Profil aluminiowy charakteryzuje się doskonałymi właściwościami konstrukcyjnymi dzięki ułożeniu jego atomów oraz sposobowi mieszania z innymi elementami, takimi jak magnez i krzem. Te dodatki zwiększają jego wytrzymałość bez zwiększania masy. Zgodnie z badaniami ASM International z 2023 roku, aluminium może wytrzymać siły porównywalne do stali miękkiej, waży jednak około trzy razy mniej. Dla producentów maszyn oznacza to możliwość zmniejszenia masy części o 40–60 procent bez utraty nośności. To, co czyni aluminium szczególnie przydatnym, to jego stabilność nawet w warunkach dużego obciążenia podczas pracy. Ma to duże znaczenie dla maszyn wymagających precyzyjnych ruchów, ponieważ każda odkształcalność może zakłócić dokładność pracy.
W przypadku ram nośnych w maszynach przemysłowych profile aluminiowe oferują wyraźne zalety w porównaniu ze stalą w zastosowaniach dynamicznych i wrażliwych na wagę:
Choć stal nadal jest optymalna dla bardzo dużych obciążeń statycznych (np. fundamenty pras), aluminium doskonale sprawdza się w rusztach CNC, ramionach robotów i komórkach montażowych automatycznych – tam, gdzie najważniejsze są responsywność, powtarzalność i łatwość serwisowania
Profile aluminiowe o mniejszej wadze znacząco poprawiają wydajność maszyn pracujących z wysoką prędkością i wysoką precyzją. Gdy części są lżejsze, opór podczas obrotów lub ruchu prostoliniowego jest mniejszy. Oznacza to, że systemy pick-and-place mogą przyspieszać i zwalniać znacznie szybciej, osiągając dokładność pozycjonowania rzędu około 0,1 mm w większości przypadków. W miejscach, gdzie drgania odgrywają dużą rolę, takich jak stacje inspekcji optycznej czy systemy wyrównywania laserowego, aluminium tłumi irytujące drgania harmoniczne lepiej niż ramy stalowe. Testy wykazują, że redukuje te zakłócenia o około 15–20 procent. Połączenie sztywności i lekkości pozwala komponentom, takim jak prowadnice liniowe, uchwyty serwosilników i precyzyjne siłowniki, utrzymywać stabilne pozycjonowanie na poziomie mikronów, nawet podczas pracy na pełnych obrotach. Firmy, które dokonały przejścia, informują o oszczędnościach rzędu około 22% w kosztach energii oraz o wzroście wydajności produkcji o około 18%. Te praktyczne wyniki dowodzą, że zmniejszanie masy części bez utraty wytrzymałości przynosi duże korzyści zarówno pod względem dokładności, jak i ogólnej produktywności.
Dzięki niestandardowym wyciskom pojawia się stopień swobody projektowej, który trudno jest przebić, umożliwiając inżynierom tworzenie profili aluminiowych idealnie dopasowanych do ich zastosowań. Profile te mogą zawierać różnorodne wbudowane funkcje, takie jak prowadnice T-slot, kanały kablowe, kołnierze montażowe oraz wzmocnione sekcje – wszystko to tworzone w ramach jednego procesu produkcyjnego. To podejście wyróżnia się na tle standardowych elementów czy zestawów spawanych tym, że ogranicza potrzebę dodatkowych obróbek, wiercenia lub spawania po wytworzeniu. Korzyści są szczególnie widoczne w konkretnych przypadkach. Weźmy na przykład ramiona robotów – dzięki temu rozwiązaniu uzyskują one większą przestrzeń wewnętrzną na okablowanie i komponenty. Producentom urządzeń pomiarowych również przydaje się ta technologia, ponieważ mogą oni od razu integrować obszary pasywnego tłumienia w strukturze ramy. Wielbicy systemów transportowych doceniają natomiast to, że punkty mocowania napędów stają się częścią samego profilu wyciskanego, a nie są dodawane później. Kolejną dużą zaletą jest zachowanie jednolitości materiału nawet w najbardziej skomplikowanych kształtach, zarówno w przekrojach zamkniętych, jak i tych o nietypowych geometriach.
Nowoczesna technologia wyciskania zapewnia profile o dokładności ±0,1 mm – zmniejszając lub eliminując konieczność dodatkowego obrabiania. W porównaniu z tradycyjną produkcją, ta metoda skraca czas obróbki o do 70% i zwiększa wydajność materiału do powyżej 95% (w porównaniu do 60–70% przy frezowaniu CNC). Kluczowe oszczędności kosztów obejmują:
Formy specjalne stają się opłacalne przy ilościach już od 500 metrów bieżących – co czyni precyzyjne wyciskanie idealnym rozwiązaniem dla produkcji małej i średniej serii oraz szybkiego prototypowania.
Profile aluminiowe z precyzyjnie obrabianymi systemami prowadnic T-slot w zasadzie wykluczają konieczność wiercenia otworów, spawania lub wykonywania specjalnych wsporników od podstaw. Standardowe łączniki, takie jak nakrętki T, kątowniki oraz wygodne zamki obrotowe, po prostu wsuwają się w kanały i mocno zatrzaskują. Co to oznacza? Zdecydowanie krótszy czas montażu. Mówimy o skróceniu czasu instalacji o około 60% w porównaniu do tradycyjnych ram stalowych spawanych. A jeśli na budowie będzie trzeba coś dostosować? Nie problem. Wystarczy przesunąć komponenty wzdłuż prowadnic, bez konieczności rozbierania całej konstrukcji. Te systemy modułowe bardzo dobrze się sprawdzają nawet przy ciągłych wibracjach, co jest ogromnym plusem w warunkach przemysłowych. Dodatkowo pomagają zmniejszyć odpady materiałowe o około 35%, według danych Automation World z 2023 roku. Łatwo zrozumieć, dlaczego tak wielu producentów przechodzi obecnie na te rozwiązania – zarówno ze względu na zyski wynikające z większej efektywności, jak i prostotę montażu.
Ramy aluminiowe zmieniły sposób, w jaki producenci myślą o kosztownych instalacjach fabrycznych. Strefy produkcyjne wyposażone w taśmy transportowe, bariery bezpieczeństwa oraz podstawy urządzeń mogą teraz być szybko demontowane, przeorganizowywane i ponownie montowane dla różnych linii produkcyjnych już w ciągu kilku godzin zamiast tygodni potrzebnych wcześniej na modyfikacje. Producentów samochodów informują nas, że wykorzystują te systemy ponownie nawet w ponad 80% przypadków przy kolejnych modelach samochodów, a czasem aż przez pięć generacji. Oznacza to, że firmy nie muszą już inwestować w trwałą infrastrukturę, lecz mogą zakładać rozwiązania rozwijające się razem z ich potrzebami. W dzisiejszym świecie produkcji, gdzie wymagane są szybsze przejścia między produktami i mniejsze serie produkcyjne, możliwość wielokrotnego użytkowania aluminium pomaga utrzymać elastyczność systemów automatyzacji i gotowość do przyszłych wyzwań. Fabryki spędzają mniej czasu w przerwach produkcyjnych podczas zmian konfiguracji i osiągają większą wartość eksploatacyjną ze swojego sprzętu w dłuższej perspektywie.
Aluminium jest preferowane, ponieważ zapewnia lepszy stosunek wytrzymałości do masy, zmniejszając całkowitą wagę konstrukcji bez utraty wytrzymałości. Oferuje również doskonałą odporność na korozję oraz właściwości tłumienia drgań w porównaniu ze stalą.
Indywidualna ekstruzja umożliwia spersonalizowane rozwiązania projektowe, takie jak wbudowane rowki typu T czy kanały kablowe, co zmniejsza potrzebę dodatkowego obrabiania, wiercenia lub spawania. To zwiększa elastyczność projektowania i obniża koszty produkcji.
Ramy aluminiowe są przebudowywalne i wielokrotnego użytku, pozwalając na szybkie przestawienie obszarów produkcyjnych bez ponoszenia wysokich kosztów. Ta elastyczność wspiera modułowe i zwinne linie produkcyjne.