O alumínio é um material forte e leve. Muitos itens, como carros e latas de refrigerantes, são fabricados com ele. Um processo chamado extrusão de alumínio molda esse metal em formas variadas. Este texto fornece informações sobre a extrusão de alumínio, seus usos e suas vantagens. Além disso, investiga as dificuldades desse procedimento.
2. O que é extrusão de alumínio?
O processo de extrusão de alumínio é semelhante! Uma grande parte do alumínio é aquecida para torná-lo macio, dando-lhe um formato específico chamado de matriz. Na solução, moldamos os blocos de alumínio nas formas desejadas, como janelas e peças de veículos.
Por mais de 200 anos, os seres humanos têm moldado o metal dessa maneira. Há muitas outras opções para moldá-lo, como forjamento e laminação. Entretanto, a extrusão permite a criação de formas altamente complexas e, ao mesmo tempo, aumenta a resistência do alumínio. Além disso, ela costuma ser mais barata do que outras formas de moldar o metal!
3. O processo de extrusão em detalhes
3.1 Preparação de tarugos de alumínio
Primeiro, precisamos do nosso alumínio! Adquirimos esses grandes pedaços de alumínio que são chamados de "tarugos". Eles podem ser comparados a enormes lápis de cor de metal. Os tarugos que criamos são de vários tipos de alumínio, selecionados com base nos requisitos do produto final. Alguns devem ser extremamente fortes para fins de construção, como pontes, enquanto outros devem ter flexibilidade para formar itens como latas de refrigerante.
Colocamos esses tarugos em um forno específico para aquecê-los. É necessário que eles fiquem bem quentes, quase atingindo a temperatura de um forno de pizza, mas não tão quentes que comecem a derreter. Esse processo torna o alumínio macio e flexível, semelhante à massa de modelar.
3.2 Projeto da matriz de extrusão
A parte emocionante é compor todos os itens com um aço forte. Eles têm uma variedade de formas esculpidas, como uma estrela ou um quadrado e até mesmo padrões complexos. Devemos ser cautelosos ao criar essas matrizes para garantir que o alumínio saia como desejado. Há vários tipos de matrizes, como as planas e as que apresentam furos exclusivos conhecidos como "vigias". Escolhemos a mais adequada para nossa tarefa.
3.3 A prensa de extrusão
Em seguida, colocamos o tarugo aquecido e a matriz em uma grande máquina conhecida como prensa de extrusão. Isso é muito semelhante a um espremedor de alho excepcionalmente potente! Ela emprega uma força significativa para conduzir o alumínio através da matriz. Pense em aplicar muita pressão em uma pasta de dente - algo semelhante. O alumínio sai da matriz em uma forma alongada, semelhante à abertura da própria matriz. Às vezes, forçamos o alumínio a sair por esse orifício e, em outros momentos, o extraímos.
3.4 Resfriamento e corte pós-extrusão
Quando o alumínio é produzido, ele permanece quente. Portanto, usamos ar ou água para resfriá-lo, o que o torna firme novamente. Há ocasiões em que as formas parecem ligeiramente irregulares; por isso, usamos maquinário para alongá-las e obter uma retidão perfeita.
No final, cortamos essas longas formas de alumínio em segmentos menores, como se estivéssemos cortando um pão.
4. Tipos de extrusão de alumínio
4.1 Extrusão direta vs. indireta
Você se lembra da grande máquina que usamos para prensar alumínio, certo? Existem dois métodos para isso. Nós nos referimos ao método inicial como "extrusão direta". Ele é semelhante à prensagem de um tubo de pasta de dente - o alumínio é empurrado por trás e sai pela frente. O outro método leva o nome de "extrusão indireta". Nesse caso, mantemos o alumínio estagnado e avançamos com a matriz da mesma forma que se pressiona um cortador de biscoitos na massa.
Ambos os métodos são excelentes, mas são utilizados para finalidades diferentes. A extrusão direta é mais rápida e descomplicada, por isso a utilizamos amplamente. A extrusão indireta pode ser um pouco mais lenta, mas resulta em formas muito elegantes. Portanto, nós a aplicamos a itens que exigem uma aparência refinada.
4.2 Extrusão a frio vs. extrusão a quente
Também podemos fabricar alumínio pelo processo de extrusão "a frio" ou "a quente". A extrusão a frio é semelhante à moldagem de massa de modelar que foi refrigerada - é um pouco difícil. A extrusão a quente, ao contrário, é semelhante a moldar massa de modelar quente, o que se torna muito mais simples.
Utilizamos a extrusão a frio para fabricar componentes altamente robustos, semelhantes aos utilizados em aeronaves. A extrusão a quente é excelente na criação de objetos que exigem ações sucessivas de dobra ou modelagem, como molduras de janelas.
5. Ligas de extrusão
Você se lembra de quando mencionei que usamos vários tipos de alumínio? Nós nos referimos a eles como "ligas". É semelhante à combinação de diversos ingredientes para fazer um bolo! Algumas ligas populares são 6061, 6063 e 7075. Cada uma delas tem poderes especiais.
| Liga metálica | Série | Resistência à tração (ksi) | Resistência ao escoamento (ksi) | Alongamento (%) | Resistência à corrosão | Usinabilidade | Soldabilidade |
| 1100 | 1000 | 13 | 5 | 35 | Excelente | Excelente | Bom |
| 3003 | 3000 | 16 | 6 | 25 | Excelente | Bom | Bom |
| 6061 | 6000 | 45 | 40 | 10 | Muito bom | Bom | Bom |
| 6063 | 6000 | 35 | 31 | 12 | Muito bom | Excelente | Bom |
| 6005 | 6000 | 40 | 35 | 12 | Muito bom | Bom | Bom |
| 6082 | 6000 | 46 | 35 | 10 | Muito bom | Bom | Bom |
| 7075 | 7000 | 83 | 73 | 11 | Bom | Justo | Justo |
O 6061 é muito útil - tem resistência e não sofre corrosão facilmente. O 6063 pode ser dobrado e moldado sem dificuldade, por isso o usamos para fabricar elementos como maçanetas de portas. Quanto ao 7075, sua extraordinária robustez o torna perfeito para a construção de componentes como partes de um avião. Escolhemos a liga certa dependendo do que estamos fazendo.
6. Aplicações das extrusões de alumínio
6.1 Construção e arquitetura
As extrusões de alumínio são encontradas em todos os edifícios. Elas ajudam a construir estruturas robustas para casas e edifícios altos. Além disso, servem para a fabricação de molduras de janelas, corrimãos e até mesmo os painéis brilhantes que se vê na fachada de um edifício.
6.2 Automotivo e transporte
Os automóveis também contêm uma quantidade significativa de extrusões de alumínio. Elas são aplicadas na criação de vários componentes da estrutura do carro devido à leveza e à resistência do alumínio. Consequentemente, isso aumenta a velocidade dos veículos e, ao mesmo tempo, diminui o consumo de combustível. Também os utilizamos para criar os objetos que mantêm o resfriamento do motor, conhecidos como "dissipadores de calor".
6.3 Aeroespacial e defesa
Aviões e foguetes exigem resistência e leveza, por isso é usada uma quantidade significativa de extrusões de alumínio. Esses componentes devem suportar altos níveis de pressão quando estiverem voando a grandes alturas no céu.
6.4 Bens de consumo
As extrusões de alumínio também podem ser encontradas em sua casa. Elas são utilizadas para fabricar itens como móveis, persianas e até mesmo componentes de sua televisão e computador. O alumínio é excelente devido à sua resistência, leveza e aparência atraente.
7. Vantagens da extrusão de alumínio
7.1 Leveza e resistência
O alumínio possui grande resistência, mas permanece incrivelmente leve. Você pode fazer a comparação entre uma pena e uma pedra - a pedra é forte, mas pesada; por outro lado, apesar de sua natureza leve, a pena ainda tem a capacidade de voar no ar. O alumínio é forte e leve, o que o torna perfeito para muitas coisas.
7.2 Flexibilidade no design
Você se lembra das matrizes sobre as quais conversamos? Temos a capacidade de criá-las em quase todos os formatos que você possa imaginar. Isso significa que somos capazes de produzir todos os tipos de formas e tamanhos exclusivos com extrusões de alumínio. É como se tivéssemos um contêiner de modeladores de biscoitos com design variado - temos a capacidade de criar estrelas, quadrados e círculos, ou até mesmo formas que se assemelham a criaturas!
7.3 Resistência à corrosão
O alumínio pode ser comparado a um super-herói que possui um escudo exclusivo. Ele possui um revestimento exclusivo que o protege contra ferrugem. Esse recurso permite seu uso em ambientes externos, mesmo sob chuva ou neve, sem a preocupação de enferrujar. É como ter uma capa de chuva para seu alumínio!
7.4 Eficiência energética
O alumínio funciona como um herói para a reciclagem. Ele tem a capacidade de ser derretido e reutilizado várias vezes, o que ajuda a economizar muita energia em vez de criar alumínio novo desde o estágio inicial. Além disso, devido à sua natureza leve, é necessária menos energia para transportar objetos feitos de alumínio. Isso pode ser comparado à utilização de uma scooter em vez de um caminhão grande para a entrega de pequenos pacotes - isso resulta em economia de energia!
8. Desafios e limitações
Embora a extrusão de alumínio seja um ótimo método para criar itens, ela tem suas dificuldades. Assim como na construção com LEGO, ocasionalmente encontramos restrições ou resultados que não seguem nossas expectativas iniciais.
8.1 Restrições do projeto
A extrusão de alumínio nos permite criar uma variedade de formas, embora algumas possam ser complicadas, como quebra-cabeças. Especialmente quando lidamos com peças finas ou cantos afiados na forma, isso pode levar a rachaduras ou quebras durante o processo de extração da matriz. Isso pode ser comparado a fazer um biscoito muito fino que tem chances de se esfarelar durante o cozimento. Também devemos prestar atenção em como o alumínio está passando pela matriz. Às vezes, se o projeto for muito complicado, ele pode ficar preso ou resultar em uma espessura irregular.
8.2 Problemas de acabamento de superfície
Às vezes, a extrusão de alumínio pode apresentar algumas falhas em sua superfície. Ela pode ser ligeiramente áspera ou pontilhada com pequenas protuberâncias, semelhante à construção de um castelo de areia com áreas inconsistentes. Essa situação pode ocorrer se a matriz não tiver lisura absoluta ou se a temperatura não for mantida com precisão. É importante que tenhamos muito cuidado e precisão para que o alumínio pareça liso e brilhante.
8.3 Custos de ferramentas
Os moldes que usamos para criar as formas? Eles podem se assemelhar à compra de um instrumento exclusivo para uma tarefa exata - sua produção pode ser cara! Se houver necessidade de um molde com design altamente complexo, isso consumirá muito tempo e conhecimento na fabricação, o que resultará em despesas adicionais. Às vezes, pode ser necessário criar vários moldes diferentes para obter a forma perfeita, o que aumenta a despesa.
9. Acabamento de superfície e pós-processamento na extrusão de alumínio
9.1 Anodização
Você se lembra que o alumínio possui um revestimento exclusivo que o protege contra a ferrugem? Temos a capacidade de aprimorar essa camada protetora por meio de uma operação conhecida como "anodização". Essa técnica também nos dá a oportunidade de incorporar cor ao alumínio, o que nos permite enriquecer seu apelo estético.
9.2 Pintura e revestimento em pó
Para alterar a cor ou a textura do alumínio, podemos aplicar técnicas como o revestimento em pó ou a pintura. Esse revestimento em pó é o mesmo que polvilhar um bolo, com pequenos pedaços de plástico na parte superior para uma visão clara e duradoura. A pintura é semelhante à utilização de um pincel para aplicar um tipo exclusivo de tinta que adere ao alumínio e oferece proteção.
9.3 Acabamento mecânico
Às vezes, precisamos deixar o alumínio muito elegante e brilhante. Para isso, aplicamos instrumentos exclusivos para polir, limpar e lustrar o alumínio. Isso torna o alumínio realmente atraente e pode até mesmo ajudá-lo a funcionar melhor em determinados usos.
9.4 Usinagem e fabricação adicional
Depois que fabricamos as extrusões de alumínio, pode haver casos em que sejam necessárias modificações adicionais. Utilizando maquinário avançado, é possível cortá-las em comprimentos específicos ou fazer furos para a colocação de parafusos e porcas. Além disso, eles podem até ser moldados em diversos formatos, conforme necessário.
Resumo
A extrusão de alumínio é um método para criar itens longos e moldados empurrando o metal aquecido por meio de uma matriz. Essa técnica fabrica peças leves e potentes que vários setores utilizam. Apesar da possibilidade de ocorrerem restrições de projeto e problemas de superfície, o acabamento pós-extrusão melhora o produto final. Em geral, a extrusão de alumínio é um método de fabricação versátil e eficiente para a criação de formas complexas.
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