EN
La forma de la secció transversal dels perfils de marc d'alumini influeix directament en la seva eficiència estructural i idoneïtat per a l'aplicació. El disseny geomètric determina la capacitat de suport de càrrega, la resistència a la torsió i la compatibilitat amb els sistemes d'unió. Els enginyers prioritzen la geometria del perfil per assolir relacions òptimes de resistència-pes mentre minimitzen el desperdici de material.
Quan es tracta de perfils estructurals, els tubs d'alumini quadrats i rectangulars estan presents gairebé a tot arreu perquè suporten molt bé les forces de flexió. Les xifres també ho confirmen: aquestes formes poden suportar entre un 40 i un 60 per cent més de pes en comparació amb tubs rodons utilitzats en sistemes de truss similars. Dit això, els tubs rodons encara tenen el seu lloc, especialment quan es necessita una rotació suau, com en cintes transportadores o aquelles façanes corbes modernes que veiem avui dia. Segons dades recents d'un informe sobre materials arquitectònics publicat l'any passat, els perfils rectangulars representen gairebé el 60% de tots els perfils estructurals en dissenys contemporanis d'almacens. Té sentit, ja que la majoria d'instal·lacions de magatzematge necessiten estructures fortes i estables que no es deformin sota càrregues pesants.
Els canals en forma de C ofereixen accés obert per a la integració de cablejat i canonades en particions modulars. Els perfils en forma de U creen un seient natural per a panells de vidre en parets cortina sense necessitat de suports addicionals. Aquestes configuracions redueixen el temps de muntatge entre un 25 % i un 35 % en comparació amb suports fabricats complexos, segons els paràmetres de disseny industrial.
Els perfils en forma d'H imiten les capacitats de distribució de càrrega de les bigues d'acer en forma d'I, però amb un pes un 50 % menor, el que els fa ideals per a sistemes de portics suspesos. Les variants en forma de T serveixen com a estructures principals en unitats d'organització i suports per a arrays solars, amb brancals que eviten el desplaçament lateral sota càrregues dinàmiques.
El doblegat de 90° en perfils en L els converteix en suports angulars eficaços per a marcs de finestres i envolventes de maquinària. Aquesta forma simplifica la construcció modular en proporcionar punts de connexió preenginyats per a components perpendiculars, reduint els requisits de soldadura fins al 70% en estructures prefabricades.
Els perfils de marc d'alumini compleixen funcions específiques en diferents indústries, amb sectors de la construcció i fabricació que utilitzen dissenys especialitzats per a un rendiment concret. A continuació es mostren les classificacions principals:
Els enginyers utilitzen perfils d'alumini extrets amb seccions transversals rectangulars o quadrades per a estructures portants en ponts i instal·lacions industrials. Aquests solen emprar l'aliatge 6061-T6, assolint resistències a la tracció superiors a 45.000 psi mentre ofereixen un estalvi de pes del 40% respecte a l'acer.
Els perfils d'alumini aïllats incorporen barreres tèrmiques de poliamida que redueixen la transferència de calor en un 60% en comparació amb extrusions massisses. Aquest disseny evita la condensació i compleix els requisits ENERGY STAR®; és essencial per a parets cortina modernes i sistemes de vidres de baixa emissivitat.
Els perfils de canal de paret fina fixen els panells de vidre en façanes d'edificis alts mitjançant la distribució de forces compressives, amb ranures integrades per a juntes que asseguren estanquitat. Els perfils de burilla permeten la instal·lació sense eines de persianes arquitectòniques i senyalització mitjançant sistemes de bloqueig ràpid.
Els sistemes de perfils d'alumini amb ranura en T dominen la infraestructura d'automatització industrial per la seva reconfiguració modular. El patró normalitzat de ranures permet un muntatge de línies de producció un 87% més ràpid en comparació amb els bastidors soldats d'acer, amb propietats d'amortiment de vibracions que allarguen la vida útil de l'equipament.
Els perfils comuns de marc d'alumini, com ara angles en forma de L, seccions en T i canals en U, ofereixen opcions asequibles prèvies per a necessitats estructurals habituals. La majoria d'aquestes formes fabricades a la fàbrica compleixen amb els estàndards de qualitat ISO 9001, el que permet muntar-los ràpidament per a aplicacions com ara prestatgeries d'emmagatzematge o bases simples de màquines. La dimensionalitat consistent és molt útil en el disseny d'estructures, especialment perquè tubs rectangulars d'aproximadament 40 per 80 mil·límetres i peces angulars amb dimensions d'uns 25 per 25 per 3 mm d'espessor són tan habituals en projectes de construcció modular a diversos sectors.
Per a projectes que necessiten formes inusuals, com canals de refrigeració interiors en sistemes de climatització o passos integrats per cables, els perfils d'alumini personalitzats destaquen especialment en l'aprofitament òptim dels materials. Segons l'informe de tendències de disseny de l'any passat, aproximadament dos terços de tots els treballs d'automatització industrial utilitzen actualment perfils fets a mida, reduint el nombre de peces necessàries entre un trenta i un quaranta per cent. El que fa tan valuosa aquesta aproximació és que els enginyers poden combinar diverses funcions diferents ranures de muntatge, espai per a dilatació tèrmica tot dins d'una única peça en lloc de components separats. Això redueix tant el temps dedicat al muntatge com el pes total del producte final.
Per a una granja solar construïda en una d'aquestes regions desèrtiques seques on les tempestes de sorra són freqüents, els enginyers necessitaven perfils d'alumini que poguessin suportar tant forces de torsió com el desgast constant de la sorra. Van optar per perfils buits quadrats personalitzats de 150 per 150 mil·límetres fabricats amb l'aliatge 6063-T6. Aquests perfils incloïen bafles interiors especials per evitar que el pols s'estengués arreu, a més de venir ja perforats amb esllots perquè els instal·ladors poguessin ajustar els angles d'inclinació segons calgués. El resultat? La feina in situ va trigar aproximadament la meitat del temps que normalment hauria trigat amb aquells sistemes antics basats en suports. A més, aquests perfils van resistir perfectament vents de més de 140 quilòmetres per hora, cosa força impressionant tenint en compte la duresa de les condicions desèrtiques per als equips.
Els perfils estàndard arriben generalment en uns 2 a 3 dies hàbils i tenen un cost d'entre 8 i 15 dòlars per metre lineal. Les solucions personalitzades, en canvi, triguen molt més, normalment uns 6 a 8 setmanes, ja que necessiten eines especials i una configuració de fabricació específica. Experts del sector han investigat força aquest tema, i els seus resultats indiquen que optar per solucions personalitzades pot arribar a estalviar a les empreses entre un 18% i un 27% a llarg termini quan es fan grans quantitats. Aquests estalvis provenen principalment de necessitar menys manteniment i processos de muntatge més econòmics en el futur. En el cas de prototips o comandes més petites, molts fabricants descobreixen que el millor és combinar elements. Adaptar un perfil estàndard afegint-hi alguns detalls mecanitzats sovint permet assolir el punt òptim on els costos inicials romanen raonables però igualment compleixen totes les especificacions de rendiment necessàries.
L'aliatge d'alumini 6063 representa aproximadament el 68% de tots els sistemes estructurals arquitectònics del món, ja que troba l'equilibri perfecte entre la facilitat d'extrusió i la seva capacitat per resistir la corrosió. El que fa especial aquest aliatge és la seva composició de magnesi-silici, que li confereix superfícies molt llises, ideals per a elements visibles, com marcs de finestres o parets cortina en edificis. Segons dades de l'Aluminum Association del 2023, aquest material té una resistència a la fluència d'aproximadament 21 MPa. Això pot no semblar extremadament resistent comparat amb altres metalls, però funciona excel·lentment per a components que no han de suportar càrregues pesades. A més, els fabricants gaudeixen treballant amb ell, ja que poden crear formes complexes a uns costos raonables durant el procés d'extrusió.
Mentre que l'aliatge 6063 prioritzar la conformabilitat, l'alumini 6061 ofereix un rendiment mecànic superior per a estructures industrials. Amb una resistència a la tracció de 276 MPa —un 40% més elevada que la del 6063—, aquest aliatge és preferit per a bases de màquines, braços robòtics i armadures estructurals. La seva composició reforçada amb coure suporta cicles repetits d'esforç en sistemes d'automatització, però requereix recobriments protectors en ambients corrosius.
| Propietat | aliatge 6063 | aliatge 6061 | Consideració ambiental |
|---|---|---|---|
| Resistència a la corrosió | Excel·lent (1,8 µm/any) | Moderat (3,2 µm/any) | L'exposició costanera o química favoreix el 6063 |
| Conductivitat tèrmica | 201 W/m·K | 167 W/m·K | el 6063 és preferit per a dissipadors tèrmics |
| Soldabilitat | Superior (sense fissures) | Requereix preescalfament/postescalfament | 6063 simplifica el muntatge in situ |
Pel que fa a aplicacions arquitectòniques, l'oxidació anòdica funciona molt bé amb perfils d'alumini 6063. Aquest procés crea capes d'òxid resistents d'uns 25 a 30 micròmetres de gruix que suporten força bé els danys causats per la radiació UV al llarg del temps. Les estructures industrials fabricades amb alumini 6061 normalment s'adapten millor al recobriment en pols. El recobriment assolir uns 9H de duresa segons les normes MIL-DTL-53072 i permet als fabricants marcar directament sobre l'estructura àrees de seguretat de diferents colors. Recentment també ha passat alguna cosa interessant. Nous desenvolupaments en la tecnologia d'oxidació electrolítica de plasma estan començant a produir aquests recobriments híbrids. Bàsicament combinen el que fa que el 6063 sigui tan resistent a la corrosió amb el tipus de resistència a l'abrasió que normalment veiem en materials 6061. Els fabricants segueixen atentament aquest àmbit com a possible canviador de joc per a les seves gammes de productes.
Un proveïdor de solucions integrals que combina I+D, producció, vendes i gestió de la cadena d'aproviment.
