MXPA06008969A

MXPA06008969A - Metodo para la produccion de una cuchilla cortadora y cuchilla cortadora asi producida.

Info

Publication number: MXPA06008969A
Application number: MXPA06008969A
Authority: MX
Inventors: Eric Tarrerias
Original assignee: Tarrerias Bonjean Soc D Expl
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2007-02-02
Also published as: BRPI0507300B1; KR101251386B1; DK1725363T3; CA2556034A1; US20070163128A1; WO2005089995A8; US8096221B2; BRPI0507300A8; PL1725363T3; EP1725363B1; BRPI0507300A; PT1725363E; DE602005025611D1; CA2556034C; JP2007524520A; KR20070011290A; ATE493220T1; WO2005089995A1; EP1725363A1

Abstract

La invencion se refiere a un metodo para la produccion de una cuchilla (1) para una herramienta de corte, tal como un cuchillo, un par de tijeras, un hacha, un accesorio domestico, un aparato electrico o incluso una maquina industrial. De acuerdo con la invencion, la cuchilla (1), la cual se hace de acero o de una aleacion de acero inoxidable, comprende al menos un borde de corte que se extiende a lo largo de al menos parte de la periferia de la misma. El metodo inventivo se caracteriza porque comprende las siguientes etapas que consiste en: a) producir un cuerpo de cuchilla (2) tener al menos un borde libre, cerca de la posicion de cada borde de corte (3); b) rociar un material de relleno en polvo con una dureza mayor que la del cuerpo de la cuchilla sobre al menos un borde libre; c) sujetar el material de relleno en polvo a un haz de laser, de tal manera que se forme un globulo o banda a lo largo de al menos parte del borde libre; y d) formar el borde de corte en el globulo o banda de material de relleno. De esta manera, el borde de corte de las herramientas de corte equipadas con tal cuchilla tienen una elevada resistencia al desgaste.

Description

MÉTODO PARA LA PRODUCCIÓN DE UNA CUCHILLA CORTADORA Y CUCHILLA CORTADORA ASÍ PRODUCIDA La invención se refiere a un método para la fabricación de una cuchilla para una herramienta cortadora, en particular, para un cuchillo, un par de tijeras, un hacha, un accesorio doméstico (que puede ser opcionalmente eléctrico) o incluso una máquina industrial, teniendo la cuchilla al menos un borde de corte que se extiende sobre al menos una porción de su periferia. En el significado de la invención, una herramienta cortadora del accesorio doméstico incluye cuchillas troceadoras o rebanadoras» sin tomar en cuenta si la herramienta cortadora posee una cuchilla provista con un borde que sea rectilíneo o no rectilíneo y sin tomar en cuenta si se manera de manera manual o mediante accionamiento de motor externo. A manera de ejemplo, la herramienta puede ser una máquina industrial que tiene una cuchilla circular o incluso una cuchilla anular y adecuada para utilizarse en el negocio de alimentos agrícolas y, en particular, en sitios de matanza. Tales cuchillas se utilizan para el rebanado o corte de diversos materiales y se elaboran de metal o aleación de metal. En particular, tales cuchillas se elaboras de aceros inoxidables de durezas que se adaptan al uso propuesto para la herramienta. En todos los casos, tales aceros cumplen ventajosamente con los estándares y/o regulaciones en fuerza con respecto a los materiales de nivel alimenticio, es decir, las propiedades físicas y/o químicas de materiales que entran en contacto con los alimentos. También es posible encontrar cuchillas elaboradas a partir de una o más cerámicas u otro materiales adecuados para cortar o rebanar cuando se utilizan bajo condiciones particulares. Lo que tienen estas cuchillas en común es que están provistas con al menos un borde de corte, formando dicho borde la zona de la cuchilla que entra en contacto con el material para corte, a través de al menos un punto. Tales cuchillas es probable que presenten desgaste prematuro del borde de corte, en particular, cuando se utilizan repetidamente y/o cuando se utilizan erróneamente. Entonces es necesario re-formar el borde de corte mediante afiladura, limadura o molturación. En cualquier caso, esta operación no puede repetirse de manera indefinida. Requiere que el borde de corte se forme en una zona de la cuchilla, cerca de la parte posterior de la cuchilla y el grosor que incrementa cada vez esta operación se repite. Se conocen métodos en los cuales el borde de corte es de mayor dureza que la dureza del resto de la cuchilla con objeto de limitar el desgaste de la misma. En particular, WO-A-0/000457 describe un método en el cual, sobre la cuchilla de un hacha, se deposita material en forma de polvo, se mezcla y solidifica con la ayuda de un láser, antes de configurarse para formar el borde de corte. El borde de corte se forma entre dos rodillos del tipo de molturadora de rodillo, lo cual sirve para formar el borde de corte mientras se encuentra en caliente. El láser sirve para conducir el material hasta la temperatura. Tal dispositivo se adapta particularmente a cuchillas en forma de banda, pero no es adecuado para utilizarse en cualquier tipo de cuchilla. Además, la unión entre el cuerpo de la cuchilla y el material configurado no es tan bueno como podría serlo. También se conocen los así llamados métodos de "enfrentamiento" en los cuales una cubierta de material duro se deposita sobre un borde de una cuchilla de corte. Tales métodos, por ejemplo, que hacen uso de microsoldadura, se describen en los Resúmenes de Patente de Japón, Vol. 2000, No. 1 7, JP-A-01 029288. Los Resúmenes de patente de Japón, Vol. 0120, No. 27, JP-A-62 18 1836 describen el uso de una película para enfrentar el borde de corte de una cuchilla mediante electrodeposición iónica. Esto puede realizarse mediante vaporización bajo el efecto de una flama como se describe en EP-A-0 707 921 . También es posible prever el depósito de material de formación sobre una cuchilla por debajo de su temperatura de fusión y la presión de éste contra el cuerpo de la cuchilla a fin de que se adhiera a la misma, antes de formar el borde de corte y esto se describe en particular en DE-A-3 208 153. En ninguno de estos documentos se describe un método que permita la formación de material para unirse de manera eficaz y duradera con el resto de la cuchilla a fin de que, una vez que se ha formado el borde de corte, se preservan las propiedades mecánicas y de resistencia del ensamble.

Aquellas son las desventajas que la presente invención buscar remediar de manera más particular mediante propuesta de un método para la fabricación de una cuchilla que permita que se preserve el borde de corte de la cuchilla y permita así que se incremente la vida útil en depósito de la misma. Para este fin, la invención proporciona un método para la fabricación de una cuchilla para una herramienta de corte, en particular, para un cuchillo, un par de tijeras, un hacha, un accesorio doméstico o incluso una herramienta industrial, elaborándose la cuchilla de acero o una aleación de aceros inoxidables y teniendo al menos un borde de corte que se extiende sobre al menos una porción de su periferia, caracterizándose el método porque comprende las siguientes etapas: a) elaborar un cuerpo de cuchilla que posee al menos un borde libre provisto en la inmediación de la ubicación de la o de cada borde de corte; b) proyectar un material de formación en la forma de un polvo sobre al menos un borde libre, siendo la dureza del material de formación mayor que la dureza del cuerpo de cuchilla; c) sujetar el polvo del material de formación a un haz de láser a fin de formar un glóbulo o banda sobre al menos una porción de dicho borde libre; y d) formar el borde de corte en el glóbulo o banda del material de formación. De este modo, por medio del método de la invención, se elabora una cuchilla que tiene un borde de corte formado en un material de formación de dureza que es mayor a la de la cuchilla. Esto hace posible obtener una cuchilla que tiene un borde de corte de calidad y tiempo de vida que son mejores que aquellos comúnmente encontrados. Este método de fabricación de una cuchilla da un alto grado de capacidad de modulación y el uso de un haz de láser asegura la fusión íntima entre el cuerpo de la cuchilla y el material de formación. De acuerdo con aspectos ventajosos pero no esenciales de la invención, el método puede incorporar una o más de las siguientes etapas: • el borde libre se forma por una superficie plana que se extiende perpendicularmente a un plano principal del cuerpo de cuchilla; • el borde libre se forma por una porción del cuerpo de cuchilla que se extiende en un plano principal orientado en un ángulo diferente de cero con relación a un plano principal del cuerpo de cuchilla; • el cuerpo de cuchilla presenta dimensiones que son ligeramente menores que aquellas de la cuchilla final; • el borde de corte de realiza mediante molturación, maquinado o abrasión de al menos el glóbulo o la banda de material de formación; • el cuerpo de cuchilla se maquina o tritura al mismo tiempo que el borde de corte se elabora mediante maquinación o molturación; • el cuerpo de cuchilla se maquina o moltura antes de la etapa de formación del glóbulo de material de formación; • antes de la etapa d) de formación del borde de corte, se lleva a cabo una operación de endurecimiento y templado sobre el cuerpo de cuchilla encajado con el glóbulo o banda de material de formación; y • dicho retiro de material se lleva acabo desde un borde del cuerpo de cuchilla, opuesto con relación al plano principal, desde el borde del cuerpo de cuchilla sobre el cual se deposita el material de formación. La invención también proporciona una cuchilla para una herramienta cortadora, en particular, un cuchillo, un par de tijeras, un hacha, un accesorio doméstico o una máquina industrial, teniendo la cuchilla al menos un borde de corte sobre al menos una porción de su periferia y caracterizándose porque comprende un cuerpo de cuchilla, soportándose el borde de corte sobre un borde de dicho cuerpo de cuchilla. • El borde de corte y el cuerpo de cuchilla se elaboran de al menos dos materiales diferentes. • Una herramienta de corte, en particular, un cuchillo, un par de tijeras, un hacha, un accesorio doméstico, o incluso una máquina industrial, que incluyen al menos una cuchilla según se define arriba. La invención puede entenderse mejor y otras ventajas de la misma aparecen más claramente a la luz de la siguiente descripción de dos implementaciones de un método de fabricación de acuerdo con la invención, dadas puramente a manera de ejemplo y elaboradas con relación a los dibujos acompañantes, en los cuales: « La Figura 1 es una vista en perspectiva de una cuchilla de herramienta cortadora elaborada de acuerdo con la invención; • La Figura 2 es una vista de extremo del cuerpo de la cuchilla mostrada en la Figura 1 , durante una etapa a) en una primer implementación del método, sin el material de formación; • La Figura 3 es una vista de frente que muestra las etapas b) y c) de este método de fabricación, con un agrandamiento que muestra un tipo de polvo elaborado de dos elementos; • Las Figuras 4 y 5 son vistas de extremo análogas a la Figura 2 que muestra la etapa d) del método; y • Las Figuras 6 a 1 1 muestran una segunda implementación del método. La cuchilla 1 mostrada en la Figura 1 se dibuja en forma simplificada. También está provista con un soporte o medios sujetadores (no mostrados) para la cuchilla y/o medios de manejo (de igual modo no mostrados) para la cuchilla, por ejemplo, un mango de cuchillo. La cuchilla 1 presenta un cuerpo de cuchilla 2 de dimensiones que son ligeramente menores al tamaño total de la cuchilla terminada 1 . El cuerpo de cuchilla 2 soporta un borde de corte 3 en el cual el borde de corte adecuado, es decir, la zona que entra en contacto con la sustancia por cortar, está constituido por el material de formación. El cuerpo de cuchilla 2 se elabora de al menos un acero inoxidable, ventajosamente de nivel alimenticio. Por ejemplo, puede ser un acero estándar en cumplimiento con la norma AISI : 304L, 316L, 410, 420A, 420B, 420C, 425, 431 , 440A, 440B, 440C o puede ser uno de los aceros del tipo vendido por el proveedor Sandvik bajo las referencias 12C27 y 1 9C27. El cuerpo de cuchilla 2 se elabora mediante el uso de técnicas convencionales, tales como, por ejemplo: maquinación , moldeo, forjado, sinterización, molturación, corte o corte por láser. En una primer implementación del método, el cuerpo 2 de la cuchilla tiene sus lados 20 y 21 en convergencia un poco entre sí a fin de formar un borde libre del cuerpo de la cuchilla. Específicamente, este borde libre es una superficie plana 4 que puede observarse en la Figura 2 extendiéndose de manera perpendicular a un plano principal P del cuerpo de cuchilla 2. Como se muestra en la Figura 3, en una segunda etapa del método, un material de formación M se deposita en la forma de un polvo 5 o una mezcla de polvos sobre dicho borde libre 4, y preferentemente bajo presión. El polvo o la mezcla de polvos comprende al menos dos elementos 50 y 51 que forman el material de formación M. Uno de estos elementos es una partícula 50 de gran dureza. Ventajosamente, es un carburo de titanio. El otro elemento es una partícula 51 de acero inoxidable de nivel alimenticio, ventajosamente del mismo tipo que la formación del cuerpo de cuchilla 2.

Dadas las diferentes propiedades físicas y mecánicas de los elementos 50 y 51 que conforman el material de formación M en forma de polvo, cuando se proyectan sobre el borde libre 4 del cuerpo de cuchilla, se observan variaciones en el flujo del polvo 5. Con objeto de mantener un glóbulo depositado, uniforme, 6 de polvo, los pares de partículas 50 y 51 de diferentes tipos se conectan en conjunto, por ejem plo, mediante inclusión. Ventajosamente, las partículas 50 de carburo de titanio se incluyen en partículas 51 de acero inoxidable. Esta inclusión puede ser total, con el carburo de titanio formando entonces el núcleo de una partícula elaborada de ambos materiales o puede ser parcial, con la partícula de carburo de titanio recibiéndose en un receptáculo formado en una partícula de acero inoxidable. En otra configuración, las partículas de carburo de titanio 50 se aglomeran entre sí mediante un aglutinante a fin de obtener aglomeraciones de partículas de carburo de titanio de un tamaño que impulsa el flujo de las mismas. En una variante, el polvo 5 se hace uniforme por medio de un aglutinante que sirve para unir en conjunto las partículas de acero inoxidable o de carburo de titanio. Se prepara así un polo 5 que, a pesar de las diferencias en la densidad y/o forma de las partículas 50 y 51 que los conforman, no obstante presenta una composición que es uniforme en todos los puntos a lo largo del glóbulo 6 del polvo 5 que se deposita en el borde libre 4 del cuerpo de cuchilla 2, distribuyéndose las partículas 50 y 51 de manera regular, sobre todo. Al mismo tiempo que este polvo o mezcla en polvo se proyecta bajo presión, se sujeta a un haz de láser 8 de manera simultánea con la deposición del mismo a fin de elevarlo hasta una temperatura de fusión, de tal manera que el glóbulo 6 de polvo 5 se mezcla de manera íntima con el cuerpo de cuchilla 2. Esa técnica se. conoce en el campo de cubiertas superficiales como un método para la aplicación de un frente. Como un ejemplo que ilustra esta técnica puede hacerse referencia, por ejemplo, al sitio de Internet www.irepa- laser.com o a la publicación "Traitement de surface d!un gaz léger par plasma produit par láser en vue d'améliorer la résistance mécanique" [Tratamiento superficial de un gas de luz por un plasma producido por láser con objeto de mejorar la resistencia mecánica] por Mr. Sicard, Gremi, Orleáns. Una vez que el glóbulo 6 se ha depositado e incorporado al borde 4, necesita llevarse a cabo una operación de acabado con objeto de formar el borde de corte 3 adecuado. Esta operación consiste en maquinación o molturación a fin de configurar el glóbulo 6 para darle un borde afilado 7, como se muestra en la Figura 5. En una variante, es posible llevar a cabo la operación de acabado del borde de corte 3 de manera simultánea con la operación de acabado del cuerpo de cuchilla 2. Bajo tales circunstancias, el glóbulo 6 se deposita en el cuerpo de cuchilla 2 antes de proceder con el acabado, como se mencionó arriba. La molturación o maquinación se llevan a cabo entonces no solo en el glóbuloß, sino también en el cuerpo de cuchilla 2. La maquinación o molturación se llevan a cabo mediante el uso de medios convencionales, por ejemplo, utilizando ruedas de molturación de diamante. En otra implementación del método, como se muestra en las Figuras 6 a 1 1 , el polvo 105 se proyecta no sobre una superficie plana 4 del cuerpo de cuchilla 1 1 , sino sobre un frente F del mismo, cuyo frente se inclina suavemente hacia el borde de corte 103. El frente F del cuerpo de cuchilla 102 se prepara antes de depositar el material de formación M. El frente F se inclina en un ángulo diferente de cero a con relación a un plano principal P' del cuerpo de cuchilla 102. Como se muestra en la Figura 7, esta inclinación permite que un glóbulo o banda 109 de material de formación M' en forma de polvo 105 se deposite. La deposición y sinterización del polvo de material de formación 1 05 se llevan a cabo de tal manera que una de las zonas de extremo Z de la banda 109 es adyacente al extremo del frente F del cuerpo de cuchilla 1 02. Ventajosamente, después de esta etapa de deposición y sinterización del polvo 5 o 105 de material de formación sobre el cuerpo de cuchilla 2 o 1 02, se lleva a cabo, de manera convencional, una operación de endurecimiento y templado. Este endurecimiento y templado sirve para "liberar" las tensiones a las cuales se ha sujetado el cuerpo de cuchilla 2, 1 02 y/o el material de formación. El material se retira del cuerpo de cuchilla 102 de su frente F0 opuesto a su frente F, como se muestra en las Figuras 8 y 9. Este retiro se lleva a cabo mediante el uso de técnicas convencionales, por ejemplo, maquinación, molturación o abrasión. El material que constituye el cuerpo de cuchilla se retira de la inmediación del borde de corte 1 03 en una dirección y sobre un área que lo hace posible, como se muestra en la Figura 1 1 , para alinear dicho frente F0 con uno de los frentes FA del borde de corte 103 una vez que se ha terminado. De este modo, los frentes F0 y FA son generalmente co-planos. El borde de corte acabado 1 03 tiene dos frentes FA y FB que realizan un ángulo diferente de cero ß con relación entre sí, que yace ventajosamente en el rango de 5o hasta 60°, de tal manera que dos frentes FA y FB definen un borde de corte 1 03 en la forma de un punto. Este punto se forma mediante el uso de técnicas convencionales de material de retiro M' del frente FA. Este retiro, en particular mediante maquinación, molturación o abrasión, se localiza en una zona de extremo Z o un borde libre de la banda 109. Esta zona de extremo Z está constituida por una región de la banda 1 09 que no descansa sobre el frente F del cuerpo 102, después de que se ha retirado material del cuerpo 1 02. De este modo, como se muestra en la Figura 1 1 , el borde de corte 103 se forma por una banda 1 09 de material de formación M', descansando dicha banda en parte sobre un borde del cuerpo de cuchilla 102.

En otra configuración, el material puede retirarse o solapa del frente F del cuerpo 1 02 a fin de formar una zona que recibe el material de formación M'. La profundidad de este retiro se adapta a fin de que, una vez que el material de formación M' se ha depositado sobre el frente libre superior de la banda 109, es generalmente coplano con el frente F del cuerpo 1 02. En otra modalidad, es posible prever el depósito de material de formación M' sobre solo una porción del borde de corte, por ejemplo, la porción que se tensa con mayor frecuencia, a fin de incrementar el tiempo de vida solo de dicha porción. En otra configuración, los frentes FA, FB del borde 1 03 son perpendiculares. En otra implementación, es posible utilizar un material de formación de un color que es diferente del color del cuerpo de cuchilla. De manera similar, las dimensiones y la forma de la banda de material de formación pueden ser diferentes de aquellas descritas. En ambas implementaciones del método arriba descrito, es posible marcar la porción del borde de corte que se forma por el material de formación.

Claims

REIVINDICACIONES 1 . Un método para la fabricación de un cuchillo para una herramienta cortadora, en particular, para un cuchillo, un par de tijeras, un hacha, un accesorio doméstico, o incluso una herramienta industrial, elaborándose la cuchilla (1 ) de acero o una aleación de aceros inoxidables y teniendo al menos un borde de corte (3; 103) que se extiende sobre al menos una porción de su periferia, caracterizándose el método porque comprende las siguientes etapas: a) elaborar un cuerpo de cuchilla (2; 102) que posee al menos un borde libre (F; 4) provisto en la inmediación de la ubicación de el o de cada borde de corte (3; 103); b) proyectar un material de formación (M; M') en la forma de un polvo (5; 105) sobre al menos un borde libre (F; 4), siendo mayor la dureza del material de formación que la dureza del cuerpo de cuchilla; c) sujetar el polvo de material de formación (5; 1 05) a un haz de láser (8) a fin de formar un glóbulo (6) o banda (109) sobre al menos una porción de dicho borde libre (4; F); y d) formar el borde de corte (3; 1 03) en el cabezal (6) o banda (1 09) del material de formación (M; M').
2. Un método según la reivindicación 1 , caracterizado porque dicho borde libre se forma por una superficie plana (4) que se extiende de manera perpendicular a un plano principal (P) del cuerpo de cuchilla (2).
3. Un método según la reivindicación 1 , caracterizado porque dicho borde libre se forma p r una porción (F) del cuerpo de cuchilla (102) que se extienden en un plano principal orientado en un ángulo diferente de cero (a) con relación a un plano principal (P') del cuerpo de cuchilla (1 02).
4. Un método según cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque el cuerpo de cuchilla (2; 102) presenta dimensiones que son ligeramente menores que aquellas de la cuchilla final (1 ).
5. Un método según cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque el borde de corte (3; 1 03) se elabora mediante molturación, maquinación o abrasión de al menos el glóbulo (6) o la banda (109) de material de formación (M; M?).
6. Un método según cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque el cuerpo de cuchilla (2; 102) se maquina o moltura al mismo tiempo que el borde de corte (3; 103) se elabora mediante maquinación o molturación.
7. Un método según cualquiera de las reivindicaciones l a 5, caracterizado porque el cuerpo de cuchilla (2) se maquina o moltura antes de la etapa de formar el glóbulo (6) de material de formación.
8. Un método según cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque antes de la etapa d) de formar el borde de corte, se lleva a cabo una operación de endurecimiento y templado sobre el cuerpo de cuchilla (2; 102) encajado con el glóbulo (6) o banda (109) de material de formación (M; M').
9. Un método según la reivindicación 2 o 3, caracterizado porque dicho retiro de material se lleva acabo desde un borde (F0) del cuerpo de cuchilla (102) opuesto, con relación al plano principal (P'), del borde (F) del cuerpo de cuchilla (102) sobre el cual se deposita material de formación (M') . 1 0. Una cuchilla para una herramienta cortadora, en particular un cuchillo, un par de tijeras, un hacha, un accesorio doméstico o una máquina industrial, teniendo la cuchilla al menos un borde de corte en al menos una porción de su periferia, y caracterizándose porque comprende un cuerpo de cuchilla (2; 1 02), soportándose el borde de corte (3; 1 03) sobre un borde de dicho cuerpo de cuchilla (2; 1 02). 1 1 . Una cuchilla según la reivindicación 1 0, caracterizada porque el borde de corte (3; 103) y el cuerpo de cuchilla (2; 102) se elaboran de al menos dos diferentes materiales. 12. Una herramienta cortadora, en particular un cuchillo, un par de tijeras, un hacha, un accesorio doméstico, o incluso una máquina industrial, caracterizada porque incluye al menos una cuchilla elaborada de acuerdo con la reivindicación 10 u 1 1 .