EN
El perfilat d'alumini 4040 rep el seu nom del perfil quadrat de 40 per 40 mil·límetres que forma la seva estructura central. El que fa que aquest perfil destacar és la manera com combina integritat estructural amb la flexibilitat necessària per a projectes de construcció modular. Quan es produeix segons les especificacions ISO 2768, aquests perfilats mantenen toleràncies ajustades d'aproximadament més o menys 0,1 mil·límetres. Aquest tipus de precisió és important quan es construeixen elements que necessiten encaixar exactament, especialment en entorns de fabricació. Penseu, per exemple, en les estructures de màquines CNC, on el més mínim desalineament pot desvirtuar senceres sèries de producció. Per als enginyers que treballen en maquinària complexa, aconseguir les dimensions correctes des del principi estalvia temps i diners en el procés.
El perfil 4040 té aquestes pràctiques ranures en T de 8 mm a ambdós costats, cosa que fa que muntar-ho tot sigui molt senzill sense necessitat d'eines. Només cal agafar alguns fixadors estàndard M8, cargols de lliscament i els suports adequats per a la feina. Això implica un muntatge més ràpid en la construcció de projectes des de zero o a l'hora de fer canvis posteriorment. Ideal per a persones que treballen en prototips, configuren sistemes automatitzats o creen espais de treball que han d'adaptar-se segons evolucionen els projectes. I com que aquestes ranures envolten completament el perfil, el muntatge de components esdevé molt més fàcil en múltiples direccions. Els sensors poden anar aquí, les guies allà, i les abraçaderes on calgui. Tot el sistema roman fort i estable, tot oferint aquesta flexibilitat en la col·locació dels components.
L'espessor de la paret de les extrusions 4040 generalment oscil·la entre 1,5 mm i 10 mm, cosa que té un impacte força directe sobre la quantitat de pes que poden suportar i la seva rigidesa general. Quan analitzem perfils amb parets de 3 mm d'espessor o més, aquests poden arribar a suportar càrregues estàtiques d'aproximadament 1.200 kg per metre quan es col·loquen verticalment. Això els converteix en una opció ideal per a tasques realment exigents que requereixin una gran integritat estructural. La majoria de la gent comprova que un espessor bàsic de 2 mm és suficient per a usos quotidians, com ara la construcció d'armaris per a màquines o la fabricació de bastidors per a robots. Això representa una bona combinació de resistència i lleugeresa. I reconeixem que ningú vol que alguna cosa es deformi. Per tant, si en algun lloc hi haurà molta tensió, sol ser recomanable utilitzar parets més gruixudes per assegurar-se que tot quedi en el seu lloc.
El perfil 4040 incorpora canals integrats i un forat central d'uns 6,8 mm que facilita molt el pas de cables elèctrics, canonades pneumàtiques i cables de dades. En situar-ho tot a l'interior en comptes de l'exterior, hi ha menys desordre i, per tant, les condicions de treball són més segures en general. També resulta més fàcil fer el manteniment en configuracions complexes com les que es troben en grups d'impressores 3D o al llarg de línies d'automatització industrial on l'espai es redueix ràpidament. A més, aquests camins protegits ajuden a mantenir les peces delicades a salvo de l'acumulació de pols i cops accidentals tan freqüents en entorns industrials amb molta activitat.
| Perfil | Secció transversal | Capacitat de Càrrega | Casos d'ús típics |
|---|---|---|---|
| 2020 | 20 mm x 20 mm | 400 kg/m | Projectes de bricolatge, prestatgeries lleugeres |
| 3030 | 30 mm x 30 mm | 800 kg/m | Taules de treball, carcasses de mida mitjana |
| 4040 | 40 mm x 40 mm | 1.500 kg/m | Estructures CNC, robots industrials, transportadors pesats |
L'extrusió 4040 és la més adequada per a aplicacions que requereixen alta rigidesa i resistència a càrregues contínues, com centres d'usinatge multieix, braços robòtics i sistemes d'automatització a gran escala. La seva superior resistència la converteix en l'opció preferida respecte als perfils 2020 i 3030 quan la estabilitat estructural sota estrès dinàmic o continu és crítica.
La tecnologia d'extrusió d'alumini permet que el perfil 4040 combini una sòlida resistència mecànica amb un disseny lleuger, gràcies a la seva geometria dissenyada i a la seva composició d'aliatge d'alta resistència.
La majoria d'extrusions 4040 estan fabricades amb l'aliatge d'alumini 6063-T5. La seva composició és d'aproximadament un 97,5% d'alumini, més un 0,9% de magnesi i al voltant del 0,6% de silici. Què fa tan atractiva aquesta combinació? Doncs ofereix una força contra la corrosió força decent i alhora és fàcil de treballar durant el procés d'extrusió. A més, els productes acabats solen tenir aquesta superfície llisa que tothom busca. Una altra gran qualitat d'aquest aliatge és la manera com desenvolupa naturalment una capa d'òxid protectora amb el temps. Aquesta característica no només millora la durabilitat general, sinó que també permet que les superfícies puguin rebre tractaments com l'anodització o el recobriment en pols sense cap problema. Gràcies a aquestes propietats, sovint veiem les extrusions 4040 utilitzades des de projectes interiors habituals fins a entorns industrials exigents on els materials han de resistir condicions dures dia rere dia.
Amb una resistència a la tracció de 26 ksi i una capacitat de càrrega típica superior als 700 kg/m, el perfil 4040 funciona de manera fiable sota tensions mecàniques significatives. Les principals avantatges inclouen:
| Propietat | perfil 4040 | Equivalent més lleuger |
|---|---|---|
| Càrrega estàtica | 650 kg/m | 320 kg/m |
| Fletxa sota càrrega | 0,5 mm/m | 1,2 mm/m |
| Resistència a l'impacte | 94 kJ/m² | 62 kJ/m² |
Què li dóna a aquest material la seva resistència extra? Doncs bé, es deu a les parets que solen tenir entre 3 i 5 mil·límetres de gruix, a més de les nervures interiors que ajuden a mantenir-ho tot unit. Aquests elements de disseny resisteixen força bé les forces de flexió i torsió. Per aquest motiu, els enginyers prefereixen utilitzar el perfil 4040 en la construcció de màquines CNC, braços robòtics i altres equips d'alta precisió on fins i tot la més mínima flexió pot causar problemes. A més, hi ha un altre detall interessant: el forat central no només té bon aspecte, sinó que també fa que el conjunt sigui més estable quan es torça. A més, crea espai interior per passar-hi cables i altres components sense haver de fer forats addicionals.
El que fa que l'extrusió 4040 sigui tan popular entre els fabricants és la combinació de resistència i el pràctic sistema modular amb ranures en T. Aquestes característiques permeten als enginyers construir bastidors molt resistents i carcasses de protecció per a tot tipus d'equip industrial. A més, no cal utilitzar soldador, ja que tot s'encaixa ràpidament i es pot reconfigurar quan calgui. Això funciona molt bé a les plantes de fabricació on els elements s'han de moure sovint, com en aquelles línies d'assemblatge automotriu on els equips es reconfiguren setmanalment. El material també és força impressionant. Fabricat amb una aliatge 6063-T5, resisteix la corrosió i la rovella fins i tot en entorns difícils. N'hem vist de durar més del previst en llocs amb alta humitat o exposició a productes químics, cosa que diu molt de la seva durabilitat en condicions extremes.
A l'hora de parlar de maquinària precisa com ara routers CNC i aquestes grans impressores 3D industrials, les extrusions 4040 ofereixen quelcom molt important per a un funcionament precís: redueixen les vibracions mantenint alhora la rigidesa estructural. Aquests perfils disposen d'aquelles ranures T de 8 mm que resulten molt útils per muntar rails lineals i components del motor de manera més fàcil durant la configuració. A més, els canals interns que duen per dins ajuden a mantenir tot el cablejat net i ordenat, així com també les canonades de refrigerant. Una anàlisi recent d'eines de maquinària de l'any passat va mostrar resultats interessants. Els sistemes construïts utilitzant estructures de 4040 van presentar aproximadament un 18 percentatge menor de problemes de calibratge en comparació amb les alternatives tradicionals en acer soldat. La majoria de professionals atribueixen aquesta millora a una major estabilitat dimensional al llarg del temps i a menys problemes derivats de l'expansió tèrmica que podrien alterar les mesures.
El perfil 4040 s'ha tornat popular entre els fabricants pel seu mida estàndard que el fa ideal per construir sistemes transportadors i muntar àrees de treball automatitzades. Amb només 1,5 mm d'gruix a les parets, aquestes extrusions poden suportar el desgast continu de les operacions de maquinària. A més, hi ha aquest forat central que travessa tot el perfil i que facilita molt el pas de tot tipus de cablejat elèctric i línies de control directament dins el propi bastidor. El que realment destaca és la facilitat amb què es poden modificar quan les necessitats de producció canvien al llarg de les diferents temporades. No es requereixen eines especials per fer ajustos i també funciona molt bé amb suports de muntatge habituals. I no ens oblidem tampoc del temps que es guanya en manteniment: les peces es substitueixen aproximadament un 30 percent més ràpid que amb aquells antics bastidors d'acer que s'ajuntaven amb cargols i que la majoria de fàbriques utilitzaven en aquella època.
Els robots col·laboratius, o cobots com sovint són anomenats, estan cada vegada més presents en entorns de fabricació avui dia. Per això veiem tant l'ús de les extrusions 4040 en elements com braços robòtics que es mouen, plataformes base per a unitats mòbils i estructures amb sensors integrats. El que fa destacar l'alumini 6063-T5 és la seva resistència en condicions difícils. No es veu afectat per refrigerants, manté la seva estabilitat encara que hi hagi fluctuacions d'humitat i pot suportar canvis de temperatura sense degradar-se. Aquestes propietats l'han convertit en el material preferit per a sectors on la neteja és fonamental, com ara línies de producció d'aliments, plantes de fabricació farmacèutica i aquells ambients ultra nets coneguts com a sales blanques. Quan es combinen aquests perfils d'alumini amb sensors de l'Internet Industrial de les Coses i connectors tipus plug-and-play, s'aconsegueixen configuracions d'indústria intel·ligent capaces d'ajustar les seves operacions sobre la marxa segons les condicions actuals a la línia de producció.
L'extrusió d'alumini 4040 ofereix un rendiment industrial sòlid sense costos elevats, amb un preu mitjà d'entre 15 i 25 dòlars per metre lineal. Una enquesta recent de la comunitat de makers del 2023 va revelar que aproximadament el 78% dels aficionats utilitzen aquests perfils de 40x40 mm en la construcció de prototips. Per què? Tenen un preu assequible, mantenen dimensions consistents entre lots i s'adapten bé a la majoria de plataformes de disseny de codi obert. A més, a la gent li agrada utilitzar-los per tot tipus de projectes. Molts makers comencen amb estructures bàsiques per a màquines CNC, construeixen unitats d'emmagatzematge resistents, muntan taules de taller o fins i tot experimenten amb seguidors de panells solars. Aquesta versatilitat fa que sigui un material imprescindible per a qualsevol persona que treballi amb un pressupost limitat.
El perfil és fàcil de fabricar utilitzant eines estàndard:
Aquesta simplicitat redueix les barreres d'entrada per a creadors i accelera els cicles de prototipatge
Una de les majors fortalles del sistema 4040 és la seva reutilització: fins al 93% dels components es poden desmuntar i tornar a utilitzar sense degradació. Aquesta reversibilitat dona suport a processos de disseny iteratiu, des del testatge d'articulacions robòtiques fins a la construcció de suports solars ajustables, reduint el desaprofitament de materials i els costos del projecte
Alguns fabricants han muntat recentment una fresadora CNC prou precisa utilitzant aquestes extrusions 4040 estàndard i han assolit una precisió d'aproximadament ±0,2 mm. Aquest nivell de precisió és força proper al que ofereixen fresadores comercials que valen més de 8.000 dòlars. Tot el projecte ha costat només 1.200 dòlars gràcies a la robustesa d'aquestes extrusions. A més, no vibren gaire ni tan sols en funcionar a gran velocitat, fet que fa una gran diferència en la qualitat del tall. A l'interior del bastidor, hi ha canals pràctics que permeten organitzar els cables i les canonades de refrigerant. I què dir dels ranures en T? Molt útils per alinear correctament les guies lineals i els motors pas a pas. Això demostra fins a quin punt aquests perfils poden ser efectius per a treballs de mecanitzat seris on la precisió és fonamental.
Una extrusió d'alumini 4040 és un perfil estructural utilitzat en construcció modular, caracteritzat per una secció quadrada de 40 per 40 mil·límetres i ranures en T de 8 mm per a l'assemblatge.
Els ranurs en T permeten un muntatge modular sense eines, facilitant la reconfiguració de components sense necessitat de soldadura.
Sí, els perfils 4040 poden suportar càrregues estàtiques de fins a 1.200 kg/m depenent del gruix de la paret i de l'aplicació.
Absolutament, el perfil 4040 és popular entre els aficionats per la seva assequibilitat, simplicitat i versatilitat en prototips.
L'aliatge d'alumini 6063-T5 és l'utilitzat habitualment per a aquests perfils per la seva resistència a la corrosió i acabat superficial llis.
Un proveïdor de solucions integrals que combina I+D, producció, vendes i gestió de la cadena d'aproviment.
