El aluminio es un material resistente y ligero. Con él se fabrican muchos artículos, como coches y latas de refrescos. Un proceso llamado extrusión de aluminio moldea este metal en diversas formas. Este escrito ofrece información sobre la extrusión del aluminio, sus usos y sus ventajas. Además, investiga las dificultades de este procedimiento.
2. ¿Qué es la extrusión de aluminio?
En proceso de extrusión del aluminio ¡es similar! Se calienta una gran porción de aluminio para ablandarlo, dándole una forma particular llamada matriz. En la solución, damos a los bloques de aluminio la forma deseada, como ventanas y piezas de vehículos.
Desde hace más de 200 años, el ser humano moldea el metal de esta manera. Hay muchas otras opciones para darle forma, golpeando para forjar, aplanando para laminar. Sin embargo, la extrusión permite crear formas muy complejas al tiempo que mejora la resistencia del aluminio. Además, ¡a menudo es más barata que otras formas de dar forma al metal!
3. El proceso de extrusión en detalle
3.1 Preparación de las palanquillas de aluminio
En primer lugar, necesitamos nuestro aluminio. Adquirimos estos grandes trozos de aluminio que se denominan "tochos". Pueden compararse con enormes lápices de colores metálicos. Los tochos que creamos son de varios tipos de aluminio, seleccionados en función de los requisitos del producto final. Algunos deben ser extremadamente resistentes para fines de construcción, como puentes, mientras que otros deben tener flexibilidad para formar artículos como latas de refrescos.
Colocamos estos tochos en un horno específico para calentarlos. Es necesario que estén muy calientes, casi a la temperatura de un horno de pizza, pero no demasiado como para que empiecen a derretirse. Este proceso hace que el aluminio se vuelva blando y flexible, parecido a la plastilina.
3.2 Diseño de la matriz de extrusión
Lo emocionante es componer todos los artículos con un acero resistente. Llevan talladas diversas formas, como una estrella o un cuadrado, e incluso patrones intrincados. Hay que ser cauteloso en la elaboración de estos troqueles para que el aluminio salga como se desea. Hay varios tipos de troqueles, como los planos y los que presentan agujeros únicos conocidos como "ojos de buey". Elegimos el más adecuado para nuestra tarea.
3.3 La prensa de extrusión
Después, colocamos el tocho calentado y la matriz dentro de una gran máquina conocida como prensa de extrusión. Es muy parecida a una prensa de ajos excepcionalmente potente. Emplea una fuerza considerable para impulsar el aluminio a través de la matriz. Piense en aplicar mucha presión a la pasta de dientes: algo parecido. El aluminio sale del troquel en forma alargada, parecida a la abertura del propio troquel. A veces forzamos la salida de este aluminio a través de este orificio y en otros momentos, en cambio, lo sacamos.
3.4 Enfriamiento y corte tras la extrusión
Cuando se fabrica el aluminio, permanece caliente. Por eso utilizamos aire o agua para enfriarlo, lo que hace que vuelva a estar firme. Hay veces en que las formas parecen ligeramente irregulares; por eso empleamos maquinaria para alargarlas y conseguir una rectitud perfecta.
Al final, cortamos estos largos moldes de aluminio en segmentos más pequeños, como si cortáramos una barra de pan.
4. Tipos de extrusión de aluminio
4.1 Extrusión directa frente a extrusión indirecta
Recuerdas la gran máquina que utilizamos para prensar aluminio, ¿verdad? Existen dos métodos para ello. Al primer método lo llamamos "extrusión directa". Es similar al prensado de un tubo de pasta de dientes: el aluminio se empuja desde atrás y sale por delante. El otro método lleva el nombre de "extrusión indirecta". En este caso, mantenemos el aluminio estancado y lo impulsamos hacia delante con el troquel, igual que se presiona un cortador de galletas en la masa.
Ambos métodos son excelentes, pero se utilizan para fines distintos. La extrusión directa es más rápida y sencilla, de ahí que la utilicemos mucho. La extrusión indirecta puede ser algo más lenta, pero da como resultado formas muy elegantes. Por eso la aplicamos a artículos que requieren un aspecto refinado.
4.2 Extrusión en frío frente a extrusión en caliente
También podemos fabricar aluminio mediante un proceso de extrusión "en frío" o "en caliente". La extrusión en frío es similar a moldear plastilina que ha sido refrigerada - es un poco dura. La extrusión en caliente, por el contrario, es similar a moldear plastilina tibia - lo que resulta mucho más sencillo.
Utilizamos la extrusión en frío para fabricar componentes muy robustos, similares a los que se utilizan en los aviones. La extrusión en caliente destaca en la creación de objetos que requieren sucesivas acciones de doblado o moldeado, como los marcos de ventana.
5. Aleaciones de extrusión
¿Recuerda cuando mencioné que empleamos varios tipos de aluminio? Nos referimos a ellos como "aleaciones". Es parecido a combinar diversos ingredientes para hornear un pastel. Algunas aleaciones populares son 6061, 6063 y 7075. Cada una tiene poderes especiales.
| Aleación | Serie | Resistencia a la tracción (ksi) | Límite elástico (ksi) | Alargamiento (%) | Resistencia a la corrosión | Maquinabilidad | Soldabilidad |
| 1100 | 1000 | 13 | 5 | 35 | Excelente | Excelente | Bien |
| 3003 | 3000 | 16 | 6 | 25 | Excelente | Bien | Bien |
| 6061 | 6000 | 45 | 40 | 10 | Muy buena | Bien | Bien |
| 6063 | 6000 | 35 | 31 | 12 | Muy buena | Excelente | Bien |
| 6005 | 6000 | 40 | 35 | 12 | Muy buena | Bien | Bien |
| 6082 | 6000 | 46 | 35 | 10 | Muy buena | Bien | Bien |
| 7075 | 7000 | 83 | 73 | 11 | Bien | Feria | Feria |
El 6061 es muy útil: tiene resistencia y no se corroe fácilmente. El 6063 se puede doblar y moldear sin dificultad, de ahí que lo apliquemos para fabricar elementos como pomos de puertas. En cuanto al 7075, su extraordinaria robustez lo hace perfecto para construir componentes como piezas de un avión. Elegimos la aleación adecuada en función de lo que vayamos a fabricar.
6. Aplicaciones de las extrusiones de aluminio
6.1 Construcción y arquitectura
Las extrusiones de aluminio se encuentran por todas partes en los edificios. Ayudan a construir marcos robustos para viviendas y rascacielos. Además, sirven para fabricar marcos de ventanas, barandillas e incluso los lustrosos paneles que se ven en la fachada de un edificio.
6.2 Automoción y transporte
Los automóviles también contienen una cantidad significativa de extrusiones de aluminio. Se aplican en la creación de diversos componentes del bastidor del coche debido a la ligereza y resistencia del aluminio. En consecuencia, esto permite aumentar la velocidad de los vehículos y, al mismo tiempo, reducir el consumo de combustible. También se utilizan para crear los objetos que mantienen frío el motor, conocidos como "disipadores de calor".
6.3 Aeroespacial y defensa
Los aviones y cohetes requieren resistencia y ligereza, de ahí que se utilice una cantidad significativa de extrusiones de aluminio. Estos componentes deben soportar altos niveles de presión cuando se elevan a grandes alturas en el cielo.
6.4 Bienes de consumo
Las extrusiones de aluminio también están presentes en el hogar. Se utilizan para fabricar muebles, persianas e incluso componentes de televisores y ordenadores. El aluminio es excelente por su resistencia, ligereza y atractivo aspecto.
7. Ventajas de la extrusión de aluminio
7.1 Ligereza y resistencia
El aluminio posee una gran resistencia, pero sigue siendo increíblemente ligero. Se puede comparar con una pluma y una roca: la roca es fuerte pero pesada, mientras que la pluma, a pesar de su ligereza, es capaz de elevarse en el aire. El aluminio es a la vez fuerte y ligero, lo que lo hace perfecto para muchas cosas.
7.2 Flexibilidad en el diseño
¿Recuerda los troqueles sobre los que hablamos? Tenemos la capacidad de crearlas en casi todas las formas que se le ocurran. Esto significa que podemos producir todo tipo de formas y tamaños únicos con extrusiones de aluminio. Es como tener un contenedor de moldes para galletas de distintos diseños: podemos crear estrellas, cuadrados y círculos, ¡o incluso formas parecidas a criaturas!
7.3 Resistencia a la corrosión
El aluminio puede compararse a un superhéroe que posee un escudo único. Lleva un revestimiento exclusivo que evita que se oxide. Esta característica permite su uso en exteriores, incluso bajo la lluvia o la nieve, sin preocuparse de que se oxide. Es como tener un impermeable para el aluminio.
7.4 Eficiencia energética
El aluminio es el héroe del reciclaje. Tiene la capacidad de fundirse y reutilizarse varias veces, lo que ayuda a ahorrar mucha energía en lugar de crear aluminio nuevo desde la fase inicial. Además, debido a su ligereza, se necesita menos energía para transportar objetos de aluminio. Puede compararse con la utilización de un scooter en lugar de un gran camión para entregar pequeños paquetes: ¡se ahorra energía!
8. Retos y limitaciones
Aunque la extrusión de aluminio es un método estupendo para crear objetos, tiene sus dificultades. Al igual que en la construcción con LEGO, a veces nos encontramos con restricciones o resultados que no se ajustan a nuestras expectativas iniciales.
8.1 Limitaciones del diseño
La extrusión de aluminio nos permite crear una gran variedad de formas, aunque algunas pueden ser complicadas, como los rompecabezas. Sobre todo cuando se trata de piezas finas o esquinas afiladas en la forma, pueden producirse grietas o roturas durante el proceso de extracción de la matriz. Podría compararse con hacer una galleta demasiado fina que tiene posibilidades de desmoronarse al hornearse. También debemos prestar atención a la forma en que el aluminio atraviesa la matriz. A veces, si el diseño es demasiado complicado, puede atascarse o dar lugar a un grosor desigual.
8.2 Cuestiones de acabado superficial
A veces, la extrusión de aluminio puede presentar algunos defectos en su superficie. Podría estar ligeramente rugosa o salpicada de pequeños grumos, de forma similar a cuando se construye un castillo de arena que tiene zonas inconsistentes. Esta situación puede producirse si el troquel no tiene una suavidad absoluta o si no se mantiene la temperatura con precisión. Es importante que tengamos mucha precaución y precisión para que el aluminio quede liso y brillante.
8.3 Costes de utillaje
¿Los moldes que utilizamos para crear las formas? Pueden parecerse a la compra de un instrumento único para una tarea exacta: ¡su producción puede resultar costosa! Si se necesita un molde con un diseño muy intrincado, la fabricación requiere mucho tiempo y experiencia, lo que conlleva gastos adicionales. En ocasiones, puede ser necesario crear varios moldes distintos para conseguir la forma perfecta, lo que aumenta el gasto.
9. Acabado superficial y postprocesado en extrusión de aluminio
9.1 Anodizado
¿Recuerda que el aluminio posee una capa única que le proporciona protección contra la oxidación? Tenemos la capacidad de mejorar esta capa protectora mediante una operación conocida como "anodizado". Esta técnica nos da además la oportunidad de incorporar color al aluminio, lo que nos permite enriquecer su atractivo estético.
9.2 Recubrimiento en polvo y pintura
Para cambiar el color o la textura del aluminio, podemos aplicar técnicas como el recubrimiento en polvo o la pintura. Este recubrimiento en polvo es igual que las virutas de un pastel, los pequeños trozos de plástico a través de en la parte superior de larga duración y una visión clara. La pintura es similar a la utilización de un pincel para aplicar un tipo único de pintura que se adhiere al aluminio y proporciona protección.
9.3 Acabado mecánico
A veces, debemos crear el aluminio muy liso y brillante. Lo conseguimos aplicando instrumentos únicos para pulirlo, limpiarlo y abrillantarlo. Esto hace que el aluminio realmente atractivo e incluso puede ayudar a que funcione superior en ciertos usos.
9.4 Mecanizado y fabricación posterior
Una vez fabricadas las extrusiones de aluminio, puede haber casos en los que sean necesarias modificaciones adicionales. Utilizando maquinaria avanzada, es posible cortarlas en longitudes específicas o taladrar agujeros para colocar tornillos y pernos. Además, incluso pueden moldearse en diversas formas según sea necesario.
Resumen
La extrusión de aluminio es un método para crear piezas largas y moldeadas empujando metal caliente a través de una matriz. Con esta técnica se fabrican piezas potentes y ligeras que utilizan diversas industrias. A pesar de la posibilidad de que se produzcan limitaciones de diseño y problemas de superficie, el acabado posterior a la extrusión mejora el producto final. En general, la extrusión de aluminio es un método de fabricación versátil y eficaz para crear formas complejas.
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