一、 ¿Qué son los metales ligeros?
En el campo de la ciencia de materiales y la fabricación avanzada, los metales ligeros generalmente se refieren a metales con una densidad inferior a 4,5 g/cm³. Estos materiales se distinguen no sólo por su bajo peso sino también por su conductividad mecánica, eléctrica y térmica, resistencia a la corrosión y cualidades de mecanizado superiores. Por lo tanto, son materias primas vitales para industrias de alto nivel como la electrónica de consumo, los dispositivos médicos, las aeronaves y los vehículos de nuevas energías; en particular, son indispensables en el mecanizado CNC.
二、 Metales ligeros comunes
Los siguientes tipos de metales ligeros se utilizan con frecuencia en el mecanizado CNC y se utilizan ampliamente en industrias manufactureras de alto nivel, como la aeroespacial, la automotriz, la electrónica y la medicina, debido a sus beneficios, que incluyen baja densidad, alta relación resistencia-peso y excepcional resistencia a la corrosión:
1. Aleación de aluminio
Densidad : alrededor de 2,7 g/cm³
Grados comunes:
6061 : Excelente soldabilidad y resistencia a la corrosión; ideal para componentes espaciales, automotrices y aeroespaciales.
7075 : Extremadamente fuerte, utilizado en defensa y fabricación de aviones.
2024 : Alta resistencia a la fatiga, utilizada a menudo para revestimientos de aviones y componentes estructurales.
5052 : Formabilidad superior y resistencia a la corrosión del agua de mar para edificios y barcos.
Ventajas:
Mecanizado CNC sencillo
Fuerte conductividad eléctrica y térmica.
El anodizado o el tratamiento con PEO pueden mejorar las características de la superficie.
Bajo costo y reciclable
2. Aleaciones de magnesio
Densidad : el metal estructural más ligero, alrededor de 1,7–1,8 g/cm³
Grados comunes:
AZ31 : Excelente ductilidad, utilizado para paneles aeroespaciales.
AZ91 : Alta resistencia, excelentes propiedades de fundición a presión, utilizado para gabinetes electrónicos.
ZE41 : Fuerte resistencia a la fluencia, utilizada para componentes de defensa y de alta temperatura.
Ventajas:
Extremadamente liviano, lo que ofrece una reducción de peso significativa
Excelente resistencia a las vibraciones y cualidades de amortiguación.
Excelente maquinabilidad
Consideraciones:
Inflamable (el procesamiento debe evitar explosiones de polvo)
Propenso a la corrosión (generalmente necesita recubrimientos protectores como PEO)
3. Aleación de titanio.
Densidad : alrededor de 4,4-4,5 g/cm³ (muy inferior que el acero y con una resistencia excepcionalmente alta, pero superior a la del aluminio/magnesio)
Marca común:
Clase 2 (titanio puro) : alta resistencia a la corrosión, utilizado en equipos químicos y marinos.
Clase 5 (Ti-6Al-4V) : alta resistencia, buena biocompatibilidad, utilizado en motores de aviones e implantes médicos.
Clase 9 (Ti-3Al-2.5V) : buena formabilidad, utilizada para líneas hidráulicas de aviones.
Ventajas:
Relación extremadamente alta entre resistencia y peso.
Resistencia a la corrosión y altas temperaturas.
Excelente biocompatibilidad
El desafío:
El procesamiento es complicado (baja conductividad térmica, fácil endurecimiento).
Altos costos
Se requieren ciertas técnicas y equipos de enfriamiento.
4. Berilio (aplicaciones menos comunes pero especializadas)
Densidad : alrededor de 1,85 g/cm³
Ventajas:
Rigidez excepcionalmente alta, excelente estabilidad térmica
Utilizado en instrumentos de precisión y aeronáutica.
Limitaciones:
Polvo tóxico (necesita estrictas precauciones de seguridad)
Muy frágil, costoso
Por lo tanto, las aleaciones de aluminio son los metales ligeros más utilizados y asequibles en el mecanizado CNC; las aleaciones de magnesio se utilizan en situaciones que necesitan una reducción drástica de peso; mientras que las aleaciones de titanio sirven para aplicaciones que requieren alto rendimiento y confiabilidad. La selección requiere una consideración exhaustiva de la resistencia, el peso, el costo, la maquinabilidad y el entorno operativo.
三、 Principales ventajas del uso de metales ligeros en el procesamiento CNC
1. Rendimiento de corte superior
Debido a su baja resistencia al corte y su fácil eliminación de virutas, el aluminio y el magnesio en particular permiten un procesamiento de alta velocidad, lo que aumenta en gran medida la eficacia de los servicios de fresado CNC.
2. Alta resistencia específica para soportar estructuras complejas
Al tiempo que mantienen la resistencia, pueden reducir el peso, lo que permite que el fresado CNC de 5 ejes produzca piezas de una sola pieza integradas, irregulares y de paredes delgadas.
3. Excelente calidad superficial y estabilidad dimensional
Después del torneado CNC de precisión o del fresado CNC de alta precisión, las tolerancias de las piezas pueden alcanzar ±0,005 mm, cumpliendo estrictos requisitos de ensamblaje.
4. Compatibilidad con diversas técnicas de posprocesamiento
La resistencia al desgaste y la apariencia se mejoran aún más mediante procesos como el granallado (para el titanio), la oxidación por microarco (para el magnesio) y el anodizado (para el aluminio).
5. Apoyo a la fabricación verde y la economía circular
De acuerdo con la idea de producción sostenible, los residuos de metales ligeros se pueden reciclar y reutilizar de forma eficaz, lo que reduce el coste total de los servicios de fabricación de metales a medida.
