Staal, aluminium en roestvast staal (rvs) zijn onmisbare constructiematerialen waarbij het gewicht een belangrijke factor is voor toepassingen en transport. Ook voor de capaciteit van productiemachines is het handig om te weten wat het gewicht is van staal-, aluminium- of rvs-producten. Hieronder lees je hoe je het gewicht kan berekenen en welke factoren daarbij een rol spelen.
Gewicht berekenen: daadwerkelijk gewicht versus soortelijk gewicht
Wanneer je het gewicht van materialen zoals staal, aluminium en rvs berekent, is het belangrijk om een onderscheid te maken tussen het daadwerkelijke gewicht en het gewogen gewicht (= soortelijk gewicht). Wanneer je materialen in hun zuivere vorm - het daadwerkelijk gewicht - berekent, hou je geen rekening met andere elementen of legeringen die eventueel zijn vermengd in het materiaal. Het is dus slechts een ruwe schatting van het gewicht.
Om materialen in hun zuivere vorm te berekenen, gebruik je het atoomgewicht van het element of van de verschillende elementen in de legering. Aluminium heeft een atoomgewicht van ongeveer 26,9815 g/mol. Een mol van een bepaalde stof heeft telkens een gelijke massa in gram (de molaire massa), die je vervolgens kan vermenigvuldigen met het atoomgewicht om te weten over hoeveel gram per mol aluminium je beschikt. Het gewicht in zuivere vorm kan je natuurlijk ook meten door de stof op een weegschaal te plaatsen.
Staal en rvs zijn legeringen van ijzer en verscheidene andere elementen, zoals koolstof of silicium. De molaire massa van ijzer vormt meestal een algemene benadering om de molaire massa van staal en rvs na te gaan, namelijk 55,845 g/mol. Het soortelijk gewicht wordt uitgedrukt in kg/m³, kg/dm³ of g/cm³ en verschilt per materiaal. Het gewogen of soortelijk gewicht van aluminium is ongeveer 2,7 kg/dm³, wat betekent dat aluminium een licht materiaal is in vergelijking met staal en rvs. De juiste dichtheid gebruiken is cruciaal om later tot een juist gewicht te komen. Voor een 5154-legering is dat bijvoorbeeld 2,66 kg/dm³.
Dichtheden per materiaal
Aluminiumlegeringen hebben verschillende dichtheden; aluminium zelf heeft ca. 2,7 kg/dm³. Staal varieert tussen ca. 7,7 en 8,1 kg/dm³, afhankelijk van het type staal. Roestvast staal heeft een soortgelijk gewicht als staal, doorgaans ca. 8 kg/dm³. Let op: legeringen en oppervlaktebehandelingen kunnen kleine variaties geven in de exacte dichtheid.
Formules om gewicht te berekenen
Het gewicht van staal, aluminium en rvs kan worden berekend door de lengte, breedte en dikte (of doorsnede) van het materiaal te vermenigvuldigen met de dichtheid van het specifieke type. Voor plaatwerk geldt vaak: gewicht van plaat = lengte × breedte × dikte × soortelijk gewicht (kg/dm³). Een alternatieve formulering is gewicht = volume × dichtheid, waarbij volume in m³ en dichtheid in kg/m³ staat.
- Bepaal je legering of materiaal: gebruik de juiste dichtheid voor de specifieke legering (bijv. aluminium 5154 ≈ 2,66 g/cm³ in plaats van 2,70 g/cm³ als algemene waarde).
- Houd rekening met de vorm: platen, vlakke profielen, massieve profielen, buizen en holprofielen hebben elk een andere berekeningswijze en gebruikmaken van volumes van doorsneden.
- Reken het gewicht uit: gewicht = volume × dichtheid. Voor plaatgewicht geldt vaak: gewicht = lengte × breedte × dikte × soortelijk gewicht.
Specifieke voorbeelden: platen en buizen
Gewicht van platen: voor een stalen plaat van 1250 × 750 × 10 mm wordt bijvoorbeeld berekend: gewicht = 1,25 m × 0,75 m × 0,01 m × 7,8 kg/dm³ = 73,125 kg. Voor een RVS 304-plaat van 1000 × 500 × 100 mm geldt: gewicht = 1 m × 0,5 m × 0,1 m × 7.930 kg/m³ = 396,50 kg.
Gewicht van buizen: om het gewicht van aluminium- of stalen buizen te berekenen, heb je de buitendiameter, binnendiameter en lengte nodig. De formule voor ronde buis is: Gewicht (kg) = (π/4) × (buitendiameter² − binnendiameter²) × lengte × dichtheid. De dichtheid van aluminium ≈ 2,7 kg/dm³ en die van staal ≈ 7,7-8,1 kg/dm³, afhankelijk van het type.
Verschillende vormen en berekeningstappen
- Massieve profielen: staalstaalplaat, rondstaal, vierkant en rechthoekig massief profiel worden berekend via doorsnede en lengte.
- Holprofielen en buizen: bij ronde en rechthoekige buizen trekt de berekening de binnendoorsnede af.
- Profielen zoals hoekprofiel, T-profiel en U-profiel: tel de afmetingen op en trek hiervan de wanddiktes af; dezelfde berekening als voor platstaaf geldt.
Tools en calculators
Er bestaan online calculators en apps die het gewicht automatisch berekenen volgens volume en dichtheid van de materialen. Een veelgebruikte aanpak is: gewicht = volume × dichtheid, met standaard handelsk densities zoals staal ≈ 7,85 kg/dm³ (fabrieksgewicht ≈ 7,85-7,90 kg/dm³), rvs ≈ 7,90 kg/dm³ en aluminium ≈ 2,70 kg/dm³. Voor fijnmazige berekeningen kan de exacte legering dichtheid (bijv. aluminium 5154 ≈ 2,66 g/cm³) worden toegepast om afwijkingen te minimaliseren.
Daarnaast zijn er capaciteit- en ontwerptools voor aluminium balken die inzicht geven in draagvermogen en buigmomenten volgens normen zoals AS 1664, ADM-2020, BS EN 1999-1-1 en CSA 157-17. Dit helpt ingenieurs bij het bepalen van de benodigde profielafmetingen en bevestigingsconcepten voor veilige constructies.
3.2.2 Bereken het deel (gewicht)
Samengevatte stappen voor het berekenen van gewicht
- Identificeer het materiaal en gebruik de juiste soortelijke dichtheid (bijv. aluminium ~2,7 kg/dm³, staal ~7,8 kg/dm³, rvs ~7,9-8,0 kg/dm³).
- Bepaal de vorm en afmetingen (plaat, buis, hoek-/T/U-profiel) en bereken het relevante volume of doorsnede.
- Pas de formule toe: gewicht = volume × dichtheid of gewicht = lengte × breedte × dikte × soortelijk gewicht voor platen.
- Wanneer meerdere stukken of buizen worden geteld, vermenigvuldig het gewicht per stuk met het aantal stuks.
Aanbevolen praktijktips
- Gebruik de exacte legering dichtheid waar mogelijk om afwijkingen te minimaliseren; algemene waarden zijn handig maar minder accuraat.
- Controleer eenheden zorgvuldig (meter, centimeter en kubieke eenheden) om fouten te voorkomen bij de berekening.
- Maak gebruik van calculators voor snelle zienbare berekeningen, maar verifieer bij kritieke toepassingen handmatig met de juiste parameters.
tags: #gewicht #aluminium #hoekprofiel