4040 je pracovní kůň modulárního hliníkového rámování. Jedná se o čtvercový profil 40 × 40 mm s T-drážkami na svých plochách, který se nachází uprostřed řady — dostatečně velký, aby unesl rám stroje nebo pracovní stanici, a dostatečně malý, aby sestava zůstala lehká a cenově dostupná.
“4040” je třeba chápat jako velikost průřezu, nikoli jako materiál. Dva profily 4040 se mohou lišit šířkou drážky, tloušťkou stěny a slitinou, ze které jsou lisovány — a tyto tři věci rozhodují o tom, zda vaše příslušenství bude pasovat, kolik rám unese a kolik bude stát.
Co je hliníkový extrudovaný profil 4040?
Hliníkový extrudovaný profil 4040 je čtvercový hliníkový profil o rozměrech 40 mm × 40 mm, lisovaný s T-drážkami probíhajícími po jeho délce, takže držáky, matice a závěsy lze upevnit kdekoli bez vrtání.
Průřez se obvykle extruuje ze slitiny 6063-T5 a dodává se v tyčích o délce 6 m, které se následně řežou na požadovanou délku. Drážky dodávají systému rychlost: T-matice se zasune do kanálu, šroub se utáhne a tuhý spoj je hotový během několika minut pomocí ručního nářadí.
Je to velikost profilu, nikoli stupeň slitiny
“4040” popisuje geometrii. Nic neříká o chemickém složení a neexistuje žádná tvářená hliníková slitina 4040.
Číslo patří do řady T-drážkového rámování — 2020, 3030, 4040, 4080, 8080 — kde první dvě číslice udávají šířku průřezu v milimetrech. Toto označení nemá žádnou souvislost s označením slitin, jako je 6063 nebo 6061.
Výkres, který uvádí “hliník 4040”, je tedy jen polovina specifikace. Stále musí uvádět slitinu, stav zpracování a šířku drážky.
Jak funguje systém T-drážek
T-drážka je kanál s úzkým hrdlem a širší vnitřní dutinou. Matice nebo hlava šroubu klouže podél dutiny a při utažení upne díl přesně v místě, kde jste zastavili.
Právě tento jediný detail odlišuje rámovací profil od běžné trubky. Není potřeba svařování ani vrtání, spoje lze přemístit a rám lze rozebrat a znovu sestavit na jiném místě.
Typické příslušenství: T-matice a T-šrouby pro konstrukční spoje, rohové držáky a výztuhy pro pravé úhly, koncové krytky a spojky pro dokončení a závěsy nebo kolečka pro pohyblivé díly. Většina z nich se utahuje imbusovým klíčem.
Drážky 8 mm vs 10 mm
Řada 40 se prodává ve dvou standardech drážek a příslušenství mezi nimi není zaměnitelné. Metrický evropský standard je drážka 8 mm, která dominuje ve stavbě strojů a automatizačním rámování; některé řady používají místo toho drážku 10 mm.
Před zakoupením čehokoli, co má do drážky zapadnout, změřte hrdlo drážky. Sada T-matic 8 mm nebude pasovat do kanálu 10 mm a chyba se projeví až při sestavování rámu.
Materiál: Slitina a stav zpracování
Téměř všechny profily 4040 se extruují z 6063, tepelně zpracovatelné slitiny Al-Mg-Si zvolené pro extrudovatelnost a kvalitu povrchu spíše než pro špičkovou pevnost. Průvodce extruzí 6063 popisuje, jak se tato slitina lisuje do profilů. 6061 je alternativou, když rám nese těžší zatížení.
Chemické složení
Řady se řídí EN 573-3 (EN AW-6063 / AlMg0,7Si) a ASTM B221.
| Prvek | Obsah (% hmotnostních) | Role |
| Křemík (Si) | 0.20–0.60 | Tvoří zpevňující fázi Mg₂Si |
| Hořčík (Mg) | 0.45–0.90 | Hlavní prvek precipitačního vytvrzování |
| Železo (Fe) | ≤0,35 | Limit nečistot |
| Měď (Cu) | ≤0,10 | Limit nečistot; přebytek škodí korozní odolnosti |
| Mangan (Mn) | ≤0,10 | Limit nečistot |
| Chrom (Cr) | ≤0,10 | Limit nečistot |
| Zinek (Zn) | ≤0,10 | Limit nečistot |
| Titan (Ti) | ≤0,10 | Zjemňovač zrna |
| Ostatní (každý / celkem) | ≤0,05 / ≤0,15 | Stopová množství |
| Hliník (Al) | Bilance | Nobelmetal |
Mechanické vlastnosti podle způsobu temperování
Toto jsou minimální hodnoty pro extrudované profily podle EN 755-2 a ASTM B221. Typické výrobní série dosahují vyšších hodnot — profil 6063-T5 běžně vykazuje pevnost v tahu kolem 185 MPa a mez kluzu 145 MPa.
| Slitina / stav | Pevnost v tahu, min. (MPa) | Mez kluzu, min. (MPa) | Prodloužení (%) |
| 6063-T5 | 145 | 110 | 8 |
| 6063-T6 | 205 | 170 | 8 |
| 6061-T6 | 260 | 240 | 8 |
T5 je výchozí stav pro rámování. Profil se ochladí z lisu a stárne, což je levné a zanechává čistý povrch. T6 přidává kalení do vody a protahovací korekci, čímž zvyšuje mez kluzu přibližně o 50% na úkor mírně horší kvality povrchu a vyšší ceny.
Zvolte 6061-T6 pouze tehdy, když je rám skutečně nosný. Má přibližně dvojnásobnou mez kluzu oproti 6063-T5, ale extruuje se pomaleji, vykazuje více stop po matrici a hůře se eloxuje — takže se špatně hodí pro dekorativní kryty.
Fyzikální vlastnosti
| Majetek | Typická hodnota |
| Hustota | 2,70 g/cm³ |
| Modul pružnosti | ~69 GPa |
| Tepelná vodivost | ~200 W/m-K |
| Rozsah tavení | ~615–655 °C |
Modul pružnosti je veličina, která řídí tuhost, a je v podstatě stejný pro všechny slitiny 6xxx. Rám, který je příliš pružný, nelze opravit přechodem z 6063 na 6061 — řešením je hlubší průřez nebo kratší rozpětí.
Specifikace a vlastnosti průřezu 4040
Šířka drážky je dána systémem, ale tloušťka stěny nikoli. Dodavatelé nabízejí lehké, standardní a těžké verze stejného obrysu 40 × 40 a rozdíl se projeví na hmotnosti a tuhosti.
| Varianta | Konstrukce stěny | Hmotnost (kg/m) | Ix = Iy (cm⁴) | Wx = Wy (cm³) |
| Světlo | Tenká stěna, 4 drážky | ~1,25–1,35 | ~6,2–6,4 | ~3,2–4,4 |
| Standardní | Střední stěna, 4 drážky | ~1,45–1,65 | ~7,1–8,7 | ~3,6–4,4 |
| Těžké | Tlustá stěna, 4 drážky | ~1,85–2,20 | ~10,0–10,4 | ~5,0–5,2 |
Toto jsou typické hodnoty z publikovaných katalogů řady 40 a liší se podle provedení profilu, proto pro konstrukční výpočty použijte datový list dodavatele. Ix a Iy jsou druhé momenty plochy k oběma hlavním osám; Wx a Wy jsou průřezové moduly použité pro ohybové napětí.
Standardní tyče jsou 6 m. Rozměrové tolerance extrudovaného profilu stanovuje EN 755-9 a přídavek závisí na rozměru a tloušťce stěny — při objednávce proto uveďte, které plochy jsou kritické.
4040 vs. jiné série T-drážek
Volba série závisí především na zatížení, rozpětí a na tom, jakou hmotnost může hotová konstrukce snést.
| Série | Průřez (mm) | Typická drážka | Hmotnost (kg/m) | Kde se hodí |
| 2020 | 20 × 20 | 6 mm | ~0.5 | Lehké kryty, ochranné kryty, malé přípravky |
| 3030 | 30 × 30 | 8 mm | ~0,9–1,0 | Lehké rámy a pracovní stanice |
| 4040 | 40 × 40 | 8 mm (10 mm u některých řad) | 1.25–2.2 | Strojní rámy, pracovní stanice, automatizace |
| 4080 | 40 × 80 | 8 mm | 2.2–3.3 | Portálové rámy, konzolová ramena, těžké rámy |
| 8080 | 80 × 80 | 8 mm | 3.9–5.1 | Základy strojů a konstrukce pro těžká zatížení |
4040 je výchozí volbou z dobrého důvodu. Pod ní se rámy 3030 prohýbají při jakémkoli rozpětí kromě krátkých; nad ní přidávají 4080 a 8080 tuhost při přibližně dvojnásobné hmotnosti a ceně za metr.
Zesílení je často potřeba pouze v jednom směru. Strojní portál, který musí odolávat ohybu v jedné rovině, se obvykle staví z 4080 spíše než z 8080, protože práci vykonává větší hloubka a větší šířka nikoli.
Co určuje nosnost rámu z 4040
Pro 4040 neexistuje jediná hodnota nosnosti, protože únosnost závisí na rozpětí, okrajových podmínkách a způsobu působení zatížení. Jakýkoli údaj uvedený bez těchto tří parametrů není pro návrh použitelný.
U většiny rámových aplikací rozhoduje průhyb dříve než napětí. Nosník, který je dostatečně pevný, může být stále příliš pružný a obsluha zaznamená pohyb dávno předtím, než cokoli povolí.
Průhyb klesá úměrně k druhému momentu plochy, takže uspořádání stěn záleží více než slitina. Při stejném rozpětí 1 m a stejném zatížení se těžký profil se 4 drážkami o hodnotě přibližně 10 cm⁴ prohne zhruba o třetinu méně než lehký profil o hodnotě přibližně 6,4 cm⁴. Zdvojnásobení rozpětí naopak zvýší průhyb osminásobně.
Z toho plynou dva praktické důsledky. Použijte krátké rozpětí a hlubší průřez dříve, než sáhnete po pevnější slitině, a považujte publikované průřezové charakteristiky za vstup pro návrh, nikoli název slitiny.
Povrchová úprava a koroze
6063 dobře odolává atmosférické korozi a v interiéru nevyžaduje žádný nátěr. Anodizace ztvrzuje povrch a zajišťuje rovnoměrnou barvu; tloušťka vrstvy pro architektonické použití a ochranné kryty strojů je obvykle 10–25 μm podle ISO 7599.
Práškové lakování pokrývá celý rozsah RAL a hodí se pro venkovní rámy a kryty zařízení. Neupravený povrch je nejlevnější možností a správnou volbou pro díly, které budou lakovány nebo skryty.
Ať zvolíte jakoukoli úpravu, mějte na paměti, že se aplikuje na celou tyč. Rámové prvky se obvykle řežou po dokončení úpravy, takže řezné konce jsou holé, pokud nestanovíte jinak.
Aplikace
- Strojní rámy, ochranné kryty a bezpečnostní kryty
- Pracovní stanice, montážní stoly a vozíky pro manipulaci s materiálem
- Rámy automatizace, robotické buňky a podpora lineárního pohybu
- Portály a lože 3D tiskáren a CNC frézek
- Výstavní stojany, expoziční konstrukce a zkušební stolice
- Skladové regály, vozíky a lehké konstrukční rámování
Go/No-Go
Vhodné — 4040 je obvykle správná volba, když:
- Rám má rozpětí přibližně 0,5–1,5 m mezi podporami a je sestavován, nikoli svařován.
- Konstrukce musí být nastavitelná, rozšiřitelná nebo později přestavitelná.
- Spojení zajistí příslušenství z nabídky (držáky, závěsy, kolečka, panely).
- Rám nese zařízení, nikoli osoby, a průhyb lze ověřit vůči vašemu vlastnímu limitu.
Nevhodné — od 4040 ustupte, když:
- Rozpětí při zatížení výrazně přesahují přibližně 1,5 m. Přesuňte se na 4080 nebo 8080 místo přidávání podpor.
- Spoj musí být svařovaný a vodotěsný. Lisovaný profil s drážkami je nesprávným výchozím bodem.
- Rám je primárním nosným prvkem nesoucím osoby nebo zatížení nad hlavou. Použijte navržený průřez a kvalifikovaného inženýra.
- Převládají vibrace nebo rázy. Drážkové spoje mohou creepovat; přidejte ztužení a zkontrolujte spojovací prvky.
- Profil bude po anodizaci intenzivně obráběn. Řezání a vrtání odkryjí holý kov na spojovacích plochách.
Co potvrdit před objednávkou
O tom, zda objednávka funguje, rozhoduje pět detailů. Uveďte je v poptávce a nabídka bude hned napoprvé přesná.
- Systém drážek — 8 mm nebo 10 mm, měřeno u ústí.
- Slitina a temper — 6063-T5 pro většinu rámů, 6063-T6 nebo 6061-T6 pro těžší provoz.
- Konstrukce stěny — lehký, standardní nebo těžký, uvedený s hmotností na metr.
- Seznam řezů — konečné délky, koncové řezy a pozice otvorů nebo závitů, pokud je vrtání požadováno.
- Povrchová úprava a dokumentace — eloxováno, práškově lakováno nebo bez povrchové úpravy; MTC s objednávkou.
Příslušenství se vyplatí objednat spolu s profilem. Matice, držáky a závěsy musí odpovídat jak šířce drážky, tak řadě, a smíšená objednávka zabrání druhé zásilce.
Závěr
4040 je středem řady T-drážek a pro většinu rámů strojů, pracovních stanic a automatizačních konstrukcí je správnou velikostí — profil 40 × 40 mm v provedení 6063-T5, který se montuje ručním nářadím a nevyžaduje svařování. Jeho kompromisem je, že “4040” určuje pouze geometrii: šířka drážky, tloušťka stěny a slitina se stále liší mezi dodavateli a tenkostěnný profil, který na ceníku vypadá identicky, se při zatížení znatelně více prohne.
Dodáváme profil 4040 v provedení 6063-T5 a 6061-T6 ve verzích s drážkou 8 mm i 10 mm, řezaný na délku, s odpovídajícími maticemi, držáky a závěsy, a zakázkovou výrobou s nízkým MOQ v nestandardních barvách a délkách. Každá objednávka je dodána s MTC.
Pošlete nám výkres rámu se systémem drážek a zatěžovacím případem a my potvrdíme profil, tloušťku stěny a seznam řezů.
Často kladené otázky
Mohu použít příslušenství pro drážku 8 mm a 10 mm na stejném rámu 4040?
Ne. Šířka drážky určuje, které T-matice, držáky, závěsy a kolečka pasují, a oba systémy nejsou zaměnitelné. Rozhodněte o drážce ve fázi návrhu rámu a poté objednejte profil a příslušenství společně, aby hardware odpovídal.
Mohu získat extrudovaný profil 4040 řezaný na délku a jaké je minimální množství objednávky?
Ano. Profil je dodáván v tyčích 6 m a řezán na vaše konečné délky, s možností vrtání a závitování. Standardní rozměry a bez povrchové úpravy mají nízká minimální množství; nestandardní barvy a silnostěnné profily jsou nabízeny cenově per projekt.
Kterou konstrukci stěny mám objednat pro rám, který nese zařízení?
Záleží na rozpětí a zatěžovacím případě, ne na čísle řady. Lehká, standardní a silnostěnná konstrukce sdílejí stejnou půdorysnou stopu 40 × 40 mm, ale mají různé druhé momenty plochy, takže průhyb se mění s tloušťkou stěny, zatímco vnější vzhled je identický.
Jaké dokumenty jsou součástí objednávky profilu 4040?
Osvědčení o zkoušce z hutě (MTC) uvádějící chemické a mechanické výsledky pro tavbu, součástí každé objednávky. Pokud projekt vyžaduje nezávislé ověření, lze na vyžádání zajistit zprávy SGS za dodatečné náklady na testování.
