Aplicaciones De La Extrusión De Aluminio

Aplicaciones de la extrusión de aluminio

2º. Planteamiento del problema:

Se planea conocer las características requeridas en el aluminio y en la extrusora para poder llevar a cabo una extrusión de aluminio, tales como velocidad de deformación, temperatura del aluminio, temperatura del molde extrusor o matriz, potencia de empuje por el pistón al tocho de aluminio, y las aplicaciones de su extrusión.

3°.Objetivos:

Este trabajo ha sido elaborado para reafirmar el conocimiento que he adquirido durante los semestres que llevo cursando la carrera de ingeniería mecánica para tomar como base los puntos principales en los que podemos apoyar nuestro trabajo, que me servirán de guía para que, en el futuro pueda tener una alternativa de donde dirigir mis metas.

Uno de mis principales objetivos al presentar este trabajo es aprender más sobre el tema de estudio, y los métodos para lograrlo es investigando y aprendiendo nuevas técnicas y lograr que, en un futuro cuando nos encontremos en el mundo laboral me pueda servir de arma para lograr mi objetivo de superación e independencia laboral y profesional. Por eso mi objetivo es comprender y analizar como se da la extrusión de aluminio y como podría servirme estos conocimientos en un futuro.

Pienso conocer las variables criticas en la extrusión de aluminio como lo son velocidad de deformación, temperatura del aluminio al ser extruido, la potencia de empuje que se requiere para pasar el aluminio por el molde extrusor o matriz, la temperatura que se le da a este ultimo las aplicaciones principales del aluminio extruido, y la importancia que tiene en nuestra vida cotidiana.

4°. Justificación:

En este protocolo trato de dar a conocer la importancia del tema para el conocimiento de un ingeniero mecánico, este servirá de base para los siguientes aspirantes de ingeniería mecánica y por eso es importante saber las aplicaciones de la extrusión de aluminio, sus parámetros, características, propiedades y necesidades para poder llevar acabo una extrusión de aluminio. Haciendo esta investigación quiero expandir mis conocimientos en general, sobre la manufactura de materiales en este caso aluminio.

5°. Hipótesis:

En la extrusión de aluminio la velocidad de deformación es importante por que de esto depende las características de nuestra pieza, normalmente es rápida para evitar que el material se enfrié y se necesite mas potencia de empuje para deformar el aluminio.

La temperatura del aluminio es un factor determinante durante la extrusión del aluminio, por que es como el aluminio consigue mejores propiedades mecánicas, físicas y químicas.

La potencia de empuje para extruir el aluminio es un factor importante por que es lo que determina la velocidad de producción que vamos a tener y las propiedades mecánicas que va a ganar nuestra pieza.

6°. Marco teórico:

Extrusión: Introducción

La extrusión como proceso industrial fue inventado alrededor de 1800 en Inglaterra, durante la revolución industrial cuando aquel país iba a la vanguardia de las innovaciones tecnológicas. La invención consistió en la primera prensa hidráulica para extruir tubos de plomo. Un paso importante hacia delante se dio en Alemania alrededor de 1890, cuando se construyo la primera prensa horizontal de extrusión para metales con puntos de fusión más altos que los del plomo. La característica que hizo posible esto fue el uso de un bloque simulado que separaba el pistón del tocho del trabajo.

La extrusión es un proceso de formado por compresión en el cual el metal de trabajo es forzado a fluir a través de la abertura de un dado para darle forma a su sección transversal. El proceso puede parecerse a apretar un tubo de pasta de dientes. Los metales, los plásticos y los materiales de cerámicos se transforman en artículos útiles y productos de consumo por muchos diferentes medios. Los metales se vacían de maneras diferentes en moldes para producir formas intrincadas pequeñas o partes para máquinas en producción en serie. Los metales también se laminan entre rodillos, se conforman en piezas y se martillan en matrices o se fuerzan a través de dados por extrusión para hacer formas especiales. Por ejemplo, el hierro y el acero se calientan a temperaturas altas para poder conformarlos fácilmente por forjado (martillado y comprimido). La extrusión en prensa es un procedimiento de conformación por deformación plástica, que consiste en moldear un metal, en caliente o frío, por compresión en un recipiente obturado en un extremo con una matriz o hilera que presenta un orificio con las dimensiones aproximadas del producto que se desea obtener y por el otro extremo un disco macizo, llamado disco de presión. Si el esfuerzo de compresión se transmite al metal por medio del disco de presión o de la matriz, al proceso de extrusión se le denomina extrusión directa o extrusión inversa.

Tres elementos básicos de la extrusión:

El primer elemento de la línea tiene que cumplir con tres requisitos básicos:

1) Continuamente reunir la materia prima en estado sólido y fundido; 2) continuamente fundir la materia prima y 3) homogeneizar la materia prima térmica y físicamente.

La extrusora en general consiste en uno o dos tornillos que rotan dentro de un barril caliente. Un tornillo constituye el diseño típico para la mayoría de las aplicaciones mientras que dos tornillos son usados para compuestos y materia prima en polvo. El diseño del tornillo sigue los requisitos claves del proceso tales como la tasa de rendimiento, la calidad de la fundición y las materias primas usadas.

Este proceso de compresión indirecta es esencialmente de trabajo en caliente, donde un lingote fundido de forma cilíndrica, se coloca dentro de un fuerte contenedor de metal y comprimido por medio de un émbolo, de manera que sea expulsado a través del orificio de un dado.

El metal expulsado o extruido toma la forma del orificio del dado. El proceso puede llevarse a cabo por dos métodos llamados: extrusión directa, donde el émbolo está sobre el lingote en el lado opuesto al dado y el metal es empujado hacia el dado por el movimiento del émbolo, o extrusión indirecta, en la cual el dado y el émbolo están del mismo lado del lingote y el dado es forzado dentro del lingote, por el movimiento del émbolo. La extrusión es un método relativamente nuevo en la fabricación de piezas metálicas. Originalmente fue desarrollado para la fabricación de tubo de plomo por los sistemas victorianos de agua y gas. Los problemas del material adecuado para el dado, que soporte las temperaturas altas y presiones requeridas para extruir los metales más duros y fuertes, no fueron resueltos sino hasta bien entrado el siglo XX. En nuestros días, es posible extruir con éxito los siguientes metales y sus aleaciones: Aluminio, cobre, plomo y acero, aunque para este último se requiere una técnica especial.

Prensa extrusión directa:

Una prensa típica para la extrusión de aleaciones de cobre, sería de alrededor de 5000 ton de capacidad de carga en el émbolo, y consistiría de una pesada placa de acero recubierta con una aleación de acero resistente al calor. Este podría acomodar un lingote de 560 mm de diámetro y 1 m de longitud. Ajustado dentro del contenedor mencionado estaría un émbolo que tenga un diámetro menor que el barreno interior del contenedor. El propósito de este claro es doble, minimizar la fricción entre el émbolo y el contenedor y también permitir una calavera de metal para ser dejada después que el lingote ha sido extruido. La razón para esta calavera de metal será explicada más adelante. Un cojincillo de presión precalentado se coloca entre el émbolo y el lingote a fin de prevenir el enfriamiento de la cola del lingote caliente desde el émbolo. El dado de extrusión está hecho de acero para herramienta resistente al calor y la forma del orificio junto con el orificio del soporte o paralelo son cuidadosamente preparados por el herramentero de la caseta de dados. El lingote fundido de dimensiones apropiadas a la prensa de extrusión y el producto se calienta a la temperatura de trabajo en caliente. Como una regla aproximada ésta es de dos terceras partes de la temperatura de fusión en grados K, por ejemplo, aluminio 600 K, cobre 800 K. El lingote calentado se coloca en el contenedor, seguido por el cojincillo de presión, caliente. El émbolo se coloca en el contenedor y se aplica la presión. Cuando se opera, el lingote es recalcado y comprimido haciendo contacto por todos lados con el contenedor. Entonces incrementando la presión, el lingote es extruido a través del orificio del dado. El metal sale del dado y corre sobre una canal. Colocando celdas de carga sobre el émbolo de extrusión, es posible seguir los cambios de la carga durante el ciclo de extrusión.

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