sábado, 14 de mayo de 2011

Sierra para marquetería

         Hace algunos año atrás comencé a investigar  sobre los comienzos de las máquinas para marquetería o inlay y me dediqué  a estudiar como podría hacer una  sierra  para tal fin, pero una hecha con madera en la mayoría de sus partes integrantes, estaba como si comenzara a inventar la rueda nuevamente y revisando algunos artículos sobre este campo del arte, me di cuenta de que los inicios fueron muy elementales como un arco de hierro (una C) y un trozo de banda de acero dentada. Esto unido con un mango y con el apoyo de una mesa, daba  inicio a uno de los oficios más entretenido en el campo de la madera y con el requerimiento de una gran paciencia y dedicación teniendo como premio un trabajo final insopechablemente  hermoso y valorado a través de la historia.
        Existen muchos modelos de sierras para marquetería, pero cada compañía tiene un especial diseño para aumentar su versatilidad, calidad de trabajos, durabilidad de sus piezas y sobre todo el precio.
        La máquina que diseñé fue la unión de algunas marcas o mejor dicho , traté de realizar el proyecto con las piezas que tenía a mi disposición en casa, tales como motor, resortes y hasta los componentes electrónicos para la tarjeta controladora de la velocidad del sistema. Lo primero que hice fue comprar varios hilos de sierra que miden aprox. 13 cm de largo y con esto en   mis   manos,  tenía  que buscar  un  arco que pudiese efectuar el va-y-ven del hilo y así efectuar el corte. (ver dibujo).

        Esta sierra posee cinco partes esenciales  las cuales son:

  1. Arco con el hilo sierra.
  2. Punto de pivoteo.
  3. Mesa de trabajo.
  4. Moto-reductor de alrededor de 600rpm o un motor simple de unos 1600rpm
  5. Circuito controlador de velocidad de motor de corriente directa o DC.
         En su mayor parte esta máquina está hecha de madera, pero los que quieran elaborarla en metal como aluminio, puede hacerlo y darle más profesionalismo al acabado final.
         Una vez que  tuve claro los puntos anteriores, comencé a elegir como iba a ser la oscilación del arco, esta decisión no fue nada fácil, debido a que existen ventajas y desventajas en algunos modelos, pero opté por el menos difícil  y el más adecuado al trabajo con mi maquinaria casera , que no es para nada especializada y puede conseguirse en el mercado.
        
        
       Observando el dibujo anterior, podemos ver que los movimientos de cortes son diferentes en cada uno de ellos. En los modelo A y C podemos apreciar que el punto de pivoteo está ubicado en la parte trasera inferior y el otro en centro del arco  haciendo que el corte de la pieza  dependa de la oscilación sobre estos punto,  con  un poco de imaginación vemos que el ángulo del hilo sobre la mesa en diferentes tiempos del funcionamiento varía, forzando así  que el operario de la sierra desarrolle una técnica diferente al modelo B, cuya oscilación es siempre perpendicular a la mesa.
        En esto no podemos discriminar a ningún tipo de máquina, eso lo decide cada una de las personas y compre la que más le convenga, si es que ha tenido experiencia previa y si no es así, comenzará a adquirir dicha experiencia  con cualquier máquina que consiga en el mercado.
        En el dibujo se puede observar que el modelo B es el único que posee un tornillo en la parte de atrás que sirve para tensar el hilo sierra, en cambio los modelos A y C tienen los tornillos tensores en los extremos del hilo sierra a pesar de que en el dibujo no aparezca reflejado.
     La foto a la izquierda muestra claramente  que el pivoteo fue colocado en la parte trasera  inferior y el tornillo tensor es el mismo del esquema B. Fíjense que el arco no requiere ser grueso, de hecho casi todos los listones que lo integran  son de 1,3 cm  X  1,7cm  y la base  están formados por dos listones de aprox  9,5cm  X  1,8cm , en cuanto a la longitud  no es necesario mencionarla, prefiero dejársela a elección de cada incursionante del proyecto. 
         Para la mesa, pensé usar una madera contra-enchapada de 4 milímetro recubierta con fórmica y por casualidad conseguí un                
trozo de madera (parquet) para piso con una capa de fórmica color madera , la cual mide 36cm  X  19,5cm  , sugiero que sea más grande para que sea más cómoda y soporte bien grandes trabajos.  
     El desplazamiento del hilo  sierra por el agujero de la mesa es de 2 cm y es más que suficiente  para el corte de lamina de madera desde 0,5 milímetros hasta 4 milímetros de espesor. También puede cortar hojas de imitación de concha de nácar, para hacer incrustaciones en guitarras, arpas, salterios y muchos otros instrumentos musicales que con el tiempo expondré en estas paginas con el merecido entusiasmo hacías ustedes.

         El próximo punto a tratar es el tema del motor que unido al circuito, es la parte más complicada, bien sea por su coste, tamaño ó porque hay  muy pocas personas que saben como gobernarlo electrónicamente, pero intentaré darles algunas luces. Comencemos por imaginarnos una máquina de coser casera,  si ustedes se han fijado en el motor que lleva y observan el tipo de trabajo que realiza, verán que puede ser un candidato para nuestra sierra, solo tendremos que ir a una tienda de repuestos de máquinas de coser  y comprar el motor, que a su vez en la mayoría de los casos viene con el pedal.
       La características de este motor son la siguiente:
  • Alimentación  110 Volt AC
  • Revoluciones 8000 rpm
  • Potencia    100 Watios
  • Viene con una polea en su eje.
       Colocándole el pedal de regulación de     
revoluciones, tendremos solucionado el problema para los no saben nada de electrónica o no quieren complicarse la vida. Como podemos ver en la especificaciones, nuestro motor consume  igual en teoría de lo que consume un bombillo de la misma potencia. A pesar de no tener mucha potencia, existe una característica estupenda, que son las 8000 rpm , que reduciendo este valor  por intercalación de poleas, podemos llevarlas hasta unas 1000rpm como máximo ó menos y con esta disminución de rpm, estamos incrementando la fuerza del motor, haciendo que la acción del corte sea más enérgica.(ver dibujo).
     Quizás alguno se preguntará, ¿Porque tenemos que bajar las rpm?.
    Podemos decir en principio que la máquina de madera no duraría mucho (se desarmaría en poco tiempo por el efecto de las vibraciones) y en segundo lugar, supóngase que apenas apretemos el pedal, la cantidad de revoluciones podrían pasar de 0 rpm a 1000 rpm y no tendríamos control del corte, en cambio con reducción por medio de poleas, podríamos comenzar con unas 100 rpm  hasta un máximo con todo el pedal presionado. 

El otro método para que nuestra máquina funcione, es mediante el acople de un motor que trabaje con corriente continua o DC. Existen dos formas como operarlo y son los siguientes: el primero consiste en crear un circuito capaz de variar el voltaje desde cero hasta el voltaje máximo de operación del motor, pero esta forma de control no es efectiva , ya que a medida que decrezca el voltaje, de la misma forma pierde fuerza el motor, podemos decir que sobre un 50% del voltaje máximo nuestro sistema tendrá una fuerza aceptable en el corte. El otro método para variar la velocidad, es la de variar el número de pulsaciones por segundo , pero manteniendo el voltaje máximo del motor, a esto se le llama "PWM" (modulación de la onda a base de pulsaciones). Imaginemos que nosotros tenemos el motor con un voltaje DC y lo único que tenemos es un pulsador, que permite el paso de corriente cada vez que nosotros queramos , bien !, tomemos un reloj y cada 30 seg apretamos el pulsador 1 seg, conseguimos que el motor arranque durante el segundo que mantenemos presionado y después siga por inercia pero cada vez con menos velocidad, hasta que se le pulse otra vez, ahora vamos a presionar el pulsador cada 5 seg , esto hará que nuestro motor se mantenga  cerca de las máximas revoluciones peró como este método manual es engorroso, es mejor recurrir a la ayuda de la electrónica mediante la implementación del circuito mostrado a continuación:  

     En el circuito se puede apreciar una alimentación de 12 Volt, que puede reducirse a 9 Volt, dependiendo del motor que se consiga, la salida del integrado es por el pin  nº 3,  el mosfet (Q1) es el que soporta la potencia del motor y debe ser montado sobre un pequeño disipador de aluminio, puede gobernar motores de 2 Amp. Los componentes responsables de los pulsos, son: R1, P1 y C1, las demás conexiones del integrado a las lineas cercanas, son casi estándares de su polarización, el diodo (D3) no permite que la corriente inversa  por conmutación del motor dañen el Q1. Este circuito se puede montar en una plaquita para montajes  de 5X10 centímetros, la alimentación de este sistema puede ser comprado ya que en el mercado existen muchas opciones y a buen precio. Cuando trabajamos con mosfet debemos evitar tocar los terminales del componente con los dedos, debido a que las cargas estáticas del ser humano podrían dañarlo y además evitaremos sacar esta pieza sin haber desconectado la alimentación del sistema.
       No debemos descartar el uso de poleas en caso necesario , porque esta pueden incrementar la fuerza de nuestro corte.
      
video
     Algunas consejos de más  para ayudar a la hechura de la máquina:
  • La longitud del brazo de la sierra debe ser a elección propia de acuerdo  a los tamaños de futuros trabajos.
  • El hilo sierra debe ser sujetado en los extremos del arco a base de un tornillo en cada lado.
  • Si no se está seguro del proyecto, hagase una mini-sierra como ensayo, con un motor de impresora (use solamente los que tienen dos cables), esto le dará experiencia y se sorprenderá de lo que puede hacer con su máquina.
  •  Un consejo muy útil que he aplicado desde el momento que un amigo me lo dijo y es el siguiente: Comience siempre construyendo las partes mecánicas de un aparato como una prioridad y luego realice la parte electrónica, ya que esta última puede ser adaptada  facilmente al sistema construido.
    Les dejo un video de mi máquina en este blog y les deseo el mejor de los entusiasmos para este próximo emprendimiento.
                                http://www.youtube.com/user/555antoni