EN
S’han dissenyat diferents aliatges d’alumini per suportar diverses combinacions de resistència, flexibilitat i comportament davant la calor en molts sectors industrials. Per exemple, l’aliatge 6061 pot suportar forces de tracció entre 240 i 310 MPa amb un estirament d’aproximadament del 12 al 17% abans de trencar-se, fet que el fa ideal per a construccions com peces d’aviació o quadres de bicicleta on la integritat estructural és fonamental. D'altra banda, el 6063 té millors propietats de conformació i condueix la calor a uns 218 W per metre Kelvin, de manera que els fabricants sovint l’utilitzen per fer productes que necessiten dissipar eficientment la calor, com ara lluminàries o perfils de finestres. Aquestes diferències existeixen perquè els elements afegits al metall base varien: el magnesi i el silici augmenten la resistència en el 6061, mentre que reduir els nivells de coure en el 6063 permet una major facilitat de conformació durant la producció i acaba donant acabats més nets als productes finals.
La relació resistència-pes de l'alumini permet crear dissenys que són alhora lleugers i resistents, cosa que és molt important per a productes com cotxes i avions. Preneu per exemple l'aliatge 7075. Té aproximadament la mateixa resistència que l'acer però pesa només un terç. Segons un estudi publicat l'any passat al Transportation Engineering Journal, això ajuda a reduir el consum d'energia en vehicles en un 18 percent. Quan mirem específicament els avions, estalviar només un quilogram pot suposar uns estalvis anuals d'uns 1.200 dòlars en costos de combustible, segons va informar l'Associació Internacional de Transport Aeri el 2023. Aquestes xifres mostren per què l'alumini continua tenint un paper tan important per fer les operacions més eficients en diferents indústries.
Quan l'alumini està exposat a l'aire, crea el seu propi escut mitjançant l'oxidació, cosa que significa que no es corroeix fàcilment. Preneu com a exemple l'aliatge marí 5052: les proves de NACE International del 2023 van mostrar que aquest aliatge es corroeix a menys de 0,05 mm per any, fins i tot quan està submergit en aigua de mar. Després tenim el 6061, que conté crom que combat aquells fastigosos pics que veiem a fàbriques i magatzems. Voleu una protecció extra? L'anodització marca la diferència. Segons la investigació de Corrosion Science de l'any passat, les extrusions anoditzades van durar el doble de temps abans de mostrar senyals de desgast en zones costaneres comparades amb les normals, després de vint anys d'exposició.
L'alumini 6061 rep molta atenció perquè es talla molt bé en màquines CNC estàndard, assolint fàcilment toleràncies ajustades de ±0,1 mm sense gaires problemes. Llavors hi ha l'alumini 5052, que funciona molt bé per a treballs de soldadura, especialment en entorns on pot haver-hi corrosió per aigua salada, com en la construcció de vaixells o plataformes marines. Les tècniques més noves de soldadura MIG pulsada redueixen significativament les molestes bombolles d'aire en metalls de la sèrie 6xxx, segons informen la majoria de tallers actualment. En processos de fabricació a gran escala, el 6063 destaca per la facilitat amb què flueix a través dels motlles d'extrusió. Això permet als fabricants crear tot tipus de formes complexes i estalviar entre un 15 i un 20 per cent en eines comparat amb l'ús d'acer.
En avaluar extrusions d'alumini a la venda, prioritzar aquestes propietats assegura un rendiment òptim en entorns estructurals, tèrmics i corrosius.
Pel que fa a aplicacions estructurals, els perfils 6061 es distingeixen per la seva impressionant resistència a la tracció d'uns 310 MPa segons les dades de ASM International del 2023. Aquestes propietats els converteixen en opcions ideals per a elements com bastidors d'aviació i braços de robots industrials que necessiten tant resistència com durabilitat. El que fa especialment útil el 6061 és la seva composició d'aliatge de magnesi-silici, que crea soldadures molt solides que resisteixen l'esforç. D'altra banda, si el que més importa són superfícies llises i un bon aspecte, l'alumini 6063 pren protagonisme. Aquest tipus ofereix un acabat superficial molt millor directament després de la producció i també té una millor resistència a la corrosió. Per aquest motiu, els arquitectes sovint prefereixen el 6063 per a finestres, portes i aquells grans sistemes de parets de vidre que ara veiem pertot arreu. En projectes on l'aparença importa tant com el rendiment, el 6063 simplement funciona millor a llarg termini malgrat ser lleugerament menys robust que el 6061.
el 6063 té una tensió de fluència més baixa, cosa que permet velocitats d'extrusió més ràpides (15–20% més ràpides que el 6061) i dissenys de perfils més complexos—ideal per a franges decoratives i dissipadors de calor (Aluminum Association 2022). Mentre que el 6061 requereix un control rigorós de la temperatura per evitar defectes superficials, el 5052 ofereix un allargament 30% superior, suportant operacions d'estirat profund en components automotrius sense esquerdat.
Les aleacions especialitzades satisfan exigències tècniques extremes:
Aquestes opcions permeten als enginyers adaptar la selecció de materials segons les necessitats de pes, durabilitat i fabricació en aplicacions crítiques.
Seleccionar els perfils d'alumini adequats a la venda implica alinear el rendiment mecànic, la resistència ambiental i la compatibilitat amb la fabricació segons les necessitats reals en aplicacions estructurals, arquitectòniques i industrials.
L'aliatge 6061-T6 destaca com l'opció preferida per a braços de grua i parts de ponts perquè ofereix una gran resistència sense afegir massa pes. En el cas dels edificis, els arquitectes sovint trien l'alumini 6063 per a elements com parets cortina o estructures de protecció solar. Per què? Doncs perquè té una superfície llisa que funciona molt bé tant en aplicar recobriments en pols com en el procés d'anodització. Als tallers on operen maquinàries pesades, veiem que l'aliatge 5052 es fa servir en bastidors de premses hidràuliques. Aquesta qualitat concreta suporta les vibracions millor que altres i, a més, pot suportar forces d'uns 140 MPa abans de cedir. Aquestes característiques el fan adequat per a aplicacions on tant la durabilitat com l'estabilitat són fonamentals.
Segons un estudi del 2023, en utilitzar extrusions d'alumini anoditzat 6005A-T5 en lloc de formigó convencional per a suports de panells solars, el pes total es va reduir gairebé un 38%. Aquests materials més lleugers van resistir la corrosió durant uns 25 anys, fins i tot a prop de la costa on l'aire salí tendeix a corroer ràpidament el metall. El més interessant és com aquest nou disseny permet als instal·ladors ajustar l'angle dels panells des de 10 graus fins a 40 graus sense necessitat de soldadures. Aquest tipus de selecció de materials fa que la instal·lació de panells solars sigui molt més ràpida i fàcil, a més a més d'estalviar diners al llarg del temps, ja que cal menys manteniment d'aquests sistemes durant la seva vida útil en aplicacions d'energia renovable.
Els fabricants de vehicles elèctrics utilitzen cada cop més perfils extrudits de la sèrie 7xxx per a les carcasses de bateries, assolint una reducció de pes del 50% respecte a l'acer i complint alhora amb les normes de seguretat en casos d'accident. Els innovadors del sector aeroespacial adopten perfils buits de 2024-T3 per als interiors de cabina, reduint 120 kg per aeronau estret i complint amb les regulacions de inflamabilitat de la FAA.
En analitzar els perfils d'alumini disponibles al mercat, l'anodització crea una capa d'òxid resistent que pot suportar la corrosió durant uns 15 a 25 anys, fins i tot en condicions severes. El més interessant és com aquest procés manté l'aspecte original del metall malgrat tota aquesta protecció. El recobriment en pols arriba més enllà amb una cobertura gruixuda i uniforme en més de 200 opcions de color. Les proves mostren que, de fet, fa les superfícies un 40 per cent més resistents als impactes que les pintures líquides convencionals. Les dades més recents del Metal Finishing Report publicades el 2024 indiquen que els components anoditzats poden sobreviure bé bé de 3.000 hores en assaigs de boira salina, cosa que explica per què funcionen tan bé en zones costaneres. Mentrestant, els recobriments en pols s'han convertit en l'opció preferida per a edificis on els colors vius han de mantenir-se frescos sense decolorar-se.
Tractaments com el recobriment de conversió cromatada creen barreres moleculars que redueixen l'oxidació entre un 70 i un 90%. Quan estan segellats, bloquegen la penetració dels ions clorur—la causa principal de la corrosió puntejada en zones costaneres. Estudis de camp mostren que els perfils tractats en parcs solars mantenen la integritat estructural durant més de 30 anys malgrat l'exposició contínua a la radiació UV i els cicles tèrmics.
Els fabricants moderns ofereixen acabats personalitzables que inclouen:
Perquè les extrusions d'alumini funcionin correctament, han de complir diverses normes internacionals, incloent l'ASTM B221 per a les especificacions de l'aliatge, l'EN 755-9 que cobreix els requisits mecànics europeus, i la GB/T 6892 procedent de Xina. Aquestes normes estableneixen nivells mínims de rendiment. Prenguem com a exemple el 6061-T6, que necessita una resistència a la fluència d'almenys 200 MPa i aproximadament un 10% d'allargament quan s'utilitza en aplicacions estructurals. Els fabricants proven materials certificats mitjançant una tècnica anomenada anàlisi ICP-OES, que comprova si la composició del metall es manté dins d'una precisió d'aproximadament l'1%. L'Associació Internacional de l'Alumini va informar l'any 2023 que seguir totes aquestes directrius redueix les fallades en uns 84% quan es treballa amb peces que realment han de suportar càrregues. Té sentit, realment: qualsevol persona que treballi amb components estructurals vol evitar fallades catastròfiques.
Aconseguir la precisió correcta en el procés d'extrusió implica ajustar-se a uns paràmetres força exigents. El lingot ha de ser escalfat amb una tolerància d’aproximadament més o menys 5 graus Celsius, alhora que es manté la precisió de la força de premsa al voltant del 2% en qualsevol sentit. En els perfils arquitectònics, les variacions del gruix de paret han de romandre per sota dels 0,1 mil·límetres en tota la longitud. Pel que fa al acabat superficial, els components anoditzats han d’assolir una rugositat mitjana (Ra) no superior a 1,6 micròmetres per tal de presentar un aspecte òptim després dels tractaments de fi. El procés de tempteig és igualment crític per desenvolupar el tractament tèrmic T6 adequat en les aleacions d'alumini, requerint normalment velocitats de refredament entre 10 i 30 graus Celsius per segon, cosa que resulta en valors de duresa entre 95 i 100 unitats HB. Els fabricants que han implementat sistemes automàtics d'inspecció òptica han observat millores significatives, informant aproximadament d’un 40% menys de defectes superficials en comparació amb els mètodes tradicionals. Aquestes millores estan tenint un impacte real en el control de qualitat de la producció.
La traçabilitat dels lingots segons la norma ISO/IEC 17025 assegura la puresa de la matèria primera (≥99,7% per a les aleacions 6xxx). Les inspeccions posteriors a la producció inclouen mesuraments amb ultrasons i proves de penetració de colorant per detectar microgrietas. La validació per lots comprèn la duresa (Rockwell B), la resistència a la tracció i la consistència del gra (ASTM E112). Els fabricants que utilitzen analitzadors XRF aconsegueixen un 98,5 % de compliment amb estàndards aeronaútics com l'AS9100.
Un proveïdor de solucions integrals que combina I+D, producció, vendes i gestió de la cadena d'aproviment.
