motorului crește peste valoarea de referință (indicând că lama taie prea agresiv), sistemul reduce automat viteza de avans. Când sarcina scade sub valoarea de referință, viteza de avans crește. Acest lucru menține lama să funcționeze la sarcina optimă de așchii în orice moment, indiferent de variațiile de duritate a materialului, modificările secțiunii transversale (cum ar fi întâlnirea unei secțiuni de tub gol într-o rotundă solidă) sau progresia uzurii lamei - maximizând atât durata de viață a lamei, cât și viteza de tăiere simultan.
Mașinile de producție încorporează senzori de detectare a lamei sparte - de obicei întrerupătoare de proximitate sau monitoare de tensiune a lamei - care opresc imediat ciclul de tăiere și generează o alarmă dacă lama se rupe sau se slăbește. Acest lucru previne deteriorarea piesei de prelucrat, ghidajelor lamei și structurii mașinii de la o lamă slăbită și permite diagnosticarea rapidă a defecțiunilor și înlocuirea lamei. Caracteristicile suplimentare de siguranță ale mașinilor moderne includ cerințe de control cu două mâini pentru operațiuni manuale, perdele luminoase în jurul zonei de tăiere, apărătoare interblocate ale carcasei și monitorizarea presiunii hidraulice care împiedică coborârea arcului ferăstrăului fără o fixare confirmată a menghinei.
Ferăstraie orizontală cu bandă de mare viteză servesc ca echipamente de pregătire a materialelor primare într-o gamă remarcabil de largă de industrii de producție și fabricare. Capacitatea mașinii de a tăia practic orice material cu secțiune transversală solidă sau goală în mod curat și eficient o face una dintre mașinile-unelte cele mai universal aplicabile într-un mediu de producție.
Întreținerea preventivă consecventă este cel mai important factor în susținerea performanței, preciziei și duratei de viață a lamei unui mașină de ferăstrău cu bandă orizontală de mare viteză . Următoarele practici reprezintă disciplina minimă de întreținere pentru un mediu de producție:
Piața globală pentru mașină de ferăstrău cu bandă orizontalăs este servit de producători, de la mărci premium europene cu o moștenire inginerească profundă până la producători asiatici competitivi, care oferă o valoare puternică la prețuri medii ale pieței. Înțelegerea peisajului îi ajută pe cumpărători să alinieze selecția furnizorilor cu cerințele de calitate, așteptările privind serviciile și constrângerile bugetare.
Investiție de capital în a mașină de ferăstrău cu bandă orizontală de mare viteză se întinde pe o gamă largă, în funcție de capacitatea de tăiere, nivelul de automatizare și originea mărcii. Mașinile semiautomate de bază de la producătorii asiatici încep de la aproximativ 8.000–20.000 USD pentru capacități rotunde de până la 250 mm. Mașinile cu o singură coloană complet automate de gamă medie de la producători taiwanezi și europeni cu control CNC costă de obicei între 30.000 și 80.000 USD. Mașinile CNC cu două coloane pentru sarcini grele de la producători germani sau japonezi premium pentru capacități de peste 500 mm pot varia de la 150.000 USD la peste 500.000 USD pentru sistemele la cheie cu alimentare automată și manipulare a pieselor.
Calculul rentabilității investiției pentru un ferăstrău cu bandă de producție ar trebui să țină cont de mai mulți factori dincolo de prețul de achiziție. Costul lamei pe tăietură este o măsură critică: o lamă cu vârf din carbură care costă 400–800 USD care produce 5.000–15.000 tăieturi oferă un cost al lamei de 0,03–0,15 USD per tăietură – mult mai mic decât costul echivalent al sculei pe un ferăstrău rece sau o mașină de tăiat abraziv. Economiile de forță de muncă din automatizare sunt de obicei cel mai mare factor de rentabilitate a investiției: o linie complet automată care elimină două poziții manuale pe schimb generează economii de forță de muncă care rambursează frecvent investiția în mașini în 12-36 de luni pe piețele cu costuri ridicate ale forței de muncă. Eficiența energetică, reducerea deșeurilor datorită preciziei de tăiere îmbunătățite și economisirea timpului de prelucrare în aval datorită unei calități mai bune de tăiere întăresc și mai mult argumentul financiar pentru investiția premium în mașini.