Explicación de la extrusión de aluminio, herramientas, características del proceso y aplicaciones

Explicación de la extrusión de aluminio, herramientas, características del proceso y aplicaciones

Tiempo de lectura: 8 minutos

En nuestro último blog(explicación de la extrusión de aluminio, pros y contras)cubrimos brevemente los fundamentos de la extrusión de aluminio, los métodos de extrusión, la selección de materiales y las ventajas y desventajas de la extrusión de aluminio.Para la mayoría de los ingenieros, el moldeo por inyección y el estampado son los procesos más comunes, y se sabe poco sobre el aluminio o la extrusión de aluminio.Pero vemos una tendencia de que el aluminio o la extrusión de aluminio se usa cada vez más en varias industrias, y el uso de la extrusión de aluminio puede desempeñar un papel inesperado en la reducción de costos y reducción de peso.

Sólo cuando comprendemos completamente elproceso, utillaje, características y aplicación del moldeo por extrusión de aluminioy otros conocimientos relacionados, podemos diseñar extrusiones de aluminio para garantizar extrusiones de aluminio de alta calidad y bajo costo, que es el punto más crítico para un buen DFM.

Para brindarle una comprensión más completa del moldeo por extrusión de aluminio.

Este capítulo elaborará el proceso de extrusión de aluminio desde tres aspectos:herramienta táctil de extrusión de aluminio, características del proceso y escenarios de aplicación.

1 troqueles de extrusión de aluminio

Aunque los ingenieros de diseño de productos no diseñan matrices de extrusión de aluminio, comprender la estructura básica de la matriz de extrusión y el mecanismo de cómo forma diferentes perfiles de extrusión puede ayudar a reducir los costos de la matriz y mejorar la productividad de la extrusión a través de un diseño optimizado al diseñar extrusiones.

1) ¿Qué son los troqueles de extrusión de aluminio?

Los troqueles de extrusión son esencialmente discos de acero circulares y gruesos que contienen una o más aberturas para formar el perfil deseado.Por lo general, están hechos de acero para troqueles H-13 y reciben un tratamiento térmico para resistir la presión y el calor del aluminio caliente cuando pasa por el troquel.

Troqueles de extrusión de aluminio

Aunque el aluminio parece ser un metal muy blando, se necesita mucha presión para empujar un lingote de aluminio sólido (palanquilla) a través de un troquel de extrusión de aluminio poroso y delgado para formar la forma deseada.

2）Tipos de matrices de extrusión

De acuerdo con la forma de la sección transversal de las extrusiones de aluminio, sus matrices correspondientes se dividen en tres categorías:troqueles macizos, troqueles semihuecos y troqueles huecos.Entre ellos, el troquel hueco tiene la estructura más complicada, fácil de usar y romper, y el costo más alto.

Troquel de extrusión de aluminio sólido 

Troquel de extrusión de aluminio hueco

Troquel de extrusión de aluminio semihueco

3）Vida útil del troquel de extrusión

La acumulación de calor y las presiones desiguales (p. ej., paredes delgadas, espesores de pared desiguales y características sobresalientes) resultantes del diseño de extrusión de aluminio son los principales asesinos de la vida útil del troquel de extrusión.

El calor y las presiones desiguales se pueden controlar mediante un diseño de troquel adecuado y las velocidades de extrusión se pueden reducir para extender la vida útil del troquel, pero finalmente se deben reemplazar los troqueles.

Antes de diseñar una extrusión de aluminio, el ingeniero de diseño estructural del producto debe comprender qué características de diseño afectarán de manera más significativa los costos de herramientas.Cambiar el diseño de la sección transversal de extrusión de aluminio, establecer las tolerancias adecuadas y seleccionar el material de aleación de aluminio correcto puede ahorrar el costo de mecanizado de la matriz de extrusión de aluminio de acuerdo con los requisitos.

2 ventajas del proceso de extrusión de aluminio

1) Durabilidad duradera La resistencia del aluminio a la corrosión, la corrosión y la intemperie es una de sus ventajas más significativas.El aluminio se oxida naturalmente y resiste la corrosión sin tratamiento adicional.Esto se debe a la presencia de una fina película protectora natural de óxido de aluminio en su superficie.Al anodizar, su resistencia a la corrosión puede volverse aún más fuerte.

Por ejemplo, en entornos exteriores, el anodizado se puede realizar a 25 micrones, lo que mejora tanto la resistencia a la corrosión como el acabado de la superficie.Además, el aluminio no requiere mantenimiento y se puede utilizar sin temor a la corrosión en la mayoría de los casos.

2) ligero y fuerteEl aluminio es un 33 % más ligero que el acero, aunque conserva la mayor parte de su resistencia.El rango de resistencia a la tracción de la mayoría de las aleaciones de aluminio es de aproximadamente 70-700 MPa, mientras que la densidad es dos tercios menor que la del acero.

Los ingenieros de diseño de productos no tienen que preocuparse por la resistencia de las piezas extruidas de aluminio, y pueden usarse como piezas estructurales en la industria de la construcción y en la industria automotriz.convirtiéndolos en la mejor alternativa a otros materiales metálicos.Las aleaciones de aluminio se están utilizando significativamente en la industria automotriz para reducir el peso y la energía.

Extrusión de aluminio en la carrocería del Audi A8 (extrusión de aluminio en azul)

3) Buena conductividad térmicaEl aluminio tiene una conductividad térmica extremadamente similar al cobre, pero es mucho más liviano.El aluminio es un excelente conductor térmico y el diseño contorneado de la extrusión de aluminio maximiza el área superficial para la conductividad térmica y la formación de canales térmicos.Un ejemplo típico es un enfriador de CPU de computadora, donde se usa aluminio para alejar el calor de la CPU.

Conductor térmico de aluminio

4) Apariencia eleganteeEl aluminio extruido se puede pintar, enchapar, pulir y anodizar, lo que brinda a los ingenieros una gama más amplia de opciones de apariencia que otros materiales.

Piezas de extrusión de aluminio de colores

5) Amplia gama de aplicacionesBásicamente, cualquier forma de sección puede formarse mediante extrusión de aluminio, por lo que la aplicación de extrusión de aluminio es muy amplia, los ingenieros pueden diseñar diferentes secciones para cumplir con los requisitos de diferentes entornos de aplicación.

Amplia gama de aplicaciones de extrusión de aluminio.

6) Fácil procesamiento secundarioLas extrusiones de aluminio se pueden formar, cortar, taladrar, mecanizar, estampar, doblar y soldar fácilmente para adaptarse a propósitos específicos.

7）Tiempo de ciclo corto y bajo costo para el procesamiento de troqueles La extrusión de aluminio tiene un troquel simple, ciclo de procesamiento corto y bajo costo.

8) Absorción de impacto y deformación.En la construcción, las extrusiones de aluminio pueden resistir la deformación causada por el clima y el movimiento del edificio.En las herramientas de transporte, la energía del impacto puede ser absorbida.Las extrusiones de aluminio mantienen la fuerza y ​​la flexibilidad bajo carga y se recuperan del impacto.

La extrusión de aluminio se utiliza en automóviles para absorber la energía del impacto.

9)Protección del medio ambienteEl aluminio es un material ecológico y se puede reciclar fácilmente.

3 Aplicación del proceso de extrusión de aluminio.

El aluminio es el metal del futuro;no solo es ecológico, liviano, naturalmente resistente a la corrosión y fuerte, sino que también conduce bien el calor y la electricidad.El uso de extrusiones de aluminio en los Estados Unidos ha crecido por sexto año consecutivo y ahora representa casi una cuarta parte (22%) del mercado total de aluminio de América del Norte.

Si bien la industria de la construcción continúa dominando el uso de extrusiones de aluminio, el uso de la industria se ha expandido a medida que más ingenieros y diseñadores aprenden sobre las posibilidades de diseño casi ilimitadas al usar extrusiones de aluminio.Aquí están las siete industrias donde el aluminio ocupa un lugar central:

1) Industria aeronáutica y aeroespacial  El aluminio ha sido una parte importante del mercado aeroespacial desde el principio: los modelos originales de los hermanos Wright usaban piezas de aluminio en sus motores para reducir el peso.Hoy en día, el aluminio constituye el 75-80% de los aviones modernos y, a menudo, se elige para estructuras y motores debido a su peso ligero pero a su naturaleza duradera.El aluminio es también uno de los componentes principales de muchas naves espaciales.

2) Industria del TransporteEn la industria del transporte, donde la resistencia específica es crítica, las extrusiones de aluminio son ideales para bloques de motor, cajas de transmisión, paneles, vigas longitudinales y chasis de techo, y carrocerías y componentes de vehículos para automóviles, barcos, camiones, ferrocarriles y vehículos subterráneos.

La industria del transporte es el segundo mayor usuario de extrusiones de aluminio y está creciendo.Desde Ford hasta Audi y Mercedes-Benz, los ingenieros y diseñadores automotrices han estado buscando formas de reemplazar los componentes de acero con aluminio para mejorar la eficiencia del combustible y el rendimiento.Los vehículos eléctricos también están haciendo un uso extensivo del aluminio.

3) industria de la construcciónA diferencia del acero, el aluminio puede extruirse en diseños complejos y fabricarse para cumplir con estrictas especificaciones de productos de construcción, lo que ayuda a impulsar su uso en muchos productos de construcción residencial y comercial.Desde ventanas, puertas, atrios y tragaluces hasta rampas, balcones y varios diseños de techos, los arquitectos están recurriendo al aluminio para construir edificios ecológicos y sostenibles que resistirán el paso del tiempo.

4) Industria de consumo Desde que las extrusiones de aluminio se introdujeron por primera vez en las lavadoras y secadoras, ha revolucionado el mercado de los electrodomésticos, haciendo que los sistemas de aire acondicionado y los refrigeradores sean más eficientes energéticamente que nunca.Hoy en día, muchos de nuestros artículos cotidianos, incluidos los equipos y muebles de fitness y ejercicio, están hechos de extrusiones de aluminio.

5) industria electrónica Las extrusiones de aluminio se utilizan en muchos dispositivos eléctricos y electrónicos.Dada su conductividad eléctrica y térmica única, las extrusiones de aluminio personalizadas se utilizan a menudo para carcasas de motores, disipadores de calor de alta disipación de calor y estructuras internas.En algunos casos, las carcasas completas del producto están diseñadas en aluminio, que se pueden encontrar en muchas computadoras portátiles, iPhones y iPads de Apple y televisores de alta definición.

6) industria de la iluminación Debido a la conductividad térmica del aluminio, los ingenieros pueden diseñar luminarias de diodos emisores de luz extruidas completas que pueden transferir y disipar el calor para lograr una eficiencia térmica óptima.Además, los troqueles de extrusión son relativamente económicos y las extrusiones de aluminio son fáciles de cortar, moldear, doblar, procesar y anodizar o pintar, lo que las hace ideales para una iluminación eficiente.Según el análisis AEC del Consejo de Extrusión de Aluminio, “el potencial de crecimiento de las extrusiones de aluminio para lámparas/carcasas de diodos emisores de luz en todos los segmentos del mercado es prácticamente ilimitado…”

7) Industria de la Energía Solar.Cuando se trata de energía solar, la instalación y el montaje adecuados de los paneles solares son fundamentales para la calidad y el rendimiento.Como alternativa rentable al acero, las extrusiones de aluminio brindan la fuerza necesaria para resistir los elementos naturales (como la nieve y el viento) sin agregar peso, lo que las hace ideales para paneles montados en el techo y sistemas fotovoltaicos integrados en edificios (BIPV).

Prolean ofrece una amplia gama de materiales para la extrusión de aluminio, incluidos metales y plásticos.Por favor vea elejemplo de lista de materialesusamos.Si necesita un material que no se encuentra aquí, por favorContáctenosya que es probable que podamos obtenerlo para usted.