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北米のバイヤーにとって、帝国数字は日常業務において重要です。工場はポンドで見積もりを出し、運送業者は重量ブラケットに基づいて価格を設定し、CNC ショップはビレットの重量から加工時間を見積もります。以下のセクションでは、合金の正確な値、覚えておく価値のある換算値、密度が注文前に予算にできるフレーム重量にどのように変わるかについて説明します。
純粋なアルミニウムの密度は 0.0975 lb/in3 で、市販の合金はおよそ 0.096 ～ 0.102 lb/in3 の狭い範囲に集中しています。純金属の値は、国際的に参照されている 2.70 g/cm3 から換算され、これは 168.5 lb/ft3 に相当します。面心立方晶の結晶構造と軽い原子により、アルミニウムは構造的負荷がかかる最も軽い金属の 1 つとなります。
密度は、単位体積あたりの材料の質量です。アルミニウムの場合、エンジニアは純金属の値を 0.0975 lb/in3 と見積もっており、グレードに応じておよそプラスまたはマイナス 3 パーセントの小さな合金補正を適用します。
2 つのメモにより数字が正確に保たれます。まず、合金化ではほとんど変化しません。亜鉛を豊富に含む 0.102 lb/in3 の 7075 でさえ、純粋なアルミニウムよりわずか約 5% 上回るだけです。次に、T5 や T6 などの焼き戻し指定は、密度ではなく熱処理によって強度が変化するため、同じ断面の 6063-T5 プロファイルと 6063-T6 プロファイルの 1 メートルあたりの重量は同じになります。
合金化すると、溶解した各元素の原子量が異なるため、密度が約 2 ～ 6 パーセント変化します。銅は 8.96 g/cm3、亜鉛は 7.14 g/cm3 でアルミニウムよりもはるかに重く、2024 と 7075 をその範囲の最上位に押し上げます。 1.74 g/cm3 のマグネシウムと 2.33 g/cm3 のシリコンは軽いため、5xxx および 6xxx グレードは純金属のベースラインかそれよりわずかに下に位置します。
| 合金 | 密度 (g/cm3) | 密度 (lb/in3) | 密度 (lb/ft3) | 一般的な使用方法 |
| 1100 | 2.71 | 0.098 | 169.2 | 一般シート・化学装置 |
| 2024 | 2.78 | 0.100 | 173.6 | 航空機の構造とリベット |
| 3003 | 2.73 | 0.099 | 170.4 | HVACダクトおよび一般的な製造 |
| 5052 | 2.68 | 0.097 | 167.3 | 海洋および腐食しやすい環境 |
| 6061 | 2.70 | 0.0975 | 168.5 | 構造板および機械加工部品 |
| 6063 | 2.69 | 0.097 | 167.9 | T スロット プロファイルと構造的押し出し材 |
| 7075 | 2.81 | 0.102 | 175.4 | 高強度の航空宇宙部品 |
工業用フレームの場合、重要な列は 0.097 lb/in3 の 6063 で、これはほとんどの T スロット システムの主力合金です。 6061 と 6063 のどちらを選択するかは、重量よりも壁のデザインと表面仕上げに大きく影響します。 6061 と 6063 プロファイル選択の技術的比較 深くカバーします。
実際のポイント: 引用の場合、0.0975 lb/in3 は、6xxx シリーズのプロファイルごとに 3% 以内の精度です。設計に 7075 機械加工継手または 5052 シートが混合されている場合にのみ、合金固有の値がベースラインを置き換える必要があります。
アルミニウム密度を g/cm3 から lb/in3 に変換するには、0.036127 を掛けると、2.70 g/cm3 は 0.0975 lb/in3 になります。逆変換すると、lb/in3 に 27.68 が乗算されます。これらの要素は、アジアの押出機からのメートル法データシートと北米の販売代理店からの帝国見積書のほとんどのクロスチェックをカバーします。
マスターリファレンス: 2.70 g/cm3 = 2,700 kg/m3 = 168.5 ポンド/平方フィート = 0.0975 ポンド/平方インチ。このチェーンを店の壁に貼っておけば、あらゆる単位系のデータシートを数秒で検証できます。
プロファイル重量は体積と密度の積に等しく、一定断面押し出しでは、断面積と長さの積と 0.0975 lb/in3 の積に単純化されます。データシートがない場合は、図面だけで十分です。
フィールドの式: 1 メートルあたりの kg の重量 = mm2 の断面積 x 2.70 / 1,000。約 460 mm2 の固体アルミニウムを使用した 40x40 のプロファイルは、カタログを開く前に約 1.24 kg/m または 0.83 lb/ft になります。
評判の良い押出機は、密度と断面積から直接計算された、1 メートルあたりの重量を公表しています。 HS83030N3 などの高安定性 3030 プロファイルには 1.02 kg/m と記載されていますが、これにはすでに 2.70 g/cm3 の仮定が含まれています。
kg/m に 2.2046 を掛けると lb/m になり、3.281 で割ると lb/ft になります。 1.02 kg/m のプロファイルは 0.685 lb/ft になります。
このプロファイルの 24 メートルを使用するフレームは、24 x 1.02 = 24.5 kg、つまり 54 ポンドの裸の押出材を支えます。
コーナーコネクタ、留め具、水平調整脚は通常 5 ～ 8% 追加され、梱包前のフレームの重量は約 58 ポンドになります。
HS-8-3030N3 3030 T スロット アルミニウム プロファイル、2.0mm 壁、1.02kg/m この高強度 6063-T5 プロファイルは、アルミニウムの密度が低いにもかかわらず、耐荷重が重要なフレームに適しています。壁厚 2.0 mm と T スロット 8.2 mm により、自動化機器のフレームや重量棚のモジュール式で溶接のない組み立てが可能になります。 製品を見る→ アルミニウムの密度はスチールの約 3 分の 1、0.098 対 0.284 lb/in3 であるため、適切に設計されたアルミニウム フレームは、より厚いセクションで補った後でも構造重量を 40 ～ 50 パーセント削減します。 0.160 のチタンと 0.321 の銅が上からアルミニウムのラインを囲みますが、0.063 のマグネシウムのみがより軽いです。
HS-8-4040L 軽量 4040 T スロット アルミニウム プロファイル、0.90kg/m 壁厚 1.5 mm、単位重量 0.90 kg/m のこの 40x40 押出成形品は、軽量化を優先しています。これは記事の密度の議論によく適合しており、クリーンルームのパーティション、フェンス、軽量のモジュール式ワークステーションに実用的なオプションを提供します。 製品を見る→ 同じ 0.0975 ポンド/平方インチの定数が 3 つすべてに影響を与えるため、密度に基づく重量を、構造、ハードウェア、および輸送をカバーする単一の予算ラインとして扱います。
肉厚はシリーズ内で最大のレバーです。単一の 40x40 ファミリ全体で、バリエーションは通常、重量最適化バージョンの 1.2 mm 壁から超高耐久バージョンの 4.5 mm 壁まであり、同じ外側設置面積で 1 メートルあたりの重量の広がりは 50 パーセントを超えています。 Shanghai Huishuo Aluminium Industry Technology Co., Ltd. などのサプライヤーは、各バリエーションのメートル当たりの重量を公表しています。これは、単純に密度に測定された断面積を掛けたもので、各シリーズの全製品にわたる定格荷重に対する重量の関係を比較できます。 工業用アルミニウム押出プロファイル 範囲。
加工された出荷例: 1.70 kg/m で 18 メートルの 30x60 の正方形スロット プロファイルは、裸の押出成形品で 30.6 kg (67.5 ポンド) になります。プレートと留め具を 7% 追加すると、フレームの重量は 72 ポンド近くになり、多くの運送業者が追加の手数料を適用する 150 ポンドのしきい値を下回ります。
HS-6-3060GB 30x60 正方形スロット アルミニウム プロファイル、1.70kg/m 専用コネクタ用の 6.5 mm 正方形スロットを備えた非対称 30x60 mm プロファイルで、中型および重量フレーム向けに定格されています。 1.70kg/m の重量と 2.0mm の壁は、棚、組立ラインのサポート、作業場のフェンスプロジェクトに適しています。 製品を見る→ 許容値は室温で 0.0975 lb/in3 で、基準密度 2.70 g/cm3、つまり 2,700 kg/m3 から換算されます。日常の見積もりでは、0.098 lb/in3 が一般的な四捨五入された数値であり、正確な値の 1% 以内に収まります。
No. T4、T5、および T6 の焼き戻しでは、析出構造によって強度が変化し、密度変化は 0.5 パーセント未満です。使用中に金属を加熱すると金属がわずかに膨張するため、密度は華氏 200 度で約 1% 低下しますが、データシートの値は室温を想定しています。
g/cm3 の数値に 0.036127 を掛けます。 6063 の場合、2.69 g/cm3 で 0.097 lb/in3 になります。 7075 では 2.81 g/cm3 で 0.102 lb/in3 になります。データシートに kg/m3 と記載されている場合は、代わりに 0.0000361 を掛けます。
金属ではなく幾何学です。すべての 6xxx 合金は 0.097 ～ 0.0975 lb/in3 の範囲にあるため、2 つの 40x40 プロファイル間の重量の 15% の違いは、壁の厚さと内部リブの設計によって生じます。等しい設置面積で等しい重量を仮定するのではなく、常に公表されている kg/m または lb/ft の数値を比較してください。
