Extrusión de aluminio para mecanizado CNC: aleación, tolerancia y guía de diseño

Un constructor de estructuras solicita cuarenta tramos de perfil con ranura en T de 80 x 80 mm en 6063-T5, mecaniza ambos extremos a escuadra, atornilla un pórtico y luego mide un arco de 0,7 mm a lo largo de 1,5 m de riel lineal. El troquel estaba en buen estado, la extrusión se encontraba dentro de su banda de tolerancia y el proveedor no hizo nada malo. El error se cometió meses antes, cuando se eligió la aleación por su facilidad de extrusión en lugar de por cómo se comporta bajo una fresa frontal.

Ese patrón explica la mayor parte del retrabajo en este nicho. La extrusión de aluminio por CNC es una decisión de dos etapas: el perfil se forma en caliente, luego se corta en frío y la segunda etapa castiga las decisiones tomadas en la primera. La aleación, el temple, el espesor de la pared, la rectitud y el margen de mecanizado interactúan, y el orden en el que los estableces decide si desechas piezas o dibujos.

La aleación y el temperamento deciden lo que siente el cortador.

Dos perfiles pueden salir de la misma línea de prensa, verse idénticos y mecanizarse como materiales diferentes. La diferencia es la aleación y cómo se envejeció. La maquinabilidad no es un número aquí; es la formación de viruta, el filo acumulado, el desgaste de la herramienta y cuánto se mueve la pieza después de soltar las abrazaderas.

Si su taller todavía está calibrando trayectorias de herramientas con respecto a la geometría del perfil, esta referencia en Cómo se comportan los perfiles de aluminio industriales bajo mecanizado CNC Vale la pena leerlo junto con el informe del primer artículo.

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Tolerancias y stock que sobreviven al primer corte

La tolerancia a la extrusión es donde los proyectos pierden dinero silenciosamente. Un perfil pedido con una rectitud comercial de aproximadamente 1 a 2 mm por metro y hasta 1 grado de torsión por metro seguirá necesitando material de mecanizado, porque el accesorio hace referencia a la extrusión, no al dibujo. Si la cara de referencia se desvía, cada corte aguas abajo hereda el error.

Tres especificaciones hacen la mayor parte del trabajo:

• Grosor de la pared: Las tolerancias generales para las secciones extruidas suelen ser de más o menos 0,1 mm en paredes delgadas o alrededor del 10 por ciento, lo que sea mayor. Pregunte qué muros son críticos, porque una sección dibujada con tolerancias uniformes en todas partes cuesta más que una que marca dos caras funcionales.
• Margen de mecanizado: deje 0,5 mm por cara cortada para acabados ligeros, 1,0 mm cuando una cara deba nivelarse después del alisado por estiramiento y más cuando el perfil sea largo o delgado.
• Rectitud después del estiramiento: Los perfiles en T5 y T6 se estiran aproximadamente entre un 0,5 y un 1,5 por ciento después del enfriamiento para reducir la tensión residual. Confirme la dirección del estiramiento con respecto a su plan de sujeción.

Un troquel personalizado suele ser la parte más barata de este ejercicio. Cuando una sección tiene que mantener plana una cara mecanizada a lo largo de un tramo largo, trabajar a partir de una forma de catálogo estándar generalmente cuesta más en fijación de lo que hubiera costado una matriz dedicada directamente.

Dónde reside realmente el coste en un perfil preparado para CNC

Los compradores tienden a negociar la línea de extrusión e ignorar todo lo que la rodea. Un desglose ilustrativo del costo de entrega por kilogramo muestra por qué se trata de un error: el metal domina, pero el margen de mecanizado que usted acuerda añade peso discretamente a cada longitud que envía y corta.

De esa imagen se desprenden dos palancas. En primer lugar, compre el peso de la aleación y la palanquilla con precisión, ya que un margen de 0,5 mm en una sección hueca se multiplica por miles de metros. En segundo lugar, trate la amortización como algo único que desaparece después del primer pedido, lo que hace que los volúmenes repetidos sean mucho más baratos de lo que sugieren las cantidades de prueba.

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Donde aparece el aluminio extruido en el trabajo CNC

La demanda no se distribuye uniformemente entre las industrias, y la división determina lo que los extrusores mantienen en stock y la rapidez con la que pueden cotizar.

Los bastidores de las máquinas dominan porque la geometría de ranura en T se mecaniza de manera predecible y se vuelve a ensamblar sin soldadura. El sector de automoción y vehículos eléctricos es el segmento de más rápido movimiento, donde las secciones extruidas a menudo se mecanizan en tres caras y se ensamblan con otros componentes. El almacenamiento de energía y el hardware solar favorecen las secciones largas, delgadas y de bajo costo donde la rectitud importa más que la resistencia.

Las secciones estructurales y de línea de ensamblaje estándar cubren la mayor parte del marco sin una matriz nueva, mientras que las carcasas de baterías, los soportes y los componentes de rieles casi siempre justifican un perfil dedicado.

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Una secuencia de compra que evita retrabajos

Los proveedores sólo pueden controlar lo que usted especifica. Ejecute estos cinco pasos en orden y la mayoría de las sorpresas posteriores desaparecerán antes de que se corte el primer dado.

Antes de comprometer volumen, también vale la pena comprobar la huella de extrusión y mecanizado , incluido el número de prensas, el tratamiento térmico y la capacidad de mecanizado interno, porque un socio que extruye pero no puede mecanizar enviará sus piezas a las operaciones que deciden su rendimiento.

Notas de mantenimiento, acabado y cumplimiento.

Se aprueba el dibujo, las piezas encajan y luego, un año de servicio decide si la elección fue correcta. Unos pocos controles protegen ese resultado.

1. Adapte el anodizado al entorno. Los marcos interiores suelen tener entre 10 y 15 micrómetros de película anódica; la exposición exterior o costera requiere de 15 a 25 micrómetros y un paso de sellado. Los recubrimientos más gruesos pueden alterar los ajustes ajustados, por lo tanto, especifique los orificios críticos después del recubrimiento.
2. Mantenga registros de aleaciones. Conserve los números de calor y los certificados de templado para que un lote fallido pueda rastrearse hasta una ejecución de fundición o envejecimiento en lugar de toda la entrega.
3. Verifique las sustancias restringidas con anticipación. Los clientes de automoción y electrónica exigen cada vez más las declaraciones RoHS y REACH, además de recubrimientos de conversión sin cromato.
4. Controlar el almacenamiento y la corrosión por contacto. Guarde los perfiles sobre material de estiba limpio en lugar de sobre concreto húmedo, manténgalos alejados de los puntos de contacto de acero y limpie las virutas antes del ensamblaje para evitar manchas galvánicas.
5. Separe las virutas por aleación. Los giros mixtos 6061 y 6063 disminuyen drásticamente en valor de reciclaje, y la diferencia es fácil de preservar con dos contenedores.

Ninguno de estos pasos es exótico, pero cada uno de ellos es más barato que descubrir el problema después de que las piezas hayan sido ensambladas y enviadas.

La extrusión de aluminio para CNC tiene éxito cuando la especificación se escribe desde el husillo hacia atrás. Elija la aleación para el corte, defina la rectitud y el margen antes de pedir el troquel y trate la extrusión y el mecanizado como un solo proceso en lugar de dos compras. Esa secuencia mantiene bajo control la tolerancia, la tasa de desperdicio y el tiempo de entrega mucho después de que se haya firmado la cotización.