¿Qué es una Prensa Caliente?
Una prensa caliente es un dispositivo que aplica alta presión a un material calentado a alta temperatura para su procesamiento.
La alta temperatura del material metálico lo ablanda, y la aplicación de alta presión en este estado permite procesar plásticos. Por ello, las prensas calientes se utilizan ampliamente en muchos campos.
El método de presurización de las prensas calientes es básicamente un tipo de eje único que aplica presión en una sola dirección, pero también existen tipos de ejes múltiples que pueden aplicar presión desde varias direcciones y pueden seleccionarse en función de la aplicación. Las temperaturas utilizadas en las prensas calientes van desde unos pocos cientos de grados hasta las altas temperaturas de 2.000°C o más necesarias para procesar cerámica.
Usos de las Prensas Calientes
Existen dos tipos principales de prensas calientes, cada una de las cuales se utiliza para fines distintos.
1. Prensas Calientes de Unión
Las prensas calientes de unión se utilizan para unir y conformar metales y materiales compuestos. Se utilizan a temperaturas relativamente bajas, en torno a varios cientos de grados centígrados. Las prensas calientes de unión utilizan calor y presión para unir materiales y fabricar productos de alta calidad.
2. Prensas Calientes de Sinterización
Este equipo se utiliza para producir cerámica y sustratos de película de óxido metálico. Las prensas calientes para sinterización se utilizan para materiales que requieren un procesamiento a alta temperatura, como el óxido de aluminio y otros sustratos cerámicos y películas de óxido metálico.
Mediante el prensado de polvo de óxido de aluminio a alta presión, se pueden obtener cerámicas extremadamente duras.
Principio de las Prensas Calientes
El prensado en caliente es un método de procesamiento que combina altas temperaturas y alta presión. En primer lugar, se utiliza presión hidráulica para la presurización. La presión puede oscilar entre 1 MPa (unas 10 veces la presión atmosférica) y 70 MPa, dependiendo del equipo.
En los tipos de un solo eje, la presión se aplica a la pieza desde una dirección. En cambio, en los tipos multieje, la presión puede aplicarse desde varias direcciones, ya que algunos materiales requieren presión desde más de una dirección.
Con los calentadores pueden alcanzarse temperaturas de hasta unos 2.500 °C. Las altas temperaturas pueden obtenerse mediante calentamiento por resistencia con calentadores de grafito. En un mecanismo sencillo de prensado en caliente, productos como láminas de plástico se fabrican calentando dos placas planas, colocando una lámina de material entre ellas y prensando.
Como se utilizan a altas temperaturas, los productos recién hechos suelen estar muy calientes y no se pueden mover hasta que se elimina el calor brusco. En estos casos, se instalan sistemas de refrigeración para reducir el tiempo de procesamiento.
Más Información sobre Materiales de Alta Resistencia
1. Prensas Calientes para Materiales de Alta Resistencia a la Tracción
El bastidor, también conocido como la columna vertebral de un automóvil, está directamente relacionado con la resistencia y rigidez del vehículo. Como también es una parte importante para proteger a los pasajeros en caso de accidente, se ha aumentado la resistencia utilizando materiales metálicos pesados y gruesos. Sin embargo, la preocupación por el medio ambiente ha llevado a un fuerte deseo de reducir el peso de los vehículos para mejorar su consumo de combustible, y las piezas del bastidor se fabrican ahora con un material metálico (material de alta resistencia a la tracción) que es ligero, duro y delgado.
En comparación con los materiales convencionales, los materiales de alta resistencia a la tracción son muy eficaces para reducir el peso. Sin embargo, su alta resistencia dificulta su transformación en productos. Al conformar materiales de alta resistencia a la tracción, es necesario utilizar grandes prensas y aplicar altas cargas de conformado, lo que también aumenta las bolsas de resorte. La formación de bolsas de resorte es un fenómeno que se produce cuando la fuerza para devolver un objeto a su forma original es mayor que la fuerza para cambiar la forma del objeto (prensado).
Debido a la dificultad de reproducir la precisión de conformado y la tensión en las matrices, el procesado de materiales de alta resistencia a la tracción en prensas convencionales (prensas frías) se ha considerado muy difícil. Las prensas calientes, sin embargo, calientan los materiales duros de alta resistencia a la tracción y los ablandan para facilitar el conformado. Además, se pueden suprimir las bolsas de resorte, lo que facilita la obtención de una precisión dimensional exacta.
2. Ventajas e Inconvenientes de las Prensas en Caliente
Además de la ventaja de facilitar el proceso de conformado, las prensas calientes también tienen el efecto de aumentar la resistencia del producto. Al aplicar presión al material calentado en el molde para enfriarlo y endurecerlo, se produce un efecto de enfriamiento y el producto acabado se vuelve aún más resistente. La mayor ventaja de las prensas calientes es que el producto es blando durante el proceso de conformado y duro después.
Por otro lado, las prensas calientes tienen la desventaja de unos costes de producción muy elevados. Se necesita un horno para calentar el material, lo que requiere tanto una inversión inicial como costes de funcionamiento. Además, el tiempo necesario para la producción es muchas veces superior al de los productos prensados convencionalmente, ya que el producto necesita tiempo para enfriarse en el molde durante la producción.
Existen otras restricciones a la transformación adicional. Debido a su gran resistencia, no pueden remodelarse y se limitan a la perforación y el corte.