Uno de los metales más populares en el mundo contemporáneo es el aluminio. Se puede encontrar en carrocerías de aviones y automóviles, marcos de ventanas y utensilios de cocina, y el aluminio en grandes cantidades es necesario en los sectores industrial y doméstico. Es ligero de peso, no se corroe, tiene buena conductivo eléctrico y propiedades térmicas, y es muy maleable; éstas son algunas de sus características más valiosas, y por eso se utiliza en diversas industrias.
No obstante, también hay ciertos problemas relacionados con el trabajo con aluminio, especialmente con el corte. El aluminio es más dúctil y blando que la mayoría de los metales, por lo que puede deformarse bajo el calor o la tensión si no se manipula con el procedimiento de corte adecuado. Por ello, el proceso de selección de una forma correcta de corte es extremadamente importante para lograr precisión, seguridad, eficacia y calidad de la superficie.
Este artículo va a tratar sobre los procedimientos de corte de aluminio más habituales. Estos son el mecánico, el térmico, el abrasivo y el controlado por ordenador. Veremos cómo se lleva a cabo cada proceso, cuándo debe aplicarse y cuáles son sus pros y sus contras.
¿Qué significa cortar aluminio?
El corte de aluminio se refiere al proceso de desunir, dar forma o redimensionar el aluminio mediante el uso de diversas herramientas o métodos. Se trata de un proceso por el que se realiza un corte en una parte del aluminio, que puede ser en forma de lámina, varilla, placa o extrusión, con el fin de conseguir un tamaño, forma o diseño adecuados para abordar una aplicación.
¿Qué importancia tiene el corte de aluminio?
Se utiliza aluminio:
- Construcción (ventanas y puertas)
- Automóvil (bastidores, piezas)
- Aeroespacial (piezas de aviones)
- Electrónica (radiadores, cajas, etc.)
- Muebles, utensilios (muebles, utensilios)
Para utilizarlo en los procesos mencionados, el aluminio debe cortarse con precisión y pulcritud, según los requisitos del diseño.
Las formas de corte del aluminio son:
- Cizallas/Sierras de corte mecánico
- Thermal Cutting – Laser or plasma can be used
- Abrasive Cutting – Water jet or grinding wheel. Abrasive cutting involves water jets or grinding wheels.
- Mecanizado CNC- Equipos controlados por ordenador, como fresadoras, taladradoras
El corte del aluminio se realiza mediante los siguientes pasos principales:
- El aluminio se puede doblar y sobrecalentar.
- Pueden necesitar cuchillos o neveras especiales.
- El tipo de corte debe ser acorde con el grosor y las especificaciones del diseño.
En pocas palabras:
Transformamos el aluminio en las piezas que realmente podemos utilizar cortándolo con ayuda de máquinas, calor o incluso agua. Es como utilizar un cuchillo o un láser para cortar papel, solo que aquí es sobre metal.
1. Formas mecánicas de corte
La separación física del material se realiza por medios mecánicos de corte. Son formas antiguas pero buenas, sobre todo, de cortes rectos o sencillos. Algunas de las técnicas de corte mecánico más comunes son:
A. Aserrado
Una de las formas más sencillas y populares de cortar aluminio es el aserrado. Los tipos de sierras más populares son los siguientes:
- Sierra de cinta: Una sierra de cinta es un tipo de sierra que tiene una hoja larga y continua y que se desplaza en una dirección a lo largo de poleas. Es especialmente adecuada para cortar grandes barras de aluminio, tubos y formas irregulares. Con las sierras de cinta se consiguen cortes suaves y ángulos flexibles.
- Sierra circular: Esta sierra tiene una hoja circular giratoria, y normalmente se utiliza para cortar lados rectos en una hoja de aluminio, perfiles y extrusiones. Las sierras circulares tienen velocidades de corte rápidas, pero producen mucho calor y necesitan al mismo tiempo refrigerante o lubricante que evite la obstrucción de la hoja.
- Sierra fría: Las sierras en frío tienen hojas dentadas y funcionan en frío, pero utilizan un refrigerante y se emplean a ritmos lentos. Así se evita la acumulación de calor, algo imprescindible cuando se utilizan metales blandos y trabajables como el aluminio. El resultado es un acabado sin bordes ni rebabas y menos distorsión.
Cizalla
El cizallado se refiere al proceso que emplea la acción de una cuchilla de corte con un filo recto que se desplaza sobre uno fijo para cortar chapa de aluminio. Es como cortar metal con tijeras.
- Cizalla de guillotina: Se utiliza mucho en los talleres de fabricación y corta las chapas limpiamente con una sola pasada. Funciona bien, corta líneas rectas limpias y no desperdicia mucho.
- Cizallas manuales e hidráulicas: Las cizallas manuales se emplean en trabajos ligeros y para chapas. Los modelos hidráulicos pueden emplearse en chapas de aluminio pesadas o de tamaño industrial.
Ventajas del corte mecánico
- Rentable
- Equipamiento básico
- Los cortes rectos son buenos.
Contras
- No se le aplican las cifras no complejas
- Es posible que aparezcan rebabas y erizos, que pueden aparecer rebabas y erizos
- Puede que no funcione muy bien en la producción a gran escala
2. Procesos de corte térmico
En los procesos térmicos de corte se emplea calor, que funde o evapora el aluminio. Se trata de métodos rápidos y precisos que se emplean en fábricas de manufactura y fabricación.
A. Corte por láser
El corte por láser funciona enfocando la luz a través de un haz, cortando así un aluminio. El trabajo en el haz se realiza con sistemas CNC para proporcionar una inmensa precisión.
- Mecanismo de funcionamiento: Cuando se dispara el láser, el aluminio se funde o vaporiza en el punto de contacto, y se utilizan gases de soplado como el nitrógeno o el oxígeno para apartar el metal fundido.
- Aplicaciones: Excelente en aluminio fino (generalmente hasta 10 mm) y fácil de usar, lo que facilita la obtención de detalles exquisitos.
Pros
- Es más barato que un láser,
- Existe muy poca distorsión
- Repetibilidad controlada por ordenador
Limitaciones:
- El aluminio es reflectante a los rayos láser, lo que requiere láseres de fibra especiales.
- Equipos costosos
- papeles sin firmar de mayor gramaje
B. Corte por plasma
En el corte por plasma, el metal se funde y se sopla mediante un chorro de gas ionizado a alta temperatura.
Adecuado para: Chapa de aluminio gruesa (más de 10 mm)
Pros
- En materiales gruesos, siempre es más rápido que un láser
- Sin copia impresa válida como láser
Contras
- Portador de líneas de crucero más duras
- mayor cantidad de escoria que purgar
- Fabricado por chorro de agua
3. Sistemas de corte abrasivo
Estos procesos se utilizan para eliminar el material por fricción o erosión en lugar de utilizar cuchillas afiladas o calor.
A.Corte por chorro de agua
El corte por chorro de agua es un proceso que utiliza un chorro de agua a alta presión que puede combinarse con material abrasivo, como el granate, para perforar el aluminio.
Características principales:
- Sin zona de calor, por lo que no hay posibilidad de distorsión
- Puede cortar material grueso, de hasta varios centímetros de espesor
- Aviones y material médico
Pros
- No, Ayster corpulento; no, más rápido que los láseres; no, más rápido que las espadas de fuego
- No influye en las propiedades del material
- Composiciones croitentes
B. El costoso funcionamiento
En esta técnica, la trituración del aluminio se realiza mediante una rueda abrasiva que gira.
Aplicaciones: corte de barras, tubos y angulares de aluminio
Ventajas:
- Rápido y sin efecto mate
- Desbastes baratos
Inconvenientes:
- calor y chispas producidas
- Es posible que haya que hacer bordes después
4. Mecanizado CNC de aluminio
El corte por control numérico computerizado (CNC) es una forma de proceso controlado digitalmente en el que se utiliza un software informático programable para controlar las herramientas de corte.
A. Fresado CNC
Una herramienta giratoria recorre la superficie del material de aluminio y lo elimina a lo largo de los ejes X, Y y Z. Existen aplicaciones en forma de piezas múltiples, es decir, piezas de motor o carcasas electrónicas.
B. Encendido del CNC
Se hace girar la muestra de aluminio y se utiliza una fresa estacionaria para darle forma. Se aplica en componentes que son cilíndricos, como ejes y casquillos.
C. Taladrado CNC
Se utiliza para taladrar agujeros en aluminio con gran precisión. La profundidad exacta de cada orificio, su posición y su diámetro se rigen por archivos CAD.
Ventajas
- Ultraprecisión
- Resulta práctico elaborar diseños
- Utilizar ignífugos/ocultar los ojos/ojeras.
- Complemento a la fabricación de grandes cantidades
Desventajas
- Compra de establecimientos de alto coste
- Se necesitarán operadores profesionales.
5. Corte manual y corte automatizado
Hay varios puntos a tener en cuenta cuando hay que decidir entre el método de corte manual y el método de corte automatizado:
- Corte en modo manual, corte automatizado Criterios
- Por un lado, el coste inicial es bajo. Por otro, la elevada inversión inicial es por naturaleza
- Pericia, Habilidad ordinaria, Conocimientos técnicos de cualquier tipo
- Volumen Producción a pequeña escala Producción en serie
El corte manual (por ejemplo, con sierras de mano o cizallas manuales) puede ser adecuado para aficionados o para la fabricación a pequeña escala. Por el contrario, la fabricación a escala industrial requiere máquinas automatizadas como CNC, láser o plasma.
6. 6. Consideraciones de seguridad
El aluminio puede ser un material peligroso para cortar, dependiendo de las medidas de seguridad:
- Bordes afilados: Una vez cortado, los bordes tienden a ser afilados y pueden cortar al usuario. Desbarbe siempre.
- Escombros voladores: Se pueden construir proyectiles con métodos mecánicos y abrasivos. Los ojos deben estar protegidos.
- Calor y chispas: Existe el proceso térmico de generación de altas temperaturas y radiación ultravioleta. Escapes y máscaras.
- Polvo y humos: El corte abrasivo y por plasma puede provocar la emisión de polvo o humos venenosos. Fumadores y mascarillas.
- Siempre debe observarse una ventilación adecuada, y el equipo debe utilizarse con protecciones, y debe establecerse un calendario regular para la inspección de la herramienta.
7. El método de corte correcto
La necesidad de elegir un método adecuado depende de varias cuestiones:
- Espesor del material: El chorro de agua o plasma se utiliza cuando el grosor del aluminio es elevado, y el láser o sawTing cuando la chapa es fina.
- Acabado preferido: El láser y el CNC crean el mejor acabado; los atributos de la mecánica y el plasma pueden necesitar un acabado posterior al trabajo.
- El nivel de producción: Baja escala de producción, la producción de piezas personalizadas se realiza con equipos manuales. Robots.
- Presupuesto: El precio de las herramientas manuales y mecánicas es barato, pero poco preciso. El precio de las láser y CNC es más alto, pero más eficaz.
Materiales de corte de aluminio
Aunque el aluminio es el componente principal que se va a cortar, el proceso, sin embargo, depende de diversos materiales de apoyo, como herramientas de corte, refrigerantes, abrasivos y piezas de la máquina. La selección de estos materiales es crucial para conseguir cortes suaves, una larga vida útil de la herramienta y acabados de alta calidad.
1. Herramientas de corte por láser y cuchillas
Para realizar cortes mecánicos, se prefieren las cuchillas con punta de carburo y las de acero rápido (HSS), así como las herramientas recubiertas de diamante. Los carburos son muy resistentes y adecuados para el uso a alta velocidad, mientras que el HSS es flexible y económico de utilizar cuando se necesita un corte muy básico. Las fresas de metal duro se utilizan en el fresado CNC porque son precisas y resistentes. Las herramientas con recubrimiento de diamante se utilizan sólo en trabajos ultrafinos en los que todo tiene que quedar liso y con tolerancias muy ajustadas.
2. Refrigerantes y lubricantes
El material de aluminio puede tender a sobrecalentarse y adherirse a las herramientas; para que esto no ocurra, se aplican fluidos de corte para enfriar y lubricar durante el proceso de corte. Se trata de refrigerantes sintéticos, aceites solubles y nebulizadores, que minimizan la fricción, la obstrucción de las herramientas y aumentan el acabado superficial. Para evitar la deformación térmica en operaciones de alta velocidad, se emplean refrigerantes nebulizados o a base de aire.
3. Materiales abrasivos
En el proceso de corte por chorro de agua, se pone un chorro de agua a alta presión y luego se combina con un material abrasivo -generalmente granate- que se somete a un proceso de corte del aluminio grueso o en capas. El granate se utiliza porque es afilado, duro y no es peligroso para el medio ambiente. Las muelas de óxido de aluminio o de carburo de silicio pueden emplearse en el uso de rectificado y lijado para proporcionar un borde limpio o politizar después de haber cortado algo.
4. Láser Gas ayudas de corte
Para el corte por láser de aluminio, se utilizan gases auxiliares como el nitrógeno o el óxido. El nitrógeno se selecciona normalmente para conseguir un borde limpio y sin óxido, sobre todo en procesos en los que las necesidades deben ser soldables o estar recubiertas. Aunque es más rápido y rentable, el oxígeno puede provocar bordes quemados, de ahí que no se aplique habitualmente en curvas de alta precisión; se aplica regularmente en las de naturaleza más gruesa.
5. Materiales de sujeción y fijación
Para unir el aluminio durante el corte se utilizan mordazas blandas, mordazas de banco e incluso mesas de vacío con materiales como nailon, caucho o uretano. De este modo se elimina la posibilidad de que se produzcan arañazos o abolladuras en la superficie blanda del aluminio y se estabiliza el procedimiento de corte.
El futuro del corte de aluminio
Se puede hablar de un futuro más prometedor del corte de aluminio, ya que se trata de un sector en rápida evolución, ayudado por la progreso de la automatización, la fabricación digital y la sostenibilidad. Con la presión sobre la industria para aumentar tanto la velocidad como la precisión y minimizar los residuos, el corte convencional experimentará mejoras para complementarlo, e incluso sustituirlo en algunas clasificaciones, con tecnologías inteligentes y adaptables.
El CNC y el corte por láser están trabajando para ser más inteligentes y se están conectando a la IA y formando en aprendizaje automático, para alterar automáticamente los parámetros de corte para cambiar el grado de aluminio y el grosor. Los sistemas aumentan la precisión, reducen los errores y el desperdicio de materiales.
Los láseres de fibra se están poniendo de moda por su eficacia y la capacidad de producir un corte no térmico y distorsionante en algunos metales reflectantes como el aluminio. Mientras tanto, los sistemas híbridos, que adoptan una combinación de láser, chorro de agua y mecánica, están en auge, de modo que los fabricantes pueden aprovechar los puntos fuertes de dos disciplinas dentro de una misma ruta de procesamiento.
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Conclusión
El corte de aluminio es uno de los procesos más importantes en los sectores de fabricación, construcción, automoción, aeroespacial y muchos otros. Dado que el aluminio es ligero, blando y resistente a la corrosión, debe seleccionarse el método de corte adecuado para evitar deformaciones, sobrecalentamientos o acabados terribles. Ya se trate de las antiguas formas mecánicas de aserrado o cizallado, o de la alta tecnología moderna de corte por láser, chorro de agua, plasma o CNC, cada una tiene un uso determinado en función del grosor del material que se vaya a cortar, la precisión que se necesite, la velocidad y el presupuesto.
El corte mecánico es económico y se suele realizar para cortar chapas rectas y también perfiles. El láser y el plasma son métodos de corte térmico adecuados para trabajos más rápidos y de gran volumen. Los métodos abrasivos realizan cortes fríos al no modificar las propiedades del material, por lo que pueden utilizarse en materiales sensibles o gruesos. Mientras tanto, el mecanizado CNC permite una precisión extra y es perfecto para gestionar formas sofisticadas y procesos controlados por ordenador.
Para seleccionar la técnica de corte de aluminio adecuada, hay que conciliar parámetros como la precisión, la eficacia, el coste y las características del material. Los procedimientos de seguridad, el utillaje adecuado y los conocimientos por parte del operario son esenciales independientemente del medio. Con el aumento constante de las exigencias de la industria (en términos de rendimiento y proximidad a las tolerancias), las tecnologías de corte de aluminio evolucionan constantemente para ofrecer más calidad, sostenibilidad y productividad en el entorno de fabricación actual.
Preguntas frecuentes
1. ¿Cómo se cortan las chapas de aluminio?
El corte más limpio y preciso se obtiene mediante corte por láser o sierra circular de chapas finas. Los láseres funcionan mejor en trabajos muy detallados y las sierras en cortes rápidos y rectos.
2. ¿Es posible cortar aluminio con una sierra normal?
Sí, pero con una hoja con punta de carburo para usar con metales no ferrosos. Las cuchillas normales para madera pueden atascarse o realizar cortes bruscos e inseguros.
3. ¿Funciona el corte por chorro de agua en aluminio?
Sí, el chorro de agua funciona de maravilla en aluminio. Realiza cortes limpios y precisos sin calentar el metal y no lo quema, por lo que no se deforma.
4. ¿Es mejor el corte de aluminio por láser o por plasma?
Depende. El corte por láser es más preciso y tiene bordes más lisos en materiales finos. El corte por plasma es más rentable y adecuado cuando se utilizan planchas de aluminio más gruesas.