Un tecnico degli acquisti che ordina quaranta bastoncini di profilo con scanalatura a T da 6 metri senza controllare la densità dell'alluminio in libbre/pollici3, di solito lo scopre alla banchina di carico, quando il pallet pesa molto più del preventivo previsto e la classe di trasporto cambia sul posto. Il numero che impedisce ciò è piccolo e fisso: l'alluminio puro ha una densità di 0,0975 lb/in3, pari a 2,70 g/cm3 o 2.700 kg/m3 a temperatura ambiente. Ogni peso al metro riportato sulla scheda tecnica di un profilo, ogni stima di spedizione e ogni calcolo del carico si riconduce a quella costante e alla geometria della sezione trasversale dell'estrusione.
0.0975 lb/in3 alluminio puro
2.70 valore di riferimento g/cm3
168.5 lb/ft3 equivalenti
2.700 kg/m3 valore SI
Per gli acquirenti nordamericani la cifra imperiale è importante nella pratica quotidiana: le acciaierie quotano in sterlina, i vettori trasportano il prezzo in base a scaglioni di peso e le officine CNC stimano le ore di lavorazione in base al peso della billetta. Le sezioni seguenti coprono i valori esatti della lega, le conversioni che vale la pena memorizzare e come la densità si trasforma in un peso del telaio che puoi preventivare prima di ordinare.
Densità dell'alluminio in libbre/pollici3: i numeri esatti utilizzati dagli ingegneri
L'alluminio puro ha una densità di 0,0975 lb/in3 e le leghe commerciali si raggruppano in una banda stretta che va da circa 0,096 a 0,102 lb/in3. Il valore del metallo puro si converte dal valore di riferimento internazionale di 2,70 g/cm3, che equivale a 168,5 lb/ft3. Una struttura cristallina cubica a facce centrate e atomi leggeri rendono l'alluminio uno dei metalli più leggeri in grado di sostenere ancora un carico strutturale.
Definizione fondamentale
La densità è la massa di un materiale per unità di volume. Per l'alluminio, gli ingegneri stimano 0,0975 lb/in3 per il metallo puro e applicano una piccola correzione della lega di circa più o meno 3% a seconda del grado.
Due note mantengono il numero onesto. In primo luogo, la lega lo sposta a malapena: anche il 7075 ricco di zinco a 0,102 libbre/pollice3 si trova solo circa il 5% al di sopra dell’alluminio puro. In secondo luogo, le designazioni dello stato fisico come T5 o T6 cambiano resistenza attraverso il trattamento termico, non la densità, quindi un profilo 6063-T5 e un profilo 6063-T6 della stessa sezione trasversale pesano lo stesso al metro.
Come gli elementi di lega spostano la densità da 0,096 a 0,102 libbre/pollice3
La lega sposta la densità di circa dal 2 al 6% perché ciascun elemento disciolto trasporta una massa atomica diversa. Il rame a 8,96 g/cm3 e lo zinco a 7,14 g/cm3 sono molto più pesanti dell'alluminio e spingono 2024 e 7075 al top della gamma. Il magnesio a 1,74 g/cm3 e il silicio a 2,33 g/cm3 sono più leggeri, motivo per cui i gradi 5xxx e 6xxx si trovano pari o leggermente al di sotto della linea di base del metallo puro.
Per le strutture industriali, la riga che conta è 6063 a 0,097 lb/in3, la lega più utilizzata dietro la maggior parte dei sistemi con scanalature a T. La scelta tra 6061 e 6063 influisce sul design della parete e sulla finitura superficiale molto più del peso, una distinzione questa confronto tecnico tra la selezione dei profili 6061 e 6063 copre in modo approfondito.
Asporto pratico: a scopo di preventivo, 0,0975 lb/in3 è una precisione entro il 3% per ogni profilo della serie 6xxx. Solo quando un progetto mescola raccordi lavorati 7075 o lamiere 5052 il valore specifico della lega dovrebbe sostituire la linea di base.
Conversione della densità dell'alluminio tra lb/in3, g/cm3 e kg/m3
Per convertire la densità dell'alluminio da g/cm3 a lb/in3, moltiplicare per 0,036127, quindi 2,70 g/cm3 diventa 0,0975 lb/in3. La conversione inversa moltiplica lb/in3 per 27,68. Questi fattori coprono la maggior parte dei controlli incrociati tra le schede tecniche metriche degli estrusori asiatici e le quotazioni imperiali dei distributori nordamericani.
- da g/cm3 a lb/in3: moltiplicare per 0,036127 (2,70 diventa 0,0975).
- da lb/in3 a g/cm3: moltiplicare per 27,68 (0,098 diventa 2,71).
- da kg/m3 a lb/ft3: moltiplicare per 0,0624 (2.700 diventa 168,5).
- da kg/m a lb/ft: moltiplicare per 0,672 (un profilo da 1,70 kg/m diventa 1,14 lb/ft).
Riferimento principale: 2,70 g/cm3 = 2.700 kg/m3 = 168,5 lb/piedi3 = 0,0975 lb/pollici3. Mantieni questa catena sulla parete del negozio e qualsiasi scheda tecnica in qualsiasi sistema di unità potrà essere verificata in pochi secondi.
Calcolo del peso del profilo dalla densità: formula ed esempio elaborato
Il peso del profilo è uguale al volume moltiplicato per la densità e le estrusioni a sezione trasversale costante lo semplificano in un'area della sezione trasversale moltiplicata per la lunghezza moltiplicata per 0,0975 libbre/pollici3. Quando manca una scheda tecnica è sufficiente il solo disegno.
F
Formula del campo: peso in kg al metro = area della sezione in mm2 x 2,70 / 1.000. Un profilo 40x40 con circa 460 mm2 di alluminio solido equivale a circa 1,24 kg/m, o 0,83 lb/ft, prima di aprire un catalogo.
Parti dal valore di catalogo
Estrusori affidabili pubblicano il peso per metro, calcolato direttamente dalla densità e dalla sezione trasversale. Un profilo 3030 ad alta stabilità come HS83030N3 elenca 1,02 kg/m, che contiene già il presupposto di 2,70 g/cm3.
Converti nell'unità utilizzata dal preventivo di trasporto
Moltiplicare kg/m per 2,2046 per lb/m, quindi dividere per 3,281 per lb/ft. Il profilo da 1,02 kg/m corrisponde a 0,685 lb/ft.
Moltiplicare per la lunghezza della corsa
Un telaio che utilizza 24 metri di questo profilo trasporta 24 x 1,02 = 24,5 kg, ovvero 54 libbre di estrusione nuda.
Aggiungi la quota hardware
I connettori angolari, gli elementi di fissaggio e i piedini livellatori in genere aggiungono dal 5 all'8%, portando il telaio a circa 58 libbre prima dell'imballaggio.
HS-8-3030N3 Profilo in alluminio con scanalatura a T 3030, parete da 2,0 mm, 1,02 kg/m Questo profilo 6063-T5 ad alta resistenza è adatto ai telai in cui la capacità di carico è importante nonostante la bassa densità dell'alluminio. Le sue pareti da 2,0 mm e la scanalatura a T da 8,2 mm consentono un assemblaggio modulare e senza saldature per telai di apparecchiature di automazione e scaffalature pesanti. Visualizza il prodotto → Alluminio vs acciaio: cosa significa 0,098 libbre/pollici3 in termini di resistenza/peso
L'alluminio ha circa un terzo della densità dell'acciaio, 0,098 contro 0,284 libbre/pollici3, quindi un telaio in alluminio ben progettato riduce il peso strutturale del 40-50% anche dopo aver compensato con sezioni più spesse. Il titanio a 0,160 e il rame a 0,321 sostengono la linea dell'alluminio dall'alto, mentre solo il magnesio a 0,063 è più leggero.
Densità dei metalli strutturali in libbre/pollici3
Valori della temperatura ambiente per i gradi strutturali comuni, arrotondati a tre decimali
Telaio con scanalatura a T in alluminio
- Circa il 65% più leggero per unità di volume rispetto all'acciaio
- Lo strato di ossido naturale rimuove la verniciatura e l'antiruggine
- Imbullonati insieme da profili standard senza saldatura
- Adatto a guardie, postazioni di lavoro e layout che cambiano spesso
Struttura in acciaio saldato
- Quasi 2,9 volte più denso a 0,284 libbre/pollice3
- Modulo più elevato per campate molto lunghe non supportate
- Costo inferiore per libbra di materia prima
- Richiede saldatura, molatura e rivestimento ad ogni revisione
La forza specifica, non la sola densità, risolve la questione: il 7075-T6 offre un carico di snervamento vicino a 73.000 psi a soli 0,102 libbre/pollice3, un rapporto che l'acciaio raramente corrisponde a sezioni di dimensioni comparabili.
HS-8-4040L Profilo in alluminio leggero con scanalatura a T 4040, 0,90 kg/m Con una parete di 1,5 mm e un peso unitario di 0,90 kg/m, questa estrusione 40x40 dà priorità al risparmio di peso. Si adatta bene alla discussione sulla densità dell'articolo, offrendo un'opzione pratica per partizioni per camere bianche, recinzioni e postazioni di lavoro modulari leggere. Visualizza il prodotto → Budgeting del peso per strutture con scanalature a T: dal preventivo alla classe di trasporto
Considera il peso determinato dalla densità come un'unica linea di budget che copre struttura, hardware e spedizione, perché la stessa costante di 0,0975 libbre/pollici3 guida tutti e tre.
- Classe di trasporto: i vettori LTL rivalutano una spedizione quando il peso effettivo supera una fascia, quindi un errore di stima del 10% può modificare la fattura.
- Valori di carico: rotelle, piedini di livellamento e supporti sopraelevati sono valutati in libbre e il peso proprio del telaio consuma parte di tale valore prima di qualsiasi carico utile.
- Deflessione: i profili a parete sottile riducono il peso ma si abbassano maggiormente su campate superiori a circa 1,5 metri, quindi il risparmio di peso si ferma dove inizia la rigidità.
- Tempo di lavorazione: la scala delle ore CNC in base al peso del truciolo e le billette più pesanti rimuovono più alluminio per parte.
Lo spessore della parete è la leva più grande all'interno di una serie. In una singola famiglia 40x40, le varianti comunemente vanno da pareti da 1,2 mm su versioni dal peso ottimizzato a pareti da 4,5 mm su versioni extra pesanti, una distribuzione di oltre il 50% in peso per metro per lo stesso ingombro esterno. Fornitori come Shanghai Huishuo Aluminium Industry Technology Co., Ltd. pubblicano il peso al metro per ogni variante, che è semplicemente la densità moltiplicata per la sezione trasversale misurata, ed è possibile confrontare il modo in cui ciascuna serie scambia il peso con il coefficiente di carico nell'intero profili di estrusione di alluminio industriale gamma.
Un esempio di spedizione pratica: 18 metri di profilo a fessura quadrata 30x60 a 1,70 kg/m equivalgono a 30,6 kg, o 67,5 lb, di estrusione nuda. L'aggiunta di piastre e elementi di fissaggio al 7% porta il telaio vicino a 72 libbre, che lo mantiene al di sotto della soglia di 150 libbre, dove molti corrieri applicano costi di gestione aggiuntivi.
Regola pratica: budget da 6 a 8 libbre di connettori e dispositivi di fissaggio per ogni 100 libbre di profilo nudo e il preventivo di trasporto sopravvivrà al contatto con la bilancia.
Profilo in alluminio con fessura quadrata HS-6-3060GB 30x60, 1,70 kg/m Un profilo asimmetrico da 30x60 mm con slot quadrati da 6,5 mm per connettori dedicati, adatto a telai medi e pesanti. Il suo peso di 1,70 kg/m e le pareti da 2,0 mm sono adatti per scaffali, supporti per catene di montaggio e progetti di recinzione di officine. Visualizza il prodotto → Domande frequenti sulla densità dell'alluminio in libbre/pollici3
Qual è la densità esatta dell'alluminio puro in libbre/pollici3?
Il valore accettato è 0,0975 lb/in3 a temperatura ambiente, convertito dalla densità di riferimento di 2,70 g/cm3 o 2.700 kg/m3. Nelle quotazioni quotidiane, 0,098 lb/in3 è la cifra arrotondata comune e rimane entro l'1% del valore esatto.
Il trattamento termico come la tempra T6 cambia la densità dell'alluminio?
No. Gli stati T4, T5 e T6 alterano la resistenza attraverso la struttura del precipitato e lo spostamento della densità è inferiore al mezzo punto percentuale. Il riscaldamento del metallo in servizio lo espande leggermente, quindi la densità diminuisce di circa l'1% a 200 gradi Fahrenheit, ma i valori della scheda tecnica presuppongono la temperatura ambiente.
Come posso convertire il valore di un foglio dati metrico in lb/in3?
Moltiplicare qualsiasi cifra g/cm3 per 0,036127. Per 6063 a 2,69 g/cm3 si ottiene 0,097 lb/in3; per 7075 a 2,81 g/cm3 dà 0,102 lb/in3. Se la scheda tecnica riporta kg/m3, moltiplicare invece per 0,0000361.
Perché due profili 40x40 di fornitori diversi pesano quantità diverse?
La geometria, non il metallo. Tutte le leghe 6xxx rientrano tra 0,097 e 0,0975 lb/in3, quindi una differenza di peso del 15% tra due profili 40x40 deriva dallo spessore della parete e dal design delle nervature interne. Confronta sempre la cifra pubblicata in kg/m o lb/ft anziché assumere lo stesso peso a parità di impronta.
