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May 24, 2023

Introducción a las extrusiones de aluminio

Las extrusiones de ranuras en T solían ser algo misteriosas, pero hoy en día son bastante

Las extrusiones de ranuras en T solían ser algo misteriosas, pero hoy en día son bastante comunes gracias a su uso en muchas impresoras 3D. Sin embargo, una cosa es armar un kit con unas extrusiones y otra diseñar tus propias creaciones con el material. Si alguna vez tuviste una Play-Doh Fun Factory cuando eras niño, entonces sabes acerca de las extrusiones. Empujas un poco de material a través de un dado para hacer una forma. Por supuesto, las extrusiones de aluminio no están hechas de plastilina, sino generalmente de aluminio 6105-T5. Curiosamente, no parece haber un estándar oficial, pero es tan común que, por lo general, no hay mucha variación entre los diferentes proveedores.

Usamos extrusiones para crear marcos para impresoras 3D, cortadoras láser y máquinas CNC. Pero puede usarlo en cualquier lugar donde necesite un marco resistente y versátil. Parece que hay mucha gente usándolos, por ejemplo, para construir accesorios personalizados dentro de las furgonetas. Si necesita un banco de trabajo personalizado, una lámpara o incluso un marco para fotos, puede construir lo que quiera usando extrusiones.

Si es lo suficientemente hábil, por supuesto, puede construir todas esas cosas sin tener que recurrir a la extrusión de aluminio. Después de todo, no es difícil construir una caja de madera o incluso de aluminio. Pero tener aluminio económico en stock es fuerte y conveniente. En general, todo lo que necesita es una forma de cortar el cuadrado de extrusión (o comprarlo en las longitudes que desee) y una forma de perforar agujeros en el aluminio relativamente blando. En algunos casos, es posible que desee perforar algunos agujeros, ya sea que ya existan o que haya perforado recientemente.

Sin embargo, lo que sí necesita son muchas piezas especiales. Hay soportes y tuercas especiales y una gran variedad de accesorios. Puedes pensar en ello como algo parecido a un conjunto Erector para adultos. Una cosa que ha facilitado el trabajo con extrusiones es que puede imprimir en 3D solo el soporte que necesita en muchos casos en lugar de comprar un soporte exótico o tener que almacenar muchos artículos diferentes. Un ejemplo fantástico de esto son todos los soportes y las piezas de retención que Roger Cheng trató en su guía Cómo construir cualquier cosa con extrusión de aluminio y soportes impresos en 3D.

No existe un único tipo de extrusión, sino que todas comparten algunas características comunes. En general, la extrusión será como un cuadrado o un rectángulo. Las extrusiones más básicas son cuadradas y habrá un orificio central y una o más ranuras en T para unir cosas. Si está haciendo algo que quiere que sea atractivo, es posible que no desee la ranura en T en todos los lados, pero por lo general, con una impresora 3D u otras máquinas tendrá una ranura en todos los lados.

Algunas extrusiones son métricas y otras usan medidas en pulgadas. Es común llamar a un perfil cuadrado por su medida como en un perfil de 20×20 (20mm de cada lado).

Las extrusiones más complejas generalmente repetirán el patrón, por lo que una extrusión de 40×20 aparece como dos extrusiones de 20×20 unidas. Por supuesto, no están hechos de esa manera: es una extrusión sólida en la que se exprimen como Play-Doh, una historia fascinante en la que Dan Maloney se sumergió el año pasado. Sin embargo, existen otras formas de extrusión, como las que tienen un radio o las que tienen forma de triángulos para fines especiales.

Hay dos cosas que deberá hacer: unir las extrusiones de forma segura y fijar cosas a las extrusiones. Por ejemplo, si está haciendo una mesa, querrá construir un marco para sostener el escritorio que tiene cuatro patas. Adjuntaría una mesa laminada al marco y colocaría patas niveladoras en las patas. Por supuesto, podrías ser mucho más elegante como lo hicieron [Evan] y [Katelyn] en el siguiente video.

En muchos casos, adjuntar accesorios como un pie o un soporte a una extrusión tiene mucho en común con la forma en que se unen varias extrusiones, así que abordemos eso primero. El truco consiste en utilizar tuercas especiales que encajen dentro de las ranuras en T. Tienes varias opciones. Las tuercas cuadradas pueden deslizarse en la ranura si son lo suficientemente delgadas. Puede colocar un resorte de tensión en la tuerca para mantenerla en su lugar mientras aprieta el perno en la tuerca. Sin embargo, por lo general, las personas simplemente enroscan el perno y deslizan todo en la ranura.

La desventaja de esto es que debe tener acceso al extremo abierto de la ranura. Si desea agregar algo entre otras dos tuercas o si la ranura está bloqueada con un soporte, tendrá que desgarrar todo para colocar la nueva tuerca. Este es un tipo de tuerca preestablecida, y también hacen tuercas rectangulares conocidas como Tuercas en T que sirven para el mismo propósito.

Si, por ejemplo, estuviera colocando un soporte de motor paso a paso con dos orificios de montaje en su marco, insertaría las tuercas o las enroscaría sin apretar en los pernos insertados en el soporte y luego los deslizaría en la ranura. Cuando tenga el conjunto en la posición correcta, simplemente apriete los pernos.

La única parte complicada es la longitud del perno a usar. Necesita un perno que atraviese el soporte y entre en la tuerca sin salir por el otro lado y tocar la extrusión. Si el soporte tuviera, digamos, 10 mm de grosor y la tuerca tuviera 6 mm de grosor, podría usar un perno de 15 mm de largo para dejar un margen milimétrico. Si el perno es demasiado corto, la junta no será resistente.

Si necesita agregar algo en el medio de una extrusión donde no puede acceder a la entrada de la ranura en T, necesitará un tipo especial de tuerca en T. Estos son los archivos adjuntos menos seguros, pero a menudo son lo suficientemente buenos. Estas tuercas tienen forma elíptica de forma que cuando giran 90 grados quedan atascadas en la ranura. También hay tuercas que tienen resortes o tornillos de fijación para que pueda colocarlos en la ranura en ángulo y luego girar el borde largo para comprimir el resorte, permitiendo que la tuerca despeje la ranura. Cuando lo suelta, el resorte empuja la tuerca hacia el borde de la ranura, bloqueándola en su lugar. Estas a veces se denominan tuercas de inserción directa o interna.

También puede obtener pernos con cabeza en T donde la cabeza del perno encaja en la ranura en lugar de la tuerca. Parecen tuercas en T, pero tienen un perno roscado en lugar de un orificio roscado. También fabrican tuercas en T que tienen múltiples orificios roscados. Por ejemplo, un soporte de esquina, algo de lo que hablaremos en breve, puede tener tres orificios espaciados cada 20 mm y habrá una tuerca correspondiente con 3 orificios con el mismo espacio. Por supuesto, siempre puedes usar tres nueces regulares.

Puede conectar un soporte de motor paso a paso o una corredera de gabinete con tuercas y pernos en T. Pero también puede adjuntar un soporte a dos o más extrusiones para unirlas. Estos brackets los fabrican en aluminio, acero o polímero, por supuesto, pero también puedes imprimirlos en 3D. Sin embargo, debes tener cuidado. Por lo general, los soportes solo restringen las extrusiones en dos dimensiones, por lo que querrá utilizar un segundo método para restringir en exceso la unión.

La mayoría de los corchetes son exactamente lo que pensarías: tienen una forma similar a una L o una T o un signo más, pero hay una variedad vertiginosa de opciones. También hay conectores de esquina para hacer cajas que tienen una configuración XYZ. Sin embargo, también puede obtener soportes internos que parecen dos tuercas en T en forma de L. Un tornillo de fijación mantiene cada pata de la L en su lugar. Algunos tienen un tornillo de fijación en ángulo para ayudar a alinear la conexión, en cuyo caso, debe usar un tipo diferente de conector interno según la orientación del conector. Por lo general, los usará en pares para sujetar ambos lados de la extrusión, aunque no siempre es necesario. Puede ver un ejemplo de un conector interno simple en el video a continuación.

A veces desea simplemente unir dos extrusiones de extremo a extremo. Un conector lineal puede hacer eso. Es solo una tira de metal que encaja en la ranura y tiene algunos orificios para tornillos de fijación. También puede obtener soportes que le permitirán colocar una pieza de extrusión como una abrazadera diagonal para mayor resistencia.

También hay una forma sencilla de conectar dos extrusiones sin usar ningún soporte. Sin embargo, es más trabajo, pero usa menos partes. Suponga que desea unir las extrusiones A y B en ángulo recto. Su primer paso es perforar el orificio central (o los orificios) en la extrusión A. Luego taladre un orificio normal a través de la extrusión B lo suficientemente grande como para pasar una llave hexagonal para su perno a través del orificio. Enrosca un perno en el orificio roscado, pero antes de que esté apretado, desliza la cabeza del perno en la ranura en T de B. El orificio en B está colocado para que pueda terminar de apretar el perno.

Hay muchas cosas hechas para trabajar con extrusiones que puede obtener en el mismo lugar donde las compra. Hay placas de cubierta, pies y ruedas. Puede obtener resortes que sostienen material laminar como acrílico en la ranura en T. Hay ruedas, puertas, manijas y bisagras hechas para encajar en las ranuras en T.

Si navega por cualquiera de los sitios de impresión 3D como Thingiverse, encontrará que hay muchos diseños para elementos como portabobinas, guías de filamentos, portaherramientas y lámparas que caben en una ranura en T, ya sea como un ajuste por fricción o montándolos con nueces. Solo recuerda que si quieres agregar algo más tarde y necesita tornillos, probablemente querrás algún tipo de tuerca.

La forma más económica de comprar extrusión es obtener un excedente en cualquier longitud que pueda obtener, generalmente sobras, y cortarlas al tamaño que desee. Si lo corta usted mismo, querrá asegurarse de hacer un corte limpio y cuadrado para que las extrusiones queden cuadradas cuando las una. Querrás usar una cuchilla para cortar metal, por supuesto.

Sin embargo, si compra nuevas extrusiones, generalmente puede cortarlas con mucha precisión al tamaño que necesite. Esto también puede reducir el costo del envío de piezas largas que cortará de todos modos. Además de los cortes, a menudo puede obtener el material en diferentes colores o aleaciones metálicas. También puede pedir que se golpeen los agujeros en uno o ambos extremos si prefiere no hacerlo usted mismo.

Hay muchos lugares donde puede comprar extrusiones y artículos relacionados. Misumi es una opción común, al igual que 8020. Los grandes proveedores como Grainger, Fastenal y McMaster-Carr tienen mucho de este tipo, pero a menudo son bastante caros.

Puede imprimir en 3D muchos soportes (incluido uno que aparentemente es el mejor del mundo) y accesorios, y si quiere modelar algo, puede incluso imprimir extrusiones en 3D, aunque necesita tolerancias de impresión bastante estrictas. Hay muchos diseños de tuercas en T de plástico que requieren una tuerca normal para roscar y una plétora de soportes de todas las descripciones.

Sin embargo, hay algunas cosas a tener en cuenta. Primero, usa el sentido común. los soportes de plástico y las extrusiones no serán tan resistentes como los de metal, aunque hemos visto a personas que se pasan de la raya con la idea. Además, no todas las extrusiones son exactamente iguales, por lo que un diseño para una tuerca que se ajuste a la marca X podría no ajustarse a los que usted tiene. Como siempre con la impresión 3D, deberá modificar y ajustar.

Si quieres ser elegante con tus diseños y tal vez incluso usar soportes impresos en 3D para tuercas baratas. De cualquier manera, si está construyendo un escritorio, una máquina, un robot o casi cualquier otra cosa que pueda imaginar, las extrusiones de aluminio son una gran cosa para tener en su caja de herramientas.