MXPA96005990A - Dado y metodos de extrusion de panal - Google Patents

Abstract

La presente invención se refierea un dado de extrusión de panal, caracterizado porque comprende:una sección de carga que tiene una pluralidad de orificios de carga para la entrada de un material extruible, una sección de descarga que termina sobre un frente de descarga, el frente de descarga comprende una abertura de descarga para descargar el material extruible como un cuerpo de panal acanalado;y una sección de transición dispuesta entre, y unida a la sección de carga y a la sección de descarga, la sección de transición siendo formada de una pluralidad apilada de capas delgadas de transición, de metal y conteniendo una pluralidad de conductos, formados por sucesiones de aberturas en las capas de transición, los conductos estando por lo menos en registro parcial con los orificios de carga y comunicando con la abertura de descarga, para transportar el material extruible como corrientes de carga entre las secciones de carga y descarga del dado.

Description

MRTRIZ Y riETQDQS DE EXTRUSIÓN DE PfíNñL ANTECEDENTES DE Lfl INVENCIÓN La presente invención se refiere a dados mejorados La ex+rusión de es ructuras de panal partir de materiales de carga org nicos o inorgánicos pías. ?f?ca<los. Mas particularmente, la invención se refiere a una dado de extrusión de panal que incorpora una sección de transición laminada para desempe o y duración de servicio mejorados, y métodos para fabricar y usar ose dado. El uso de dados de extrusión para formar estructuras de panal de pared delgada es bien conocido. Las patentes Norteamericanas Nos. 3,790.654 y 3,905.743 para agloy, describen ?n diseño para tal dado; ese diseño incorpora una pluralidad de orificios de carga <|ue entran a un f ente de en rada del dado y se extienden a través del cuerpo del dado para transportar material ex ruible a una sección do descarga formada sobre la superficie de salida dol dado mediante una formac-.on de ranuras de descarga. Las ranuras de descarga se mterconcectan entre sí, reformando el material extruible en una estructura de pared intercon ect ada para un cuerpo de panal acanalado en el curso de la descarga desde el frente de salida del dado. Ya que han aumentado los usos para tales estructuras de panal, también ha aumentado la necesidad de dados de extrusión capaces de formar panales más finamente estructurados. Una limitación fundamental de estos dados, sin embargo, es el hecho de que ni los orificios de carga ni las ranuras de descarga pueden multiplicarse sin límite, puesto que las presiones de extrusión usadas para la extrusión de polvo plastificado requieren rigidez o tenacidad sustancial en el dado para evitar rompimiento o distorsión del dado. Un enfoque para solucionar esta dificultad es el denominado diseño de dado de carga mixto. En ese diseño, la porción de entrada del dado se hace de hasta 2 o más placas taladradas, con una primera placa rígida gruesa o placa de entrada de carga que incorpora orificios de carga relativamente grandes que suministran carga extruible a una segunda placa o placa interior que incorpora una formación más fina de orificios de carga. La placa interior pasa el material de carga a las ranuras de descarga en el frente de salida del dado. Las patentes Norteamericanas Nos. 4,118,456 y 4,321,025 describen dados de este tipo, mientras que la patente Norteamericana 4,465,454 describe el uso de una disposición traslapada de los dos tamaños de orificios de carga para evitar restricción de flujo en el interior de los dados. Variaciones en el dado de carga mixta incluyen la de la patente Norteamericana No.4, 243, 370, en donde se proveen canales de guía para la dirección de material extruible hacia la sección de descarga del dado. La patente Norteamericana No.4, 298, 564 describe una configuración de dado similar en donde se usa una combinación de ranuras de guia y restrictores de flujo para mejorar la distribución de material extr?ible en el frente de descarga del dado. El desarrollo de dados también se ha enfocado a las formas para obtener un flujo más uniforme y distribución adecuada de material extruible hacia el frente de salida del dado. Por ejemplo, las solicitudes de Modelo de Utilidad Japonesa publicadas 52-8761 y 52-8762, describen canales discretos para la distribución de corrientes de carga directamente a sitios de ranura sobre el frente de salida, mientras que la patente Norteamericana No. 4,242,075 describe una construcción de dado con canales de distribución de material de carga que cargan ?na formación de bloques de celda apoyadas por rayo para la formación de celdas en el panal extruído. La técnica ya ha reconocido la necesidad de alisa iento de los canales de carga en un dado de exclusión para reducir la contrapresión y para reducir el desgaste abrasivo sobre el dado ocasionado por las mezclas de polvo inorgánico que se extr?yen. La patente Norteamericana No. 5,066,215 describe un dado en donde los orificios de carga ahusados uniformemente descargan a ranuras en la superficie de la salida del dado. La patente Norteamericana No.3, 846, 197 describe una transición gradual similar de orificios de carga y ranuras de descarga, el dado en ese caso esta ensamblado a través del apilamiento de un gran número de placas de vidrio. Cada ?na de las placas está por lo menos parcialmente grabada para proveer la formación deseada de ranura de descarga y orificio de carga, y el cuerpo del dado se ensambla entonces por apilamiento de las placas grabadas y calentándolas para fundir las capas de vidrio en un ensamble integral. No obstante los desarrollos anteriores, los métodos actuales de fabricación de dados de extrusión continúan confiando en el taladrado de orificios de carga en un frente de un cuerpo de dado de metal, mientras que ranuras de descarga cortan en el frente opuesto. Desventajosamente, los métodos de freaso usados actualmente para producir dados de extrusión de panal usan maquinaria de línea recta o rotativa tradicional, flún el fresado electroquímico y el fresado de descarga de hilo eléctrico son en gran medida incapaces de proveer contornos complicados dentro de los interiores de estos dados. Corno es evidente de un estudio de esta técnica de fabricación, las profundidades de los orificios de carga y las ranuras de descarga están típicamente muy controladas para crear una cantidad deseada de traslapo para distribución adecuada de un material de carga extruible hacia las ranuras sobre el frente de descarga. Sin embargo, puesto que la región de traslapo de orificio de carga/ranura formada por este método se crea dentro del interior inaccesible del dado, raramente se produce, si acaso, una trayectoria de flujo eficiente. Por el contrario, los exámenes de los interiores de los dados usados para exclusión de cerámica indican consistentemente que los materiales de carga pulverizados no encuentran la región de traslapo particularmente en forma de huso, si no que más bien tienden a desgastar el interior del dado en una configuración modificada y relativamente compleja aparentemente rnuy conducente para flujo de carga eficiente. El problema de trasportar fácilmente un material de carga desde una entrada de orificio de carga a una ranura de descarga de salida puede apreciarse mejor cuando se reconoce que el flujo de carga es longitudinal a través de la sección de orificio de carga del dado, pero rápidamente se transforma a una combinación de flujo lateral y longitudinal en la interfase del orificio de alimentación/ranura de descarga. El flujo lateral rápido en estas uniones se requiere para llenar adecuadamente la formación de ranuras de descarga, pero si el flujo no es uniforme, aparecerán defectos tales como unión marginal de pared de celdas, paredes de celdas ondeadas o hinchadas, paredes de celdas extraviada, y celdas obstruidas en el producto extruído. fl la luz de estas continuas dificultades, es un objeto principal de la presente invención proveer un dado de extrusión que maneje más efectivamente muchos de los problemas presentados por los dados de extrusión de maquinaria convencional. Es un objeto adicional de la invención proveer un método de extrusión utilizando un dado mejorado que provee canales extruidos de forma y calidad mejoradas a presiones de extrusión reducidas.

Otros objetos y ventajas de la invención se harán evidentes a partir de la siguiente descripción de la misma.

BREVE DESCRIPCIÓN DE Lfl INVENCIÓN De conformidad con la invención, el problema de control de flujo de material en la interfase orificio de carga/ranura, de un dado de extrusión de panal, se maneja modulando la interfase de una pila de placas delgadas. Cada placa en la pila contiene aberturas múltiples que representan una sección transversal muy delgada del canal de flujo deseado dentro del dado en ese punto. Este enfoque permite ventajosamente que cada placa sucesiva en la pila tenga su propia geometría única. Típicamente, esta geometría será fraccional ente diferente de la de las placas vecinas en la pila, para lograr un cambio de flujo que se desea. Alternativamente, dos o más placas en sucesión pueden ser de la misma geometría de orificio, para propósitos de equilibrio de corriente de carga o para otros propósitos. Dentro de los cambios de flujo que pueden efectuar en las corrientes de flujo de material extruible con una interfase de multicapas de ese tipo están las subdivisión o composición de las corrientes de flujo, cambios en la división de flujo, cambios en la forma de las corrientes de flujo, y aumentos o decrementos en la velocidad de flujo. El último resulta típicamente de compresión o expansión de las corrientes de flujo. En muchos casos estos parámetros de flujo pueden variar independientemente; en otros casos serán interdependientes. En cualquier caso la capacidad de mezclar o subdividir las corrientes de carga desde cada uno de ios orificios de carga para proveer subcorrientes múltiples, es de particular importancia debido a que tal mezcla puede asegurar-una redistribución amplia pero exacta del material extruible desde un número relativamente pequeño de orificios de alimentación. De esta manera, el patrón de flujo de material a ser suministrado a cualquier configuración o formación de ranura de descarga seleccionada arbitrariamente puede optimizarse sin la necesidad de aumentar el número de orificios de carga en la entrada o en la porción de carga del dado. En un primer aspecto, entonces, la invención incluye un dado de extrusión de panal que comprende una sección de carga, una sección de descarga, y una sección de transición de multicapas. La sección de carga incluye una pluralidad de orificios de carga para la entrada de material extruible, mientras que la sección de descarga, que termina en un frente de descarga para el dado, comprende una abertura de descarga para descargar el material extruible como ?n cuerpo de panal acanalado. La sección de transición de multicapas que esta dispuesta entre la sección de carga y la sección de descarga, comprende una pluralidad apilada de capas de transición delgadas.

Cada una de las capas delgadas en la sección de transición incorpora una pluralidad de aberturas, cuyas aberturas están por lo menos en asiento parcial con aberturas en capas delgadas continuas o secciones de dado de conexión. De esta manera las capas proveen sucesiones de aberturas que se alinean para formar conductos de transición continuos para transportar material extruible desde los orificios de carga hacia la sección de descarga del dado. El transporte es en corrientes de carga múltiple, y estas pueden ser mixtas (divididas) y/o controladas, en cuanto tamaño, forma y dirección. En esta forma se pueden evitar los cambios grandes repentinos en dirección de flujo y velocidad de flujo encontrados en los dados convencionales, y por lo tanto se pueden lograr reducciones significativas en la impedancia y/o el desgaste del dado. En otro aspecto, la invención reside en un método para extr?ir un producto de panal a través de una estructura de dado tal co o la descrita anteriormente. De conformidad con este método, ?n material extr?ible se introduce en una formación de orificios de alimentación que se extienden hacia una sección de entrada de un dado de extrusión de panal, formando así el material en una pluralidad de corrientes de carga dentro del dado. Las corrientes de carga son entonces transportados a través de los orificios de carga hacia una sección de transición del dado, dispuesta adyacente a y concectándose con la sección de entrada. La sección de transición incluye una pluralidad de conductos de transición que se conectan con los orificios de carga hacia el cual es transportado el material extruible. Dentro de los conductores de transición, las corrientes de carga son mixtas o divididas, redirigidas, y/o reconfig?radas para proveer una pluralidad de corrientes divididas, redirigídas y/o reconfiguradas. Las corrientes de carga procesadas de esta manera se transportan después desde los conductos de transición hacia una sección de descarga del dado adyacente a, y conectándose con, la sección de transición. La sección de descarga comprende una abertura de descarga, tal como una formación de ranuras de descarga interconectadas, que esta configurada para descargar el material extruible como un cuerpo de panal acanalado. Desde esta abertura de descarga, el material extruible suministrado al dado, se descarga finalmente como un producto de panal. En modalidades particularmente preferidas de la invención, el dado de extrusión y el método de extrusión emplean ?na sección de transición que mezcla o divide cada corriente de carga en por lo menos dos y más típicamente 3 a 16 s?bcorrientes. La mezcla de corrientes puede llevarse a cabo una vez, es decir, en una sola etapa, o puede llevarse a cabo dos o más veces en etapas de mezcla segunda o subsecuentes. En las secciones de los conductos de transición que separan a las capas o etapas de mezcla en la sección de transición, se lleva a cabo la reconfiguración y redirección de las subcorrientes, ya sea en la preparación de etapas de mezcla sucesivas o para liberación hacia la sección de descarga del dado. En otro aspecto de la invención se incluye un método para fabricar un dado de exclusión de panal mediante procedimiento de laminación. Se selecciona primero ?n cuerpo de placa y se forma una pluralidad de orificios de carga en la placa. También se selecciona ?na pluralidad de placas delgadas para una sección de transición de dado, cada una de estas placas, estando provistas con una formación de aberturas a través de las cuales puede extruirse material plastificado o plástico deformable para un producto de panal. Las placas de transición delgadas así provistas están apiladas para formar ?na pila de placas en donde las aberturas en cada placa están en asiento por lo menos parcial con las aberturas en las placas adyacentes en la pila. De esta forma, las formaciones de aberturas se combinan para formar un arreglo de conductos a través de la pila de placas. Las placas de transición dispuestas para formar los conductos están posesionados en seguida contra la placa del cuerpo del dado de modo que los orificios de carga en la placa del cuerpo están en asiento por lo menos parcial con los conductos, y una sección de descarga de dado esta posesionada contra la pila de placas de transición. La sección de descarga del dado puede comprender ?na formación de espigas, los intersticios de los cuales comprenden ?na abertura de descarga, o pueden comprender ?na placa delgada en la cual la abertura de descarga puede proveerse subsecuentemente. La placa del cuerpo del dado, las placas de transición y la sección de descarga así formadas se unen entonces entre si para formar ?na preforrna de dado de extrusión unida integral. Cuando la sección de descarga del dado comprende ?na placa delgada, una abertura de descarga que comunica con los conductos en la sección de transición será formada en la placa después de la unión. Esa abertura será configurada para descargar material extruible liberado desde los conductos co o un cuerpo de panal acanalado. Cuando la sección de descarga esta en un arreglo de espigas, la formación de espiga estará configurada y posisionada para permitir el llenado eficiente de los intersticios de la espiga por el material extr?ible que entra a la sección de descarga desde los conductos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención se describe además con referencia a los dibujos, en donde: La figura 1 es una vista de sección transversal parcial isométrica esquemática de un dado de extrusión hecha de conformidad con la técnica anterior; La figura 2 es una sección transversal parcial isométrica esquemática de un dado hecho de conformidad con la invención. La figura 3 es una vista en explosión que ilustra los componentes y modos de ensamble de ?n dado de la invención. La figura 4 es una vista que ilustra una progresión de formas predetérraidas para los conductos para estar provistos para cada una de las diferentes capas de transición para una sección de transición en un dado de la invención. La figura 4a es una vista en planta esquemática de un conducto de sección de transición provista por las formas de conductos de la figura 4. La figura 5 ilustra una progresión alternativa de formas para los conductos para estar provistos en ?na progresión de capas de transición para un dado de la invención, y Las figuras 6a y 6b son vistas en planta esquemáticas de la primera y segunda etapas de ?na sección de transición mixta para ?n dado de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADO DE Lfl INVENCIÓN Se provee una comparación de las estructuras internas de un dado de extrusión convencional y un dado provisto de conformidad con la invención en las figuras 1 y 2 de los dibujos. La figura 1 es ?na vista isométrica parcial esquemática alargada de un dado de la técnica anterior, no en proporción real o escala, que muestra la sección de descarga del dado y ?na porción de la sección de cuerpo de dado adyacente del dado en sección transversal elevada. La vista es to ada para mostrar mejor la zona de transición entre los orificios de carga en el cuerpo del dado y las ranuras de descarga que forman la abertura de descarga del dado. Refiriéndose más particularmente a la figura 1, el dado de extrusión mostrado esta formado fresando un lingote de metal, mostrado en parte como 12. Primero se forman los orificios de carga 13 para la entrada de material de carga extruible al dado por taladrado en el frente del fondo (no mostrado) del lingote 12, y después las ranuras de descarga 17 se cortan en la superficie superior o frente de descarga 18 del lingote para insertar los orificios de carga. Las ranuras 17 proveen aberturas de descarga desde laß cuales el material de carga que atraviesa los orificios de carga 13 pueden ser descargados desde el frente 18, como ?na estructura de panal. Una dificultad con este diseño de dado ee que las uniones o transiciones representadas por la superficie 15 entre los orificios de carga 13 y las ranuras de descarga 17 son inconsistentes. Esto es, la superficies 15 son difíciles de formar con alisado y forma consistente, y a menudo contribuyen a separaciones de flujo que pueden introducir discontinuidades en las paredes del panal extruido. Además, las superficies 15 son áreas de muy alto desgaste en estos dados puesto que el material de carga debe cambiar de dirección, por ejemplo, desde un eje de flujo delantero paralelo con los orificios de carga 13 a una combinación de flujos delantero y lateral en las ranuras de carga 17. El flujo lateral en las ranuras 17 se requiere para que el material de carga se una en una estructura de pared de panal continúa al tiempo que sale del frente 18 del dado. La figura 2 de los dibujos provee una vista isométrica esquemática parcialmente alargada, nuevamente en sección transversal en elevación, de una porción de un dado de extrusión que incorpora una sección de transición en multicapas de conformidad con la invención. El dado 20 en la figura 2 está comprendido de sección de base 22, sección de descarga 26, y sección de transición 24. La sección de cuerpo del dado o base 22 incorpora orificios de carga 23, mientras que la sección de descarga 26 incluye ranuras de descarga 27 que terminan en el frente de descarga 28. La sección de transición de multicapas 24 esta dispuesta entre la base 22 y la sección de descarga 26 y provee los conductos de conexión 29a-29b necesarios para la fácil distribución y liberación del material de carga desde los orificios de carga 23 hacia las ranuras de descarga 27. En la modalidad de dado particular mostrada, destinada a ser ilustrativa rnás bien que limitante, se forman conductos 29a-29b por la pila de capas o placas delgadas 25a-25j. Los conductos formados por esta pila de placas están configurados para dividir y reconfigurar las corrientes de carga desde los orificios de carga 23 para liberación hacía las ranuras de descarga 27. Las porciones de conducto 29a comienzan en una capa de transición de base 25a y se alejan desde las terminaciones de carga en las sección de orificios de carga 22. Las divisiones de las corrientes de carga se efectúan al dividirse o ramificarse los conductos 29a en s?bcond?ctos 29b en la capa de transición 25f. Solamente 2 de 4 subconductos 29b que se ramifican desde cada conducto 29a pueden observarse en la vista provista por la figura 2. La reconfiguración de la corriente de carga dentro del dado 20 se efectúa al cambiar los subconductos 29b en forma de sección transversal desde aproximadamente circular en el punto de división del conducto a una configuración rectangular redonda en sus salidas de la capa de transición de terminación 25j. Así, la mayoría del flujo lateral (en forma de ranuras) del material de carga requerido para llenar las ranuras de descarga 27 ocurre previo a la descarga del material de carga desde los subconductos 29b. La figura 3 de los dibujos es una vista esquemática parcial alargada en explosión que representa los componentes del dado y el modo de ensamble de una preforma para un dado provista de conformidad con la invención. Como se muestra en la figura 3, la placa del cuerpo del dado 32, que ha sido provista con orificios de carga 33, se usan como una base sobre la cuál están dispuestas placas delgadas 35a-35d, que comprenden las capas de la sección de transición del dado, y la sección de descarga 36. En la disposición mixta mostrada, que ilustra las partes requeridas para un dado de sección de transición de cuatro capas, cada ?na de las capas de transición 35a-36d están provistas con una formación de aberturas 39a-39d de una configuración de sección transversal predeterminada. La configuración de las aberturas en la sucesión de placas está diseñada para modular la configuración de los conductos formados por la hojas desde la configuración circular de los orificios de carga 33 a las configuraciones transversales que conforman más estrechamente a las intersecciones entre las ranuras de descarga cruzadas 37 provistas en la sección de descarga 36 del ensamble. Refiriéndose más particularmente a la figura 3, en la formación 39a en la primera capa o capa de transición de base 35a, las adverturas están cercanas en tamaño y forma a la configuración circular de los orificios de carga 33 en el cuerpo del dado 32. Las adverturas 39d en la última capa o capa de descarga determinación 35d están figuradas para suministrar corrientes de carga que tienen en una configuración en forma cruzada a las intercesiones de ranuras formadas por las ranuras cruzadas 37. En la ilustración mostrada en la figura 3, la formación de las ranuras de descargas 37 en la placa 36 no a sido a un completada. Más bien, las ranuras de descargar 37 se extienden solamente en forma parcial hacía la placa, terminando en un límite plano colectivo indicado por la línea punteada 36a a lo largo del bordo de la placa 36. El plano indicado por la línea 36a es paralela, pero espaciada, a una distancia retirada de la superficie intacta de la placa 36 opuesta a la superficie de la placa ranura. La placa no ranura de material por encima de la linea 36a en la placa 36 sirve como una base del soporte o membrana para las "espigas" 37a formadas por ranuras cruzadas en la superficie fresada de la placa. Esa capa retiene y mantiene la alineación y el espaciamiento de las espigas 37a al ensamblarse los componentes en la figura 3 y unirse entre si para formaruna preforma de dado unitaria. En el procedimiento del ensamble y unión de los componentes en la figura 3, las placas de transición 35a-35d están unidas en una pila a la superficie superior de la placa del cuerpo del dado 32, y los extremos de las espigas 37a, en placa ranurada parcialmente 36, están unidos a la placa de transición superior en la pila. De esta manera, se forrna un ensamble unido de forma similar al demostrar en la figura 2, excepto con las ranuras de descargas 37 no abiertas todavía para descarga. Para proveer la abertura de descarga requerida en este ensamble, se abren las ranuras 37 después de unirse mediante un paso de ranuración suplementario o, muy preferiblemente, removiendo la base o material de membrana por encima de la línea punteada de la placa 36. El último método de ensamble de dado no forma parte de la presente invención, pero se describe y se reveindica en solicitud de patente provisional cedida comunmente Serie no. , "Bonded Pin Extrusión Die and Method", presentada por H. Kragle y otros, concurrentemente con la presente. A través de la progresión de las placas de transición 35a-35d en el dado formado de conformidad a la figura 3, se efectúa redistribución lateral significativa del material de carga en la sección de transición para llenar las ranuras de descarga 37. Aunque esta redistribución no di íGe las corrientes de carga exclusivamente a los lados de las espigas 37a, como en la figura 2, el dado de la figura 3 reduce todavía considerablemente la cantidad de flujo de carga lateral requerido en las ranuras. Además, la reconfiguración de las corrientes de carga para conformar más estrechamente a la configuración de las intersecciones de ranura reduce s?stancial ente la cantidad de desgaste por el material de carga en las esquinas de las espigas 37a. En ?n método de fabricación de preforma de dado alternativo, no ilustrado en la figura 3, se sustituye un frente no ranurado o placa de descarga por la placa 36 en el ensamble mostrado. Después de unir esta placa a los otros componentes del ensamble, las ranuras de descarga ? otras aberturas de descarga se forman en la superficie expuesta de la placa de descarga mediante aserradura convencional, ranurando mediante fresado de descarga eléctrica (EDM), u otras técnicas de fresado. Sin embargo, es considerablemente más difícil lograr alineación óptima de los conductos de transición preformados con ranuras de descarga fresadas Después de unirse, que las ranuras de descargas formadas antes de unirse, debido al deslizamiento de material que ocurre durante la unión. Por lo tanto, para mejor alineación de ranuras con los conductos en la sección de transición, y también para facilitar la formación de ranuras de sección transversal compleja tal como lo mostrado en la figura 3, se prefiere el uso de ?n frente de placa preran?rada para la sección de descarga del dado como se muestra en esa figura. Cualquiera de los métodos de ranuras conocidos pueden usarse para formar y/o terminar ranuras tales como las ranuras 37 en la sección de descarga de ?n dado tal como se muestra en la figura 3. Ejemplos de tales métodos incluyen fresado de descarga eléctrica (EDM) y aserradura de precisión. Sin embargo, el método de ranurado preferido actualmente para los dados de extrusión de panal hechas como se describió es el esmerilado en rueda abrasiva. El uso de herramienta tal como una pequeña rueda de esmerilado de borozón delgado (nitruro de boro cúbico), ofrece ventajas particulares en términos de bajo costo, alta velocidad y buen acabado de la pared lateral de la ranura. Además, es particularmente adecuado para la formación de ranuras de ancho dual 37 tales como las mostradas en la Figura 3. De la misma forma, puede usarse cualquiera de los métodos de fresado de orificios bien conocidos para formar la disposición de orificios de carga en la placa de cuerpo o sección de orificios de carga del dado. Métodos particularmente adecuados incluyen fresado con barreno ensanchado y métodos de fresado electroquímicos (ECM). Ventajosamente, pueden usarse fácilmente operaciones secundarias tales como rectificación u otro acabado de orificios para mejorar el acabado y uniformidad de los orificios de carga, si de desea, debido a que la placa del cuerpo consiste de orificios continuos más bien que de orificios ciegos usados en los dados convencionales tales como los mostrados en la figura 1. La composición, número y espesor de las placas delgadas u hojas usadas para formar la sección de interfase del dado de extrusión de la invención serán seleccionadas para cumplir las demandas de la aplicación de extrusión particular para la cual se destina el dado. Sin embargo, en general, se desea que el espesor de la placa y los patrones de orificio sean seleccionados para evitar cambios rápidos en el tamaño, la forma o dirección de flujo del conducto de placa a placa. La sección de transición en estos dados puede considerarse útilmente como un cambio de dirección de flujo de carga en una serie de pasos escalonados creados por las placas en la pila. Mientras más delgadas sean las placas usadas, serán más pequeños los pasos escalonados y de esta forma sera rnás fácil la transición del flujo. Se evitan grandes cambios en la dirección limitando la compensación de orificios de placa a placa, midiendo la compensación de orificios por el ángulo entre los centros de los orificios en placas adyacentes. El número de placas se selecciona para avalancear el costo de la cuenta de placas crecientes contra el nivel de control deseado sobre el flujo de corriente de carga. La formación de aberturas en cada una de las placas delgadas usadas para construir la sección de transición del dado pueden formarse mediante procedimientos de fresado convencionales, pero más adecuadamente se hacen mediante métodos de fresado fotoquímicos. Estos procedimientos bien establecidos completos pueden producir placas de orificio grabado de una forma flexible y económica. Como se sugirió en la descripción anterior, los dados de transición de multicapas de la invención son muy efectivos en las funciones de conformación o subdivisión de flujo separado de las funciones de dirección de corriente de flujo. Esto es, cada redirección de flujo, divsión de flujo y/o reconfiguración de flujo pueden efectuarse óptimamente casi sin considerar a los otros. Por ejemplo, las placas iniciales en una pila de placas pueden separar una corriente del orificio de carga en cuatro corrientes de carga más pequeñas para ser dirigidas a hacia los cuatro lados de un dado de celda de cuatro lados, aunque en el mismo punto o corriente final desde el punto de división de la pila de placas puede cambiar la forma y/o volumen de cada uno de las corrientes de flujo rnás pequeñas si se desea. De esta manera una subcorriente circular puede reformarse a una subcorriente con una sección transversal lineal o alargada, para conformar mejor a la ranura de descarga del dado la cual esta destinada a suministrar. La configuración más eficiente para la sección de transición desde el punto de vista de impedancia de flujo reducido es una en donde el eje de flujo para el material extr?ible dentro de la sección de transición no se aparte de la dirección longitudinal del flujo de carga a través de los orificios de carga y desde el frente de descarga por un ángulo mayor que aproximadamente 30 grados en cualquier punto a lo largo de su longitud. A través de una elección apropiada de las capas de transición de la sección de transición laminada del dado, solo necesitan ser usadas unas muy pocas capas, por ejemplo de 5 a 10 capas para proveer una redirección y/o división eficiente del flujo de los orificios de carga sin exceder este límite. Por otra parte podrían usarse mucho más capas, por ejemplo de 10 a 50 o aún 100 capas, para "alisar" las paredes de sección de transición. Tal alisa iento puede ser ventajoso en algunos casos para redirigir o reconfigurar las corrientes de carga o subcorrientes reduciendo al mismo tiempo o eliminando substancialmente los puntos de acumulación de carga o "puntos muertos" en los conductos finamente estructurados. El uso de más capas de transición o placas normalmente incluye el uso de placas más delgadas, consistentes con el objetivo de reducción del tamaño de las "etapas" para alisar los conductos de transición. Sin embargo, aún en dados de baja cantidad de placas, los espesores de la placa generalmente no exceden de 500 mieras, y muy típicamente son de 125 a 250 mieras en espesor. Pueden usarse placas hasta de 50 mieras o menos, en principio, particularmente cuando se requiera tolerancia de diseño más estrictas y perpendicularidad mejorada para las paredes laterales de los orificios a pesar del costo ligeramente superior. En el diseño de conducto de la figura 3 las corrientes de carga son reconfiguradas pero no subdivididas. La figura 4 ilustra una progresión de formas de orificio (alargadas) para un diseño de conducto de transición, rnás co o el diseño de la figura 2, en donde los conductos tanto dividen como reconfig?ran las corrientes de carga. Una sección de transición que incorpora el diseño del conducto de la figura 4 debe de comprender 6 capas de transición, cada capa sucesiva incorporando una formación de aberturas que corresponden en configuración a las de las configuraciones en la sucesión de configuraciones mostradas en la figura 4. La capa que incorpora ?na sección de aberturas de la configuración 49A en la figura 4 deben dividir cada ?na de las corriente de carga desde los orificios de carga en una sección de orificio de carga adyacente en 4 sub-corriente. Subsecuentemente, las aberturas de las configuraciones 49P -49F deben reconfigurar cada sub-corriente en ?na sección transversal, tal como sería adecuado para extrusión hacia la base de una porción del segmento de ranura en la sección de descarga de un dado de obstrucción de panal de celdas cuadradas. Cuando las capas se apilan en sección de transición de rnulticapas que tiene formas de orificio de la figura 4 se forma un conducto tal como el que se muestra esquemáticamente en la vista de planta alargada de la figura 4A la figura 4A compara el tamaño y configuración 43 de una abertura de orificio de carga en una placa de base del dado con las aberturas en una pila de capas de transición sobre puestas configuradas como se muestra en la figura 4. La comparación de configuración presentada en la figura 4A ilustra la forma en la cual, con las aberturas de las capas de transición en asiento adecuado, las configuraciones de orificio sobre puestas de la figura 4 puede proveer conductos en progresión desde la configuración 49A (igualada de cerca al orificio de carga 43 en forma y tamaño) a la configuración alargada 49F (que se aproxima a un segmento de ranura de descarga en tamaño y forma). También esta sugerido que el ángulo de los conductos divididos fuera del eje del flujo del orificio de carga 43, siendo el último perpendicular al plano de los dibujos. Los ángulos entre el eje de flujo del orificio de carga y los de los conductos pueden calcularse a partir del espesor de las capas de transición y las flechas en las ubicaciones abiertas desde cada capa de transición a la siguiente. Un diseño de sección de transición para ?n dado de extrusión para extrusión de panal de celda triangular se muestra en la figura 5 de los dibujos. La progresión de configuraciones de esa figura está diseñada para proveer un conducto para división, reconfiguración, y redirección de una sola corriente de carga configurada circularmente hacia 3 corrientes de carga alargadas que suministran material extruible uniformemente sobre una "espiga" triangular en el frente de descarga de tal dado. Como se ve en este diseño, la subdivisión de cada corriente de carga en el orificio de carga ocurre en la capa de transición que tiene la configuración del conducto 59P, reconfigurando al mismo tiempo cada una de las 3 sub-corrientes resultantes que ocurren sobre la progresión de cada configuración 59CA 593. La mezcla o subdivisión de una corriente de material extruible desde un orifico de carga en el dado puede, corno se observo previamente, llevarse a cabo en tiempos múltiples en etapas múltiples de una sola sección de transición en este dado. Un diseño de conducto para mezcla en 2 etapas se ilustra esquemáticamente en las figuras 6A y 6B de los dibujos. En la figura 6A, correspondiendo a la primera etapa de mezcla, se subdivide una corriente de carga desde un orificio de carga circular 63 hacia 4 sub-corrientes en ?na capa de transición inicial de configuración de conductos 69A, y cada una de las sub- corrientes se reconfigura sobre la progresión de conductos 69B - 69G a configuración se sección transversal octagonal simétrica.

En la segunda etapa de mezcla, mostrada en la figura 6b, cada sub-corriente octagonal desde la abertura 69g en la primera etapa de mezcla de la figura 6a se subdivide en una capa de transición con aberturas de configuración 69h en 4 sub-corrientes más pequeñas. Después, cada una de las sub-corrientes más pequeñas es reconfigurada sobre la progresión de aberturas de conducto empezando con la configuración 69i del conducto y terminando con la configuración de conducto 69k hacia configuraciones de corrientes alargadas adecuadas para suministrar uniformemente material extruible a los elementos de ranura de un dado de extrusión de panal de celdas cuadradas. La clara ventaja de este enfoque de mezcla múltiple es que pueden formarse completamente 4 celdas de un producto de panal extruido desde un solo orificio de carga 63 en una placa de cuerpo de dado. Esto reduce enormemente el número de orificios de carga necesarios para la producción de panal de estructura fina. La unión de la placa del cuerpo del dado, las placas de sección de transición y la placa de sección de descarga de los dados tales como las mostradas en los dibujos en una preforma para un dado de extrusión terminada de conformidad a la inversión, puede llevarse a cabo usando técnicas de unión o fijación de metal convencionales. En principio, puede usarse cualquier método de ensamble incluyendo soldaduras, soldadura en fuerte o aún fijación mecánica, pero el método preferido de ensamble es adhesión por difusión. El último método forma un ensamble de dado integral que cumple fácilmente los blancos de resistencia y dimensión requeridos de dados de extrusión finamente estructuradas . La patente Norteamericana número 3,678,570 describe un procedimiento de adhesión de difusión adecuado, particularmente útil para adhesión de acero inoxidable y s?peraleación, en donde se usan intercapas de aleación delgada para ayudar al procedimiento de adhesión por difusión a través de la formación de una fase líquida transitoria. Estas intercapas promueven buena adhesión de difusión de materiales similares a temperaturas y presiones de alguna forma inferiores que las requeridas para procedimientos de difusión convencionales. La invención se describe adicionalmente en referencia al siguiente ejemplo, el cual esta destinado para hacer ilustrativo más bien que limitante.

EJEMPLO Primero se seleccionan componentes para las secciones de carga, transición y descarga. La sección de carga consiste de ?na placa de cuerpo de dado compuesta de acero inoxidable tipo 422PM (acero tipo 422 consolidado a partir de polvo de acero). Esta placa es taladrada con pistola para proveer una formación de orificio de carga que consisten de aproximadamente 16 orificios/cm2 de la superficie de la placa. Las superficie de la placa son entonces molidas y pulidas para proveer una placa de cuerpo terminada con una formación de orificios continuos lisos. La sección de transición del dado de extrusión se forma a partir de una pila de 6 placas de acero inoxidable delgadas. Cada placa tiene un espesor de aproximadamente (0.250 mm) y esta formada de acero inoxidable tipo 410. Las aberturas en las placas de transición se forman mediante grabado selectivo usando técnicas de fresado fotoquirnico convencionales. Cada placa es fresada para proveer una formación de orificios en donde los grupos de aberturas están moldeadas en conformidad substancial con ?na diferente de las configuraciones de orificio 49 A - 49 F ilustradas en la figura 4 de los dibujos. La placa A incorpora orificios que igualan s?bstancialrnente los orificios de carga en la placa de 1 cuerpo en número y tamaño, y los cuales son en forma semejante a los orificios de carga; esto asegura fácil ingreso de las corrientes de carga desde los orificios de carga de conexión. La placa b comprende formaciones de orificios que dividen cada corriente de carga en 4 s?b-corri entes, como en 49b de la figura 4, mientras que las placas c - f reconfiguran sucesivamente cada una de las sub-corpentes para proveer secciones transversales de corriente de carga alargadas en las salidas desde las sección de transición hacia la sección de descarga. La sección de descarga del dado esta formada de ?na placa de frente de acero endurecido de tipo 422 PM de acero inoxidable. Los frentes de esta placa se esmerilan para estar-planas y paralelas y entonces una formación de ranuras de descarga que comprenden dos formaciones de ranuras paralelas es cortadas hacia una superficie de la placa. Las formaciones intersectan entre sí en un ángulo de 90° y las ranuras en cada formación tienen ?n espaciado de ranura uniforme de 2.5 mm. De esta manera una formación uniforme de "espigas" cuadradas se forrna por las ranuras en la superficie de la placa. El método usado para formar las ranuras en la superficie de la placa es esmerilado en rueda abrasiva. Se usan ruedas abrasivas de nitruro de boro para ranurar la placa a una profundidad de 3.81 mm desde la superficie de la placa. Las ranuras son de diseño de ancho dual, que tienen una ancho de aproximadamente 0.36 mm en la superficie fresada de la placa y a una profundidad de aproximadamente 0.89 m desde la superficie, y tienen un ancho de aproximadamente 0.18 rnm sobre el fondo y 2.92 mm de profundidad de la ranura. Las placas de cuerpo, de transición y de frente de descarga así provistos son ensamblados en una preforma para un dado de extrusión. Las placas de transición en orden a - f son apiladas sobre la placa del cuerpo, alineadas cuidadosamente para asegurar asiento exacto de los orificios de carga con todos los conductos de las placas de transición. Entonces se coloca la placa frontal de acero en la parte alta de la pila de las placas de transición con la superficie fresada (ranurada) de la placa frontal en contacto con la placa de transición superior f de la sección de transición. La placa frontal se posesiona cuidadosamente sobre las placas de transición apiladas para asegurar que cada uno de los segmentos de la ranura en la placa frontal estén alineados con una de las salidas de los conductos de sub-corriente alargados en la parte alta de la placa de transición de la pila. Los componentes del dado alineados así se unen después bajo calor y presión para dar una preforma de dado integral. El método de unión usado es un procedimiento de adhesión por difusión confesional utilizando una sola capa de aleación de adhesión NiP aplanado a un espesor de aproximadamente 5 mieras sobre una de las 2 superficies de metal de cada par de capas que se van a unir. La adhesión permanente de todas las capas en ?n ensamble de preforma integral se efectúa mediante calentamiento de la pila a una temperatura pico de 1000 °C bajo una presión pico de (6.84 Mpa). Después de la adhesión y el enfriamiento, el ensamble se somete a un ciclo de templado para aceros de serie 400. Después la preforma unida así provista se somete a un paso de fresado de la placa frontal. En este paso una capa de material se remueve de la superficie expuesta de la placa frontal, siendo la placa removida de espesor suficiente para exponer las puntas de las ranuras de descarga fresadas en las superficie opuesta de la placa frontal. El método usado para remover la placa deseada de material de superficie es fresado de descarga eléctrica de alambre. Finalmente, la placa frontal con ranuras expuestas se esmerila y/o se pule para alisar el frente de descarga y otras superficies internas y externas del dado. Si se desea, el dado puede entonces templarse y/o pueden esta provistas con cualquiera de los recubrimientos de desgaste conocidos considerados útiles para la aplicación de extrusión del panal en particular de interés. Ejemplos de recubrimiento de usos conocidos usados para la extrusión de materiales de carga a base de polvo de cerámica abrasivos que incluyen nitruro de titanio, carburo de titanio, carbonitr?ro de titanio, o similares. Una ventaja particular de los dados de extrusión tales como las provistas de acuerdo con el ejemplo anterior es la duración de servicio prolongada, especialmente para la extrusión de cargas plastificadas que contienen filos materiales de cerámica abrasivos particulados. Debido a que las corrientes de carga liberadas hacia la sección exterior del dado pueden reconfigur rce y/o librarse en una ubicación arbitraría tal como por ejemplo las superficies laterales de la espiga o porciones "de media ranura" de la abertura de descarga, el desgaste de la espiga puede ser llevado por superficies laterales menos vulnerable más bien que las esquinas de las bases de las espigas. Esto demora los cambios indeseables en la configuración de la esquina de la espiga lo que ocasiona defectos del producto tales como intersecciones de pared alargadas o las denominadas "postes de centro hinchados". El hecho de que los cambios en dirección y en configuración en las corrientes de carga tomen lugar relativamente en forma gradual y antes de la liberación de corriente que carga a las bases de las espigas , también reduce el desgaste de la espiga y del dado y extiende proporcionalmente la duración del dado. Las desalineaciones del orificio de carga/ranura de descarga ocasionada por errores de taladrado durante la fabricación de dados convencionales se evita completamente, y se reduce al mínimo la ******* a la corriente de carga puesto que la redirección de la corriente de flujo a 90° requerida en las interfaces orificio/ranura de tales dados convencionales ya no es requerida. Una ventaja adicional importante de estos diseños de dado es la capacidad para reducir la cuenta de orificio de carga en dados de cuenta de celdas superiores, a través del uso de secciones de transición de carga mixta. De esta manera, como se observo anteriormente, la subdivisión de la corriente de carga dentro de sección de transición puede llevarse a acabo en una, dos o aún más etapas. De esta forma un solo orificio de carga en el cuerpo de dado, s?bdividido en tres o 4 sub-corrientes en etapas de mezcla múltiple en la sección de transición puede suministrar material extruible a 9, 16, o mucho más segmentos de ranura en la sección de salida del dado. Tal dado es tanto fuerte como menos costosa que un dado de cuenta de celdas superior convencional, debido al número reducido de orificios de carga, y puede exhibir correspondientemente ipedancia de flujo de carga de el orificio de carga reducido así como sensibilidad disminuida a las variaciones en la aspereza del orificio de carga. Finalmente, estos dados ofrecen desempeño de extrusión mejorado para configuraciones de dado inusuales, tales como dados de celda rectangular, que son muy difícil de cargar uniformemente usando patrones de orificio de carga convencionales. La capacidad para proveer conductos de transición de tamaño arbitrario, configuración y un número de arreglos de orificio de carga convencionales y un arreglo de ranura de descarga acostumbrada provee control mejorado en gran medida sobre la distribución del material de carga para las secciones de descarga de tales dados, asegurando un flujo muy plano frontal a través del frente de descarga y unión más consistente del material en las esquinas y costillas de la celda.

Claims (12)

NOVEDAD DE Lfl INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un dado de extrusión de panal que comprende: una sección de carga que tiene una pluralidad de orificios de carga para la entrada de un material extruible; una sección de descarga que termina sobre un frente de descarga, el frente de descarga comprende una abertura de descarga para descargar el material extruible como un cuerpo de panal acanalado; y una sección de transición dispuesta entre la sección de carga y la sección de descarga, la sección de transición formada de una pluralidad de capas de transición delgadas apliladas y contiene una pluralidad de conductos, formados por sucesiones de aberturas en las capas de transición, para transportar el material extruible como corrientes de carga entre las secciones de carga y descarga.

2.- Un dado de extrusión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque los orificios de carga están paralelos a un eje de flujo para el material extruible; la sección de transición comprende una capa de transición de entrada adjunta a la sección de carga y una capa de transición de salida adjunta a la sección de descarga; y un intervalo entre la capa de transición de entrada y la capa de transición de salida, los conductos (i) se dividen en conductos ramificados; (ii) tienen una dirección que no es paralela con ?l eje del flujo; y/o (iii) cambian en configuración de sección transversal.

3.- Un dado de extrusión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque la sección de transición comprende por lo menos 4 capas de metal unidas, cada capa tiene un espesor de capas que no excede de 1 mm aproximadamente.

4.- Un dado de extrusión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque la sección de transición comprende de 5 a 50 capas de transición.

5.- Un dado de extrusión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque la sección de descarga comprende una formación de espigas, cada espiga (i) esta unida en un extremo de acoplamiento a la capa de transición del frente de salida, (ii) termina en un extremo exterior del frente de descarga, (iii) esta separado por espacios intersticiales de espigas adyacentes, y la abertura de descarga esta formada por los espacios intersticiales.

6.- Un dado de extrusión de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque las espigas tienen ?na sección transversal más pequeña en el extremo de acoplamiento que en el extremo exterior.

7.- Un método para la extrusión de ?n producto de panal que comprende: (1) introducir un material extruible como una pluralidad de corrientes de carga hacia una pluralidad de orificios de carga que se extienden hacia ?na sección de carga d? un dado de extrusión de panal; (ii) liberar las corrientes de carga desde los orificios de carga hacia una sección de transición de multicapas adyacente a la sección de carga, la sección de transición comprende una pluralidad de conductos que se conectan con los orificios de carga por conducción de las corrientes de carga; (iii) redirigir, reconfigurar y/o dividir las corrientes de carga dentro de los conductos en la sección de transición para proveer una pluralidad de corrientes de carga redirigidas, reconfiguradas y/o divididas de material extruible; (iv) liberar las corrientes de carga redirigidas, divididas y/o reconfiguradas desde la sección de transición hacia una sección de descarga adyacente a la sección de transición, la sección de descarga comprende una abertura de descarga que se conecta con los conductos y esta configurada para descargar el material extruible como un cuerpo de panal acanalado y (v) descargar el material extruible desde la abertura de descarga corno un producto de panal.

8.- Un método de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque las corrientes de carga atraviesan los orificios de carga a lo largo de un eje de flujo, y las corrientes de carga son redirigidas, en por lo menos partes de los conductos, a lo largo de trayectorias de flujo direccionalmente divergentes del eje de flujo.

9.- Un método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque las corrientes de carga están divididas en los conductos para formar corrientes de carga divididas, y las corrientes de carga divididas son liberadas hacia la sección de descarga.

10.- Un método para fabricar un dado de extrusión de panal que comprende los pasos de: formar una pluralidad de orificios de carga en una placa de cuerpo de dado; formar una disposición de aberturas en cada una de una pluralidad de placas de transición delgadas; apilar las placas de transición delgadas para formar una pila de placa en donde las aberturas en cada placa está en asiento por lo menos parcial con las aberturas de placas adyacentes en la pila de placas, en donde las formaciones de las aberturas forman ?na disposición de conductos en toda la pila de las placas; colocar la pila de placas contra la placa de cuerpo de dado de modo que los orificios de carga estén por lo enos en asiento parcial con los conductos; colocar una sección de descarga de dado contra la pila de placas; y unir la placa de cuerpo de dado, la pila de placas y la sección de descarga del dado juntas para formar una preforma de dado de extrusión.

11.- Un método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque la placa del cuerpo de dado, la pila de placas y la sección de descarga del dado están formadas de acero inoxidable y se unen entre sí mediante adhesión por difusión.

12. -Un método de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado además porque la pluralidad de placas de transición comprende de 5 a 50 placas, y en donde cada placa tiene un espesor en la escala de 125 a 500 µm.