EN
อลูมิเนียมอัลลอยด์ 4040 ได้รับการตั้งชื่อตามโครงสร้างแกนหลักที่มีขนาด 40 มิลลิเมตร คูณ 40 มิลลิเมตร รูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส จุดเด่นของโปรไฟล์นี้คือการผสมผสานความแข็งแรงทนทานกับความยืดหยุ่นที่จำเป็นสำหรับโครงการก่อสร้างแบบโมดูลาร์ เมื่อผลิตตามมาตรฐาน ISO 2768 แล้ว อัลลอยด์ชนิดนี้จะมีความแม่นยำสูง โดยมีค่าความคลาดเคลื่อนเพียง +/- 0.1 มิลลิเมตร เท่านั้น ความแม่นยำระดับนี้มีความสำคัญอย่างมากในงานก่อสร้างที่ต้องการความพอดีที่แม่นยำ โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมการผลิต เช่น โครงสร้างเครื่อง CNC การจัดแนวที่ผิดเพี้ยนเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้กระบวนการผลิตทั้งระบบผิดพลาดได้ สำหรับวิศวกรที่ทำงานกับเครื่องจักรซับซ้อน การได้มาซึ่งมิติที่ถูกต้องตั้งแต่เริ่มต้น จะช่วยประหยัดเวลาและค่าใช้จ่ายในระยะยาว
โปรไฟล์ 4040 มีร่อง T-slots ขนาด 8 มม. ที่ใช้งานได้สะดวกทั้งสองด้าน ซึ่งทำให้การประกอบชิ้นส่วนต่าง ๆ เป็นเรื่องง่ายดาย โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือช่วย เพียงแค่ใช้ชิ้นส่วนมาตรฐาน M8 เช่น น็อตหัวเสียบ สลักเกลียวแบบเลื่อนได้ และตัวยึดที่เหมาะสมกับงาน ก็สามารถเริ่มต้นประกอบได้ทันที วิธีการนี้ช่วยลดเวลาในการติดตั้งทั้งในขั้นตอนการสร้างโครงสร้างใหม่หรือการปรับเปลี่ยนภายหลัง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ที่ทำงานด้านต้นแบบ ระบบอัตโนมัติ หรือการออกแบบพื้นที่ทำงานที่ต้องปรับเปลี่ยนได้ตามความต้องการของโครงการ และด้วยความที่ร่อง T-slots ถูกออกแบบให้ครอบรอบทั้งสี่ด้านของโปรไฟล์ จึงทำให้การติดตั้งชิ้นส่วนต่าง ๆ ทำได้ง่ายจากทุกทิศทาง ไม่ว่าจะเป็นเซ็นเซอร์ รางนำทาง หรือตัวยึดที่สามารถติดตั้งไว้ในตำแหน่งที่ต้องการ ระบบโดยรวมยังคงความแข็งแรงและมั่นคงแม้จะให้ความยืดหยุ่นในการจัดวางชิ้นส่วนมากเพียงใดก็ตาม
ความหนาของผนังสำหรับอัลลอย 4040 โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 1.5 มม. ถึง 10 มม. ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อความสามารถในการรับน้ำหนักและความแข็งแรงโดยรวม สำหรับโปรไฟล์ที่มีผนังหนา 3 มม. หรือมากกว่าสามารถรับแรงดันคงที่ได้ประมาณ 1,200 กิโลกรัมต่อเมตรเมื่อติดตั้งในแนวตั้ง ทำให้เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความแข็งแรงทนทานสูงเป็นพิเศษ ผู้ใช้งานส่วนใหญ่พบว่าความหนาของผนังที่ 2 มม. ก็เพียงพอแล้วสำหรับงานทั่วไป เช่น การสร้างตู้เครื่องจักร หรือโครงสร้างหุ่นยนต์ เพราะให้ความสมดุลที่ดีระหว่างความแข็งแรงและน้ำหนักที่เบา ท้ายที่สุด ไม่มีใครต้องการให้วัสดุเกิดการบิดงอ ดังนั้นในกรณีที่มีแรงกระทำมาก การเลือกใช้ผนังที่หนาขึ้นจะช่วยให้ทุกอย่างยึดมั่นอยู่ในตำแหน่งที่ควรจะเป็น
โปรไฟล์ 4040 มีช่องติดตั้งในตัวรวมถึงรูตรงกลางที่มีขนาดประมาณ 6.8 มม. ซึ่งช่วยให้การเดินสายไฟฟ้า ท่อลม และสายสัญญาณข้อมูลทำได้ง่ายขึ้นมาก เมื่อจัดวางส่วนต่างๆ เหล่านี้ไว้ด้านในแทนที่จะเป็นด้านนอก จะช่วยลดความยุ่งเหยิงและเพิ่มความปลอดภัยในการทำงานโดยรวม การบำรุงรักษายังง่ายขึ้นเมื่อต้องจัดการกับระบบที่ซับซ้อน เช่น ในกลุ่มเครื่องพิมพ์ 3 มิติ หรือตามสายการผลิตอัตโนมัติในโรงงานที่พื้นที่มักมีจำกัด นอกจากนี้ ทางเดินที่ถูกป้องกันยังช่วยปกป้องชิ้นส่วนที่เปราะบางให้ปลอดภัยจากฝุ่นและการชนกระแทกที่เกิดขึ้นบ่อยในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่พลุกพล่าน
| ประวัติโดยย่อ | ตัดขวาง | ความจุในการรับน้ำหนัก | กรณีการใช้งานทั่วไป |
|---|---|---|---|
| 2020 | 20 มม. x 20 มม. | 400 กก./ม. | โครงการ DIY, ชั้นวางของเบา |
| 3030 | 30 มม. x 30 มม. | 800 กก./ม. | โต๊ะทำงาน, ตู้ขนาดกลาง |
| 4040 | 40 มม. x 40 มม. | 1,500 กก./ม. | เฟรม CNC, หุ่นยนต์อุตสาหกรรม, เครื่องลำเลียงหนัก |
การอัดขึ้นรูปแบบ 4040 เหมาะที่สุดสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแข็งแรงสูงและการรับแรงกระแทกอย่างต่อเนื่อง เช่น ศูนย์เครื่องจักรกลหลายแกน แขนกลหุ่นยนต์ และระบบอัตโนมัติขนาดใหญ่ ด้วยความแข็งแรงสูงทำให้เป็นทางเลือกที่เหนือกว่าการอัดขึ้นรูปแบบ 2020 และ 3030 เมื่อความมั่นคงของโครงสร้างภายใต้แรงกระทำแบบไดนามิกหรือแรงกดดันต่อเนื่องมีความสำคัญอย่างยิ่ง
เทคโนโลยีการอัดขึ้นรูปอลูมิเนียมช่วยให้การอัดขึ้นรูปแบบ 4040 สามารถรวมคุณสมบัติทางกลที่แข็งแกร่งเข้ากับการออกแบบที่มีน้ำหนักเบา ด้วยรูปทรงที่ถูกออกแบบมาเป็นพิเศษและองค์ประกอบของโลหะผสมประสิทธิภาพสูง
ส่วนใหญ่แล้วการอัดรูปอลูมิเนียม 4040 มักใช้อลูมิเนียมอัลลอยด์ 6063-T5 เป็นวัตถุดิบหลัก โดยองค์ประกอบโดยประมาณคืออลูมิเนียมราว 97.5% ผสมกับแมกนีเซียมประมาณ 0.9% และซิลิคอนประมาณ 0.6% ทำไมองค์ประกอบนี้จึงได้รับความนิยม? เนื่องจากมีคุณสมบัติในการต้านทานการกัดกร่อนได้ดีในระดับหนึ่ง และยังคงมีความง่ายในการแปรรูปขณะทำการอัดรูป นอกจากนี้ ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปมักมีพื้นผิวที่เรียบเนียนตามที่ผู้ใช้งานต้องการ อีกข้อดีที่สำคัญของอัลลอยด์ชนิดนี้คือการเกิดชั้นออกไซด์ป้องกันบนพื้นผิวโดยธรรมชาติเมื่อเวลาผ่านไป คุณสมบัตินี้ไม่เพียงเพิ่มความทนทานโดยรวม แต่ยังช่วยให้พื้นผิวสามารถรองานเคลือบผิว เช่น การออกซิไดซ์แบบไฟฟ้า (Anodizing) หรือการพ่นสีผง (Powder Coating) ได้อย่างไม่มีปัญหา ด้วยคุณสมบัติทั้งหมดนี้ ทำให้เราเห็นการใช้งานอลูมิเนียมอัดรูป 4040 กันอย่างแพร่หลาย ตั้งแต่การใช้งานภายในทั่วไปไปจนถึงสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่ต้องการความทนทานต่อการใช้งานหนักอย่างต่อเนื่อง
ด้วยความแข็งแรงทนทาน 26 กิโลปอนด์ต่อตารางนิ้ว (ksi) และมีความสามารถในการรับน้ำหนักโดยเฉลี่ยเกิน 700 กิโลกรัม/ตารางเมตร ทำให้โปรไฟล์ 4040 ใช้งานได้อย่างเชื่อถือได้แม้อยู่ภายใต้แรงกดดันทางกลที่สูง จุดเด่นหลัก ได้แก่
| คุณสมบัติ | โปรไฟล์ 4040 | เทียบเท่าที่เบากว่า |
|---|---|---|
| ความจูงสแตติก | 650 กิโลกรัม/ตารางเมตร | 320 กิโลกรัม/ตารางเมตร |
| การบิดเบนภายใต้แรงโหลด | 0.5มม./ม. | 1.2 มิลลิเมตร/ตารางเมตร |
| ความต้านทานต่อแรงกระแทก | 94 กิโลจูล/ตารางเมตร | 62 กิโลจูล/ตารางเมตร |
อะไรที่ทำให้วัสดุชิ้นนี้มีความแข็งแรงเป็นพิเศษ? คำตอบอยู่ที่ผนังที่มีความหนาโดยเฉลี่ยระหว่าง 3 ถึง 5 มิลลิเมตร รวมถึงโครงสร้างซี่ด้านในที่ช่วยยึดเหนี่ยวทุกส่วนเข้าด้วยกัน องค์ประกอบการออกแบบเหล่านี้สามารถต้านทานแรงดัดและแรงบิดได้ดีเยี่ยม ด้วยเหตุนี้ วิศวกรจึงนิยมใช้โปรไฟล์ 4040 เป็นพิเศษในการสร้างเครื่องจักร CNC, แขนหุ่นยนต์ และอุปกรณ์ความแม่นยำสูงอื่น ๆ ที่แม้เพียงการดัดเล็กน้อยก็อาจก่อให้เกิดปัญหาได้ นอกจากนี้ยังมีจุดเด่นอีกอย่างหนึ่ง คือ รูตรงกลางที่ไม่เพียงแค่ดูดีเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มความมั่นคงของตัวโครงสร้างเมื่อถูกบิด ยิ่งไปกว่านั้นยังสร้างพื้นที่ภายในสำหรับการเดินสายไฟและชิ้นส่วนอื่น ๆ โดยไม่ต้องเจาะรูเพิ่มเติม
สิ่งที่ทำให้อัลลอยด์ 4040 ได้รับความนิยมในหมู่ผู้ผลิตคือความแข็งแรงที่มาพร้อมกับระบบช่อง T-slot แบบโมดูลาร์ที่ใช้งานสะดวก คุณสมบัติเหล่านี้ช่วยให้วิศวกรสามารถสร้างโครงสร้างที่แข็งแรงและตู้ครอบเพื่อปกป้องอุปกรณ์อุตสาหกรรมหลากหลายประเภทได้ โดยไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องเชื่อมให้ยุ่งยาก เพราะทุกชิ้นส่วนติดตั้งเข้าด้วยกันได้อย่างรวดเร็ว และสามารถปรับเปลี่ยนหรือจัดเรียงใหม่ได้ตามความต้องการ สิ่งนี้เหมาะมากสำหรับการใช้งานในโรงงานที่ต้องมีการเคลื่อนย้ายอุปกรณ์อยู่ตลอดเวลา เช่น สายการประกอบรถยนต์ที่ต้องเปลี่ยนรูปแบบเครื่องจักรทุกสัปดาห์ นอกจากนี้ วัสดุที่ใช้ทำขึ้นเองก็มีคุณภาพสูงมาก โดยผลิตจากโลหะผสม 6063-T5 ซึ่งมีความทนทานต่อสนิมและสารเคมีแม้ในสภาพแวดล้อมที่ยากลำบาก เรายังได้เห็นว่าผลิตภัณฑ์เหล่านี้มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าที่คาดไว้ในพื้นที่ที่มีความชื้นสูงหรือมีการสัมผัสสารเคมี ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความทนทานภายใต้สภาวะที่ท้าทายได้อย่างชัดเจน
เมื่อพูดถึงเครื่องจักรที่ต้องความแม่นยำสูง เช่น เครื่อง CNC routers และเครื่องพิมพ์ 3 มิติขนาดใหญ่ในอุตสาหกรรม การใช้อลูมิเนียมอัลลอย 4040 มีความสำคัญอย่างมากต่อการใช้งานที่แม่นยำ เนื่องจากวัสดุชนิดนี้ช่วยลดการสั่นสะเทือน พร้อมทั้งรักษาความแข็งแรงของโครงสร้างเอาไว้ได้ดี นอกจากนี้ ยังมีร่องตัวทีขนาด 8 มม. ที่เป็นประโยชน์อย่างมากในการติดตั้งรางเลื่อนแบบลิเนียร์และชิ้นส่วนมอเตอร์ให้สะดวกขึ้นในระหว่างการติดตั้ง ช่องภายในที่วิ่งตลอดทั้งชิ้นงานยังช่วยจัดการสายไฟให้เป็นระเบียบ รวมถึงท่อสำหรับระบบระบายความร้อนด้วย เมื่อปีที่แล้ว มีการสำรวจเครื่องมือเครื่องจักรพบข้อมูลที่น่าสนใจ โดยระบบที่สร้างจากโครงสร้างแบบ 4040 framing มีปัญหาเรื่องการปรับเทียบเครื่องจักรลดลงประมาณ 18 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับโครงสร้างเหล็กเชื่อมแบบดั้งเดิม ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่เชื่อว่า ความก้าวหน้านี้เกิดจากความเสถียรทางมิติที่ดีขึ้นตามระยะเวลาการใช้งาน และปัญหาการขยายตัวจากความร้อนที่ลดลง ซึ่งอาจส่งผลต่อค่าการวัดค่าที่แม่นยำ
โปรไฟล์ 4040 ได้รับความนิยมในหมู่ผู้ผลิตเนื่องจากมีขนาดมาตรฐานที่เหมาะสำหรับการสร้างระบบสายพานลำเลียงและจัดตั้งพื้นที่ทำงานอัตโนมัติ ด้วยความหนาเพียง 1.5 มม. ของผนัง โปรไฟล์เหล่านี้สามารถทนต่อการสึกหรอจากการใช้งานเครื่องจักรได้อย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ยังมีรูตรงกลางที่วิ่งตลอดทั้งชิ้น ซึ่งทำให้เดินสายไฟฟ้าและสายควบคุมต่างๆ ได้สะดวกภายในโครงสร้างเองเลย สิ่งที่โดดเด่นจริงๆ คือความง่ายในการปรับเปลี่ยนเมื่อความต้องการในการผลิตเปลี่ยนไปตามฤดูกาลต่างๆ โดยไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องมือพิเศษในการปรับแต่ง และยังทำงานร่วมกับชุดยึดติดตั้งทั่วไปได้ดีอีกด้วย และอย่าลืมถึงเรื่องประหยัดเวลาในการบำรุงรักษาเช่นกัน ชิ้นส่วนสามารถเปลี่ยนได้เร็วกว่าราวๆ 30 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับโครงเหล็กที่ต้องยึดติดกันด้วยสลักเกลียวแบบเก่าที่โรงงานส่วนใหญ่เคยใช้กัน
หุ่นยนต์แบบร่วมมือ หรือที่เรียกกันว่า โคโบต (cobots) กำลังแพร่หลายมากในปัจจุบันสำหรับการใช้งานในโรงงานอุตสาหกรรม นั่นจึงเป็นเหตุผลที่เราเห็นอลูมิเนียมอัลลอย extrusions ขนาด 4040 ถูกนำมาใช้บ่อยครั้งในสิ่งต่างๆ เช่น แขนหุ่นยนต์ที่เคลื่อนที่ได้ ฐานสำหรับหน่วยเคลื่อนที่ และโครงสร้างที่ติดตั้งเซ็นเซอร์ไว้ภายใน สิ่งที่ทำให้อลูมิเนียมอัลลอย 6063-T5 มีความโดดเด่นคือความสามารถในการทนต่อสภาพแวดล้อมที่เลวร้าย มันไม่ได้รับผลกระทบจากสารหล่อเย็น ยังคงความเสถียรแม้ความชื้นจะเปลี่ยนแปลง และสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิโดยไม่เสียหาย คุณสมบัติพิเศษนี้ทำให้อลูมิเนียมชนิดนี้กลายเป็นวัสดุที่อุตสาหกรรมต่างๆ เลือกใช้ โดยเฉพาะในสถานที่ที่ต้องการความสะอาดสูง เช่น สายการผลิตอาหาร โรงงานผลิตยา และห้องปฏิบัติการที่มีความสะอาดสูงหรือที่เรียกว่า cleanrooms เมื่อนำโปรไฟล์อลูมิเนียมเหล่านี้มาใช้ร่วมกับเซ็นเซอร์ Industrial Internet of Things และตัวเชื่อมต่อแบบ plug-and-play จะสามารถสร้างระบบที่ใช้ในโรงงานอัจฉริยะ (smart factory) ที่สามารถปรับเปลี่ยนกระบวนการทำงานแบบเรียลไทม์ตามสถานการณ์ที่เกิดขึ้นจริงบนพื้นที่การผลิต
อลูมิเนียมอัดรีดแบบ 4040 มอบประสิทธิภาพเชิงอุตสาหกรรมที่แข็งแกร่งโดยไม่ทำให้กระเป๋าฉีก โดยทั่วไปมีราคาประมาณ 15 ถึง 25 ดอลลาร์ต่อเมตรเชิงเส้น ผลสำรวจล่าสุดจากชุมชนผู้ผลิตในปี 2023 พบว่าประมาณ 78% ของผู้ที่ชื่นชอบงานอดิเรกเลือกใช้โปรไฟล์ขนาด 40x40 มม. เหล่านี้เมื่อสร้างต้นแบบ เพราะเหตุใด? ราคาค่อนข้างเหมาะสม มีขนาดที่สม่ำเสมอระหว่างล็อต และใช้งานได้ดีกับแพลตฟอร์มออกแบบโอเพนซอร์สส่วนใหญ่ ผู้คนยังชื่นชอบการนำวัสดุนี้ไปใช้ในโครงการต่างๆ อีกด้วย ผู้ผลิตหลายคนเริ่มต้นด้วยการทำโครงเครื่องจักร CNC มิลล์แบบพื้นฐาน สร้างหน่วยจัดเก็บที่แข็งแรง ประกอบโต๊ะทำงานในเวิร์กช็อป หรือแม้แต่ทดลองทำตัวติดตามแผงโซลาร์เซลล์ ความหลากหลายนี้ทำให้วัสดุนี้กลายเป็นวัสดุที่ขาดไม่ได้สำหรับผู้ที่กำลังทดลองสร้างสรรค์ผลงานในงบประมาณจำกัด
โปรไฟล์สามารถผลิตได้ง่ายด้วยเครื่องมือมาตรฐานดังนี้:
ความเรียบง่ายนี้ช่วยลดข้อจำกัดในการเข้าถึงสำหรับผู้ผลิต และเร่งกระบวนการสร้างต้นแบบ
หนึ่งในจุดแข็งที่สำคัญที่สุดของระบบ 4040 คือความสามารถในการนำกลับมาใช้ซ้ำได้ — ชิ้นส่วนสูงถึง 93% สามารถถอดแยกและนำกลับมาใช้ใหม่ได้โดยไม่เสียคุณภาพ การย้อนกลับได้นี้สนับสนุนกระบวนการออกแบบแบบวนซ้ำ ตั้งแต่การทดสอบข้อต่อหุ่นยนต์ไปจนถึงการสร้างฐานติดตั้งโซลาร์เซลล์แบบปรับระดับได้ ช่วยลดของเสียจากวัสดุและต้นทุนโครงการ
ผู้ผลิตบางรายเพิ่งสร้างเครื่อง CNC Mill ที่มีความแม่นยำสูงโดยใช้ชิ้นส่วนอลูมิเนียมอัลลอย extrusion แบบมาตรฐานรุ่น 4040 และสามารถทำค่าความแม่นยำได้ประมาณ ±0.2 มม. ซึ่งถือว่าใกล้เคียงกับเครื่องจักรในเชิงพาณิชย์ที่มีราคาสูงถึง 8,000 ดอลลาร์สหรัฐเลยทีเดียว โดยโครงการทั้งหมดมีค่าใช้จ่ายเพียง 1,200 ดอลลาร์สหรัฐ เนื่องจากความแข็งแรงทนทานของชิ้นส่วน extrusion ดังกล่าว แม้เครื่องจะทำงานที่ความเร็วสูง แต่ก็มีการสั่นสะเทือนน้อยมาก ซึ่งส่งผลให้คุณภาพในการตัดมีความละเอียดสูง นอกจากนี้ ภายในโครงสร้างยังมีช่องเล็กๆ ที่ช่วยจัดระเบียบสายไฟและท่อระบายความเย็นไว้อย่างเป็นระเบียบ ส่วนร่องตัว T (T-slots) ก็สะดวกมากในการจัดแนวอุปกรณ์ต่างๆ เช่น รางเลื่อนเชิงเส้น (linear rails) และมอเตอร์สเต็ปเปอร์ (stepper motors) อย่างแม่นยำ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงศักยภาพอันยอดเยี่ยมของโปรไฟล์เหล่านี้ในการนำไปใช้งานด้านการกลึงที่ต้องการความแม่นยำสูง
4040 Aluminium Extrusion คือโปรไฟล์โครงสร้างที่ใช้ในการก่อสร้างแบบโมดูลาร์ มีลักษณะเด่นคือหน้าตัดขนาด 40 x 40 มิลลิเมตร และร่องตัว T (T-slots) ขนาด 8 มิลลิเมตรสำหรับประกอบชิ้นส่วนต่างๆ
ช่องเสียบ T ช่วยให้สามารถประกอบชิ้นส่วนแบบโมดูลาร์ได้โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือ ทำให้ปรับตั้งค่าชิ้นส่วนใหม่ได้ง่ายโดยไม่ต้องเชื่อม
ได้ อลูมิเนียมอัลลอย 4040 สามารถรับน้ำหนักคงที่ได้สูงสุดถึง 1,200 กิโลกรัม/เมตร ขึ้นอยู่กับความหนาของผนังและการใช้งาน
แน่นอน โปรไฟล์ 4040 ได้รับความนิยมจากกลุ่มผู้ใช้สมัครเล่น ด้วยราคาที่ประหยัด ใช้งานง่าย และเหมาะสำหรับงานต้นแบบที่หลากหลาย
อลูมิเนียมอัลลอย 6063-T5 มักถูกใช้สำหรับอลูมิเนียมอัลลอยชนิดนี้ เนื่องจากมีความต้านทานการกัดกร่อน และให้พื้นผิวที่เรียบเนียน
ผู้ให้บริการโซลูชันครบวงจรที่ผสานการวิจัยและพัฒนา การผลิต การขาย และการจัดการซัพพลายเชนเข้าไว้ด้วยกัน
