Een inkoopingenieur die veertig stokjes met een T-gleufprofiel van 6 meter bestelt zonder de aluminiumdichtheid in lb/in3 te controleren, komt daar meestal achter op het laadperron, wanneer de pallet veel meer weegt dan de voorspelde offerte en de vrachtklasse ter plekke verandert. Het getal dat dit voorkomt is klein en vast: puur aluminium heeft een dichtheid van 0,0975 lb/in3, gelijk aan 2,70 g/cm3 of 2.700 kg/m3 bij kamertemperatuur. Elk gewicht per meter op een profielgegevensblad, elke verzendschatting en elke belastingberekening is terug te voeren op die constante en op de dwarsdoorsnedegeometrie van de extrusie.
0.0975 lb/in3 puur aluminium
2.70 g/cm3 referentiewaarde
168.5 lb/ft3-equivalent
2.700 kg/m3 SI-waarde
Voor Noord-Amerikaanse kopers is het imperiale cijfer in de dagelijkse praktijk van belang: fabrieken geven prijzen per pond, vrachtvervoerders prijzen per gewichtsklasse, en CNC-werkplaatsen schatten de bewerkingsuren op basis van het gewicht van de knuppels. De onderstaande secties behandelen de exacte legeringswaarden, de conversies die het onthouden waard zijn en hoe de dichtheid verandert in een framegewicht dat u kunt budgetteren voordat u bestelt.
Aluminiumdichtheid in lb/in3: de exacte cijfers die ingenieurs gebruiken
Zuiver aluminium heeft een dichtheid van 0,0975 lb/in3, en commerciële legeringen clusteren in een smalle band van ongeveer 0,096 tot 0,102 lb/in3. De puur-metaalwaarde wordt omgezet van de internationaal genoemde 2,70 g/cm3, wat gelijk is aan 168,5 lb/ft3. Een kubieke kristalstructuur met het gezicht in het midden en lichte atomen maken aluminium tot een van de lichtste metalen die nog steeds structurele belasting met zich meebrengt.
Kerndefinitie
Dichtheid is de massa van een materiaal per volume-eenheid. Voor aluminium geven ingenieurs 0,0975 lb/in3 aan voor het pure metaal en passen ze een kleine legeringscorrectie toe van grofweg plus of min 3 procent, afhankelijk van de kwaliteit.
Twee noten houden het getal eerlijk. Ten eerste wordt het door de legering nauwelijks verplaatst: zelfs het zinkrijke 7075 zit met een gewicht van 0,102 lb/in3 slechts ongeveer 5 procent boven puur aluminium. Ten tweede veranderen temperaanduidingen zoals T5 of T6 de sterkte door warmtebehandeling, niet door de dichtheid, dus een 6063-T5-profiel en een 6063-T6-profiel met dezelfde doorsnede wegen hetzelfde per meter.
Hoe legeringselementen de dichtheid verplaatsen van 0,096 naar 0,102 lb/in3
Legering verschuift de dichtheid met grofweg 2 tot 6 procent omdat elk opgelost element een andere atoommassa draagt. Koper met 8,96 g/cm3 en zink met 7,14 g/cm3 zijn veel zwaarder dan aluminium en duwen 2024 en 7075 naar de top van het assortiment. Magnesium met 1,74 g/cm3 en silicium met 2,33 g/cm3 zijn lichter, wat de reden is dat de 5xxx- en 6xxx-kwaliteiten zich op of iets onder de basislijn van puur metaal bevinden.
Voor industriële inlijstingen is de rij die er toe doet 6063 bij 0,097 lb/in3, de werkpaardlegering achter de meeste T-slotsystemen. De keuze tussen 6061 en 6063 heeft veel meer invloed op het wandontwerp en de oppervlakteafwerking dan op het gewicht technische vergelijking van 6061- en 6063-profielselectie dekking in de diepte.
Praktische afhaalmaaltijden: voor offertedoeleinden is 0,0975 lb/in3 nauwkeurig binnen 3 procent voor elk profiel uit de 6xxx-serie. Alleen wanneer een ontwerp 7075 machinaal bewerkte fittingen of 5052 plaat combineert, mag de legeringsspecifieke waarde de basislijn vervangen.
Aluminiumdichtheid omrekenen tussen lb/in3, g/cm3 en kg/m3
Om de aluminiumdichtheid om te zetten van g/cm3 naar lb/in3, vermenigvuldigt u met 0,036127, zodat 2,70 g/cm3 0,0975 lb/in3 wordt. De omgekeerde conversie vermenigvuldigt lb/in3 met 27,68. Deze factoren omvatten de meeste kruiscontroles tussen metrische gegevensbladen van Aziatische extruders en imperiale citaten van Noord-Amerikaanse distributeurs.
- g/cm3 naar lb/in3: vermenigvuldigen met 0,036127 (2,70 wordt 0,0975).
- lb/in3 naar g/cm3: vermenigvuldigen met 27,68 (0,098 wordt 2,71).
- kg/m3 naar lb/ft3: vermenigvuldigen met 0,0624 (2.700 wordt 168,5).
- kg/m naar lb/ft: vermenigvuldigen met 0,672 (een profiel van 1,70 kg/m wordt 1,14 lb/ft).
Masterreferentie: 2,70 g/cm3 = 2.700 kg/m3 = 168,5 lb/ft3 = 0,0975 lb/in3. Hang deze ketting aan de winkelmuur en elk gegevensblad in elk unitsysteem kan binnen enkele seconden worden geverifieerd.
Profielgewicht berekenen op basis van dichtheid: formule en uitgewerkt voorbeeld
Het profielgewicht is gelijk aan het volume vermenigvuldigd met de dichtheid, en extrusies met constante dwarsdoorsnede vereenvoudigen dat tot een dwarsdoorsnedeoppervlak vermenigvuldigd met lengte vermenigvuldigd met 0,0975 lb/in3. Wanneer een datasheet ontbreekt, is de tekening alleen voldoende.
F
Veldformule: gewicht in kg per meter = doorsnedeoppervlak in mm2 x 2,70 / 1.000. Een profiel van 40x40 met ongeveer 460 mm2 massief aluminium komt neer op ongeveer 1,24 kg/m, of 0,83 lb/ft, voordat je een catalogus opent.
Ga uit van de cataloguswaarde
Gerenommeerde extruders publiceren gewichten per meter, rechtstreeks berekend op basis van dichtheid en doorsnede. Een 3030-profiel met hoge stabiliteit, zoals de HS83030N3, vermeldt 1,02 kg/m, wat al de aanname van 2,70 g/cm3 omvat.
Converteer naar de eenheid die uw vrachtofferte gebruikt
Vermenigvuldig kg/m met 2,2046 voor lb/m en deel vervolgens door 3,281 voor lb/ft. Het profiel van 1,02 kg/m komt neer op 0,685 lb/ft.
Vermenigvuldig met looplengte
Een frame met 24 meter van dit profiel draagt 24 x 1,02 = 24,5 kg, wat 54 lb kale extrusie is.
Voeg de hardwarelimiet toe
Hoekverbindingen, bevestigingsmiddelen en stelvoeten voegen doorgaans 5 tot 8 procent toe, waardoor het frame vóór verpakking op ongeveer 28 kg komt.
HS-8-3030N3 3030 T-sleuf aluminium profiel, 2,0 mm muur, 1,02 kg/m Dit zeer sterke 6063-T5-profiel is geschikt voor frames waarbij het draagvermogen van belang is, ondanks de lage dichtheid van aluminium. De wanden van 2,0 mm en de T-gleuf van 8,2 mm maken een modulaire, lasvrije montage mogelijk voor frames van automatiseringsapparatuur en zware rekken. Bekijk Product → Aluminium versus staal: wat 0,098 lb/in3 betekent voor sterkte-gewicht
Aluminium heeft ongeveer een derde van de dichtheid van staal, 0,098 versus 0,284 lb/in3, dus een goed ontworpen aluminium frame vermindert het structurele gewicht met 40 tot 50 procent, zelfs na compensatie met dikkere delen. Titaan bij 0,160 en koper bij 0,321 ondersteunen de aluminiumlijn van bovenaf, terwijl alleen magnesium bij 0,063 lichter zit.
Dichtheid van structurele metalen in lb/in3
Waarden voor kamertemperatuur voor gangbare structurele kwaliteiten, afgerond op drie decimalen
Aluminium T-gleufframe
- Ongeveer 65 procent lichter per volume-eenheid dan staal
- Natuurlijke oxidelaag verwijdert verf- en roestwering
- Wordt aan elkaar geschroefd vanuit standaardprofielen zonder lassen
- Geschikt voor bewakers, werkstations en indelingen die vaak veranderen
Gelast stalen frame
- Bijna 2,9 keer dichter bij 0,284 lb/in3
- Hogere modulus voor zeer lange vrijdragende overspanningen
- Lagere kosten per pond grondstof
- Vereist lassen, slijpen en coaten bij elke revisie
De specifieke sterkte, en niet alleen de dichtheid, maakt het argument af: 7075-T6 levert een vloeigrens van bijna 73.000 psi bij slechts 0,102 lb/in3, een verhouding die staal zelden haalt bij vergelijkbare sectiegroottes.
HS-8-4040L Lichtgewicht 4040 aluminium profiel met T-sleuf, 0,90 kg/m Met een wanddikte van 1,5 mm en een eenheidsgewicht van 0,90 kg/m geeft deze 40x40 extrusie prioriteit aan gewichtsbesparing. Het past goed in de discussie over dichtheid in het artikel en biedt een praktische optie voor scheidingswanden in cleanrooms, hekwerken en lichtgewicht modulaire werkstations. Bekijk Product → Gewichtsbudgettering voor T-slot-framing: van offerteblad tot vrachtklasse
Beschouw het door dichtheid veroorzaakte gewicht als één enkele budgetlijn die structuur, hardware en verzending omvat, omdat dezelfde constante van 0,0975 lb/in3 alle drie aanstuurt.
- Vrachtklasse: LTL-vervoerders beoordelen een zending opnieuw wanneer het werkelijke gewicht een bepaald gewicht overschrijdt, dus een schattingsfout van 10 procent kan de factuur wijzigen.
- Belastingswaarden: zwenkwielen, stelvoeten en plafondsteunen worden in ponden aangegeven, en het eigengewicht van het frame verbruikt een deel van dat vermogen vóór enige lading.
- Doorbuiging: dunwandige profielen besparen gewicht, maar zakken meer door bij overspanningen van meer dan 1,5 meter, zodat de gewichtsbesparing stopt waar de stijfheid begint.
- Bewerkingstijd: CNC-urenschaal met spaangewicht en zwaardere knuppels verwijderen meer aluminium per onderdeel.
Wanddikte is de grootste hefboom binnen één serie. Binnen een enkele 40x40-familie variëren de varianten gewoonlijk van 1,2 mm wanden op versies met geoptimaliseerd gewicht tot 4,5 mm wanden op extra zware versies, een spreiding van meer dan 50 procent in gewicht per meter voor dezelfde buitenvoetafdruk. Leveranciers zoals Shanghai Huishuo Aluminium Industry Technology Co., Ltd. publiceren voor elke variant het gewicht per meter, dat eenvoudigweg de dichtheid is vermenigvuldigd met de gemeten doorsnede, en u kunt vergelijken hoe elke serie het gewicht uitwisselt tegen het draagvermogen over de volledige lengte. industriële aluminium extrusieprofielen bereik.
Een uitgewerkt verzendvoorbeeld: 18 meter 30x60 profiel met vierkante sleuf bij 1,70 kg/m komt neer op 30,6 kg, of 67,5 lb, kale extrusie. Door platen en bevestigingsmiddelen op 7 procent toe te voegen, komt het frame op bijna 32 kg terecht, waardoor het onder de drempel van 150 kg blijft, waar veel vervoerders extra administratiekosten in rekening brengen.
Vuistregel: budget 6 tot 8 lb aan connectoren en bevestigingsmiddelen voor elke 100 lb kaal profiel, en uw vrachtofferte zal het contact met de weegschaal overleven.
HS-6-3060GB 30x60 aluminium profiel met vierkante sleuf, 1,70 kg/m Een asymmetrisch profiel van 30x60 mm met vierkante sleuven van 6,5 mm voor speciale connectoren, geschikt voor middelzware en zware frames. Het gewicht van 1,70 kg/m en de wanden van 2,0 mm zijn geschikt voor planken, montagelijnsteunen en werkplaatsafrasteringsprojecten. Bekijk Product → Veelgestelde vragen over aluminiumdichtheid in lb/in3
Wat is de exacte dichtheid van puur aluminium in lb/in3?
De geaccepteerde waarde is 0,0975 lb/in3 bij kamertemperatuur, omgezet van de referentiedichtheid van 2,70 g/cm3, oftewel 2.700 kg/m3. Bij alledaagse citaten is 0,098 lb/in3 het gebruikelijke afgeronde getal, dat binnen 1 procent van de exacte waarde blijft.
Verandert een warmtebehandeling zoals een T6-temperatuur de aluminiumdichtheid?
Nee. De temperaturen van T4, T5 en T6 veranderen de sterkte door de structuur van het neerslag, en de dichtheidsverschuiving bedraagt minder dan een halve procent. Door het metaal tijdens gebruik te verwarmen, zet het enigszins uit, waardoor de dichtheid met ongeveer 1 procent daalt bij 200 graden Fahrenheit, maar de gegevensbladwaarden gaan uit van kamertemperatuur.
Hoe converteer ik een metrische gegevensbladwaarde naar lb/in3?
Vermenigvuldig elk g/cm3-cijfer met 0,036127. Voor 6063 bij 2,69 g/cm3 levert dit 0,097 lb/in3 op; voor 7075 bij 2,81 g/cm3 geeft dit 0,102 lb/in3. Als het gegevensblad kg/m3 vermeldt, vermenigvuldig dan met 0,0000361.
Waarom wegen twee 40x40 profielen van verschillende leveranciers verschillende hoeveelheden?
Geometrie, niet het metaal. Alle 6xxx-legeringen vallen tussen 0,097 en 0,0975 lb/in3, dus een gewichtsverschil van 15 procent tussen twee 40x40-profielen wordt veroorzaakt door de wanddikte en het ontwerp van de binnenribben. Vergelijk altijd het gepubliceerde kg/m- of lb/ft-cijfer in plaats van uit te gaan van een gelijk gewicht bij een gelijke voetafdruk.
