3 tipos de metales ligeros: Guía completa

Hay muchos tipos de metales y cada uno de ellos tiene una composición, unas propiedades y una naturaleza diferentes. Junto con los metales pesados, la demanda de metales ligeros es bastante común en algunas industrias sensibles.

Si quieres saber más sobre estos metales ligeros, en esta guía encontrarás información detallada. Así que, a leer.

¿Qué es el metal ligero?

Los metales ligeros desempeñan un papel vital en la fabricación de componentes para muchas industrias, como la aeroespacial, la electrónica y la automovilística.

Son conocidos por su menor peso, que ayuda a conseguir la eficiencia de combustible para vehículos y aviones y mejora su estética.

Tipos de metales ligeros

A continuación se analizan los tres metales ligeros.

Aluminio

Aluminio es conocido por sus excelentes propiedades, resistencia a la corrosión, solidez y ligereza. El aluminio se alea con distintos materiales no férreos, por lo que tiene propiedades físicas mejoradas.

Hay diferentes grados de aluminio, y cada grado ofrece durabilidad, resistencia a la corrosión y ductilidad.

El aluminio conduce la electricidad y el calor. Ofrece una excelente maquinabilidad y colabilidad, ya que tienen una fluidez y un punto de fusión moderados.

Ventajas del aluminio

• El aluminio ofrece resistencia a la corrosión.
• Tiene un peso de alrededor de un tercio del acero, lo que lo convierte en una opción ligera perfecta.
• Se puede reciclar.
• Las aleaciones de aluminio son conocidas por su conductividad térmica y eléctrica.
• El aluminio es muy moldeable y mecanizable.

Contras del aluminio

• Algunos tipos de aluminio son muy caros.
• En ocasiones, el aluminio puede necesitar tratamientos térmicos para alcanzar las propiedades requeridas.

Aplicaciones

• En la industria naval, los ejes de las hélices y los cascos de los barcos se fabrican con aluminio.
• Las carrocerías, las ruedas e incluso los bloques de motor de las industrias automovilísticas utilizan aluminio.
• Los componentes electrónicos, las placas de circuitos, las carcasas y los disipadores de calor están hechos de aluminio.

Titanio

Titanio es un material ligero conocido por su gran resistencia. Tiene baja densidad, alta resistencia a la tracción y ofrece tenacidad cuando se expone a altas temperaturas.

Sin embargo, la maquinabilidad del titanio es muy baja debido a su dureza y a su escasa disipación del calor, por lo que se necesitan herramientas de mecanizado especializadas.

Ventajas del titanio

• La relación resistencia-peso del titanio es elevada.
• Ofrece gran resistencia a la corrosión
• El titanio es reciclable
• Tiene un módulo bajo y, por tanto, es menos rígido.

Contras del titanio

• El titanio es muy caro
• Tiene baja maquinabilidad debido a la dureza
• Tiene una baja conductividad térmica.

Aplicaciones

• Los componentes estructurales, los sistemas de escape y las piezas de los motores de los aviones se fabrican con titanio.
• Los cuadros de bicicleta y los equipos deportivos se fabrican con aleaciones de titanio.
• En el sector de la generación de energía, los intercambiadores de calor y los álabes de las turbinas utilizan titanio.

Magnesio

Magnesio es un metal de color gris y superficie brillante, bajo punto de fusión y densidad, y gran reactividad química. Es un metal muy ligero. Se compone de silicio, manganeso, zinc y aluminio.

Ventajas del magnesio

• Ofrece una excelente estabilidad dimensional
• La alta colabilidad del magnesio lo hace adecuado para la fundición de metales.
• Ofrece una gran resistencia a los impactos
• Es muy ligero.

Contras del magnesio

• Tiene un punto de fusión muy bajo.
• Puede incendiarse debido a su alta inflamabilidad.
• No es resistente a la corrosión.

Aplicaciones

• Las ruedas y los bloques de motor de los automóviles se fabrican con magnesio.
• Las partes interiores de un avión y el tren de aterrizaje tienen aleaciones de magnesio.
• En aplicaciones industriales, ayuda a fabricar piezas de maquinaria, herramientas eléctricas y armazones de estructuras.

Cuadro comparativo de metales ligeros

La siguiente tabla muestra, de un vistazo, las propiedades del aluminio, el titanio y el magnesio.

Formas habituales de procesar metales ligeros

Algunas de las formas de procesar metales ligeros son las siguientes:

Formando

Formando es una técnica de transformación de metales en la que el metal se convierte en una forma utilizable. Tiene diferentes métodos como la extrusión, el plegado, el plegado con freno, el estirado en prensa y el plegado con rodillo.

Tiene lugar a altas temperaturas y se utiliza sobre todo para la extrusión de magnesio.

Procesado de polvos

El tratamiento del polvo consiste en aplicar presión y calor al polvo para que se formen componentes de textura dura. Este polvo se crea a partir de metal fundido, y después se hace pasar por una boquilla en presencia de gas inerte o agua pulverizada.

Lo rompe en gotas, que más tarde se convierten en polvo. A continuación, el polvo metálico se pulveriza para crear piezas en bruto, a las que posteriormente se da forma.

Proceso de fusión

La fundición es un proceso en el que el metal fundido se vierte en el molde y, cuando se enfría, se obtiene un componente duro. Existen muchos métodos para ello, como la fundición de pared delgada, la fundición de alta integridad y la fundición de metales distintos.

Tratamiento termomecánico

El procesado termomecánico es un método de procesado que cuida la deformación y el calor, lo que mejora las propiedades del material. Permite crear componentes de bajo coste, ligeros y de gran precisión.

La temperatura, la deformación y el enfriamiento se gestionan con precisión durante el proceso, lo que ayuda a optimizar la microestructura del material.

Se elimina la necesidad de recalentar y templar. Este método de procesamiento es adecuado para el aluminio y el titanio y mejora su resistencia a la fractura, la fuerza y la resistencia a la fatiga.

Mecanizado CNC

Mecanizado CNC también se elige para procesar materiales ligeros utilizando la tecnología CNC para crear componentes de gran precisión.

Sin embargo, cada material tiene una respuesta diferente al mecanizado; el aluminio es muy mecanizable, pero el magnesio no lo es y necesita cuidado.

El proceso de mecanizado CNC permite fabricar componentes de gran estabilidad dimensional y tolerancia ajustada.

¿Cómo elegir el metal ligero adecuado?

A la hora de seleccionar los materiales ligeros, a continuación se exponen algunas de las consideraciones importantes que hay que tener en cuenta:

Propiedades mecánicas

Deben analizarse las propiedades mecánicas del metal, lo que incluye considerar la ductilidad, la resistencia, la maquinabilidad y la durabilidad del material.

El aluminio y el titanio son capaces de soportar tensiones. Por eso, las aplicaciones que necesitan este tipo de componentes pueden fabricarse con aluminio y titanio.

Propiedades térmicas

Las propiedades térmicas de un metal también influyen en su rendimiento cuando se trabaja en entornos de altas temperaturas.

Algunos metales, como el aluminio, tienen una gran conductividad térmica, pero el titanio no. Por eso, si se fabrican intercambiadores de calor para sistemas de refrigeración, el aluminio puede ser una mejor opción.

Consideración del peso

El peso también es una preocupación importante en muchas industrias, especialmente en la automovilística y la aeroespacial. De ahí que el metal deba tener suficiente resistencia y un peso limitado. El magnesio y el titanio son los metales más ligeros.

Resistencia a la corrosión

La resistencia a la corrosión de un metal desempeña un papel crucial en muchos entornos difíciles. Los metales se eligen examinando el entorno al que van a estar sometidos.

Fabricación y transformación

La técnica de procesamiento también determinará la selección del material; algunos metales son aptos para la fundición y otros para el mecanizado CNC. De ahí que, al seleccionar metales ligeros, sea esencial su compatibilidad con el método de procesamiento.

Coste

La consideración del coste desempeña un papel crucial en la selección de materiales. El titanio, aunque es uno de los materiales con mejores prestaciones, es caro. Por eso, en función de los requisitos de la aplicación y del presupuesto, se eligen distintas alternativas.

Otras alternativas a Metal ligero

Los metales ligeros tienen algunas alternativas por las que se puede optar en lugar de los metales, y que se comentan a continuación:

Compuestos

Los materiales compuestos se fabrican combinando distintos materiales con propiedades químicas y físicas diferentes. Estos materiales son muy resistentes y ligeros. Algunos de los compuestos son incluso más ligeros que los metales y tienen una resistencia superior, lo que los hace adecuados para su uso y personalización.

Fibra de carbono

Fibra de carbono es un polímero formado por filamentos de carbono en forma cristalina. Tiene una resistencia muy alta y menos peso. Es más fuerte que el acero y ofrece una excelente resistencia a la corrosión.

Conclusión

Conocer todos los detalles sobre los metales ligeros es muy importante a la hora de optar por ellos en los proyectos.

Si también desea procesar metales ligeros para sus aplicaciones, en DEK puede ayudarle. Disponemos de una amplia selección de metales y una versátil capacidad de procesamiento.

Preguntas frecuentes

1. ¿Por qué elegir metales ligeros para sus proyectos?

Los metales ligeros ofrecen eficiencia de combustible, mejoran el rendimiento e incluso reducen la capacidad de carga útil en las aplicaciones.

2. ¿Puede oxidarse el titanio?

No, el titanio no se oxida ni corroe cuando se somete a una exposición dura.

3. ¿De qué manera afectan los materiales ligeros al diseño de las piezas?

Los materiales ligeros ofrecen diseños innovadores y formas complejas, aumentando la flexibilidad del diseño.

4. ¿Es el titanio más ligero que el aluminio?

No, el aluminio es más ligero que el titanio, pero el titanio es más potente.