Fabricación de perfiles de aluminio: tecnologías clave

Como etapa clave en la producción de perfiles de aluminio, los procesos de fusión y extrusión inciden directamente en la resistencia, el acabado superficial y la eficiencia general del producto final. Este artículo explora las prácticas y equipos avanzados que utilizan los principales fabricantes.

Control de precisión de fundición y colada

El proceso de fundición y colada comienza con un estricto control de las materias primas. Para la aleación 6063, se mezclan lingotes de aluminio (≥99,7%), aleación de aluminio-silicio (Si: 12%) y lingotes de magnesio de alta pureza (≥99,9%) para cumplir con la norma GB/T 3190. Mediante hornos de doble cámara con calentamiento por gas, la masa fundida se mantiene a 730-750 °C. La agitación electromagnética garantiza la uniformidad de la composición, mientras que la desgasificación rotatoria (p. ej., SNIF) reduce el hidrógeno a menos de 0,1 ml/100 g, minimizando la porosidad.

Para la colada, los sistemas de pozo profundo utilizan cristalizadores refrigerados por agua para enfriar rápidamente a 100-200 °C/min, formando barras de 90-254 mm de diámetro. La velocidad de colada alcanza los 4-8 m/min, regulada por sensores de nivel de líquido. La homogeneización de los lingotes a 575 °C ± 5 °C durante 6 a 8 horas reduce la segregación. El enfriamiento con aire o vapor previene la fase β-AlFeSi, lo que mejora la trabajabilidad.

Proceso avanzado de extrusión de aluminio

Antes de la extrusión, las palanquillas se calientan a 480–500 °C (±3 °C) y se mantienen para garantizar su uniformidad. Las matrices se precalientan a 450–480 °C para reducir la tensión. La capacidad de la extrusora varía según el tamaño del perfil, típicamente entre 800 y 3600 toneladas; las líneas de 1600 toneladas son comunes para la producción de estructuras solares.

Los sistemas de tracción dual se sincronizan con las velocidades de extrusión (0,5–30 m/min) para reducir la deformación. El control isotérmico a 500–520 °C previene el agrietamiento. Las líneas de extrusión de alta velocidad servoaccionadas (p. ej., SMS) aumentan la velocidad entre un 20 % y un 30 % y utilizan matrices recubiertas de nitruro de titanio para una mayor vida útil (más de 1000 toneladas). Las matrices de barril plano y multiagujero satisfacen necesidades estructurales como bandejas de baterías de vehículos eléctricos y secciones huecas en un solo paso. Tras la extrusión, el temple en línea (a <60 °C) alcanza las propiedades T5/T6. El enderezamiento por tensión (0,5-3 % de estiramiento) garantiza una rectitud ≤0,5 mm/m y una alta precisión dimensional.

Innovación y tendencias de la industria

Las actualizaciones inteligentes impulsan la industria del aluminio. El control de procesos basado en IA aumenta el rendimiento (p. ej., 98,5 % en Fenglu) y la simulación de gemelos digitales reduce el tiempo de prueba de moldes en un 30 % (como se observó en Ube, Japón). Las prácticas ecológicas incluyen la reutilización del 95 % de residuos y la tecnología RTO para reducir la energía de fusión en un 15 %. La extrusión a baja temperatura (420-450 °C) reduce las emisiones en un 20 %.

Las aplicaciones se están expandiendo. Las carcasas de las baterías de los vehículos eléctricos utilizan extrusión integrada para reducir el peso en un 30 % y aumentar la resistencia en un 25 %. Los marcos solares utilizan perfiles delgados (1,4 mm) de alta resistencia (≥160 MPa) para obtener componentes más ligeros y duraderos. Estos avances ayudan a las empresas a competir en sectores de alta gama como el aeroespacial y el de las energías limpias.

Perspectivas futuras para la industria

La fabricación de perfiles de aluminio avanza hacia una mayor precisión, inteligencia y sostenibilidad. Las innovaciones en el diseño de aleaciones, equipos (p. ej., servoextrusoras, hornos inteligentes) y control digital seguirán impulsando la competitividad. A medida que la industria prioriza soluciones ligeras y ecológicas, la próxima generación de tecnología de extrusión y fundición liderará el camino a nivel mundial.