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Defectos en la planitud de las placas metálicas y diferencias de rendimiento entre paneles de aluminio y paneles compuestos de aluminio
2026-01-09
Defectos en la planitud de las placas metálicas y diferencias de rendimiento entre paneles de aluminio y paneles compuestos de aluminio
La irregularidad de las placas de metal se manifiesta principalmente en una evidente deformación ondulatoria en la superficie, acompañada de abultamientos locales, depresiones, deformaciones e incluso distorsiones en algunos casos.
La diferencia de planitud entre los paneles de aluminio y los paneles compuestos de aluminio se debe a las disparidades en sus estructuras de materiales, procesos de producción y propiedades mecánicas. Asimismo, diversos factores en las aplicaciones de ingeniería también influyen significativamente en su rendimiento de planitud.
Impacto de la estructura del material
Los paneles de aluminio adoptan una estructura homogénea única, laminada a partir de aluminio puro o aleación de aluminio. La disposición atómica interna de los paneles de aluminio es estable, pero carecen de un mecanismo de equilibrio de tensiones. Una vez que se produce la concentración de tensiones, es propenso a la deformación.
Los paneles compuestos de aluminio presentan una estructura sándwich de "capa frontal - material del núcleo - capa frontal", con dos capas de láminas de aluminio distribuidas simétricamente. El material del núcleo en el centro no solo cumple una función de soporte, sino que también amortigua la tensión, formando un sistema natural de equilibrio de tensiones. Puede compensar eficazmente la fuerza de deformación externa, manteniendo así una mejor planitud de la superficie.
Impacto del proceso de producción
Los paneles de aluminio se producen mediante un proceso de laminado. Durante el laminado de paneles delgados de aluminio, si la fuerza de laminado es desigual o existen diferencias en la velocidad de enfriamiento, es muy probable que se produzca tensión residual interna, lo que finalmente provoca deformación por alabeo. Si bien los paneles gruesos de aluminio tienen mayor rigidez, son relativamente pesados y pueden producirse deformaciones por flexión debido a su propio peso después de la instalación.
La producción de paneles compuestos de aluminio requiere un proceso de prensado a alta temperatura. Parte de la tensión interna se libera durante el proceso de laminación. Además, el proceso de producción simétrico reduce considerablemente el riesgo de deformación en una de las caras del panel, lo que garantiza una planitud general más estable.
Impacto de la estabilidad térmica
Los paneles de aluminio tienen un coeficiente de expansión térmica relativamente alto. Con los cambios de temperatura, los paneles delgados de aluminio son propensos a deformarse ondulando. El rango de deformación de los paneles gruesos de aluminio es relativamente pequeño, pero las diferencias locales de temperatura pueden causar irregularidades en la superficie del panel.
Existe una diferencia en el coeficiente de expansión térmica entre el material del núcleo y la lámina frontal de los paneles compuestos de aluminio. Cuando la temperatura cambia, ambos generan un "efecto de restricción" que limita la expansión o contracción excesiva de la lámina frontal. Al mismo tiempo, la deformación elástica del material del núcleo puede amortiguar la tensión térmica y lograr un equilibrio dinámico. Por lo tanto, los paneles compuestos de aluminio muestran una planitud más estable en entornos con fluctuaciones de temperatura.
Impacto de las propiedades mecánicas
Los paneles de aluminio delgados presentan poca rigidez y son propensos a deformarse permanentemente al ser sometidos a fuerzas externas. Los paneles de aluminio gruesos tienen mayor resistencia a la flexión, pero son relativamente pesados. Si los puntos de apoyo están distribuidos de forma desigual durante la instalación, la deformación se producirá igualmente.
Por otro lado, los paneles compuestos de aluminio se caracterizan por su ligereza y alta resistencia. Con el mismo espesor, su peso es solo entre un tercio y la mitad del de los paneles de aluminio, mientras que su resistencia a la flexión puede duplicarse o triplicarse. No se deforman fácilmente bajo fuerzas externas y requieren menos puntos de apoyo para su instalación, lo que garantiza una mayor durabilidad de su planitud tras la instalación.
Además de las propiedades inherentes de los materiales, los siguientes factores de ingeniería también afectan significativamente la planitud de las placas:
Selección de material y espesor
Para paneles de aluminio, se deben preferir materiales de aleación de aluminio de las series 3 o 5, y evitar el aluminio puro, que presenta baja resistencia y se deforma fácilmente. El espesor de las placas debe determinarse estrictamente de acuerdo con las especificaciones y las normas de carga. Por ejemplo, el espesor de los paneles de aluminio para paredes exteriores de gran tamaño no debe ser inferior a 3,0 mm para garantizar una rigidez suficiente.
Para los paneles compuestos de aluminio utilizados en paredes exteriores de edificios, el espesor de la lámina frontal y la lámina posterior de aleación de aluminio debe alcanzar los 0,5 mm, y la tolerancia del espesor debe cumplir con las normas nacionales pertinentes.
Diseño de división de fachada
Los tamaños de división de fachada excesivamente grandes (como la aplicación de placas ultra anchas) agravarán el problema de planitud de los paneles de aluminio, mientras que los paneles compuestos de aluminio o los paneles de nido de abeja de aluminio son más adecuados para proyectos de muro cortina con divisiones de gran tamaño.
Si se debe adoptar un diseño de división de gran tamaño, es necesario considerar completamente el espacio de desplazamiento requerido para la liberación de la tensión de temperatura, establecer científicamente el ancho de las juntas de las placas y reservar suficiente margen de deformación.
Diseño de Refuerzos y Bridas
Una disposición adecuada de los rigidizadores es clave para mejorar la rigidez de las placas. Estos deben colocarse a lo largo del lado longitudinal de las placas. Si es necesario, se puede aumentar el número de rigidizadores o utilizar rigidizadores de acero, eliminando así el diseño sin rigidizadores. Además, los rigidizadores y las bridas de las placas deben estar firmemente conectados para formar una estructura integral que soporte la tensión y mejorar la rigidez general.
Una altura de ala insuficiente debilitará directamente la resistencia del borde de las placas. Se recomienda aumentar adecuadamente la altura de ala y combinarla con un marco de gran rigidez para construir una estructura pretensada, mejorando así la planitud de la superficie.
El tamaño mínimo de la brida de la placa debe controlarse en 25 mm o más, y para paneles de división grande, se recomienda que el tamaño mínimo de la brida no sea inferior a 30 mm.
Planitud del sistema de quilla
La planitud del sistema de quilla determina directamente el resultado final de la instalación de las placas de aluminio. Si la quilla se instala de forma irregular, inevitablemente se producirán abombamientos y depresiones locales tras la instalación de las placas. Por lo tanto, es fundamental garantizar la precisión de la instalación de la quilla durante la construcción.
Durante la instalación de la quilla, se deben utilizar instrumentos de medición de precisión para las operaciones de nivelación a fin de controlar la desviación de la instalación dentro del rango permitido por las especificaciones. Queda estrictamente prohibido el concepto erróneo de "ajustar la quilla con placas".
En resumen, debido a las ventajas de su estructura compuesta, los paneles compuestos de aluminio son generalmente superiores a los paneles de aluminio en cuanto a planitud, estabilidad y facilidad de construcción, y son especialmente adecuados para proyectos de decoración de grandes superficies, como muros cortina. En el caso de los paneles de aluminio, sus deficiencias en planitud se pueden compensar optimizando la selección de materiales, aumentando el espesor de la placa, mejorando el diseño de los refuerzos y otros métodos. En la selección de materiales de ingeniería, se debe prestar una atención integral a los requisitos específicos del proyecto.
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