Mecanizado de extrusión de aluminio

Comprender el proceso de extrusión del aluminio

Mecanizado de extrusión de aluminio es un proceso de fabricación de productos con un perfil transversal forzando el material a través de una matriz. Este proceso puede compararse a meter pasta de dientes en un tubo; en este caso, la pasta de dientes es la barra cilíndrica de aluminio calentada, también llamada lingote, y el tubo es la matriz.

Aquí tienes un desglose paso a paso:

• Calentamiento y prensado: A continuación, el lingote de aluminio se calienta y pasa por la matriz que le da el perfil requerido del producto.
• Refrigeración: Una vez que el material moldeado ha salido de la matriz, se enfría con aire o agua.
• Estiramientos: Aunque no están totalmente fraguados, los perfiles se estiran para aliviar las tensiones internas y conseguir las dimensiones adecuadas.
• Corte y envejecimiento: Tos perfiles se cortan y después se envejecen -en frío o en caliente- para alcanzar su resistencia final.
• Acabado y tratamiento de superficies: Los últimos procesos incluyen el pulido u otros tratamientos destinados a mejorar el aspecto y proteger contra la corrosión.

¿Qué es un centro de mecanizado de extrusión de aluminio?

Un centro de mecanizado por extrusión es un tipo específico de centro de mecanizado que se utiliza para procesar con precisión perfiles de aluminio extruidos y convertirlos en las piezas finales requeridas. Serrar, desbarbar, taladrar, tornear, fresar y roscar son algunas de las técnicas utilizadas para dar la forma requerida con características como cavidades y orificios.

En CNM, tenemos diferentes tipos de centros de mecanizado de extrusión que son altamente precisos, rápidos y muy fiables. Estas máquinas son muy eficientes a la hora de reducir el tiempo de producción y minimizar los desperdicios durante el procesamiento de los productos, por lo que son muy adecuadas para su uso por parte de los fabricantes. Los centros de mecanizado de extrusión de CNM facilitan el proceso de fabricación y producen un trabajo de calidad que garantiza que las extrusiones de aluminio se cortan y perfilan según las especificaciones requeridas.

Factores a tener en cuenta para el mecanizado de aluminio y aleaciones de aluminio

Los factores mencionados influyen en gran medida en la mecanizado de extrusión cnc de aleaciones de aluminio.

Fuerza de corte

La fuerza de corte necesaria para mecanizar aleaciones de aluminio es mucho menor que la necesaria para mecanizar acero. Por ejemplo, la fuerza necesaria para mecanizar aluminio es aproximadamente un tercio de la requerida para el acero bajo en carbono, por lo que la evacuación de virutas es tres veces más eficaz. Por ejemplo, la aleación de aluminio 2017A tiene la misma fuerza de corte que el acero con bajo contenido en carbono, pero sus propiedades mecánicas son similares a las de este último.

Herramientas

Las herramientas de corte utilizadas en el mecanizado de aleaciones de aluminio deben tener una geometría determinada. Los filos de corte deben estar lo más afilados posible y las caras de la herramienta deben ser lisas para que puedan desprender las virutas y no se adhieran a ellas. Los ángulos de corte son diferentes según el tipo de aleación, pero el ángulo de desprendimiento debe ser superior a 6° y puede ser incluso de 12°. En el caso de aleaciones con un contenido de silicio de hasta 7%, se sugiere utilizar las herramientas con la aplicación de recubrimientos de TiN o TiCN mediante deposición PVD.

Para las herramientas de metal duro recubiertas de diamante y las herramientas de diamante policristalino (PCD), el ángulo de desprendimiento recomendado es de 15 grados. Es mucho mayor que el utilizado para el mecanizado de acero debido a las herramientas adecuadas que se utilizan en este proceso. En las máquinas especiales, los husillos de alta velocidad pueden alcanzar una velocidad de mecanizado de 2000 a 3000 m/min para las aleaciones de las series 2000 y 7000. Por ejemplo, una herramienta de 12 mm de diámetro puede alcanzar 50.000 rpm de velocidad de corte con un avance de 10 m/min, lo que da como resultado chapas muy finas y componentes ligeros.

Velocidad de corte y avance

Debido al bajo módulo de elasticidad de las aleaciones de aluminio, se recomienda evitar altas velocidades de avance incluso en operaciones de desbaste. La velocidad de avance debe limitarse a 0,3 mm por revolución. Para las operaciones de acabado, la velocidad de avance se verá afectada por el acabado superficial requerido. La profundidad de corte se verá influida por el nivel de precisión que se necesite en el producto final.

Lubricación

La lubricación es crucial en el mecanizado de aleaciones de aluminio por varias razones: reduce la temperatura de la zona de corte, evita que las virutas se adhieran a las herramientas y elimina las virutas de la zona de mecanizado. Existen tres tipos principales de lubricación: Los tres tipos de fluidos de corte son las nieblas de pulverización, el aceite de corte completo y las emulsiones de aceite, de las cuales las emulsiones de aceite son las más utilizadas debido a la disipación de calor de aproximadamente 200 kg/J. Los refrigerantes ayudan a reducir la fricción y también en las operaciones de roscado.

Las nieblas de pulverización no son muy eficaces cuando hay mucho calor. La composición del líquido de corte no debe reaccionar con las aleaciones de aluminio, causar manchas o corrosión, contener agentes antibacterianos para desalentar el crecimiento de hongos y ser respetuoso con el medio ambiente.

Ventajas del mecanizado por extrusión de aluminio:

A continuación se enumeran las ventajas de la extrusión de aluminio mecanizado:

La extrusión de aluminio es un proceso que se practica comúnmente en la generación actual debido a los siguientes beneficios asociados a la extrusión de aluminio. Permite conseguir formas complejas y precisas de las formas necesarias y también producirlas de manera que se ajusten al uso previsto, aumentando así la productividad y ahorrando dinero.

El resultado son estructuras resistentes y ligeras adecuadas para industrias que requieren estructuras ligeras, como la aeronáutica, la automoción y la construcción. Además, es una técnica eficiente, que no requiere mucho material ni energía y genera una pequeña cantidad de residuos. En conclusión, la extrusión de aluminio mecanizado es rentable y sostenible, lo que mejora la calidad del producto final y del proceso de producción.

Idoneidad del aluminio para la extrusión en frío

La extrusión en frío es un proceso de extrusión de aluminio a través de un molde a una temperatura no superior a 150°C (300°F). El aluminio permanece rígido y pueden fabricarse piezas de paredes finas, como en el caso de radiadores, ventanas y marcos de puertas. Este proceso es más lento que la extrusión en caliente, pero la calidad de la superficie es alta y las formas son más precisas, por lo que se requiere menos tratamiento posterior.

Extrusión de aluminio caliente

La extrusión en caliente se realiza a temperaturas moderadas, mientras que la velocidad de extrusión en caliente y la precisión de la extrusión en frío son intermedias. Por tanto, la temperatura exacta se determina en función de las características del material y de la necesidad que se espera satisfacer con el producto final. Este método es un intermedio entre los dos, es rápido y al mismo tiempo preciso.

Variedad de formas y tamaños

La extrusión de aluminio puede formar una amplia gama de productos, como tubos, perfiles, alambres, chapas y placas. Pueden ser simples como circulares, cuadrados o rectangulares, o pueden ser complejos. Esto se debe a que la forma de la salida y la presión aplicada al émbolo determinan si se fabricarán productos de sección fina o gruesa. Este proceso puede fabricar longitudes muy largas de hasta 100 metros o incluso más, adecuadas para grandes estructuras. Se pueden alcanzar posibilidades adicionales de diversificación de formas y tamaños cuando se utiliza la extrusión en combinación con otros procesos metalúrgicos.

Interconexión con otros procedimientos de tratamiento de metales

Este proceso de extrusión de aluminio puede utilizarse junto con otros procesos para mejorar el producto final. En las formas extruidas se realizan trabajos adicionales como corte, taladrado, doblado, estampado y prensado para obtener las propiedades deseadas. El pulido de la superficie mejora la suavidad, pero el acabado del aluminio es brillante y se oxidará al tratarse de un material oxidado. Las máquinas de fresado y torneado CNC pueden modificarse de forma compleja y el alcance de los cambios de forma es elevado, mientras que las dimensiones son precisas.

MachiUsos de la extrusión de aluminio

Las industrias del transporte, la construcción y los productos de consumo utilizan extrusión de aluminio mecanizado. En la construcción, se utiliza en la formación de fijaciones permanentes como pilares y soportes porque, aunque es ligero, es muy resistente. Se utiliza en la fabricación de automóviles para los bastidores de la carrocería, las piezas del motor y otras piezas que requieren estas formas para aumentar el rendimiento y la eficiencia del combustible.

En el sector aeroespacial, se utiliza para formar estructuras ligeras y resistentes como las alas, la carrocería y el tren de aterrizaje de los aviones. Del mismo modo, la electrónica, los muebles y los artículos deportivos son algunos de los productos de consumo que utilizan este material. Dado que se están encontrando nuevos usos, los usos de la extrusión de aluminio mecanizado siguen en aumento incluso hasta la actualidad.

Nuevos avances en la extrusión de aluminio mecanizado

La extrusión de aluminio mecanizado tiene un futuro brillante porque siempre se están introduciendo mejoras para que el proceso sea más eficaz. Se están creando y produciendo nuevos materiales para mejorar la resistencia, la corrosión y el tratamiento térmico. Cuando la extrusión de aluminio se combina con la impresión en 3D, se pueden crear formas aún más intrincadas y personalizadas, que pueden aplicarse en las industrias de la robótica y los equipos médicos. El proceso también se centra en la idea del reciclaje y la utilización de materiales reciclados y la reducción de los residuos producidos, por lo que es respetuoso con el medio ambiente.

Comparación del mecanizado CNC y la extrusión de aluminio para la eficiencia del disipador de calor

El mecanizado CNC y la extrusión de aluminio tienen ventajas e inconvenientes en la fabricación de disipadores de calor. El mecanizado CNC se utiliza en la producción de disipadores de calor muy complejos y específicos, pero puede llevar mucho tiempo y ser muy costoso, sobre todo si el disipador de calor se va a producir en grandes cantidades. Por otro lado, la extrusión de aluminio es más adecuada para la producción a gran escala de disipadores de calor, aunque puede no ser tan flexible en términos de diseño como la primera.

Mecanizado CNC de aluminio y la extrusión de aluminio, ambos tienen sus puntos fuertes y débiles, y el que se utilice depende del diseño, la cantidad y las características térmicas de la aplicación en cuestión. Todos los métodos mencionados son aplicables en la fabricación y la selección depende del contexto del proyecto.

Las calidades de aluminio más utilizadas en extrusión

Los grados de aluminio empleados habitualmente para el mecanizado incluyen;

Aleación de aluminio 6063

La aleación de aluminio 6063 se caracteriza por unas propiedades de extrusión muy buenas. Proporciona una resistencia razonable y es resistente a la corrosión. Esta aleación tiene un buen acabado superficial. Se adapta a la anodización y a fines arquitectónicos. Se aplica en marcos de puertas y ventanas. Apropiada para piezas de automoción y muebles. Ir a Fundición de aluminio 6063 para saber más.

Aleación de aluminio 6061

La aleación de aluminio 6061 tiene magnesio y silicio como elementos principales de la aleación. Proporciona resistencia, durabilidad y protección contra el óxido y la corrosión. Es soldable y trabajable. Se aplica en la industria aeroespacial, bastidores de camiones y accesorios marinos. Ideal para aplicaciones estructurales. Equilibra eficazmente las propiedades de robustez.

Aleación de aluminio 6005A

La aleación de aluminio 6005A contiene más magnesio y silicio. Ofrece mayor resistencia que la aleación 6063. Mantiene buenos niveles de resistencia a la corrosión y maquinabilidad. Recomendada para escaleras, plataformas y pasamanos. Aplicable en la construcción pesada y otras aplicaciones industriales. Mejora las propiedades mecánicas.

Aleación de aluminio 6101

La aleación de aluminio 6101 es altamente conductora de la electricidad. Tiene una resistencia moderada y una buena resistencia a la corrosión. Se aplica a conductores de bus eléctrico. Muy adecuado para líneas de transmisión de energía. Transmite eficazmente la electricidad en diferentes usos. Como es bien sabido, posee excelentes propiedades.

Aleación de aluminio 6082

El manganeso tiene niveles más altos en la aleación de aluminio 6082. Alta resistencia y buena resistencia a la corrosión. Buena soldabilidad y tratable térmicamente. Apropiado para puentes y grúas. Aplicado en instalaciones de transporte y offshore. Resistente a la tensión y duradero para aplicaciones sometidas a tensión.

Aleación de aluminio 7075

La aleación de aluminio 7075 es resistente. Compuesto principalmente de zinc. Excepcional relación resistencia-peso. Se aplica en la industria aeroespacial y en la fabricación de equipamiento deportivo. Se encuentra en componentes sometidos a grandes esfuerzos. Los equipos militares y las estructuras aeronáuticas se basan en ella.

Aleación de aluminio 1100

La aleación de aluminio 1100 está muy cerca de ser un material de aluminio puro. Alta resistencia a la corrosión y buena conductividad eléctrica. Conductividad térmica y eléctrica a niveles elevados. Buena trabajabilidad para los diferentes usos. Aplicable en industrias químicas y alimentarias. Aplicable en intercambiadores de calor y otras aplicaciones específicas.

Consideraciones técnicas

El tratamiento térmico mejora las características mecánicas de un material. 6061 y 7075 principalmente en temple T6. Se prefiere el 6063 para el anodizado y el acabado superficial. La maquinabilidad aumenta con el contenido de silicio. 6061 y 6082 también son buenos en soldabilidad. La elección del material permite obtener los mejores resultados.

Capacidades de fabricación de extrusión de aluminio

CNM es una empresa líder en extrusión de aluminio en China que ofrece todos los servicios de extrusión. Suministramos sus necesidades de productos de aluminio incluyendo extrusión de aluminio, fabricación, mecanizado de extrusión cnc y acabado. Vendemos aluminio a varias industrias como nuestros clientes desde el sector aeronáutico hasta el automovilístico.

Apoyo al diseño

En CNM, nuestros técnicos de extrusión colaboran con los clientes para garantizar que los diseños de los perfiles de extrusión son viables en términos de fabricación y matricería. Este apoyo técnico es muy importante en el proceso de convertir ideas en productos tangibles.

Extrusión de aluminio

CNM lleva casi veinte años en el sector del mecanizado de extrusiones de aluminio y fabrica tanto extrusiones de aluminio estándar como especiales. Nuestras prensas de extrusión van de 1250TON a 4500TON, lo que significa que podemos satisfacer las más altas expectativas de nuestros clientes. La extrusión aluminio Las formas pueden ser tan variadas como la aplicación a la que se destinen.

Acabado de superficies

Además de los ornamentos arquitectónicos estéticos o para proteger contra la corrosión en diversas aplicaciones industriales, CNM tiene muchas opciones de acabado. Disponemos de pintura en polvo en colores RAL, anodizado, veteado de madera, pintura PVDF y pintura húmeda. CNM proporciona el acabado y el aspecto adecuados a sus proyectos.