ARNOLD Umformtechnik: Alufast^® garantiza una estructura ligera

La estructura ligera se impone en la industria – El magnesio y el aluminio constituyen una perfecta combinación de materiales – Los tornillos Alufast^® sacan partido a sus ventajas

(Forchtenberg) Los materiales de estructura ligera requieren con masas movidas una cantidad de energía y de material claramente menor que las alternativas tradicionales. Por ese motivo, la industria automovilística, sobre todo, viene decantándose desde

hace unos diez años, incluso en la producción en serie, por componentes de estructura “delgada“. En la producción automovilística, el aluminio y el magnesio han demostrado ser materiales impulsores de la innovación, ya que garantizan una clara mejora de la eficiencia de los sistemas. De forma paralela, aumentan también las exigencias impuestas a los elementos de fijación utilizados y al diseño de las uniones atornilladas.

El grupo Arnold es una filial al 100% del Grupo Würth, que cuenta con más de 60.000 empleados y 387 sociedades en todo el mundo y genera un volumen de negocio de más de 7.000 millones de euros.

El aluminio y el magnesio han quedado acreditados como materiales de construcción innovadores y combinables de múltiples formas en casi todos los ámbitos de la producción industrial. El magnesio posee, por ejemplo, las propiedades mecánicas y físicas adecuadas para la fabricación de componentes de fundición por moldeado a presión de pared delgada. Arnold Umformtechnik ha diseñado el sistema de tornillos Alufast^® para el montaje seguro de componentes de carcasas, estructuras portantes o componentes de refuerzo. La aleación Al 6056 utilizada ha demostrado de forma duradera su idoneidad para el atornillamiento de componentes de magnesio.

Ésta es la respuesta de los especialistas en fijaciones a la demanda de un emparejamiento de materiales que se distinga, sobre todo, en lo referente a dilatación térmica, corrosión y reciclaje. Al mismo tiempo, los productos Alufast^® satisfacen las elevadas exigencias en cuanto a fuerza de pretensado, estabilidad de temperatura y reducción del peso. Las exhaustivas series de pruebas demuestran que Alufast^® satisface totalmente las necesidades del mercado.

Alufast^® en lugar de acero
El atornillamiento de elementos de magnesio supone un reto particularmente difícil para el elemento de fijación. La reducida consistencia de la parte opuesta y la rosca de la tuerca exige, si se utilizar tornillos de acero, grandes profundidades de atornillamiento o cabezas de gran superficie. Ello exige el uso de tornillos de una longitud que contrarresta rápidamente los beneficios de la ligereza de material. Manifestaciones muy distintas de dilatación térmica de los materiales combinados pueden provocar en breve tiempo pérdidas de fuerza de pretensado funcionalmente peligrosas. La corrosión de contacto perjudica la calidad de la unión.

Los tornillos de aluminio de alta consistencia del sistema Arnold-Alufast^® han mostrado ser la respuesta más indicada a los retos anteriormente reseñados. Los elementos de fijación Alufast^® se caracterizan por la selección de las aleaciones de aluminio más apropiadas junto con un tratamiento térmico de los tornillos especificado con la máxima precisión. Los productos Alufast^® son especialmente apropiados para el atornillamiento de componentes de magnesio en situaciones de carga corrosiva y térmica. La aleación Al 6056 y el adecuado tratamiento térmico garantizan la fiabilidad de las propiedades de consistencia y dilatación del tornillo. Mientras que los tornillos de acero precisan de enormes apoyos de cabeza para las uniones de elementos de magnesio, con Alufast^® resulta suficiente el diseño estándar.

Propiedades mecánicas estables
Asimismo, Alufast^® puede presumir de unas buenas características de corrosión por contacto con magnesio. Unas menores diferencias de potencial ofrecen potenciales de corrosión claramente más pequeños que en la variante de acero. Las propiedades mecánicas de los tornillos permanecen prácticamente estables bajo carga de larga duración a temperaturas de hasta unos 150 grados centígrados. Bajo carga de corta duración, no suponen problema de ningún tipo las temperaturas de hasta unos 180 grados centígrados. Los tornillos Alufast^® se

pueden utilizar sin añadidos en combinación con las aleaciones de fundición a presión de magnesio habituales, como, por ejemplo, Az91 HP. No necesitan ningún otro tipo de recubrimiento superficial. La resistencia a la corrosión de las piezas permanece estable a lo largo de toda la vida útil.

Reducida pérdida de fuerza de pretensado
Los procesos de relajación, en especial en las piezas de magnesio atornilladas, pueden provocar pérdidas de fuerza de pretensado en los puntos de unión bajo carga térmica. El riesgo se deriva de los

coeficientes de deformación dos veces mayores en el magnesio que en el acero. Sobre todo las temperaturas reinantes en ámbitos de aplicación como motores y engranajes, de -30 °C a 150 °C, provocan diferencias de temperatura en las uniones atornilladas de hasta 180 °C. De ello resulta, al usar tornillos de acero, una carga adicional térmicamente inducida de la unión atornillada bajo altas temperaturas que se traduce posteriormente, por lo general, en relajación (incluso hasta plastificación) del magnesio. Dichos casos de relajación en el magnesio (en particular, roscas, apoyos de la cabeza

de los tornillos) terminan por causar una pérdida de la fuerza de pretensado con temperaturas operativas elevadas. Pero durante el enfriamiento (por ejemplo, al empezar a circular en invierno), el grosor de la pieza de magnesio fijada presenta una modificación térmicamente condicionada mayor que la longitud del tornillo de acero. Esto tiene como consecuencia que al usar tornillos de acero puedan surgir pérdidas de a fuerza de pretensado notables, que en determinadas circunstancias pueden incluso causar el fallo de la unión.

Los tornillos Alufast^®, debido a la similitud de sus características de deformación térmica, presentan una pérdida de fuerza de pretensado sensiblemente menor ante las variaciones de temperatura que los tornillos de acero tradicionales, lo que los hace especialmente apropiados para ámbitos sometidos a cargas térmicas.

Los tornillos de aluminio de tipo Alufast^® son tres veces más ligeros que la alternativa de acero. La reducción de peso en una aplicación de engranaje de 20 tornillos por engranaje puede suponer hasta 340 gramos. La reducción de peso puede ser incluso mayor, ya que, al utilizar Alufast^® en los atornillamientos, se puede seleccionar un tipo de tornillo de dimensiones más reducidas sin temor a pérdidas cualitativas.

Resumen:
Los tornillos Alufast^® de Arnold demuestran sus ventajas fundamentalmente en la unión de componentes de carcasas, estructuras portantes o componentes de refuerzo. La seguridad de la unión es claramente mayor, ante todo, con pares de materiales óptimos, muy especialmente bajo influencia térmica. Los tornillos Alufast^® han mostrado sus excelentes características especialmente bajo carga térmica y corrosiva. Alcanzan notables propiedades de consistencia y deformación, que ofrecen seguridad para el proceso, manteniendo simultáneamente buenas características de resistencia a la corrosión. La ventaja de su bajo peso, en especial en procesos con abundancia de componentes (como, por ejemplo, la producción de engranajes), puede suponer el ahorro de varias toneladas de acero anuales.