¿Conoces los conocimientos sobre moldes de extrusión de aluminio?

El proceso de extrusión de aluminio puede utilizarse para producir una amplia gama de formas. Es posible que esté más familiarizado con formas estándar como ángulos, canales y tubos, todas las cuales están comúnmente disponibles en los extrusores y distribuidores.Sin embargo, la flexibilidad del proceso de extrusión ofrece a los diseñadores de productos la oportunidad de crear una amplia gama de perfiles personalizados para aplicaciones en las industrias de la arquitectura, automotriz, electrónica y otras.

Cada forma de extrusión única requiere su propio troquel y las herramientas apropiadas para acompañarlo. Hablemos de lo que es un troquel de extrusión, los tres tipos diferentes de troqueles y las herramientas de soporte necesarias.

¿Qué es un troquel de extrusión de aluminio?

Un troquel de extrusión es un disco grueso de acero con una abertura, a través de la cual pasa una aleación de aluminio maleable durante el proceso de extrusión.

La abertura en el troquel coincide con el perfil de sección transversal especificado por el diseñador de la extrusión.Normalmente, los troqueles se producen a partir de acero H13 y se tratan térmicamente, haciéndolos lo suficientemente fuertes como para soportar la intensa presión, hasta 15,000 toneladas, que puede estar involucrada en el proceso de extrusión.

Vienen con herramientas de soporte, también generalmente hechas de acero H13, para ayudar a soportar esta presión y prolongar la vida útil del troquel.Con esto en mente, discutamos los diferentes tipos de troqueles que se utilizan para la extrusión.

Los 3 tipos de troqueles de extrusión

Hay tres tipos de formas extruidas: sólidas, huecas y semi-huecas, cada una de las cuales tiene características específicas y requiere diferentes troqueles y herramientas. Veamos cuáles son.

#1 – Troqueles sólidos

Los troqueles sólidos producen formas que no tienen vacíos o aberturas cerradas, por ejemplo, barras sólidas, ángulos y canales.

Los troqueles utilizados para extruir formas sólidas generalmente se dividen en tres categorías:

- Troqueles de cara plana

- Troqueles de bolsillo

- Troqueles de alimentador

Un troquel de cara plana, como su nombre indica, tiene una cara totalmente plana con aberturas que coinciden exactamente con la forma de la extrusión. El material del tocho de aluminio pasa directamente a través de estas aberturas.

Un troquel de bolsillo tiene una cavidad en la parte frontal que es ligeramente más grande que el ancho del perfil. Esto permite que los tochos de aluminio se suelden juntos y permite una extrusión continua.

Un troquel de alimentador tiene una placa de alimentación separada que se fija o atornilla en la parte frontal.

Al igual que el troquel de bolsillo, permite una extrusión continua. También llamada placa de soldadura, la alimentadora puede ayudar a controlar el contorno o distribuir el aluminio a diferentes áreas del troquel. Otra ventaja de un troquel de alimentador es que evita el contacto directo entre el tocho y la cara del troquel durante la deformación del tocho.

El siguiente tipo de troquel que cubriremos es el troquel hueco.

#2 – Troqueles huecos

Un troquel hueco produce una forma que tiene uno o más vacíos, por ejemplo, un simple tubo rectangular o un ranurado complejo de múltiples vacíos.

Para extruir formas huecas, generalmente se utiliza un troquel de pórtico. Está compuesto por dos piezas entrelazadas: el mandril y la tapa.

El mandril forma las características internas del perfil y tiene múltiples pórticos separados por patas para soporte.

La tapa forma las características externas del perfil y se ensambla con el mandril.

Durante el proceso de extrusión, el material del tocho de aluminio caliente entrará a través del mandril y saldrá de la tapa.

Con esto en mente, ¿qué es un troquel semi-hueco?

#3 – Troqueles semi-huecos

Similar a una forma hueca, una forma semi-hueca tiene un vacío o vacíos. La diferencia, sin embargo, es que los vacíos no están completamente cerrados, tienen una abertura o hueco.

Esto es una especie de híbrido entre los dos tipos anteriores. Resulta que a menudo hay una línea muy fina entre las formas sólidas y las semi-huecas.

Por ejemplo, un canal de aluminio ancho tiene un vacío parcialmente cerrado y se considera sólido. Un canal muy estrecho, por otro lado, podría considerarse semi-hueco.

Entonces, ¿cómo podemos distinguir entre perfiles sólidos y semi-huecos?

Para hacer esta distinción, se utiliza una fórmula llamada "relación de lengua". La relación de lengua se define como (Área/Gap²).

En esencia, cuanto mayor sea el área del vacío y más estrecho sea el hueco, más probable será que una forma se defina como semi-hueca.

La relación de lengua es importante porque cuanto mayor sea la relación de lengua, más difícil se vuelve extruir una forma.

Recuerde que se están aplicando altos niveles de fuerza al troquel. Debido a esto, el área de vacío/lengua se vuelve propensa a romperse a medida que aumenta la relación de lengua.

Generalmente, se utiliza un troquel de pórtico con un mandril y una tapa, como es el caso con los troqueles huecos. Pero un troquel semi-hueco puede requerir mayor complejidad en su diseño para ayudar a fortalecer el área de la lengua y prolongar la vida útil del troquel.

Otra clave para prolongar la vida de un troquel es su herramienta.

¿Cómo funciona la herramienta de extrusión de aluminio?

Cada troquel necesita las herramientas apropiadas para ayudar a soportarlo. Con tanta presión proveniente de la prensa de extrusión, se necesitan herramientas fuertes.

El "conjunto de herramientas" de un troquel también ayuda a controlar la velocidad de extrusión y permite mejorar las tolerancias.

Las herramientas más comúnmente utilizadas son los soportes traseros y los refuerzos.

Un soporte trasero se sitúa directamente detrás del troquel de extrusión y tiene el mismo diámetro. Pero la abertura en el soporte trasero es algo más amplia que la del troquel. Se fija o atornilla a este.

Su función principal es reducir la deformación del troquel y evitar fracturas, con tanta presión aplicada al troquel. La geometría del soporte trasero coincidirá estrechamente con el contorno del troquel para proporcionar el máximo apoyo.

Un refuerzo se sitúa detrás del soporte trasero y generalmente tiene el mismo ancho que el anillo del troquel (que se usa para mantener todo el conjunto de herramientas en su lugar). Tiene una abertura más amplia que el soporte trasero y se fija o atornilla a este.

En algunos casos, se utiliza un sub-refuerzo, que se sitúa detrás del refuerzo y proporciona apoyo adicional.

Un refuerzo y un sub-refuerzo a veces se pueden compartir entre varios troqueles que tienen la misma disposición geométrica.

Como hemos dicho, se requiere una herramienta de soporte para soportar la presión del proceso de extrusión.

Esto nos lleva a otro punto importante: la vida de su troquel estará determinada en parte por qué tan bien haya diseñado su forma de extrusión para su manufacturabilidad.

Para mejorar la manufacturabilidad, la colaboración entre el diseñador, el taller de herramientas y el extrusor es clave.

El éxito de su proyecto depende de la colaboración

Un troquel de extrusión recibe miles de toneladas de presión del ariete de extrusión. Con el tiempo, esto afecta al troquel y eventualmente fallará.

El diseño para la manufacturabilidad influirá en:

1. La vida útil de su troquel y herramienta

2. El costo de su troquel y herramienta

Por lo tanto, es prudente entablar discusiones con el taller de troqueles y los diseñadores desde el principio para asegurarse de que se tomen buenas decisiones de diseño. En algunos casos, el taller de troqueles y los diseñadores pueden ser dos empresas diferentes, lo que puede aumentar los costos de comunicación. Sin embargo, en Petrel Aluminio, ofrecemos soluciones personalizadas integrales que incluyen diseño y desarrollo de troqueles, extrusión de perfiles de aluminio y tratamiento superficial de aluminio.

Si desea aprender más sobre perfiles de aluminio, por favor contacte a Petrel Aluminio.