El ABC del diseño de matrices de extrusión

Qué es una matriz

La matriz es la herramienta que le da forma al perfil: el aluminio caliente entra por un lado y sale por el otro con la forma de la sección. Se fabrica en acero para trabajo en caliente, típicamente H13, se templa y se nitrura para endurecer la superficie y aguantar el roce y la temperatura.

No trabaja sola: en la prensa va dentro de un portamatriz, apoyada sobre un respaldo y un bolster, que soportan la presión sin que se deforme. Cómo dibujar el perfil para que la matriz trabaje bien está en el ABC del diseño de perfiles.

Matriz plana y matriz de puente

• Matriz plana (maciza): para perfiles sólidos. Es un disco con la silueta del perfil recortada. Es la más simple y la más barata.
• Matriz de puente (portahole): para perfiles huecos. Tiene dos partes: el mandril, con el núcleo que forma el hueco y los puentes que lo sostienen, y la placa, con el contorno de afuera. El aluminio se divide al pasar entre los puentes, se vuelve a juntar en la cámara de soldadura y sale soldado, por presión y temperatura, alrededor del núcleo.
• Matrices de varias bocas: los perfiles chicos se pueden extruir de a dos, cuatro o más tiras a la vez.

Las uniones que se forman en la cámara son las líneas de soldadura del perfil: no se ven en natural, pero pueden notarse en un anodizado.

El portante: donde se decide la calidad

El portante es la franja de la matriz, de unos pocos milímetros de largo, que roza el aluminio justo en la salida. Cuanto más largo el portante, más frena al metal.

El matricero juega con esos largos: lo hace más largo donde la pared es gruesa o está cerca del centro, y más corto donde la pared es fina o está lejos, para que toda la sección salga a la misma velocidad. Si una parte sale más rápido que otra, el perfil se tuerce, se ondula o no da las medidas.

Prueba y correcciones

1. Diseño. Con el plano y la prensa definidos, se diseña la matriz. Cada vez más, el flujo del metal se simula antes en la computadora.
2. Fabricación. Se mecaniza el acero, el contorno se corta por electroerosión y la matriz se templa y se ajusta.
3. Prueba. Se extruyen las primeras tiras y se miden contra el plano.
4. Correcciones. Si alguna medida no da o el perfil sale torcido, se retocan los portantes y se vuelve a probar. Es normal que una matriz nueva necesite algún ajuste.
5. Aprobación y producción. Con la muestra aprobada, la matriz se nitrura y entra en producción.

Cuánto dura y de quién es

• Vida útil: se mide en toneladas extruidas. Depende del perfil, la aleación y el cuidado: una matriz plana simple y bien mantenida dura mucho más que una de puente compleja.
• Mantenimiento: después de cada uso se limpia en soda cáustica, que disuelve el aluminio que quedó adentro; se revisa y, cada tanto, se vuelve a nitrurar.
• Propiedad: en un perfil a medida, la matriz en general la paga el cliente una sola vez. Queda en la extrusora y se usa cada vez que se pide ese perfil. Conviene que eso quede por escrito, junto con la exclusividad del diseño.
• Reposición: cuando se gasta, se repone. Conviene acordar de entrada quién la paga.