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Defeitos na planicidade de chapas metálicas e diferenças de desempenho entre painéis de alumínio e painéis compostos de alumínio.
2026-01-09
Defeitos na planicidade de chapas metálicas e diferenças de desempenho entre painéis de alumínio e painéis compostos de alumínio.
A irregularidade das chapas metálicas manifesta-se principalmente em deformações onduladas visíveis na superfície, acompanhadas de protuberâncias, depressões, empenamentos e, em alguns casos, até distorções localizadas.
A diferença na planicidade entre painéis de alumínio e painéis compostos de alumínio decorre das disparidades em suas estruturas de materiais, processos de produção e propriedades mecânicas. Além disso, diversos fatores em aplicações de engenharia também exercem um impacto significativo em seu desempenho de planicidade.
I. Impacto da estrutura do material
Os painéis de alumínio adotam uma estrutura homogênea única, sendo laminados a partir de alumínio puro ou liga de alumínio. O arranjo atômico interno dos painéis de alumínio é estável, mas eles carecem de um mecanismo de balanceamento de tensões. Uma vez que ocorre concentração de tensões, a deformação torna-se provável.
Os painéis compostos de alumínio apresentam uma estrutura tipo sanduíche de "folha de revestimento - material do núcleo - folha de revestimento", com duas camadas de folhas de alumínio distribuídas simetricamente. O material do núcleo, no meio, não só desempenha um papel de suporte, como também amortece a tensão, formando um sistema natural de equilíbrio de tensões. Ele pode compensar eficazmente a força de deformação proveniente do ambiente externo, mantendo assim a planicidade da superfície por mais tempo.
Impacto do Processo de Produção
Os painéis de alumínio são produzidos por meio de um processo de laminação. Durante a laminação de painéis finos de alumínio, se a força de laminação for irregular ou houver diferenças na velocidade de resfriamento, é altamente provável que ocorram tensões residuais internas, levando, em última instância, à deformação por empenamento. Embora os painéis de alumínio espessos tenham maior rigidez, eles são relativamente pesados e podem sofrer deformação por flexão devido ao seu próprio peso após a instalação.
A produção de painéis compostos de alumínio requer um processo de prensagem a alta temperatura. Parte da tensão interna é liberada durante o processo de laminação. Além disso, o processo de produção simétrico reduz significativamente o risco de deformação em um dos lados do painel, resultando em maior estabilidade e planicidade geral.
I. Impacto da estabilidade térmica
Os painéis de alumínio possuem um coeficiente de expansão térmica relativamente alto. Quando a temperatura varia, os painéis de alumínio finos são propensos a deformações ondulatórias. A faixa de deformação dos painéis de alumínio espessos é relativamente pequena, mas as diferenças de temperatura locais ainda podem causar irregularidades na superfície do painel.
Existe uma diferença no coeficiente de expansão térmica entre o material do núcleo e a camada externa dos painéis de alumínio composto. Quando a temperatura varia, os dois formam um "efeito de contenção", que restringe a expansão ou contração excessiva da camada externa. Ao mesmo tempo, a deformação elástica do material do núcleo pode amortecer a tensão térmica e alcançar o equilíbrio dinâmico. Portanto, os painéis de alumínio composto apresentam um desempenho de planicidade mais estável em ambientes com flutuações de temperatura.
I. Impacto das Propriedades Mecânicas
Painéis de alumínio finos têm baixa rigidez e são propensos a deformações permanentes quando submetidos a forças externas. Painéis de alumínio espessos possuem maior resistência à flexão, mas são relativamente pesados. Se os pontos de apoio forem distribuídos de forma irregular durante a instalação, ainda ocorrerão deformações.
Os painéis compostos de alumínio, por outro lado, possuem as características de leveza e alta resistência. Com a mesma espessura, seu peso é apenas de 1/3 a 1/2 do peso dos painéis de alumínio convencionais, enquanto sua resistência à flexão pode ser de 2 a 3 vezes maior. Eles não se deformam facilmente quando submetidos a forças externas e têm menores exigências quanto aos pontos de apoio para instalação, resultando em maior durabilidade e estabilidade após a instalação.
Além das propriedades inerentes dos materiais, os seguintes fatores de engenharia também afetam significativamente a planicidade das placas:
Seleção do material e da espessura
Para painéis de alumínio, devem ser preferidas ligas de alumínio das séries 3 ou 5, evitando-se o alumínio puro, que possui baixa resistência e se deforma facilmente. A espessura das chapas deve ser determinada em estrita conformidade com as especificações e normas de carga. Por exemplo, a espessura de painéis de alumínio de grandes dimensões para paredes externas não deve ser inferior a 3,0 mm para garantir rigidez suficiente.
Para painéis compostos de alumínio utilizados em paredes externas de edifícios, a espessura da chapa frontal e da chapa traseira da liga de alumínio deve atingir 0,5 mm, e a tolerância de espessura deve estar em conformidade com as normas nacionais pertinentes.
Projeto da Divisão da Fachada
Dimensões excessivamente grandes das divisões da fachada (como a aplicação de placas ultralargas) agravam o problema de planicidade dos painéis de alumínio, enquanto painéis compostos de alumínio ou painéis de alumínio em favo de mel são mais adequados para projetos de fachadas cortina com divisões de grandes dimensões.
Caso seja necessário adotar um projeto de divisão de grandes dimensões, é preciso considerar integralmente o espaço de deslocamento requerido para a liberação da tensão térmica, definir cientificamente a largura das juntas das placas e reservar uma margem de deformação suficiente.
Projeto de reforços e flanges
A disposição adequada dos reforços é fundamental para melhorar a rigidez das chapas. Os reforços devem ser dispostos ao longo do lado mais comprido das chapas. Se necessário, o número de reforços pode ser aumentado ou reforços de aço podem ser utilizados, sendo que o projeto sem reforços deve ser descartado. Além disso, os reforços e as flanges das chapas devem ser firmemente conectados para formar uma estrutura integral de suporte de tensão e melhorar a rigidez geral.
A altura insuficiente da aba enfraquecerá diretamente a resistência das bordas das chapas. Recomenda-se aumentar adequadamente a altura da aba e combiná-la com uma estrutura de alta rigidez para construir uma estrutura protendida, melhorando ainda mais a planicidade da superfície.
A dimensão mínima da flange da placa deve ser controlada em 25 mm ou mais, e para painéis de grandes divisões, recomenda-se que a dimensão mínima da flange não seja inferior a 30 mm.
Planicidade do sistema de quilha
A planicidade do próprio sistema de quilha determina diretamente o efeito final da instalação das placas de alumínio. Se a quilha for instalada de forma irregular, inevitavelmente ocorrerão protuberâncias e depressões locais após a instalação das placas de alumínio. Portanto, a precisão da instalação da quilha deve ser garantida durante a construção.
Durante o processo de instalação da quilha, devem ser utilizados instrumentos de medição de precisão para as operações de nivelamento, a fim de controlar o desvio de instalação dentro da faixa permitida pelas especificações. O conceito construtivo incorreto de "ajustar a quilha com placas" é estritamente proibido.
Em resumo, devido às vantagens de sua estrutura composta, os painéis de alumínio composto são geralmente superiores aos painéis de alumínio em termos de planicidade, estabilidade e facilidade de construção, sendo especialmente adequados para projetos de decoração de grandes áreas, como fachadas cortina de edifícios. Para os painéis de alumínio, suas deficiências em planicidade podem ser compensadas pela otimização da seleção de materiais, aumento da espessura da chapa, melhoria do projeto de reforço e outros métodos. Na seleção de materiais para projetos de engenharia, uma análise abrangente deve ser feita de acordo com as necessidades específicas do projeto.
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