Saltar la navegación

3.5.- Matriz de extrusión.

Vista de varias matrices de extrusión.

En general, puede decirse que las herramientas para extrusión son de constitución sencilla y robusta para poder soportar las presiones a las que suelen estar sometidas. Aún así, la matriz es el componente sujeto a las condiciones térmicas más severas. Por lo cual, una elección adecuada del material del que se construye y un tratamiento térmico válido son indispensables a fin de incrementar la vida útil de la matriz.

A la izquierda puedes ver una imagen sacada del Album Aluminium Extrusion, del usuario del portal Flickr, Supplier29888941HK, en la cual se muestran diferentes tipos de matrices.

En la extrusión en caliente se forman capas abrasivas, como consecuencia de la oxidación, que afectan a la uniformidad de la pieza, además de provocar un desgaste de la matriz y del contenedor.

Para evitarlo, o bien se realiza la extrusión en cámaras de atmósfera inerte para minimizar la oxidación, o bien se puede dejar una pequeña holgura entre el disco que empuja el material y el cuerpo de la cámara, con el fin de que al presionar no se extruya esa capa superficial de óxidos y quede en la cámara, de donde puede ser retirada posteriormente.

En la etapa de diseño de las matrices es importante tener en cuenta los siguientes aspectos:

  • La contracción que tiene lugar en el producto extruído durante el enfriamiento. Hay que diseñar la matriz con el sobredimensionamiento necesario, para que la pieza final, ya enfriada, se adapte a las dimensiones deseadas.
  • La deformación de la propia matriz debido a las altas presiones y temperaturas a las que está sometida. Es importante construir las matrices en materiales adecuados a estas condiciones.
  • La desigual distribución de la velocidad de extrusión, sobre todo en perfiles complicados, ya que el metal tiende a fluir más rápido por las zonas anchas que por las estrechas. Por ello si una sección tiene paredes con espesores diferentes se tiende a retardar el flujo a través de las secciones más anchas y a acelerarlo por las más estrechas.
  • La dificultad para conformar aristas vivas y espesores pequeños, debido principalmente a la fragilidad de la herramienta en esas zonas; por ello se diseñan las matrices con unos radios y espesores mínimos.

En cuanto a los materiales empleados para construir las matrices de extrusión, se incluyen aceros de herramienta y metales duros, siendo sus propiedades más importantes la alta resistencia al desgaste, alta dureza en caliente y alta conductividad térmica para remover el calor del proceso cuando se realiza en caliente, y alta resistencia al desgaste y buena disposición para mantener su forma bajo altas presiones cuando se trabaja en frío.

Sujeción de la matriz

Esquema de cómo se realiza el montaje de una matriz.

La matriz va posicionada en un aro o anillo portamatriz, sujeto por varios elementos que proporcionan el soporte necesario durante el proceso de extrusión; todo ello va montado como una única unidad en el porta-utillajes.

Estos elementos de soporte son la contra-matriz que en ocasiones puede ir montada también junto con la matriz en el anillo portamatriz y el anillo bolster. Tanto la contra-matriz como el bolster llevan una abertura con la misma sección que la de la matriz, sólo que en mayores dimensiones para permitir el paso del el perfil extruído a través de ellos.

En la imagen de la derecha puedes ver un esquema de ALU-STOCK, en el que se muestra el montaje de una matriz de extrusión.