ระบบการอัดขึ้นรูปอะลูมิเนียมแบบโมดูลาร์ได้พลิกโฉมการออกแบบอุปกรณ์อุตสาหกรรม ระบบการประกอบอัตโนมัติ สถาปัตยกรรมห้องคลีนรูม และการวางกรอบโครงสร้างโดยพื้นฐาน ในบรรดาประเภทขนาดเมตริกมาตรฐาน โปรไฟล์การอัดขึ้นรูปอะลูมิเนียมซีรีส์ 30 มีตำแหน่งสำคัญระหว่างช่องติดตั้งสำหรับงานเบาและเสาโครงสร้างสำหรับงานหนัก
โปรไฟล์ซีรีส์ 30 สร้างขึ้นบนตารางที่เพิ่มขึ้นทีละ 30 มม. ตามมาตรฐาน โดยมีอัตราส่วนที่สมดุลระหว่างความแข็งแกร่งในการโค้งงอของโครงสร้างต่อน้ำหนักเชิงเส้น โดยให้ความแข็งแรงทางกลที่เพียงพอสำหรับตัวป้องกันเครื่องจักรขนาดกลาง สถานีงานตามหลักสรีระศาสตร์ รางโครงสายพานลำเลียง และชั้นวางขนถ่ายวัสดุ ขณะเดียวกันก็หลีกเลี่ยงการลงโทษด้านน้ำหนักและต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับซีรีส์โครงสร้างที่หนักกว่า
สำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิม ผู้วางระบบ และวิศวกรโรงงาน การเลือกและกำหนดค่าระบบโปรไฟล์ 30 Series จำเป็นต้องประเมินคุณสมบัติทางโลหะวิทยาหลัก ความแปรผันของเรขาคณิตหน้าตัด ขนาดร่อง ขีดจำกัดการโหลดฮาร์ดแวร์ และระบบการป้องกันพื้นผิว คู่มือทางเทคนิคนี้นำเสนอการวิเคราะห์เชิงลึกของโปรไฟล์ซีรีส์ 30 เพื่อช่วยทีมวิศวกรในการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบโครงสร้างแบบโมดูลาร์
พารามิเตอร์ที่กำหนดของการจำแนกประเภทซีรีส์ 30 คือมิติขอบเขตด้านนอกฐานสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 30 มิลลิเมตร อย่างไรก็ตาม รูปทรงสี่เหลี่ยมจัตุรัสเดี่ยวเป็นเพียงส่วนหนึ่งของตระกูลฟังก์ชันเท่านั้น เครื่องอัดรีดอะลูมิเนียมผลิตเมทริกซ์ที่ครอบคลุมของรูปทรงหน้าตัดโดยใช้โมดูลขนาด 30 มิลลิเมตร เพื่อรองรับโมเมนต์การดัดงอที่ไม่สมมาตรและข้อกำหนดในการเชื่อมต่อโครงสร้าง
| การกำหนดโปรไฟล์ | ขนาดภายนอก | จำนวนช่องเปิด | เส้นผ่านศูนย์กลางรูแกนกลาง | ความหนาแน่นมวลโดยทั่วไป | ขอบเขตการสมัครหลัก |
|---|---|---|---|---|---|
| 3030 ไลท์ | 30 มม. x 30 มม | 4 ช่อง | 6.8 มม | 0.85 กิโลกรัมต่อเมตร | แผงแสดงผลป้องกัน กรอบน้ำหนักเบา |
| มาตรฐาน 3030 | 30 มม. x 30 มม | 4 ช่อง | 6.8 มม | 1.05 กิโลกรัมต่อเมตร | เสาเวิร์คสเตชั่น โครงเซลล์ประกอบ |
| 3030 หนัก | 30 มม. x 30 มม | 4 ช่อง | 6.8 มม | 1.25 กิโลกรัมต่อเมตร | ตัวยึดแอคชูเอเตอร์เชิงเส้น ฐานเครื่องจักรขนาดกลาง |
| มาตรฐาน 3060 | 30 มม. x 60 มม | 6 ช่อง | คู่ 6.8 มม | 1.85 กิโลกรัมต่อเมตร | รางนำสายพานลำเลียง, คานโครงแนวนอน |
| มาตรฐาน 3090 | 30 มม. x 90 มม | 8 ช่อง | ทริปเปิล 6.8 มม | 2.70 กิโลกรัมต่อเมตร | คานขวางช่วงยาว รางโครงสำหรับตั้งสิ่งของแบบหลายแกน |
| มาตรฐาน 6060 | 60 มม. x 60 มม | 8 ช่อง | สี่เหลี่ยม 6.8 มม | 3.20 กิโลกรัมต่อเมตร | เสารองรับน้ำหนักหลัก เซลล์หุ่นยนต์หนัก |
ความสามารถเชิงโครงสร้างของโปรไฟล์ 30 ซีรี่ส์นั้นขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีของโลหะผสมอะลูมิเนียมเป็นอย่างมาก และกระบวนการบ่มด้วยความร้อนเทียมที่แม่นยำซึ่งใช้หลังจากการอัดขึ้นรูป
โปรไฟล์อุตสาหกรรมซีรีส์ 30 ส่วนใหญ่ถูกอัดจากโลหะผสมอะลูมิเนียมซีรีส์ 6xxx ที่มีแมกนีเซียมและซิลิคอนเป็นองค์ประกอบการผสมหลัก ซึ่งก่อตัวเป็นแมกนีเซียมซิลิไซด์เพื่อให้สามารถแข็งตัวด้วยการตกตะกอน
ความยืดหยุ่นแบบโมดูลาร์ของโปรไฟล์ 30 Series ขึ้นอยู่กับขนาดมาตรฐานของช่อง T ตามยาว โดยทั่วไปโปรไฟล์ Industrial 30 Series จะมีความกว้างของช่อง 8 มิลลิเมตร (มักกำหนดเป็นรูปทรงของช่อง Slot 8 หรือ B-Type / I-Type ขึ้นอยู่กับระบบนิเวศของผู้ผลิต)
ช่อง T-slot ประกอบด้วยความกว้างของช่องเปิดด้านนอก 8.2 มม. ความกว้างของช่องด้านใน 16.0 ถึง 16.5 มม. และความหนาของการยึดริมฝีปากที่ออกแบบมาเพื่อทนต่อแรงดึงออก เมื่อขันน็อตตัว T ภายในช่องให้แน่น แรงจับยึดจะส่งแรงเฉือนโดยตรงไปที่ขอบช่องอะลูมิเนียมด้านใน โปรไฟล์สล็อต 8 มาตรฐานของซีรีส์ 30 มีความต้านทานแรงดึงคงที่ที่ปลอดภัยสูงสุดในช่วง 2,500 ถึง 4,000 นิวตันต่อจุดเชื่อมต่อตัวยึด ขึ้นอยู่กับว่าจะเลือกโครงสร้างผนังโปรไฟล์ที่เบาหรือหนัก
การออกแบบเฟรมเครื่องจักรซีรีส์ 30 ที่แข็งแกร่งจำเป็นต้องมีการประเมินการโก่งตัวของลำแสงภายใต้แรงกดแบบจุดคงที่ โหลดแบบกระจาย และแรงบิดแบบไดนามิก
การโก่งตัวของลำแสงในโครงโครงสร้าง 30 ซีรีส์อยู่ภายใต้ตัวแปรหลัก 3 ตัว ได้แก่ ความยาวช่วงที่ไม่ได้รับการสนับสนุนระหว่างส่วนรองรับโครงสร้าง โมดูลัสความยืดหยุ่นของอะลูมิเนียมอัลลอยด์ (ประมาณ 68.9 กิกะปาสคาล) และโมเมนต์ความเฉื่อยของพื้นที่ของหน้าตัดโปรไฟล์ที่เลือก
เนื่องจากการโก่งตัวจะเพิ่มขึ้นตามกำลังสามของความยาวช่วงที่ไม่ได้รับการสนับสนุน การเพิ่มความยาวของคานโปรไฟล์ 3030 แนวนอนเป็นสองเท่าจะเพิ่มการโก่งตัวภายใต้ภาระศูนย์กลางเดียวกันถึงแปดเท่า วิศวกรสามารถแก้ไขปัญหาการโก่งตัวได้โดยการเปลี่ยนจากโปรไฟล์ 3030 เดียวไปเป็นโปรไฟล์ 3060 ในแนวตั้ง ซึ่งจะเพิ่มโมเมนต์ความเฉื่อยของพื้นที่ตามแนวแกนโหลดมากกว่าสี่เท่าโดยไม่ต้องเปลี่ยนฮาร์ดแวร์สำหรับติดตั้งขนาด 30 มิลลิเมตรโดยรอบ
| ส่วนตัดขวางของโปรไฟล์ | โมเมนต์ความเฉื่อยของแกนปฐมภูมิ | โมเมนต์ความเฉื่อยของแกนทุติยภูมิ | ดัชนีความต้านทานการดัดงอ | ช่วงสูงสุดที่แนะนำสำหรับการบรรทุก 100 กก |
|---|---|---|---|---|
| 3030 ไลท์ Profile | 2.10 ซม.4 | 2.10 ซม.4 | ปานกลาง | สูงถึง 600 มม |
| มาตรฐาน 3030 Profile | 2.85 ซม.4 | 2.85 ซม.4 | พื้นฐานมาตรฐาน | สูงถึง 850 มม |
| 3030 หนัก Profile | 3.30 ซม.4 | 3.30 ซม.4 | ความแข็งเกร็งสูง | สูงถึง 1,000 มิลลิเมตร |
| มาตรฐาน 3060 (Vertical Axis) | 12.80 ซม.4 | 3.10 ซม.4 | สูงมาก | สูงถึง 1,500 มิลลิเมตร |
| มาตรฐาน 3090 (Vertical Axis) | 38.50 ซม.4 | 4.20 ซม.4 | ยอดเยี่ยม | สูงถึง 2,100 มม |
| มาตรฐาน 6060 Profile | 32.40 ซม.4 | 32.40 ซม.4 | หลายแกนสูงสุด | สูงถึง 2,400 มิลลิเมตร |
สภาพแวดล้อมการปฏิบัติงานทางอุตสาหกรรมทำให้โปรไฟล์ 30 ซีรี่ส์สัมผัสกับความชื้น สารเคมีหล่อลื่น น้ำยาซักฟอก และอนุภาคในบรรยากาศ การเลือกการรักษาพื้นผิวจะกำหนดทั้งอายุยืนยาวและรูปลักษณ์ภายนอก
อโนไดซ์เป็นกระบวนการเคมีไฟฟ้าที่แปลงชั้นอลูมิเนียมด้านนอกเป็นแผ่นกั้นเซรามิกอะลูมิเนียมออกไซด์ที่ทนทาน
การเคลือบผงใช้ผงโพลีเมอร์แห้งที่มีประจุไฟฟ้าสถิตซึ่งบ่มที่อุณหภูมิสูงขึ้น (180 ถึง 200 องศาเซลเซียส) เพื่อสร้างชั้นพื้นผิวต่อเนื่องที่มีขนาด 60 ถึง 100 ไมครอน โปรไฟล์ซีรีส์ 30 เคลือบสีฝุ่นมีความทนทานต่อแรงกระแทกสูงและให้รหัสสีเพื่อความปลอดภัยแบบกำหนดเอง (เช่น สีเหลืองเพื่อความปลอดภัยทางอุตสาหกรรมสำหรับฟันดาบในขอบเขต)
การจัดตำแหน่งที่แม่นยำในเฟรมเครื่องจักรแบบโมดูลาร์จำเป็นต้องมีการควบคุมขนาดที่เข้มงวดระหว่างการอัดขึ้นรูป การตัดด้วยความเร็วสูง และการทำงานของเครื่องจักรซีเอ็นซีขั้นที่สอง
โปรไฟล์ซีรีส์ 30 สำหรับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมได้รับการอัดขึ้นตามมาตรฐานยุโรปที่มีความแม่นยำ เช่น EN 12020-2:
เพื่อช่วยวิศวกรออกแบบในการระบุการกำหนดค่าโปรไฟล์ 30 ซีรี่ส์ที่ถูกต้อง เมทริกซ์ต่อไปนี้จะสรุปตัวเลือกโปรไฟล์ที่แนะนำสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมหลัก
| ภาคอุตสาหกรรม | กล่องอุปกรณ์เฉพาะ | รูปแบบโปรไฟล์ที่แนะนำ | พื้นผิวที่ต้องการ | ฮาร์ดแวร์เชื่อมต่อที่จำเป็น |
|---|---|---|---|---|
| ระบบอัตโนมัติในโรงงาน | การป้องกันเซลล์ความปลอดภัยระดับเบาถึงปานกลาง | 3030 ไลท์ / 3030 Standard | ล้างอะโนไดซ์ (10-15um) | น็อตม้วนแบบดรอปอิน, ฝาปิดช่อง PVC สีเหลือง, บานพับ |
| การจัดการวัสดุ | รางโครงสายพานลำเลียงขนาดเล็ก | มาตรฐาน 3060 Profile | ล้างอโนไดซ์ | แผ่นเป้าเสื้อกางเกงเข้ามุม, ขายึดพื้น |
| เฟอร์นิเจอร์ที่เหมาะกับสรีระ | โต๊ะทำงานแบบปรับความสูงแบบโมดูลาร์ได้ | 3030 หนัก / 6060 Standard | ล้างอโนไดซ์ / Powder Coated | ขั้วต่อโบลต์ภายใน ขาปรับระดับเกลียว M8 |
| การแพทย์และเทคโนโลยีชีวภาพ | เฟรมอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการวิเคราะห์ | มาตรฐาน 3030 Profile | อะโนไดซ์ใสเรียบ | แถบฝาปิดช่องฟลัช (ป้องกันการสะสมฝุ่น) |
| การประกอบอิเล็กทรอนิกส์ | ชั้นวางเครื่องป้อนสาย SMT และช่องตรวจสอบ | มาตรฐาน 3030 / 3060 | อโนไดซ์สีดำ | น็อตขั้วต่อสายดิน ESD ป้องกันไฟฟ้าสถิต |
ความแตกต่างหลักคือขนาดมิติและความสามารถในการรับน้ำหนัก โปรไฟล์ 30 Series สร้างขึ้นบนตารางขนาด 30 มม. พร้อมด้วยความกว้างของช่อง 8 มม. ทำให้มีน้ำหนักเบาขึ้น กะทัดรัดยิ่งขึ้น และลดต้นทุนสำหรับการใช้งานระดับเบาถึงปานกลาง โปรไฟล์ซีรีส์ 40 สร้างขึ้นบนตารางขนาด 40 มม. โดยมีความกว้างของช่อง 8 มม. หรือ 10 มม. โดยมีผนังด้านนอกหนาขึ้นและความเฉื่อยส่วนที่สูงกว่า ซึ่งออกแบบมาสำหรับฐานเครื่องจักรที่มีโครงสร้างหนักและโครงสำหรับตั้งสิ่งของระบบอัตโนมัติขนาดใหญ่
ได้ คุณสามารถใช้ฮาร์ดแวร์ M6 ในโปรไฟล์ 30 Series Slot 8 ได้ โดยให้คุณเลือก 30 Series T-nuts ที่มีแกนเกลียว M6 รวมกับความกว้างของตัวเครื่องที่ออกแบบมาสำหรับช่อง 8 มิลลิเมตร แม้ว่า M8 จะเป็นขนาดเกลียวสูงสุดและเป็นมาตรฐานสำหรับโปรไฟล์ Slot 8 แต่น็อตตัว T M6 ก็ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการติดตั้งอุปกรณ์เสริมที่มีน้ำหนักเบากว่า เซ็นเซอร์ และขายึดแผงในช่องเดียวกัน
การสะสมฝุ่นในช่องสล็อต 30 Series แบบเปิดสามารถป้องกันการสะสมของฝุ่นได้โดยการติดตั้งแถบปิดช่อง PVC แบบฟลัชหรืออะลูมิเนียม แถบพลาสติกหรืออะลูมิเนียมอัดขึ้นรูปที่ยืดหยุ่นเหล่านี้กดลงในช่องช่องขนาด 8 มม. ที่เปิดอยู่โดยตรง ทำให้เกิดพื้นผิวภายนอกที่เรียบซึ่งสามารถเช็ดออกได้อย่างง่ายดายในห้องคลีนรูม การแพทย์ หรือการแปรรูปอาหาร
อลูมิเนียมอัลลอยด์ 6063-T5 มีความสามารถในการอัดขึ้นรูปเป็นพิเศษ ช่วยให้ผู้ผลิตแม่พิมพ์สามารถสร้างโพรงกลวงที่ซับซ้อน ส่วนของผนังบาง และรูปทรงของช่องที่แม่นยำพร้อมความเรียบของพื้นผิวสูง นอกจากนี้ยังชุบอโนไดซ์เพื่อให้ได้พื้นผิวโลหะที่สว่างกว่าและสม่ำเสมอกว่า 6061 ในขณะที่ 6061-T6 ให้ความแข็งแกร่งขั้นสูงสุดที่สูงกว่า 6063-T5 ให้ความสมดุลในอุดมคติระหว่างความแข็งแรงเชิงกล ความแม่นยำของมิติ และการตกแต่งที่สวยงามสำหรับการวางเฟรมแบบโมดูลาร์
โปรไฟล์ 3060 เดี่ยวให้ความสมบูรณ์ของโครงสร้าง ความแข็งแกร่งในการบิด และความต้านทานการโค้งงอที่สูงกว่าโปรไฟล์ 3030 ที่แยกกัน 2 โปรไฟล์ที่ต่อกับตัวยึด สายรัดภายในแบบรวมของโปรไฟล์ 3060 ที่อัดขึ้นรูปจากโรงงานช่วยลดการลื่นของข้อต่อทางกลไก ลดเวลาแรงงานในการประกอบทั้งหมด และให้รูปลักษณ์ที่สวยงามยิ่งขึ้น