A extrusão de alumínio é o ato de forçar a liga de alumínio em uma matriz com um perfil de seção transversal predeterminado. Considere que a extrusão de um tubo de pasta de dente em um espremedor também é semelhante. Um aríete acionado eletricamente força o alumínio para dentro da matriz e o material sai pela abertura. Ao sair, ele assume o próprio formato da matriz e é empurrado ao longo de uma mesa de saída. A ideia é simples em seu melhor nível. A força é semelhante à dos seus dedos em um tubo de pasta de dente. Quando apertada em vermelho, a pasta escorre na forma da abertura do tubo. Nessa analogia, a abertura do tubo é usada no lugar da matriz de extrusão. A pasta de dente tem a forma de um fio circular opaco porque a abertura é um círculo.

Esses perfis extrudados comuns são ângulos, canais e tubos redondos.

Os desenhos utilizados para projetar as matrizes são vistos acima e as renderizações dos perfis de alumínio concluídos são mostradas abaixo.

O que é extrusão de alumínio?

A extrusão de liga de alumínio é o processo pelo qual a liga de alumínio é forçada a passar por uma matriz que tem uma seção transversal de perfil definido. Pode-se imaginar isso comparando-o a espremer pasta de dente de um tubo: o aríete pressiona, forçando o alumínio a fluir pela matriz, e o material sai no formato específico da matriz. Quando extrudado, o perfil é conduzido em uma mesa de execução. O princípio básico do processo é simples, como espremer a pasta de dente em um orifício circular que cria um fio longo e sólido.

Formas extrudadas comuns

• Sólido: sem espaços vazios internos (por exemplo, hastes, vigas, ângulos)
• Oco: Um vazio que é fechado (por exemplo, por um tubo de formato quadrado ou retangular).
• Semi-oco: Espaços vazios parcialmente fechados (por exemplo, canais em C com pequenas lacunas)

Aplicações A extrusão é amplamente aplicada nas áreas de arquitetura, automotiva, aeroespacial, eletrônica e energia. Embora as formas simples (ângulos, canais) sejam típicas, projetos muito complicados também são possíveis por meio do processo. Um exemplo é o uso de sistemas arquitetônicos que têm várias extrusões interligadas e, ocasionalmente, usam quebras térmicas como isolamento.

O processo de extrusão de alumínio em 10 etapas

Etapa #1: Preparação da matriz de extrusão e seu deslocamento para a prensa de extrusão

A matriz é feita de aço H13 na forma de uma matriz redonda ou recuperada, caso já esteja presente. A matriz é tratada termicamente a 450 -500 graus antes de ser usada para prolongar a vida útil da matriz e também para proporcionar um fluxo uniforme de metal durante a extrusão. Após ser bem pré-aquecida, a matriz é inserida na prensa de extrusão e está pronta para operar.

Etapa #2: Um tarugo de alumínio é pré-aquecido antes da extrusão por aquecimento

A segunda fase da extrusão é a preparação da matéria-prima chamada tarugo. Um tarugo é simplesmente uma liga cilíndrica sólida de alumínio que foi cortada de um tronco maior de alumínio. Os tarugos são usados como material inicial na produção dos perfis extrudados desejados. O tarugo precisa ser adequadamente pré-aquecido em um forno industrial especial antes que a extrusão possa ocorrer. A faixa de temperatura característica nessa etapa seria de 400 a 500 graus Celsius. Esse aquecimento controlado é essencial, pois derrete o alumínio o suficiente para permitir que ele seja maleável e possa fluir facilmente pela matriz sob pressão. É fundamental que o tarugo não seja derretido nesse ponto, mas sim levado a uma condição em que possa ser deformado plasticamente sem rachar ou quebrar.

Etapa #3: As prensas de extrusão transferem o tarugo

Depois de pré-aquecido, o tarugo de alumínio é transferido para a prensa de extrusão usando energia mecânica. Um lubrificante ou agente desmoldante é aplicado à superfície do tarugo antes do processo de prensagem, garantindo que haja menos atrito. O agente também é revestido no cilindro hidráulico, o que garante o movimento fácil e a não aderência do tarugo e do cilindro. Isso é necessário para garantir que a extrusão seja eficiente, bem como a integridade do material e do equipamento.

Etapa #4: O cilindro move o material da matriz para o contêiner

Isso é feito colocando-se o tarugo de alumínio amolecido na prensa de extrusão até esse estágio. Em seguida, ele é impulsionado por um poderoso cilindro hidráulico que causa uma grande pressão de até 15.000 toneladas. O tarugo é gradualmente forçado para o contêiner da prensa sob essa força. A pressão se acumula e, assim, o alumínio é empurrado para fora e preenche completamente as paredes do contêiner. Isso garante que o material seja compactado uniformemente e esteja pronto para o próximo processo de extrusão usando a matriz.

Etapa #5: O material para a matriz é extrudado

À medida que a liga de alumínio se irradia no contêiner da prensa, ela é pressionada contra a matriz de extrusão. A pressão hidráulica ininterrupta fornece ao material a única maneira de entrar pela abertura da matriz. A partir dessa liberação, o alumínio adquire a forma da matriz em toda a sua extensão e se torna um perfil totalmente definido para ser resfriado e processado posteriormente.

Etapa #6: As extrusões de saída são colocadas na mesa de execução e são passadas

Depois que o perfil de alumínio sai da matriz, ele é levantado por um extrator que o leva deliberadamente em torno da mesa de execução. O extrator se move a uma taxa constante com a taxa de extrusão para que haja um movimento suave sem distorção. O perfil pode esfriar na mesa, o que é feito por um banho de água ou por ventiladores montados acima dela, equilibrando suas propriedades e estrutura.

Etapa #7: As extrusões são cortadas de acordo com o comprimento da mesa

Quando uma extrusão é grande o suficiente para cobrir uma mesa inteira, ela é cortada do processo com uma serra quente. Essa é a separação para tornar gerenciável o perfil que será manuseado posteriormente. Durante a extrusão, o calor é muito importante. O perfil, embora já tenha se extinguido depois que a prensa foi removida, tem muito calor e ainda não está tão frio. Esse estágio é adequado para a preparação do cisalhamento da extrusão, que é seguido pelo resfriamento e alinhamento subsequentes.

Etapa #8: As extrusões são levadas à temperatura ambiente

Com o escoamento da extrusão na mesa de escoamento, as extrusões são movidas para uma mesa de resfriamento mecanicamente até o comprimento da mesa. Nesse caso, os perfis de alumínio são deixados para esfriar até atingirem lentamente a temperatura ambiente. O resfriamento é uma etapa importante na estabilização do material. Quando os perfis estão suficientemente resfriados, eles passam para a próxima etapa, ou seja, são esticados para ficarem devidamente alinhados.

Etapa #9: As extrusões são levadas para a esticadeira e são alinhadas e esticadas

Os perfis extrudados geralmente adquirem uma leve torção ou distorção quando esfriam, o que precisa ser corrigido. Os perfis são movidos para um esticador a fim de recuperar sua forma correta. Nesse caso, as duas extremidades de cada extrusão são fixadas com firmeza e a extrusão é puxada mecanicamente com força regulada. Esse processo de alongamento remove todas as imperfeições e endireita o alumínio, fazendo com que ele atenda aos requisitos dimensionais exatos, ficando completamente reto e preparado para passar pelas etapas finais de corte e acabamento.

Etapa #10: As extrusões são levadas para a serra de acabamento e cortadas no comprimento necessário

Assim que as extrusões de comprimento de mesa são endireitadas e endurecidas adequadamente, elas são movidas para a mesa da serra de acabamento. Nesse caso, os perfis têm um comprimento predeterminado, geralmente entre 8 e 21 pés. Nesse ponto, a extrusão das propriedades T4 é assumida. Após a serragem, eles podem ser colocados em fornos de envelhecimento para que obtenham as têmperas T5 ou T6 mais fortes.

Benefícios da extrusão de alumínio

Benefícios da extrusão de alumínio

 Leve e resistente

O alumínio tem uma incrível relação entre resistência e peso, por isso é usado em componentes de aeronaves, estruturas e assim por diante.

Resistência à corrosão

O alumínio é imune a corrosões, ao contrário do aço, que tem sua camada de óxido, e por isso é ideal para uso externo.

Flexibilidade de design

Extrusão Pode ser moldado indefinidamente com o uso de barras básicas até as complexas matrizes de cavidades e canais.

Eficiência de custo

O processo reduz o desperdício e permite a produção em massa, o que mantém baixo o custo dos materiais e da usinagem.

Usos da extrusão de alumínio.

Talvez você se surpreenda ao saber que há muitos setores que dependem de extrusões.

Construção

Usos da extrusão de alumínio na construção

A extrusão de alumínio se tornou uma parte importante da construção moderna, pois é forte, durável e permite flexibilidade em seu design. É comumente aplicada na produção de esquadrias de janelas que são leves e, ainda assim, duráveis para suportar peso, portas com acabamento liso e paredes de cortina que são feitas para reforçar a beleza do edifício e até mesmo manter sua estabilidade. O alumínio também é extrudado para criar grades, que são seguras e atraentes, e telhados que oferecem proteção contra a chuva e durabilidade de desempenho. Com essas aplicações, pode-se ver a versatilidade do alumínio e, portanto, a necessidade de usar esse componente do projeto de arquitetura e estruturas.

Automotivo

Usos da extrusão de alumínio no setor automotivo

A maioria das aplicações no setor automotivo abrange a extrusão de alumínio pois é um material forte, leve e com bom desempenho térmico. Entre eles, estão as bandejas de bateria para veículos elétricos, que precisam ser duráveis e resistentes à corrosão e, ao mesmo tempo, tornar os veículos eficientes e seguros. Os componentes estruturais também são feitos de alumínio extrudado, que não é rígido e não contribui para o aumento do peso. A aplicabilidade do alumínio em trocadores de calor é como um bom condutor térmico que ajuda no resfriamento e melhora a eficiência energética e de desempenho de todo o veículo.  

Eletrônicos  

A extrusão de alumínio é amplamente utilizada na produção de componentes que exigem uma combinação de resistência, precisão e eficiência térmica. Um exemplo são os dissipadores de calor com aletas extrudadas que ajudam a reter o calor para minimizar os danos a máquinas sensíveis. A extrusão tem a dupla finalidade de criar um design leve, protegendo o equipamento de maneira eficaz, e um invólucro resistente para defender contra danos mecânicos.

Aeroespacial

A capacidade de extrusão de alumínio é importante na engenharia aeroespacial devido à relação resistência-peso e à versatilidade. Ele também encontra uma ampla gama de aplicações em estruturas de aeronaves e oferece estruturas leves e duráveis que aumentam a eficiência do consumo de combustível. Os componentes internos também são produzidos em alumínio extrudado, inclusive os suportes dos assentos e as estruturas da cabine, proporcionando segurança e menor peso. Também temos vigas de suporte que consistem em extrusões, que proporcionam rigidez e estabilidade para ajudar as aeronaves a suportar o mais alto nível de estresse durante suas operações e garantir que seu desempenho geral e estabilidade permaneçam intactos.

Produtos de consumo

Usos da extrusão de alumínio no consumidor

A leveza e a versatilidade do alumínio fizeram com que ele fosse aplicado da melhor forma em produtos de consumo. Ele também fabrica estruturas de móveis de longa duração, fortalece equipamentos esportivos, como bicicletas e raquetes, e também auxilia aparelhos de ginástica com componentes de precisão. O alumínio extrudado também tem sido utilizado na tecnologia que usamos diariamente, como laptops, oferecendo estojos elegantes que oferecem não apenas durabilidade, mas também funcionalidade e bom design.

Escolhendo a liga certa para extrusão de alumínio

Não existe uma unidade de substância de todas as ligas de alumínio.

Extrusões da série 6000

Extrusões da série 6000

Os mais comuns são 6061 e 6063. Eles são um amálgama de resistência, proteção contra corrosão e extrudabilidade.

Resistência vs. Formabilidade

As ligas mais fortes são mais difíceis de extrudar e, mais popularmente, as ligas mais macias têm maior conformabilidade. Isso ocorre porque a escolha certa será baseada nos requisitos de seu projeto.

Considerações finais sobre a extrusão de alumínio

A extrusão é um método de fabricação de alumínio muito versátil, econômico e ecologicamente correto. Ele pega tarugos brutos e os transforma em tarugos de alto desempenho usados nos setores modernos. Você precisa de um equilíbrio entre flexibilidade e resistência no que está projetando; seja no componente estrutural ou nos componentes eletrônicos em miniatura, a extrusão oferece uma combinação ideal de ambos.

Perguntas frequentes

Qual é o tipo de extrusão de alumínio mais usado?

Ele pesa menos, é durável, flexível e é mais econômico do que a usinagem ou a fundição.

Qual é a resistência das extrusões de alumínio?

A liga e o tratamento térmico têm a ver com a resistência, mas o alumínio extrudado sempre pode ser extremamente resistente e, ao mesmo tempo, leve.

Em que formatos a extrusão de alumínio é fornecida?

Praticamente todos os formatos sólidos, ocos, canais, ângulos, formas em T e perfis em forma de peça são possíveis.

Poder reciclar a extrusão de alumínio?

Sim! A extrusão é ecologicamente correta e 100% reciclável; isso ocorre porque o alumínio não perde sua qualidade durante a reciclagem.

Quais são os setores líderes na extrusão de alumínio?

Construção, automotivo, aeroespacial, transporte e eletrônicos.