Cortar láminas de aluminio rara vez es difícil en sí mismo; cortarlo con precisión, sin distorsión y con un costo por pieza predecible, es donde la mayoría de los talleres pierden tiempo. El proceso correcto depende de la aleación, el temple, el espesor, los requisitos de los bordes y el tamaño del lote, en lugar de un único y mejor método. Esta guía compara procesos mecánicos y térmicos, enumera ventanas de parámetros prácticas y muestra cómo mantener las tolerancias que realmente exigen los planos de fabricación.
Métodos de corte mecánico
Los procesos mecánicos eliminan el material con una herramienta o lo dividen con una cuchilla, por lo que generan poco o ningún calor y no dejan ninguna zona-afectada por el calor. Suelen ser el recorrido más económico para cortes rectos y para espesores de hasta unos 6 mm.
Cizallamiento:Las cizallas rectas industriales manejan láminas desde aproximadamente 0,3 mm hasta 6 mm en aleaciones blandas como 5052, sosteniendo aproximadamente ±0,1 mm en material de menos de 3 mm. Los bordes rectos, la ausencia de zonas-afectadas por el calor y el coste por metro muy bajo hacen que el cizallamiento sea la primera opción para cortes en bruto y de acabado.
Corte de sierra:Las hojas con punta de carburo-con un paso grueso de 10 a 12 dientes se utilizan en placas de más de 10 mm de espesor, las hojas bimetálicas finas de 14 a 18 dientes se adaptan a láminas de menos de 3 mm, y las hojas de grano-de diamante sirven para producciones de alto-volumen donde domina la vida útil de la hoja. El paso de los dientes siempre debe dejar al menos tres dientes en el corte para evitar astillas.
Fresadora y fresadora:Las fresas de carburo de una sola-flauta, las velocidades del husillo cercanas a las 18 000 rpm y una carga de viruta de alrededor de 0,1 mm por diente brindan bordes limpios en 6061-T6. Es obligatorio utilizar refrigerante o aire a alta-presión por encima de 3 mm para evitar la acumulación de bordes y la soldadura de virutas.
Tecnologías de corte térmico
Perfiles, agujeros y piezas anidadas cortadas con láser y plasma en una sola operación, pero introducen una zona afectada por el calor-y una inclinación mensurable que se debe tener en cuenta en el dibujo.
| Proceso | Capacidad típica | Notas de borde/calidad |
|---|---|---|
| Láser de fibra | 1 kW corta hasta unos 8 mm a 3 m/min; 6 kW corta 25 mm a aproximadamente 1,2 m/min | El nitrógeno auxiliar con una pureza del 99,99 por ciento proporciona bordes libres de óxido-; la escoria se convierte en un problema por encima de aproximadamente 15 mm |
| Plasma | Cortes rectos desde 6 mm hacia arriba | Rugosidad de alrededor de Ra 3,2 a 6,3 µm, bisel inferior a 3 grados en placa de 10 mm, menor coste por metro que el láser de más de 6 mm |
| Chorro de agua abrasivo | granate de malla 80 a aproximadamente 4100 bar (60 000 psi); 25 mm 6061-T6 a aproximadamente 100 mm/min | Sin distorsión térmica ni zona afectada por el calor-, adecuado para placas gruesas y temperamentos sensibles al calor- |
Elegir entre procesos
Cortes rectos en lámina fina, de gran volumen: cizallamiento.
Contornos intrincados en lámina de hasta 6 mm con tolerancia estricta: láser de fibra.
Placa de más de 12 mm donde la química de los bordes importa menos: el plasma, que suele ser la opción térmica más barata en ese calibre.
Placa gruesa, laminados o piezas que no toleran el calor: chorro de agua abrasivo.
Mecanizados, avellanados y perfiles 3D: fresadora o centro de mecanizado.
Práctica de calidad y tolerancia de corte
Los bordes de corte térmico se clasifican según la norma ISO 9013, que define las clases de calidad a través de la perpendicularidad y la desviación dimensional de la cara cortada en lugar de a través de una simple escalera de rugosidad, por lo que un dibujo debe indicar tanto la clase como la rugosidad superficial requerida medida según el parámetro de perfil ISO 4287. Una especificación viable para la fabricación general es:
Hoja inferior a 3 mm: tolerancia general de ±0,2 mm.
Hoja de 3 a 10 mm: ±0,5 mm.
Placa de más de 10 mm: aproximadamente ±1 por ciento del espesor.
Objetivos de rugosidad superficial de Ra 3,2 µm o mejores para láser y chorro de agua, hasta Ra 12,5 µm como acabado de plasma aceptable.
Desviación angular de 0,5 grados para piezas de precisión y de 1,5 grados para trabajos estándar.
Cuando no se especifica una clase de corte, las tolerancias dimensionales generales según ISO 2768 y los valores de propiedades del material de EN 485-2 o ASTM B209 proporcionan una base sólida para el paquete de dibujo.
Defectos comunes y cómo prevenirlos
Pandeo.Las causas habituales son la acumulación de calor-, la sujeción desigual y la tensión residual del molino. Aumente el flujo de refrigerante, pase al vacío o a la sujeción multi-punto y considere el recocido para aliviar la tensión-antes de cortar paneles delgados y de gran-formato.
Mala calidad de los bordes.La vibración, una trayectoria de herramienta agresiva y fijaciones inestables producen vibraciones y rebabas. Los portaherramientas amortiguadores, las trayectorias trocoidales de las herramientas y los puntos de soporte adicionales debajo de la pieza de trabajo eliminan la mayor parte del problema.
Recogida de aluminio-en herramientas.El calor de fricción, la lubricación insuficiente y la mala evacuación de virutas hacen que el material se suelde al filo. Utilice ranuras pulidas, un lubricante adecuado y un fuerte chorro de aire, y nunca permita que las virutas se vuelvan a cortar.
Comparación de costos y productividad
| Método | Costo relativo del equipo | Costo operativo relativo | Mejor aplicación |
|---|---|---|---|
| Cizallamiento | Bajo | Más bajo | Cortes rectos-de alto volumen en chapa |
| Plasma | Moderado | Bajo a moderado | Placa gruesa, trabajos de construcción. |
| Láser de fibra | Alto | Moderado | Hoja fina de precisión, perfiles anidados |
| Chorro de agua abrasivo | Alto | más alto | Placa de formas complejas, gruesa o{0}}sensible al calor |
Los parámetros siempre deben confirmarse mediante cortes de prueba en el calor de producción real, porque la aleación, el temple y la textura del laminado cambian la ventana de trabajo más de lo que sugieren la mayoría de las tablas publicadas.
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuál es el espesor máximo de una lámina de aluminio que se puede cortar?
Las cizallas rectas industriales generalmente funcionan hasta aproximadamente 6 mm en aleaciones blandas como la 5052, y su capacidad disminuye a medida que aumenta la resistencia a la tracción, por lo que la 6061-T6 normalmente se limita a calibres más delgados.
P: ¿Qué proceso de corte no deja ninguna zona-afectada por el calor?
El corte, el aserrado, el fresado y el corte con chorro de agua abrasivo son todos procesos en frío; El corte por láser y plasma siempre crea una zona estrecha-afectada por el calor que puede necesitar mecanizado en caras críticas.
P: ¿Por qué aparece escoria al cortar con láser aluminio grueso?
Por encima de aproximadamente 15 mm, el gas auxiliar ya no puede expulsar limpiamente el metal fundido, por lo que la escoria se adhiere al borde inferior. Una mayor presión de gas, una boquilla más grande y una velocidad reducida sólo ayudan dentro de ciertos límites.
P: ¿Qué tan estricta se puede mantener una tolerancia en piezas de aluminio cortadas?
El láser y el chorro de agua comúnmente mantienen alrededor de ±0,1 mm en láminas delgadas, el plasma alrededor de ±0,3 mm y el corte alrededor de ±0,2 mm, mientras que las placas más gruesas generalmente se especifican como un porcentaje del espesor.
P: ¿Se puede cortar una lámina de aluminio sin deformarla?
Sí, siempre que el aporte de calor sea limitado, la sujeción sea uniforme y la tensión residual esté bajo control. Las mesas de vacío, el refrigerante y el alivio de tensiones pre-precortado son los remedios estándar para paneles grandes y delgados.
P: ¿Qué gas auxiliar se debe utilizar para cortar aluminio con láser?
Se prefiere el nitrógeno de alta pureza para el aluminio porque produce un borde soldable-libre de óxido; El oxígeno aumenta la velocidad de corte en calibres delgados pero deja una cara de corte oxidada.
