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CAPITOLO 2 - MATERIALI
2.1 - LEGHE DI ALLUMINIO
2.1.4 - Criteri di progettazione

L’adozione delle leghe di alluminio comporta una serie di differenze specifiche in relazione alle tecnologie di lavorazone e di giunzione, dovute in massima parte alle caratteristiche fisiche e meccaniche delle leghe.

Tra le proprietà che portano a problemi di lavorazione si possono indicare:

  • Resistenza meccanica

E’ sensibilmente minore rispetto a quella dell’acciaio. I componenti progettati a resistenza devono avere sezioni maggioratein dimensioni e/o in spessore.

Per raggiungere valori di resistenza accettabili, inoltre, i pezzi devono essere sottoposti a trattamenti termici di bonifica, il che aggiunge una fase di lavorazione al ciclo di produzione aumentandone la complessità.

  • Modulo elastico

E’ tre volte minore rispetto all’acciaio. Ciò comporta approcci differenti nella progettazione di componenti dove il vincolo più restrittivo è la rigidezza, come nell’80% delle parti di strutture automobilistiche.

  • Relazione sforzo - deformazione

Presenta un andamento differente, con l’assenza della fase di snervamento ed una pendenza variabile in modo meno brusco: si presta poco a schematizzazioni del tipo “perfettamente elastico-perfettamente plastico” e richiede per calcoli accurati l’adozione di modelli più sofisticati.

  • Riserva di resistenza oltre il limite elastico

E’ inferiore di quella fornita dall’acciaio: ciò si traduce in una maggiorazione dei coefficienti di sicurezza nella progettazione a resistenza (da 1.3- 1.5 a1.5-2.0 nel caso di carichi statici).

  • Coefficiente di dilatazione termica

E’ doppio rispetto a quello dell´acciaio, il che dà problemi ditolleranze dopo i trattamenti termici di pezzi giá formati.

  • Elevata conducibilità elettrica e termica

Comporta il notevole incremento delle intensità di corrente necessarie per la saldatura dei componenti.

Riduce tuttavia l’entità delle tensioni residue rendendo il raffreddamento meno disomogeneo.

  • Durezza e stabilità dell’ossido di alluminio

Nelle operazioni di saldatura deve essere rimosso e occorre un’atmosfera protetta che impedisca la sua formazione nelle fasi successive.

Un grande vantaggio delle leghe di alluminio rispetto all’acciaio è la superiore lavorabilità. La temperatura di fusione, sensibilmente inferiore di quella dell’acciaio, e la maggiore lavorabilità rendono praticabile l’applicazione di differenti tecnologie, prime tra tutte la pressofusione e l’estrusione.

L’impiego di queste lavorazioni, pur se con differenze specifiche, consente la produzione di componenti con buone caratteristiche meccaniche e dalle forme complesse, con integrazione di più parti in singoli pezzi multifunzionali.

In questo modo può essere sensibilmente ridotto il numero dei componenti, e di conseguenza anche il numero delle giunzioni necessarie, con ulteriore diminuzione delle masse e vantaggi produttivi:

  • Semplificazione dell’assemblaggio;
  • Riduzione dell’usura dei sistemi di assemblaggio;
  • Riduzione delle attrezzature e dei relativi ingombri;
  • Riduzione della manodopera e dei possibili errori;
  • Incremento generale della qualità.

Risulta quindi fondamentale abbinare l’adozione delle leghe leggere ad una riprogettazione dell’intero sistema di produzione in modo da esaltarne i vantaggi e ridurre al minimo gli inconvenienti.

 
 
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