ES2265378T3 - Procedimiento para la fabricacion de una hoja de sierra con parte del montaje que sobresale plasticamente de la hoja. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para fabricar una hoja de sierra, comprendiendo una hoja de corte (12), en la que hay prevista una parte de fijación acodada (14) que sobresale plásticamente respecto a la hoja de sierra (12), en la que existe una abertura de fijación (16) para fijar a un eje de accionamiento, consistente en las siguientes etapas: (a)Cortar una pieza en bruto (10¿, 10¿) de plancha de acero endurecible; (b)Transformar la pieza en bruto (10¿, 10¿) para conformar la parte de fijación acodada; (c)Cortar de la abertura de fijación (16); (d)Apilar una serie de piezas en bruto (10¿, 10¿) fabricadas en las etapas (a) a (c) y apretarlas en un dispositivo; (e)Calentar las piezas en bruto (10¿, 10¿) para austenitizarlas y a continuación enfriarlas para templar las piezas en bruto (10¿, 10¿); y (f)Mecanización precisa, preferiblemente por rectificado, de las hojas de sierra (10) a fin de realizar un dentado (20) en sus bordes exteriores.
Description
Procedimiento para la fabricación de una hoja de
sierra con parte del montaje que sobresale plásticamente de la
hoja.
El invento hace referencia a un procedimiento
para fabricar una hoja de sierra, comprendiendo una hoja de corte,
en la que hay prevista una parte de fijación acodada que sobresale
plásticamente respecto a la hoja de sierra, en la que existe una
abertura de fijación para fijar a un eje de accionamiento.
A través de la patente
DE-29.605.728 U1 se conoce una de tales hojas de
sierra y un procedimiento para la fabricación de la misma. Dichas
hojas de sierra se utilizan especialmente en conexión con el uso de
un motor oscilante, cuyo eje de accionamiento oscila con alta
frecuencia alrededor de su eje longitudinal, a fin de conseguir
especiales objetivos de corte. Gracias al acodado de la parte de
fijación en este caso se garantiza que no sobresalga ningún
elemento de fijación por encima del plano de la hoja de
sierra.
sierra.
Con dichas sierras pueden cortarse, sin
esfuerzo, especialmente planchas de carrocería y otras chapas hasta
un espesor de aproximadamente 1 mm, mientras que con el
accionamiento oscilante se excluye el riesgo de heridas. Por otra
parte, esta clase de sierras son especialmente adecuadas para cortar
madera y plásticos reforzados con fibra de vidrio.
Las hojas de sierra conocidas consisten en una
hoja de corte plana de forma circular, que presenta una abertura de
fijación en el centro, preferiblemente en forma de polígono para la
fijación con cierre de forma en el eje de accionamiento.
Según la antes citada patente
DE-29.605.728 U1, la hoja de sierra se fabrica a
partir de una hoja de corte plana de forma circular, hecha de acero
endurecido, como acero HSS, así como una parte de fijación acodada,
en que se ha previsto la abertura de montaje. La parte de fijación
va soldada a la hoja de corte mediante una soldadura circular por
láser, a fin de conseguir una conexión de materiales entre la hoja
de corte y la parte de fijación.
Sin embargo, en la práctica se ha puesto de
manifiesto que, a pesar de la unión con soldadura por láser entre
la hoja de corte y la parte de fijación no siempre se garantiza una
unión lo bastante duradera entre ambas piezas. Así pues, en caso de
una fuerte carga puede producirse una separación de la parte de
fijación y la hoja de corte, con lo cual la hoja de sierra queda
inutilizada.
Se conoce, a través de la patente
US-5.697.835, otra hoja de sierra con una parte de
fijación acodada que sobresale plásticamente con respecto a la hoja
de corte.
No obstante, en dicho documento no se pone de
manifiesto cómo puede fabricarse una de tales hojas de sierra.
Sin duda, construyendo de una pieza una de tales
hojas de sierra se conseguiría una mayor resistencia. De todos
modos, en este caso el problema reside en una deformación que se
produce debido al necesario tratamiento térmico para la
fabricación.
Por cierto, en el actual estado de la técnica se
conocen fundamentalmente dispositivos de apriete para sujetar
piezas de paredes delgadas a fin de reducir una deformación cuando
se realiza el tratamiento térmico (DE-29.721.475
U1), pero no obstante dichos dispositivos de apriete únicamente son
útiles para el tratamiento de piezas planas.
Por tanto, el objeto del invento consiste en
evitar los anteriores inconvenientes y proporcionar un procedimiento
para fabricar una hoja de sierra estable, en que se evita el
peligro de un desprendimiento entre la hoja de corte y la parte de
fijación.
Dicho objeto se consigue mediante un
procedimiento que presenta las siguientes etapas:
- (a)
- Cortar una pieza en bruto de plancha de acero endurecible;
- (b)
- Transformar la pieza en bruto para conformar la parte de fijación acodada;
- (c)
- Cortar la abertura de fijación;
- (d)
- Apilar una serie de piezas en bruto fabricadas en las etapas (a) a (c) y apretarlas en un dispositivo;
- (e)
- Calentar las piezas en bruto para austenitizarlas y a continuación enfriarlas para templar las piezas en bruto; y
- (f)
- Mecanización precisa, preferiblemente por rectificado, de las hojas de sierra a fin de realizar un dentado en sus bordes exteriores.
De este modo se consigue por completo el objeto
del invento.
Sorprendentemente se ha puesto de manifiesto que
es posible conformar la hoja de corte y la parte de fijación de una
pieza de acero endurecido.
En el actual estado de la técnica se partía
hasta ahora fundamentalmente de que una hoja de sierra de esta
clase siempre se fabricaba de dos piezas, es decir una de la hoja de
corte plana, consistente en acero endurecido, así como la parte de
fijación acodada, que se une con cierre de material con la hoja de
corte, por ejemplo, con soldadura o adhesivo. La base de ello
reside en el hecho de que desde hace tiempo no se consideraba
posible una conformación de una gruesa chapa de acero HSS.
Sin embargo, según el procedimiento de acuerdo
con el invento puede fabricarse sin más de chapa de acero endurecido
la deseada hoja de sierra de una pieza con la parte de fijación
acodada.
Dado que se apila una cantidad de piezas en
bruto después de la embutición y el corte de la abertura de
fijación, y se aprietan con un dispositivo, pudiéndose formar por
ejemplo bloques de aproximadamente 100 a 200 piezas en bruto, con
lo que se garantiza un tratamiento térmico bastante libre de
deformaciones en las etapas sucesivas.
Las hojas de sierra así fabricadas se
caracterizan por una estabilidad mecánica notablemente mejorada con
respecto a las hojas de sierra fabricadas de dos elementos. De modo
especial, la elevada rigidez permite una mejor acción de cortado y
serrado, de modo especial una consecución de cortes lo más rectos
posible a mano alzada.
En otra forma de realización ventajosa del
invento, en la etapa (d) se separan las piezas en bruto consecutivas
mediante la incorporación de un disco entre las mismas.
De este modo puede conseguirse un endurecimiento
sin deformaciones, puesto que las piezas en bruto se aprietan con
los discos forman un bloque compacto. Los discos pueden luego volver
a utilizarse.
En otra forma de realización ventajosa del
invento, las hojas de sierra pueden revenirse una vez enfriadas, a
fin de mejorar más sus propiedades con la bonificación.
El corte de las piezas en bruto y el corte de
las aberturas de fijación se realiza preferentemente por troquelado,
con lo cual se consigue un modo de trabajo racional.
Conjuntamente con un corte de la abertura de
fijación, en otra forma de realización ventajosa del invento, puede
llevarse a cabo un trabajo de desbaste de las piezas en bruto por
sus bordes exteriores, preferiblemente mediante estampación.
Esto facilita la posterior conformación del
dentado en los bordes exteriores.
La conformación de las piezas en bruto de
acuerdo con la fase (b) puede realizarse mediante embutición,
compresión, doblado o hidráulicamente.
De todos ellos se prefieren la compresión, que
es especialmente apropiada para conformar piezas simétricas al
giro, o la embutición profunda.
Asimismo, también es posible calentar las piezas
en bruto para conformarlas, con lo que se evita un endurecimiento
durante el proceso de conformación y con ello la tendencia a grietas
de tensión que derivan del mismo.
Una embutición profunda de las piezas en bruto
en frío para conformar la parte de fijación acodada se realiza
preferiblemente con un avance lento y a alta presión, para evitar
que se forman fisuras durante y después del proceso de
conformación.
En otra forma más ventajosa de realización del
procedimiento de acuerdo con el invento, a todo lo más dentro de 24
horas, pero sin embargo preferiblemente dentro de 12 horas, pero aún
mejor dentro de 6 horas, después de la conformación de las piezas
en bruto empieza un recocido de recristalización.
Se ha puesto de manifiesto que de esta manera
pueden evitarse grietas de tensión, que de lo contrario podrían
aparecer al cabo de un plazo de uno o dos días como consecuencia de
procesos de envejecimiento que se producen al final de la anterior
conformación.
En tal caso, también el corte de la abertura de
fijación de la parte de fijación, que preferiblemente se consigue
por troquelado, se lleva a cabo lo más inmediatamente posible
después de la conformación, para evitar la aparición de grietas de
tensión.
Si se lleva a cabo una conformación en caliente,
en determinados casos puede prescindirse de un recocido de
recristalización.
Preferiblemente la geometría de la parte de
fijación acodada se elige de manera que las hojas de sierra pueden
apretarse juntas sin rendijas en un bloque para el templado y
normalizado.
De este modo se mantiene muy pequeña la
deformación durante el proceso de temple y normaliza-
ción.
ción.
Según otra ventajosa forma de realización del
procedimiento de acuerdo con el invento, después del tratamiento
térmico de acuerdo con las etapas (e) y (f), las piezas en bruto aún
estando apretadas conjuntas son mecanizadas por su periferia,
preferiblemente rectificadas, para así poder realizar el dentado de
la manera más racional posible.
Para fabricar las hojas de sierra se utiliza
preferentemente un acero rápido de mecanizado, teniendo
preferiblemente como principales componentes de aleación wolframio,
molibdeno y cobalto, aproximadamente un acero HHS con una
composición del 0,8 al 0,95% en peso de C, del 3,8 al 4,7% en peso
de Cr, del 4,5 al 5,5% en peso de Mo, del 1,7 al 2,1% en peso de V,
del 5,8 al 7% en peso de W y el resto de Fe, de manera que puede
utilizarse el tipo de aleación 33 34.0 S 600 de BÖHLER STAHL
Deutschland GmbH, Düsseldorf, que contiene el 0,87% en peso de C,
el 4,3% en peso de Cr, el 5% en peso de Mo, el 1,9% en peso de V, el
6,4% en peso de W y el resto de Fe.
Preferiblemente, las piezas en bruto son
cortadas de una chapa de aproximadamente 0,7 a 1,5 mm de espesor,
preferentemente de 1 mm de espesor.
Con tal espesor, la correspondiente hoja de
sierra resulta especialmente apropiada para usar con un motor
oscilante, con una alta frecuencia de aproximadamente 3.000 a 25.000
oscilaciones por minuto y que bascula en uno y otro sentido un
pequeño ángulo de oscilación de aproximadamente 0,5 a 6º alrededor
del eje de accionamiento. En este caso, el diámetro de las
correspondientes hojas de sierra, que preferiblemente es de forma
circular o de segmento circular, del orden de aproximadamente 8 a
12 cm, y preferiblemente de unos 10 cm.
Con independencia de ello, las hojas de sierra
de acuerdo con el invento también pueden usarse con motor rotativo,
como hojas de sierras circulares, en cuyo caso hay que adecuar
únicamente el dentado de los bordes exteriores del modo
correspondiente.
En el empleo de los materiales arriba citados y
de la geometría antes mencionada ha demostrado ser ventajoso si las
piezas en bruto, una vez apretadas en el dispositivo primero se
recuecen para la recristalización durante aproximadamente de 1,5 a
2,5 horas, a una temperatura de 600 a 700ºC, antes de austenizarlas
durante unos 3 a 5 minutos a unos 1.020 a 1.080ºC. La austenización
se realiza preferiblemente inmediatamente al recocido para la
recristalización por motivos económicos.
El proceso de enfriamiento para el
endurecimiento se realiza preferiblemente en baño salino a unos 500
a 550ºC. Sin embargo, fundamentalmente también es posible realizar
el enfriamiento en el aire o en baño de aceite.
Preferiblemente, el consiguiente proceso de
normalización comprende un primer revenido en un máximo de dureza
secundaria durante una tiempo de aproximadamente 1,5 a 2,5 horas a
unos 530 a 630ºC, así como un segundo revenido a una dureza de
trabajo deseada durante aproximadamente 1,5 a 2,5 horas a unos 530 a
630ºC, así como un tercer revenido para reducir tensiones de unos
40 a 80 minutos de duración a aproximadamente 400 a 500ºC.
Las etapas de tratamiento térmico se realizan
preferiblemente bajo una atmósfera gaseosa reducida, a fin de
evitar una oxidación. A tal objeto puede utilizase un gas Formier
95/5, así como una mezcla del 95% en volumen de nitrógeno y el 5%
en volumen de hidrógeno.
Las hojas de sierra, de acuerdo con otra forma
de realización del invento, son rectificadas planas por ambas
superficies exteriores opuestas, y en determinados casos con un
rectificado de precisión, siempre en función de que la aplicación
precise una elevada planitud.
De modo especial cuando se emplea con un motor
oscilante, en determinados casos también puede prescindirse del
rectificado plano.
Otras características y ventajas del invento se
ponen de manifiesto en la siguiente descripción de un ventajoso
ejemplo de forma de realización, haciendo referencia al dibujo. En
el mismo:
La figura 1 es una vista desde arriba de una
hoja de sierra de acuerdo con el invento;
La figura 2 es una vista lateral de la hoja de
sierra de acuerdo con la figura 1; y
La figura 3 es una sección a través de un montón
de piezas en bruto para hojas de sierra, que se aprietan
interponiendo discos, a fin de formar un bloque compacto para su
endurecimiento.
En la figura 1 se ha representado una sierra
según el invento, vista desde arriba, habiéndose indicado
globalmente con el número de referencia 10.
La hoja de sierra 10 tiene forma circular y
consiste en una hoja de corte plana 12, que lleva un dentado 20 en
su periferia externa, así como una parte central de fijación 14, que
está acodada y por tanto sobresale plásticamente hacia afuera del
plano de la hoja de corte 12.
Tal como aparece individualmente en la figura 2,
la parte de fijación 12 presenta un tramo de pared acodado 13, que
sobresale sin escalonamientos del plano de la hoja de corte 12 y que
presenta una superficie de montaje plana 15 en el centro, la cual
corre paralela al plano de la hoja de corte 12. En dicha superficie
de montaje 15 existe una abertura de fijación 16, que puede estar
formada preferentemente como polígono, así como el hexágono
representado, o bien de doce cantos, a fin de permitir una fijación
con cierre de forma en un eje de accionamien-
to.
to.
La hoja de sierra 10 está hecha de una pieza de
un acero rápido de mecanizado con wolframio y molibdeno. En el
ejemplo de forma de realización representado se utilizó el tipo de
aleación 33 43.0 S 600 de la empresa BÖHLER STAHL Deutschland GmbH,
para fabricar la hoja de sierra. Normalmente dicho tipo presenta el
0,87% en peso de C, el 4,3% en peso de Cr, el 5% en peso de Mo, el
1,9% en peso de V, el 6,4% en peso de W y el resto de Fe.
Para su fabricación se procedió de la siguiente
manera:
De una plancha en bruto se cortaron rodajas
circulares de unos 100 mm de diámetro. A continuación se embutió en
frío, en una prensa hidráulica, la parte de fijación 14 utilizando
un avance lento y una elevada fuerza de presión (aproximadamente
600 toneladas). El diámetro del tramo acodado de pared 13 era de
unos 50 mm, mientras que el diámetro de la superficie plana de
montaje 15 tenía unos 37 mm y la distancia desde la superficie de
montaje 15 (superficie externa) desde la superficie externa de la
hoja de corte 12 era de 4 a 5 mm.
Después de la embutición en frío se troqueló con
un útil de punzonar, sin gran retraso, la abertura central de
fijación 16 en forma de un hexágono.
Aproximadamente de 100 a 200 de tales piezas en
bruto fueron luego colocadas unas sobre otras, con la interposición
de discos 22, 22', 2'', y se apretaron en un dispositivo (prensa de
templar) para formar un bloque compacto, tal como puede verse en la
figura 3 donde se han representado únicamente dos piezas en bruto
10', 10'' de una manera esquemática, habiéndose omitido mostrar el
dispositivo de
apriete.
apriete.
A tal objeto, se eligió la forma del tramo
acodado de pared 13 para que las piezas en bruto individuales 10',
10'' pudieran apretarse conjuntamente, con interposición de los
discos 22, 22', 22'', sin juego, a fin de formar un bloque
compacto.
Seguidamente se empezó con el tratamiento
térmico de las piezas en bruto. En primer lugar se recristalizaron
las piezas en bruto apretadas aproximadamente 2 horas a 650ºC,
siendo luego enfriadas dentro del horno hasta alcanzar la
temperatura ambiente. A continuación tuvo lugar una primera fase de
precalentamiento a unos 500ºC con un tiempo de espera de unos pocos
minutos, y una segunda fase de precalentamiento a 900ºC, de nuevo
con un intermedio de algunos minutos, siendo finalmente calentadas
a 1050ºC y mantenidas durante cuatro minutos antes de proceder al
proceso de enfriamiento. Para una posterior fabricación en serie se
prefiere añadir inmediatamente el calentamiento a temperatura de
austenización al de recristaliación, sin un enfriamiento
intermedio.
El enfriamiento se llevó a cabo en baño salino a
unos 550 a 550ºC.
Después de la correspondiente limpieza le sigue
un primer proceso de revenido con un máximo de dureza secundaria
durante unas dos horas a 580ºC, después un enfriamiento a
temperatura ambiente se procede a un segundo revenido, de nuevo con
una duración de dos horas a unos 580ºC. A continuación se procede a
un enfriamiento a temperatura ambiente y a otro revenido para
eliminar tensiones con una duración de aproximadamente una hora a
450ºC con un enfriamiento final a temperatura
ambiente.
ambiente.
El recocido de recristalización y el recocido de
austenización se llevan a cabo bajo un gas Formier 95/5.
Con el recocido de recristalización empiezan
como máximo de 6 a 12 horas después del proceso de embutición, de
modo que puede evitarse la formación de grietas de tensión en la
zona del tramo acodado de pared.
Después del tercer revenido y el consiguiente
enfriamiento a temperatura ambiente se procede a rectificar al
dentado 20 en la periferia externa de las hojas de sierra circulares
en estado aún apretado, con lo cual se asegura una fabricación
racional.
Las hojas de sierra así fabricadas se
caracterizan por sus buenas propiedades de corte, especialmente
cuando se emplean con un motor oscilante. Se eliminaron por
completo los problemas que aparecían en hojas de sierra
equivalentes del actual estado de la técnica, consistentes en dos
piezas unidades entre sí, debido a desprenderse la parte de
fijación de la hoja de corte.
Se entiende que esta clase de hojas de corte
también puede fabricarse utilizando otras composiciones de aceros
endurecibles, preferiblemente aceros HSS, y fabricarse con otras
dimensiones, siempre y cuando se adapten debidamente los parámetros
del tratamiento térmico.
Asimismo también se entiende que, junto a la
fabricación de hojas de sierra de forma circular, también es
posible fabricar hojas de sierra de otras formas, de manera que
junto a las hojas de sierra en forma de segmento circular, tal como
se indica mediante la secante 18 en la figura 1, también puede
tratarse de forman especiales que no han sido representadas en
el
dibujo.
dibujo.
Finalmente, dichas hojas de sierra pueden
utilizarse fundamentalmente junto con motores rotativos, actuando
como hojas de sierra circulares, mientras se adapta de manera
correspondiente el dentado.
Claims (16)
1. Procedimiento para fabricar una hoja de
sierra, comprendiendo una hoja de corte (12), en la que hay prevista
una parte de fijación acodada (14) que sobresale plásticamente
respecto a la hoja de sierra (12), en la que existe una abertura de
fijación (16) para fijar a un eje de accionamiento, consistente en
las siguientes etapas:
- (a)
- Cortar una pieza en bruto (10', 10'') de plancha de acero endurecible;
- (b)
- Transformar la pieza en bruto (10', 10'') para conformar la parte de fijación acodada;
- (c)
- Cortar de la abertura de fijación (16);
- (d)
- Apilar una serie de piezas en bruto (10', 10'') fabricadas en las etapas (a) a (c) y apretarlas en un dispositivo;
- (e)
- Calentar las piezas en bruto (10', 10'') para austenitizarlas y a continuación enfriarlas para templar las piezas en bruto (10', 10''); y
- (f)
- Mecanización precisa, preferiblemente por rectificado, de las hojas de sierra (10) a fin de realizar un dentado (20) en sus bordes exteriores.
2. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en que las piezas en bruto (10', 10'') una vez
enfriadas pasan a una bonificación.
3. Procedimiento de acuerdo a la reivindicación
1 ó 2, en que en la etapa (d) se separan las piezas en bruto
consecutivas mediante la colocación de un disco entre las
mismas.
4. Procedimiento de acuerdo a la reivindicación
1, 2 ó 3, en que como máximo al cabo de 24 horas, preferiblemente
dentro de 12 horas y especialmente dentro de 6 horas después de
conformar las piezas en bruto se empieza con un recocido de
recristalación de las piezas en bruto.
5. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, en que con las piezas en bruto (10',
10'') en estado apretado se tratan según la etapa (e) y
preferiblemente la etapa (f), así como preferiblemente también se
bonifican.
6. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, en que, en la etapa (c), se realiza un
trabajo basto de las piezas en bruto (10', 10'') en los bordes
exteriores, preferiblemente mediante troquelado.
7. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, en que la conformación según la etapa
(b) se realiza por embutición profunda, compresión, doblado o
conformación hidráulica.
8. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, en que las piezas en bruto (10', 10'')
son calentadas para la conformación.
9. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, en que en que las piezas en bruto
(10', 10'') son cortadas de una chapa de un acero rápido de
mecanizado, preferiblemente de un acero rápido de mecanizado cuyos
principales componentes de aleación son wolframio, molibdeno y
cobalto.
10. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 9, en que las piezas en bruto (10', 10'') son
cortadas de una chapa con una composición aproximadamente del 0,8
al 0,95% en peso de C, del 3,8 al 4,7% en peso de Cr, del 4,5 al
5,5% en peso de Mo, del 1,7 al 2,1% en peso de V, del 5,8 al 7% en
peso de W y el resto de Fe, preferiblemente el 0,87% en peso de C,
el 4,3% en peso de Cr, el 5% en peso de Mo, el 1,9% en peso de V, el
6,4% en peso de W y el resto de Fe.
11. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 9 ó 10, en que, en la etapa (e), se lleva a cabo un
recocido de recristalización durante aproximadamente 1,5 a 2,5
horas a una temperatura de unos 600 a 700ºC,
12. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 8, 9 ó 10, en que, en la etapa (3), se lleva a cabo
una austenización durante unos 3 a 5 minutos a aproximadamente
1.020 a 1.080ºC.
13. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 8 a 11, en que la normalización comprende un
primer revenido en un máximo de dureza secundaria durante una
duración de aproximadamente 1,5 a 2,5 horas a unos 530 a 630ºC, así
como un segundo revenido a una dureza de trabajo deseada durante
aproximadamente 1,5 a 2,5 horas a unos 530 a 630ºC, así como un
tercer revenido para reducir tensiones de unos 40 a 80 minutos a
aproximadamente 400 a 500ºC.
14. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, en que el tratamiento térmico se
realiza por lo menos según la etapa (e) bajo un gas Formier.
15. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, en que las hojas de sierra son
rectificadas planas por ambas superficies externas.
16. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, en que las piezas en bruto (10', 1'')
son cortadas de una chapa con un espesor de aproximadamente 0,7 a
1,5 mm, preferentemente de 1 mm de espesor, aproximadamente.
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