Fabricación de perfiles de aluminio

Cómo se fabrican los perfiles de aluminio

Los perfiles de aluminio son el resultado de un proceso llamado extrusión. Extruir o extrudir significa sencillamente empujar un material a través de una matriz o un troquel para moldearlo en un patrón deseado. Cuando se procesa así al aluminio, se obtienen formas transversales específicas a las que se conoce como perfiles de aluminio.

Los productos extruidos representan más de la mitad del procesamiento industrial del aluminio. Se utilizan principalmente en el área de la construcción. Se encuentran prácticamente en cualquier edificación comercial y residencial. En forma de perfiles para las estructuras de los edificios, como parte esencial de puertas y ventanas y como fachadas y elementos arquitectónicos ornamentales.

Los edificios consumen el 40% de la energía a nivel mundial. La eficiencia en el uso de este recurso es clave hoy en día para su evaluación en términos de la sustentabilidad. La utilización de perfiles de aluminio en diseños inteligentes contribuye al empleo eficiente de energía pues reduce marcadamente las demandas de energía en calefacción, refrigeración, ventilación e iluminación.

Aluminio en la arquitectura

Pero virtualmente todas las industrias se benefician de la fabricación de productos y perfiles extruidos del aluminio. Se utilizan para elaborar objetos cotidianos para los consumidores, en la industria de la electricidad, la electrónica, maquinarias, la transportación y hasta en la industria espacial.

La modernidad y los avances tecnológicos, económicos y sociales serían impensables sin el aluminio.

Ahora bien, ¿cómo se fabricanestos perfiles? La extrusión es el proceso que permite transformar a este fantástico metal en productos útiles para prácticamente todas las industrias, productos y entornos.

Extrusión de perfiles de aluminio

La extrusión se logra haciendo pasar a alta presión el metal precalentado a través de una matriz con una abertura que dará forma a la sección transversal del perfil.

Principio de la extrusión mostrado en un juguete.
Imagen de Larry D. Moore [CC BY-SA 3.0]

Los elementos básicos de este proceso son:

  • El metal
  • La matriz
  • La prensa y equipos auxiliares
  • Los parámetros de extrusión
Extrusión de aluminio
Imagen de Swoolverton [CC BY-SA 3.0], from Wikimedia Commons

Aleaciones de aluminio

El uso de aluminio puro es escaso en el ámbito comercial. Las aleaciones  con otros metales permiten lograr las características físicas y mecánicas deseadas.  La cantidad de los materiales utilizados para las aleaciones representa entre el 0.2%  y el 1 % del producto final.  Los metales más utilizados son:

  • Magnesio
  • Silicio
  • Manganeso
  • Zinc
  • Cobre

Estas aleaciones se clasifican en series de aluminio. Las usadas para extrusión son:

  • Serie 1000: Aluminio.
  • Serie 6000: Aluminio + Magnesio + Silicio
  • Serie 7000: Aluminio + Zinc + Magnesio

Debido a que la Serie 1000 no se puede tratar térmicamente, se utiliza en productos en los que se requiere alta conductividad y baja resistencia mecánica. Las series 6000 y 7000 tienen características como alta resistencia, maleabilidad, facilidad para soldarse y susceptibilidad al anodizado, lo que las hace las más adecuadas para la extrusión en perfiles y estructuras usadas en industrias como la construcción y el transporte.

El aluminio ya aleado se encuentra en forma de grandes lingotes cilíndricos llamados tochos. Se fabrican mediante fundición y están disponibles en distintos tamaños. El tocho de extrusión más común tiene un diámetro de entre 150 y 300 mm y una longitud de 6 m. Se cortan en fábrica según las especificaciones del cliente.

Tochos de aluminio

Albasmelter [CC BY-SA 4.0], from Wikimedia Commons

La matriz

La matriz es una pieza de acero resistente a altas temperaturas fabricada por computadora mediante electroerosión.  Existen matrices para perfiles de aluminio macizos y para perfiles huecos. Los detalles finales de las matrices se efectúan a mano para lograr la precisión del diseño. Se someten a mantenimiento durante toda su vida útil y se les realizan ajustes periódicamente.

La prensa

Las prensas usadas para extrudir los perfiles de aluminio son máquinas hidráulicas. Constan de un contenedor para el tocho, un porta matrices y un émbolo para aplicar la presión. Las más comunes tienen una presión de entre 1,000 y 3,000 toneladas y algunas llegan a las 12,000 t.

Los parámetros de extrusión

Vigilar la cantidad de calor es crucial en el proceso de creación de perfiles de aluminio. La temperatura correcta asegura lograr las propiedades deseadas en las aleaciones, como la tensión y la elasticidad, así como afectar la parte final del proceso.

Los perfiles ya enfriados a temperatura ambiente que varían de 48 a 55 metros de longitud se someten a un pequeño estiramiento para eliminar cualquier tensión y curvatura en el material. Se cortan a longitudes comerciales y a pedido del cliente. Posteriormente se someten a un horneado que logra una maduración o envejecimiento artificial del material.

La extrusión directa es el método más común para fabricar perfiles de aluminio. Se precalientan el tocho y la matriz a temperaturas que rondan los 500 °C. El aluminio conserva la misma apariencia cuando esta frío o caliente. Se corta el tocho y se le aplica nitruro de boro, para evitar que se pegue a la cabeza de extrusión de la prensa y a la matriz perfiladora. Se introduce el tocho a la prensa y se le aplica la presión para hacer fluir el metal a través de la matriz a una velocidad de entre 5m/s y 80 m/s  dependiendo la complejidad del diseño.

Perfiles de aluminio extruido.
Imagen de User Mike1024 [Public domain], via Wikimedia Commons

El resultado es un perfil de aluminio caliente que se extrae jalándolo para posarlo sobre una mesa de enfriamiento. Controlar la rapidez del enfriamiento y vigilar la temperatura a cada paso es crucial para lograr la calidad deseada de los perfiles de aluminio. Se enfrían con aspersores de agua y/o con ventiladores. Esto forma parte de los parámetros de extrusión que influyen en la calidad y propiedades de los perfiles de aluminio, los cuales se resumen en:

  • Velocidad
  • Presión
  • Temperatura

Así el aluminio perfilado está listo para su envío según los requerimientos de cada cliente.

Tratamientos posteriores para los perfiles

En la etapa de diseño se busca reducir la necesidad de tareas  para facilitar el montaje y ensamblado de los perfiles de aluminio Sin embargo, algunos perfiles se someten a procesos de terminado para mejorar la protección de la superficie o su apariencia. Tan pronto como se expone a la atmósfera el aluminio forma naturalmente una capa de óxido protectora. Sin embargo, los perfiles de aluminio pueden someterse a un amplio rango de terminados para mejorar esta protección. Entre estos podemos mencionar:

  • Mecanizados
  • Tratamientos previos al terminado de las superficies
  • Terminados químicos
  • Anodizado
  • Pinturas, lacados y efectos

El recorrido a través de la fabricación de perfiles de aluminio hace comprender por qué su manejo requiere de manos expertas. En aluminioindustrial.mx contamos con la experiencia que respalda la calidad de nuestros productos de aluminio. Ofrecemos sistemas de cerramiento, stands, mobiliario y otros productos fabricados con perfiles de aluminio de excelente calidad. Hacemos entregas a toda la república Mexicana. La satisfacción total de nuestros clientes es nuestra prioridad. Contáctenos hoy mismo para saber más sobre nuestros servicios y productos.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *