Apertura de matrices de extrusión de aluminio?

Una vez trabajé en una fábrica donde probamos varias aperturas de troquel y boquillas. Teníamos un mal acabado superficial y desechos hasta que descubrimos que el tamaño adecuado de la abertura era lo más importante.

El tamaño de la abertura de la matriz controla directamente la precisión del perfil, el acabado superficial y la velocidad de extrusión.

Analicemos los tamaños estándar chinos, los efectos sobre la calidad, los materiales de las matrices y la selección de aberturas personalizadas.

1. ¿Cuáles son los tamaños estándar de apertura de troqueles en China?

Las aberturas de las matrices varían en función del tamaño del perfil y de la capacidad de la máquina. En China, muchas plantas de extrusión utilizan rangos de apertura de matriz estándar.

La anchura común de la abertura de la matriz oscila entre 600 mm y 2.200 mm, en función del tonelaje de la prensa y del diseño del utillaje.

Aberturas estándar típicas

• Las prensas pequeñas de 250 toneladas fabrican marcos estrechos (troqueles de 600 mm).
• Las grandes prensas de más de 2000 toneladas manipulan secciones estructurales anchas (hasta 2200 mm).

Recuerdo haber visitado una planta china con una prensa de 1500 toneladas. Extruían perfiles de muro cortina con una matriz de 1.800 mm de ancho. Necesitaba una refrigeración precisa para evitar el alabeo.

2. ¿Cómo afecta el tamaño de la abertura de la matriz a la calidad de la extrusión?

El tamaño de la abertura de la matriz modifica muchos factores de calidad: presión, flujo, calor y control de la forma.

Las aberturas más grandes requieren un mayor control de la presión y la refrigeración, mientras que las aberturas pequeñas tienden a extruir más limpiamente con menos fuerza.

Principales efectos sobre la calidad

• Presión de extrusión: La presión aumenta a medida que crece la anchura, necesitando presiones más fuertes.
• Control de la temperatura: Los perfiles anchos permanecen calientes más tiempo y corren el riesgo de presentar defectos superficiales.
• Desviación del troquel: Los troqueles anchos se doblan bajo presión si no son lo suficientemente gruesos.
• Coherencia del perfil: Las formas largas corren el riesgo de variar; la rigidez de la matriz es crítica.
• Límite de velocidad: Rendimiento más rápido en aberturas pequeñas; las aberturas grandes necesitan una velocidad lenta para reducir los defectos.

Efectos visuales

• Acabado superficial: Los troqueles estrechos pueden dar superficies más lisas. Los troqueles anchos pueden mostrar líneas o marcas de bamboleo del troquel.
• Precisión dimensional: Las aberturas anchas pueden deformar esquinas y bordes si el enfriamiento es desigual.

Una vez utilicé un troquel de perfil ancho con una placa de apoyo inadecuada. Las esquinas del perfil se marchitaron hasta que sustituyeron una placa de acero más blanda por un anillo de respaldo endurecido.

3. ¿Qué materiales se utilizan en las matrices de extrusión chinas?

El material de la matriz determina la durabilidad, el acabado superficial y la vida útil de la herramienta.

La mayoría de las matrices de extrusión chinas utilizan acero rápido (HSS), acero para matrices de trabajo en caliente o insertos de carburo de tungsteno.

Materiales comunes para troqueles

• H13 equilibra bien el desgaste, la resistencia y el coste.
• 718 HSS dura más pero es quebradizo a menos que se trate térmicamente de forma correcta.
• Plaquitas de metal duro proteger las zonas abrasivas y de alta presión.
• Aceros revestidos para herramientas ayudan a reducir la adherencia de las aleaciones y facilitan su liberación.

Mi experiencia

Las superficies de las matrices se desgastaban rápidamente al extruir aleaciones con alto contenido en Si. El cambio a insertos de metal duro en las zonas de desgaste duplicó la vida útil de la matriz y mantuvo la superficie lisa.

4. ¿Cómo elegir la apertura de la matriz para extrusiones de aluminio personalizadas?

La elección de la apertura de la matriz tiene que ver con el tamaño, la complejidad, la aleación y la capacidad de la prensa.

La apertura de troquel ideal equilibra la anchura de perfil deseada, la capacidad de la prensa y los requisitos de calidad/rendimiento.

Pasos de selección

1. Requisitos del perfil:

   • Mida la anchura máxima, el grosor de la pared y la complejidad de la forma.
   • Las paredes más anchas o gruesas necesitan aberturas más grandes y herramientas robustas.

2. Pulse Matching:

   • Consulte la capacidad de la prensa. Por ejemplo, una prensa de 1.000 toneladas suele tener una apertura máxima de 1.400 mm.
   • Mantenga el uso por debajo de la carga máxima para garantizar la vida útil y la seguridad de la herramienta.

3. Elección de la aleación:

   • Las aleaciones más duras (7075, 6xxx con alto contenido en Si) aumentan la fuerza requerida; pueden necesitar una matriz más pequeña o una prensa más potente.
   • Las aleaciones blandas permiten aperturas más amplias con el mismo tonelaje.

4. Diseño de herramientas:

   • El anillo o placa de apoyo del troquel ayuda a reducir la desviación.
   • Utilice un área de soporte de troquel más gruesa para aberturas anchas.

5. Refrigeración y velocidad:

   • Las matrices anchas necesitan una velocidad más lenta y un fuerte enfriamiento tras la extrusión.
   • Utilice mesas de agua o cuchillas de aire para controlar la temperatura.

6. Ensayos y pruebas:

   • Realice pasadas de muestra para comprobar el acabado, la tensión, la rectitud y la dureza.
   • Ajustar la holgura de la matriz, la conicidad y la refrigeración en función de los resultados.

Guía de troqueles personalizados

Cuando diseño un nuevo perfil, trabajo en estrecha colaboración con los matriceros. Ajustamos con precisión la longitud y el ángulo de la matriz y el soporte para adaptarlos a la aleación y la profundidad de la cavidad. Tras las pruebas, solemos ajustar la apertura ±0,1 mm hasta que la calidad es estable.

Conclusión

En China, las aberturas estándar de las matrices oscilan entre 600 y 2200 mm en función del tamaño de la prensa. La anchura de la abertura afecta a la presión requerida, el acabado superficial, el control de la forma y la velocidad de salida. Los materiales más comunes para las matrices son H13, 718 HSS y plaquitas de metal duro. La elección de aberturas personalizadas requiere un equilibrio entre las especificaciones del perfil, los límites de la prensa, las características de la aleación, el diseño del utillaje y la refrigeración. Con una planificación cuidadosa, puede conseguir extrusiones de alta calidad de forma fiable y rentable.

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