¿qué es la extrusión de aluminio? el proceso en 10 pasos

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El uso de extrusión de aluminio en el diseño y fabricación de productos ha aumentado significativamente en las últimas décadas.

Según un reciente informe de Technavio, entre 2019-2023 el crecimiento del mercado mundial de extrusión de aluminio se acelerará con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) de casi el 4%.

Tal vez usted ha oído hablar de este proceso de fabricación y se están preguntando qué es y cómo funciona.

Hoy vamos a discutir qué es la extrusión de aluminio, los beneficios que ofrece, y los pasos involucrados en el proceso de extrusión.

Comenzaremos con la pregunta más básica y esencial.

Índice

¿Qué es la extrusión de aluminio?

La extrusión de aluminio es un proceso por el cual el material de aleación de aluminio es forzado a través de un dado con un perfil de corte transversal específico.

La extrusión de aluminio puede compararse con apretar la pasta dental del tubo

Cuando lo hace, sale en la misma forma que el dado y se saca a lo largo de una mesa sin salida.

En un nivel fundamental, el proceso de extrusión de aluminio es relativamente simple de entender.

La fuerza aplicada se puede comparar a la fuerza que aplica al apretar un tubo de pasta de dientes con los dedos.

Al apretar, la pasta de dientes emerge en la forma de la abertura del tubo.

La apertura del tubo de pasta de dientes esencialmente sirve la misma función que una extrusión muere. Puesto que la abertura es un círculo sólido, la pasta de dientes saldrá como una extrusión sólida larga.

A continuación, puede ver ejemplos de algunas de las formas más comúnmente extruidas: ángulos, canales y tubos redondos.

En la parte superior están los dibujos utilizados para crear las matrices y en la parte inferior están las renderizaciones de cómo serán los perfiles de aluminio terminados.

Dibujo: Ángulo de aluminio

Dibujo: Canal de aluminio

Dibujo: Tubo redondo

Renderizado: Ángulo de aluminio

Renderizado: Canal de aluminio

Renderizado: Tubo redondo

Las formas que vemos arriba son relativamente simples, pero el proceso de extrusión también permite la creación de formas que son mucho más complejas.

¿Qué tipos de formas pueden ser extruidas?

Hay tres categorías principales de formas extruidas:

  1. Sólido , sin huecos cerrados o aberturas (es decir, una varilla, un haz o un ángulo).
  2. Hueco , con uno o más huecos (es decir, tubo cuadrado o rectangular).
  3. Semi-hollow , con un vacío parcialmente cerrado (es decir, un canal “C” con un hueco estrecho)

(Relacionado con: Extrusión de aluminio muere: Esto es lo que los diseñadores deben saber)

La extrusión tiene innumerables aplicaciones en muchas industrias diferentes, incluyendo las industrias arquitectónica, automotriz, electrónica, aeroespacial, energética y otras.

A continuación se presentan algunos ejemplos de formas más complejas que fueron diseñadas para la industria arquitectónica.

Forma arquitectónica #1

Forma arquitectónica #2

Forma arquitectónica #3

Lo que puede notar acerca de la primera y segunda imagen es que ambas están compuestas no sólo de una, sino de múltiples extrusiones.

Los diseñadores crearon sistemas de múltiples formas entrelazadas. El perfil negro en el centro es en realidad una rotura térmica de poliamida, utilizada para el aislamiento, y los perfiles grises son de aluminio. Puede ver los detalles haciendo clic en las imágenes para ampliar y luego notar la diferencia de color entre los perfiles.

Tal vez ahora los fundamentos de la extrusión de aluminio son claros, así que vamos a profundizar en los detalles del proceso.

El proceso de extrusión de aluminio en 10 pasos (Clips de vídeo)

Hemos dividido el proceso de extrusión en diez pasos. Echemos un vistazo a lo que son.

En primer lugar, un troquel en forma redonda se mecaniza de acero H13. O, si uno ya está disponible, se saca de un almacén como el que se ve aquí.

Antes de la extrusión, el dado debe ser precalentado a entre 450-500 grados Celsius para ayudar a maximizar su vida útil y asegurar un flujo de metal uniforme.

Una vez que el dado ha sido precalentado, se puede cargar en la prensa de extrusión.

A continuación, un sólido bloque cilíndrico de aleación de aluminio, llamado palanquilla, se corta de un log más largo de material de aleación.

Paso #3: El Billet se transfiere a la prensa de extrusión

Antes de cargarlo en la prensa, se le aplica un lubricante (o agente liberador).

Paso #4: El Ram empuja el Material de Billet en el Contenedor

Ahora, la palanquilla maleable se carga en la prensa de extrusión, donde el ariete hidráulico se aplica hasta 15.000 toneladas de presión.

A medida que el carnero aplica presión, el material de la pala se introduce en el recipiente de la prensa de extrusión.

El material se expande para llenar las paredes del contenedor.

Paso #5: El material extruido emerge a través de la muerte

A medida que el material de aleación llena el recipiente, ahora está siendo presionado contra la extrusión muere.

Con la presión continua que se le aplica, el material de aluminio no tiene a dónde ir excepto a través de las aberturas en el dado.

Surge de la apertura del dado en forma de un perfil completamente formado.

Paso #6: Las extrusiones son guiadas a lo largo de la Mesa de Runout y Quenched

Después de emerger, la extrusión es agarrada por un tirador, como el que se ve aquí, que la guía a lo largo de la mesa de escurrimiento a una velocidad que coincide con su salida de la prensa.

A medida que se mueve a lo largo de la mesa runout, el perfil es “cerrado”, o uniformemente enfriado por un baño de agua o por ventiladores sobre la mesa.

Paso #7: Las extrusiones se cortan a la longitud de la tabla

Una vez que una extrusión alcanza su longitud completa de la mesa, es esquilada por una sierra caliente para separarla del proceso de extrusión.

En cada paso del proceso, la temperatura juega un papel importante.

Aunque la extrusión se apagó después de salir de la prensa, todavía no se ha enfriado completamente.

Paso #8: Las extrusiones se enfrían a la temperatura de la habitación

Después de la esquila, las extrusiones de la mesa se transfieren mecánicamente de la mesa de escurrimiento a una mesa de enfriamiento, como la que se ve aquí.

Los perfiles permanecerán allí hasta que alcancen la temperatura ambiente.

Paso #9: Las extrusiones se mueven a la camilla y se estiran hacia la alineación

Algunos giros naturales han ocurrido en los perfiles y esto necesita ser corregido.

Cada perfil se agarra mecánicamente en ambos extremos y se tira hasta que es completamente recto y ha sido introducido en la especificación.

¿Qué sucede después? Tratamiento térmico, acabado y fabricación

Una vez completada la extrusión, los perfiles pueden ser tratados con calor para mejorar sus propiedades.

Luego, después del tratamiento térmico, pueden recibir varios acabados de superficie para mejorar su apariencia y protección contra la corrosión.

Tratamiento térmico: Mejora de las propiedades mecánicas

Las aleaciones de las series 2000, 6000 y 7000 pueden ser tratadas térmicamente para aumentar su resistencia a la tracción y el estrés de rendimiento.

Para lograr estas mejoras, los perfiles se ponen en hornos donde su proceso de envejecimiento se acelera y se llevan a los temperamentos T5 o T6.

¿Cómo cambian sus propiedades? Como ejemplo, el aluminio 6061 no tratado (T4) tiene una resistencia a la tracción de 241 MPa (35000 psi). El aluminio 6061 tratado térmicamente (T6) tiene una resistencia a la tracción de 310 MPa (45000 psi).

Es importante que el cliente entienda las necesidades de fuerza de su proyecto para garantizar la elección correcta de aleación y temple.

Después del tratamiento térmico, también se pueden terminar los perfiles.

Acabado superficial: mejora de la apariencia y protección contra la corrosión

Los perfiles de aluminio pueden someterse a una serie de operaciones de acabado diferentes.

Las extrusiones pueden ser acabadas y fabricadas de varias maneras

Las dos razones principales para considerar estos es que pueden mejorar la apariencia del aluminio y también puede mejorar sus propiedades de corrosión. Pero hay otros beneficios también.

Por ejemplo, el proceso de anodización espesa la capa de óxido natural del metal, mejorando su resistencia a la corrosión y haciendo que el metal sea más resistente al desgaste, mejorando la emisividad superficial y proporcionando una superficie porosa que puede aceptar diferentes colorantes.

Otros procesos de acabado como pintura, recubrimiento en polvo, arenado y sublimación (para crear un aspecto de madera), también pueden ser sometidos.

Además, hay muchas opciones de fabricación para extrusiones.

Fabricación: Logro de las dimensiones finales

Las opciones de fabricación le permiten alcanzar las dimensiones finales que está buscando en sus extrusiones.

Los perfiles se pueden perforar, taladrar, mecanizar, cortar, etc. para que coincidan con sus especificaciones.

Por ejemplo, las aletas de los disipadores térmicos de aluminio extruido se pueden mecanizar para crear un diseño de alfiler, o los agujeros de tornillo se pueden taladrar en una pieza estructural.

Independientemente de sus necesidades, hay una amplia gama de operaciones que se pueden realizar en perfiles de aluminio para crear el ajuste perfecto para su proyecto.

Resumen: La extrusión de aluminio es un proceso importante de fabricación

La extrusión de aluminio es un proceso para crear piezas con perfiles transversales específicos empujando material de aleación calentado a través de un troquelado.

Las formas creadas pueden ser sólidas, huecas y semihuecas; y pueden ser simples o complejas.

El proceso de extrusión es interesante, resultando en perfiles de 8-24 pies de largo que pueden ser tratados térmicamente, terminados y fabricados según las especificaciones del cliente.

Si desea saber más sobre cómo optimizar su diseño de piezas para el proceso de extrusión, descargue nuestra Guía de Diseño de Extrusión de Aluminio.

Guía de diseño de extrusión de aluminio

Las extrusiones de aluminio se pueden diseñar para adaptarse a una amplia gama de productos utilizados en diversas industrias. Pero los diseñadores de productos a menudo tienen dificultades para lograr un diseño óptimo del perfil de extrusión y reducir los costos de fabricación.

En esta guía, proporcionamos 11 consejos para ayudarle a optimizar sus diseños para el proceso de extrusión.

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