Guía Experta para Fabricar Piezas de Aluminio: Métodos Comprobados y Mejores Prácticas

El aluminio es uno de los materiales más mecanizados hoy en día. De hecho, los procesos de mecanizado CNC de aluminio son segundos después del acero en frecuencia de ejecución. Esto se debe principalmente a su excelente mecanizabilidad.

En su forma pura, el elemento químico aluminio es blando, dúctil, no magnético y de apariencia blanco plateado. Sin embargo, el elemento no solo se usa en su forma pura. El aluminio se alea típicamente con diversos elementos como manganeso, cobre y magnesio para formar cientos de aleaciones con propiedades significativamente mejoradas.

¿Es el Aluminio Bueno para Mecanizar?

El aluminio como material ofrece interesantes propiedades térmicas y mecánicas. Además, el metal es relativamente fácil de conformar, especialmente en procesos de taladrado como el mecanizado CNC de aluminio. De hecho, valoramos una aleación de aluminio mucho más comparada con otros metales ligeros como aleaciones de magnesio y titanio.

El uso de aluminio CNC ha aumentado enormemente; la producción de piezas automotrices CNC y otras piezas ligeras CNC ha sido intensa.

¿Por qué el aluminio es más fácil de mecanizar que el acero?

El aluminio es más fácil de cortar que el acero, permitiendo mecanizado más rápido y plazos de entrega más cortos. Aunque se considera demasiado blando para producción en masa, esto simplemente no es cierto.

Algunos moldes de aluminio pueden producir piezas tras 2 millones de ciclos. El aluminio se enfría mucho más rápido y uniformemente que el acero. Esto acorta el tiempo de ciclo y ahorra dinero.

Por ser tan ligero, puede mecanizarse en máquinas más pequeñas y más rápido. El aluminio disipa el calor muy uniformemente, permitiendo gran estabilidad dimensional con menos deformación. Hay mucho menos desperdicio porque hay muchas menos grietas y deformaciones.

A menudo se ve al aluminio como material débil, blando, no bueno para producción en masa. Sin embargo, el aluminio puede usarse para grandes volúmenes. También puede mecanizarse más rápido y disipa calor mucho más rápido y uniformemente que el acero. Esto a menudo acorta los tiempos de procesamiento y ahorra dinero.

¿Qué Grado de Aluminio se Usa para Fabricación de Piezas?

La elección final del tipo de grado de aluminio depende de tus proyectos de mecanizado, lo que te permite clasificar cada grado según sus características, de la más importante a la menos importante. Esto te permite elegir el aluminio con propiedades y formas específicas según tus necesidades.

Los siguientes son algunos tipos con datos esenciales sobre el grado de aluminio:

• Aluminio 6061: Excelentes propiedades mecánicas y soldabilidad. Sus propiedades tópicas lo hacen una de las aleaciones más extruidas. Por su buena tenacidad, resistencia media y alta, excelente resistencia a la corrosión en condiciones duras, anodizado en frío y trabajabilidad en doblado. Comúnmente usado para mecanizado CNC de 5 ejes.
• Aluminio 7075: También popular, aunque no como el 6061. Conocido por su excepcional resistencia a la fatiga. No es adecuado para soldadura; es costoso. Mejor para piezas de servicio pesado como fuselajes, piezas de bicicleta, equipo de escalada y alas de avión. Esta aleación también tiene mejor resistencia a la corrosión.
• Aluminio 2024: Principalmente usado en sectores militar y aeroespacial. Por sus propiedades mecánicas: alta resistencia al desgaste y alta resistencia. El aluminio 2024 tiene terrible resistencia a la corrosión y no es soldable.

5 Formas de Fabricar Piezas de Aluminio

El aluminio es un material ampliamente usado para fabricar piezas mecánicas. Por ser fácil de trabajar, ligero y fuerte. Además, hay varios métodos de acabado superficial para proteger el aluminio de la corrosión y darle una apariencia bonita.

Como usamos aluminio en una amplia gama de aplicaciones, hay 5 formas diferentes de producir piezas de aluminio: Mecanizado CNC de Aluminio, Extrusión de Aluminio, Chapa Metálica, Fundición de Aluminio, y Forjado de Aluminio. A continuación recorremos estas 5 formas de producir componentes y semiacabados de aluminio.

1. Mecanizado CNC de Aluminio desde un Bloque o Barra Completa

El mecanizado CNC es el tipo más simple de mecanizado de aluminio. Montamos un bloque de aluminio en una fresadora. O sujetamos una barra en un torno para mecanizarla con una herramienta de corte.

El principio de ambas formas es cortar virutas metálicas con una herramienta para obtener la forma deseada. En la fresadora, la herramienta rota. En el torno, la pieza rota.

El mecanizado de piezas de aluminio permite altas velocidades de corte. Además, con buena refrigeración líquida, obtenemos un buen acabado. Sin embargo, según la dirección de avance, a menudo hay diferencia en rugosidad superficial comparada con la dirección de rotación de la herramienta. ¿Sabías que el alcohol es un excelente refrigerante para cortar aluminio? Hace que las superficies mecanizadas de piezas CNC de aluminio queden brillantes.

La ventaja es que casi cualquier forma puede procesarse. Sin embargo, a menos que usemos una máquina CNC de 5 ejes, tendremos que rotar y sujetar la pieza en la máquina por cada lado. Y hay mucho desperdicio, lo que afecta los costes unitarios.

2. Extrusión de Aluminio

La extrusión es un proceso para producir semiacabados. Para ilustrar: calentamos una barra de aluminio a temperatura de deformación. Luego se corta un trozo de unos 500 mm. El operario coloca este trozo en la entrada de la extrusora.

Al final, forzamos el aluminio a través de una matriz de extrusión de acero endurecido. El resultado es una pieza larga de aluminio con la sección deseada. Estas piezas suelen medir 12 metros. Tras la extrusión, las barras se enderezan. Ahora cortamos las piezas largas a la longitud deseada del producto final. En la mayoría de casos, el producto aún necesita procesado.

El beneficio de productos de aluminio extruido es la gran reducción de material de desecho para obtener la pieza final. Sin embargo, la gama de productos es fija y el número de funciones integradas es limitado.

3. Chapa Metálica de Aluminio

La fabricación de chapa es otro de los 5 tipos para hacer piezas de aluminio. Asumimos una lámina fina de aluminio. Luego cortamos la lámina en la forma correcta. Para ello usamos máquinas de corte láser y punzonadoras.

Hay piezas planas de chapa y productos curvos. Las láminas se doblan con plegadora, pero también con punzonadoras y prensas.

4. Moldeo y Fundición de Aluminio

Hay diferentes formas de moldear piezas de aluminio.

Piezas de Aluminio por Inyección

También hacemos inyección de aluminio. Aluminio líquido se inyecta en un molde de inyección bajo alta presión. Obtenemos piezas con casi todas las propiedades deseadas al salir del molde. Esta técnica solo es adecuada para grandes cantidades, ya que el molde es relativamente caro.

Fundición en Arena de Piezas de Aluminio

El coste del molde es mucho menor en fundición en arena, pero hay que aceptar forma y superficie más rugosas. Las fundiciones en arena tienen tolerancias mayores y el material es más frágil por la fundición a baja presión.

En la mayoría de casos, las piezas fundidas aún tienen ciertas características para mecanizar. Por ejemplo, usamos nuestras máquinas CNC para mecanizar cavidades con tolerancias ajustadas. También taladramos y roscamos tras el moldeo. Las piezas de aluminio fundido no son adecuadas para anodizado por la estructura del material. Por tanto, suelen recubrirse con pintura en polvo.

5. Forjado de Aluminio

Finalmente, entre las 5 formas de hacer piezas de aluminio está el forjado. Otra forma de reducir desperdicio. Literalmente prensamos un bloque de aluminio entre el lado positivo y negativo de un molde de acero endurecido.

Nuestra fábrica usa una gran prensa de 5000 toneladas. Obtenemos una pieza perfectamente formada. Al igual que en el moldeo por inyección, post-procesamos rebabas, agujeros y roscas para mayor precisión.

Los productos de aluminio procesados con prensa son adecuados para anodizado porque la estructura es similar a la del aluminio extruido. Este proceso de fabricación empieza a ser rentable para tiradas superiores a 3000 piezas.

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