Tornitura in lastra / Metal spinning

La tornitura in lastra, in inglese detta metal spinning, è un processo di lavorazione dei metalli mediante il quale un disco o un tubo di metallo viene ruotato ad alta velocità grazie ad un tornio e formato mediante appositi utensili manuali oppure a controllo numerico computerizzato.

Tornitura a mano con utensili

Tornitura CNC

La Tornitura in Lastra, è nata con l’intento di investire minor tempo e risorse nello stampaggio di prodotti, di forma cava e complessa, con costi contenuti, e con un ottimo standard di qualità. Con la tornitura in lastra è possibile realizzare prototipi di prodotti complessi, per verificarne il funzionamento o simularne le operazioni di assemblaggio. Con l’utilizzo di un semplice stampo opportunamente sagomato e di un utensile a rullo e/o palo, e la minimizzazione dello sfrido (scarto dovuto al taglio del disco), si conferisce una notevole importanza economica ai prodotti ottenuti.

Prodotti in tornitura da lastra di metallo

Gli artigiani utilizzano il processo per la produzione di dettagli architettonici, illuminazione di specialità, prodotti per la casa e decorativi ed urne. Le applicazioni commerciali includono pentole, coperchi, bombole del gas, campane e contenitori di rifiuti pubblici. I metalli ai quali si può applicare questa tecnologia di lavorazione sono tutti quelli duttili, come: alluminio, acciaio inossidabile e ottone.  Il diametro e la profondità di parti formate hanno come unico limite le dimensioni delle apparecchiature disponibili.

Trattamenti di protezione e finitura dei materiali

 

Introduzione

Gli agenti atmosferici nel loro complesso, come temperatura, umidità, irradiamento solare, gas presenti nell’aria, riescono ad aggredire l’integrità dei materiali.

Da qui deriva la necessità di proteggerli da queste aggressioni, e quando possibile, ed economicamente conveniente, anche la necessità di rendere questa protezione appagante dal punto di vista estetico.

Ma non solo, spesso le caratteristiche di alcuni di questi trattamenti sono finalizzate a scopi funzionali e prestazionali differenti, specialmente in campo strumentale elettronico e medicale.

Trattamenti di protezione e/o finitura su materiali metallici

La maggior parte dei trattamenti che si rivolge a materiali di tipo acciaioso, appartenenti cioè alle leghe ferro/carbonio.

1 I trattamenti di protezione e/o finitura praticati con riporto – trasferimento di metalli nobili e/o pregiati su acciaio.

Possiamo ulteriormente suddividere questa prima categoria in sottogruppi, a seconda dello scopo

specifico del trattamento:

1.1 Trattamenti di sola protezione, per la maggior parte eseguiti con processi di galvanotecnica.

Galvanotecnica processo mediante il quale si applica la galvanostegia.

Galvanostegia = Rivestimento di oggetti metallici con uno strato di altro metallo (doratura – argentatura, nichelatura), eseguito allo scopo di migliorare le qualità estetiche e la resistenza alla corrosione; l’oggetto viene fatto funzionare da catodo (-), l’anodo (+) della cella elettrolitica è il metallo ricoprente e la soluzione contiene un sale dello stesso metallo.

Zincatura a caldo, per immersione in zinco fuso (lo zinco fonde a ~650°c)

Zincatura a freddo

Profilati e tubi per carpenteria pesante, griglie presaldate, cancellate, particolari di medie/grosse dimensioni che richiedano una grossa capacità di protezione.

 

Nichelatura

Bulloneria e viteria tecnica, organi meccanici soggetti ad usura, alberi a gomito-bielle-supporti ecc..

 

Cadmiatura

Bulloneria e viteria tecnica, organi meccanici sollecitati ad usura per sfregamento, organi di macchine operanti in ambienti umidi ecc.

1.2 Trattamenti di protezione e finitura

Nichelatura bianca e nera

Cadmiatura lucida

Cromatura lucida o mat (meno utilizzata)

Estremamente in uso in passato in campo automobilistico per finiture esterne.

Attualmente molto in uso su moto di media/grossa cilindrata – rubinetteria (specialmente in ottone)

Una buona cromatura su materiali acciaiosi è normalmente preceduta da una ramatura, seguita poi da una nichelatura.

Argentatura

Oltre che in gioielleria, utilizzata in articoli casalinghi e praticata su supporti in acciaio inox

(posaterie, vassoi, caraffe, coppe ecc).

 

Doratura

Sopratutto utilizzata in gioielleria, viene spesso sovrapposta a supporti in argento.

1.3 Trattamenti di protezione e finitura per miglioramento di performance tecniche evolutive

Come la conduttività elettrica, la resistenza chimica, l’inossidabilità, le capacità anallergiche.

Questi trattamenti possono essere eseguiti per galvanotecnica, per fusione, per stratificazione di film, rivestimenti sotto vuoto, serigrafie, e si rivolgono a settori industriali come l’elettronica, il campo elettromedicale, la strumentazione chirurgica.

I supporti su cui questi trattamenti vengono eseguiti, spesso non sono solo più metallici, ma possono essere materiali diversi come: silicio (es. microprocessori), compositi stratificati (es. circuiti elettronici), fogli in materiali plastici (es. analiti chimici), ceramica (es. circuiti elettronici sensoristica automotive).

-Eseguibile per fusione abbiamo:

Stagnatura applicata per il rivestimento di fili e cavi in rame

Nella circuiteria elettronica per l’ancoraggio dei componenti.

-Eseguibili per galvanotecnica, ma anche per deposito di film, per rivestimenti sotto vuoto, processi serigrafici abbiamo:

Ramatura

Applicata a circuiteria elettronica e come supporto conduttivo per successivi depositi di metalli pregiati.

Argentatura

Per elettronica, per assemblaggio di microcip, per settore dei connettori e per sensoristica chimica.

Doratura

Per costruzione di microcircuiti e per microconnettori, per connettori ad alte prestazioni, per rivestimenti protettivi nell’industria spaziale.

Platinatura

In medicina chirurgica per strumentazioni anallergiche; nella sensoristica chimica ecc..

 

1.4 Trattamenti di sola finitura (Eseguiti per galvanotecnica)

Ottonatura lucida

Utilizzata nel settore maniglieria, rubinetteria e a scopo decorativo in articoli casalinghi

Bronzatura

Utilizzata nel settore funerario, e nel settore maniglieria. 

2 I trattamenti di protezione ed in alcuni casi di finitura eseguiti conprocessi chimici

Anche in questo caso è conveniente suddividere questa categoria secondo il supporto sul quale il trattamento viene eseguito.

2.1 Trattamenti di sola protezione eseguiti su metalli acciaiosi (leghe Ferro/Carbonio). 

Nitrurazione

Trattamento a caldo degli acciai con ammoniaca gassosa per indurirne la

superficie, utilizzata nel settore automotive come pretrattamento alla verniciatura.

Fosfatazione

Formazione per attacco chimico di un rivestimento protettivo realizzata immersione in un bagno di fosfato di zinco o di manganese.

Utilizzata nel settore automotive come pretrattamento alla verniciatura.

Brunitura

Eseguita mediante aggressivi chimici; rende le superfici bruno scuro, dalla corrosione.

Eseguita essenzialmente in bulloneria – e nel settore delle armi sportive.

2.2 Trattamenti di protezione e finitura eseguiti su alluminio

L’alluminio è un materiale che esposto agli agenti atmosferici crea superficialmente una patina di ossido che finisce col proteggere i sottostanti strati di materiale dagli stessi agenti ossidanti.

Anodizzazione o Ossidazione anodica.

Reazione chimica durante la quale un elemento A (per es. alluminio) perde elettroni (si ossida ed aumenta il proprio stato di ossidazione) mentre contemporaneamente un elemento B (sali minerali) acquista elettroni (si riduce e diminuisce il proprio stato di ossidazione).

L’ossidazione anodica sfrutta artificialmente questa caratteristica, che essendo attivata attraverso un processo chimico, ci consente anche di aggiungere il colore e quindi l’aspetto superficiale.

L’ossidazione anodica può essere lucida o mat (opaca)

I colori a disposizione sono: alluminio naturale champagne-similoro-bronzo-canna di fucile (bruno/pavonado)-verde-rosso-viola-nero.

2.3 Trattamenti di sola finitura eseguiti su acciaio inox

Ad imitazione della ossidazione anodica, è possibile colorare alcune leghe di acciaio inox.

In questo caso naturalmente i colori sono una componente solamente estetica e essa può essere eseguita in bagno totale o per parzializzazione con serigrafie di protezione.

3 I trattamenti di finitura superficiale che utilizzano sistemi meccanici divario tipo per essere eseguiti

Anche gli scopi di questi trattamenti sono diversi ed in alcuni casi possono essere effettuati anche su

materiali non metallici, come per esempio vetro, ceramica. Divideremo quindi questa categoria in due gruppi di trattamenti.

3.1 Trattamenti di finitura non utilizzati per scopi estetici

Burattatura

Può essere eseguita a secco od a umido, si usano generalmente abrasivi di forme diverse (tetraedri, cubi, sferoidi) e di dimensioni diverse, proporzionate alle dimensioni dei pezzi da trattare.

Si esegue generalmente su pezzi provenienti da fusione o da lavorazioni su macchine automatiche e serve ad eliminare bave di lavorazione, ammorbidire gli spigoli, sgrassare ed eliminare impurità superficiali.

L’aspetto dei pezzi trattati è opaco e privo di geometrie superficiali.

Sabbiatura

Viene eseguita a secco con sabbie di diversa granulometria.

La si utilizza sia su materiali metallici sia su materiali diversi, come vetro, ceramica, materiali lapidei (marmi pietre).

Per i materiali metallici viene eseguita con scopi simili alla burattatura.
Per gli altri materiali questo trattamento viene utilizzato come trattamento di finitura conscopi estetici.
Le superfici dei pezzi trattati hanno un aspetto opaco polveroso con geometria omogenea.

3.2. Trattamenti di finitura con scopi estetici

Pallinatura

Simile alla sabbiatura, utilizza microsfere di materiali duri.

Viene eseguita esclusivamente su materiali metallici ed è molto utilizzata su preziosi.

Le superfici dei pezzi trattati hanno un aspetto opaco lucido con geometria.

metalli omogenea.

Lucidatura

Viene eseguita generalmente attraverso due o più passaggi di spazzolatura.

Le spazzole sono generalmente dischi in panno su cui vengono spalmati abrasivi estremamente fini amalgamati con paste denso/cremose.

Viene eseguita principalmente su alluminio (illuminotecnica), ottone (accessori per mobili, maniglie), acciaio inox (casalinghi), metalli preziosi(gioielleria).

Brillantatura

Si esegue generalmente su alluminio in lastra (usando leghe molto pure) previa anodizzazione.

L’aspetto è specchiante e l’utilizzo principale è nel campo illuminotecnico.

E’ possibile anche ottenere una brillantatura su particolari eseguiti con la lega Paraluman, che assume un aspetto simile alla cromatura (è necessario proteggere questo trattamento con vernici trasparenti).

4 La verniciatura

Per importanza d’uso ed applicativa è sicuramente il trattamento di finitura più diffuso ed esteso ai più svariati tipi di supporto, dai materiali metallici sino ai materiali inerti (muri/pareti), considerando però che per ogni materiale esistono una o più tipologie di prodotto verniciante e di modalità di impiego assai differenziate.

Partendo da questa considerazione, analizzeremo la verniciatura classificandola per tipologia di supporto:

La verniciatura su metalli ferrosi

E’ essenzialmente un trattamento di finitura estetica, che deve essere sempre preceduto da un trattamento di protezione, che può essere chimico o che, previa pulitura e sgrassatura, può essere eseguito con i wash-primer (vernici chimicamente antiossidanti)

Vernici a polvere oggi tra le più diffuse, sono costituite da pigmenti (prevalentemente di origine poliuretanica) polverosi in grado di ricevere una carica elettrica (negativa) dal sistema di spruzzatura che funziona da anodo, mentre il metallo viene attivato elettricamente come catodo (positiva).

Economicamente valide per la possibilità di recupero dei pigmenti non utilizzati. Richiedono un trattamento termico (~120°C) per permettere la polimerizzazione dei pigmenti che formeranno una pellicola continua.

Possono avere aspetto lucido (senza raggiungere la brillantezza delle vernici liquide) od opaco (satinato, goffrato, buccia d’arancio).

Vernici liquide che possono raggiungere granulometrie estremamente fini, hanno pigmenti che sono sospesi in un liquido di trasporto, che può essere a base di solventi (oggi sempremeno utilizzati per problemi di inquinamento) o comunque sostanze facilmente volatili ed ultimamente anche acqua.

In alcuni casi, anche queste possono avere cariche elettriche per facilitarne l’utilizzo, ma non è mai possibile il recupero del materiale volatile non utilizzato.

Richiedono sempre un ciclo termico di asciugatura (~60°÷120°C).

Sono sopratutto utilizzate per la loro brillantezza nelle verniciature lucide, ma possono essere anche opache con vari gradi di finitura.

Vernici metallizzate

Vernici porcellanate

 

Trattamenti di protezione e/o finitura su materie plastiche

Il colore è componente materica del materiale plastico stesso, questa è una delle caratteristiche principali del loro successo.

Un’altra è la capacità di copiare perfettamente la finitura applicata allo stampo, si possono così ottenere:

Superfici lucide brillanti

(elettrodomestici di piccolo taglio-casalinghi, cosmesi)

Superfici opache con vari gradi di opacità

(strumentazione tecnica-PC-ecc..)

Superfici lavorate a similpelle od a finiture su disegno specifico

(cruscotto auto-volante, cosmesi)

Superfici metallizzate o con effetti speciali ad interferenza colorimetrica

(campo automobilistico, telefonia mobile, strumentazione high-tech)

 

CHROME PLATING

Il Cromo (Cr) e un acciaio grigio, brillante, e duro che richiede un alto livello di polish e possiede un alto punto di fusione. E indoro, senza sapore e maleabile.
E usato con grande interesse grazie alla sua elevata resistenza alla corrosione e dalla sua durezza. La maggiore scoperta era che l’acciao poteva essere altamente resistante alla corrosione ed discolorazione aggiungendo il cromo con nickel per creare il stainless steel (acciao inossidabile).

Oro di cromo

Il “Chrome plating” si crea attraverso il processo di “Electroplating” che e una tecnica, usata in ambito industriale, che permette di ricoprire un metallo non prezioso con un sottile strato di un metallo piu prezioso o con altre caratteristiche sfruttando la deposizione Elettrolitica.Puo essere anche applicato su ogetti plastici.

La cromatura include tipicamente queste fasi:

-sgrassaggio (Rimuovere la sporcizia)
-Una pulizia manuale per rimuovere ogni impurita superficiali
-Various pretreatments depending on the substrate
-Posizionamento nella vasca di cromatura, dove viene lasciata riscaldata a temperatura adatta
-Applicazione della corrente di placcatura per il tempo necessario per raggiungere lo spessore desiderato

Il materiale viene immerso in una vasca di placcatura che contiene una soluzione con una concentrazione di cromo. Una carica elettrica viene quindi applicato alla vasca. Lo spessore dello strato di cromo è determinata da quanto tempo il materiale rimane nella vasca. Quando rimosso, il materiale ha un luminoso, brillante strato di cromo sulla superficie.

è generalmente utilizzato per due motivi:

Il primo è per scopi decorativi. E generalmente applicato in strati sottili. Di solito viene applicato sopra una nichelatura lucida per realizzare un aspetto brillante esteticamente più gradevole

La seconda ragione per l’utilizzo di cromo e che può agire come uno strato di protezione. Questo è indicato come il “Cromo duro” ed è generalmente utilizzato in applicazioni automobilistiche e industriali.Il “Cromo duro” viene applicato in strati molto spessi che da una superficie strutturata ai metalli dopo il processo. In questi tipi di applicazioni, Il “Cromo duro” può ridurre l’attrito tra le parte meccaniche, aumentare la resistenza alla corrosione e permette al materiale di sopportare maggiori quantita di sfruttamento (e quindi usura).

Modifiche articolo schiuma metallica di Francesco Miceli- da Julia Butler

Definizione schiuma metallica

dispersione uniforme di una fase gassosa (bolle) all’interno di un metallo ottenuta per solidificazione di una schiuma liquida.

Una schiuma metallica è una struttura cellulare costituita da un metallo solido – spesso alluminio – cui buona parte del volume è costituita da pori d’aria.

La caratteristica distintiva delle schiume metalliche è la porosità molto elevata: di solito il 75-95% del volume è costituito da spazi vuoti. La resistenza di un metallo espanso è relazionata alla propria densità con una legge esponenziale, cioè un materiale denso al 20% è resistente più del doppio di un materiale denso al 10%.

Si tratta quindi di un materiale metallico di nuova concezione,che viene espanso a forma di spugna, successivamente alla fusione di lingotti di alluminio con ingredienti chimici di vario genere, presentando una struttura interna costituita da una moltitudine di celle cave.

I materiali porosi si contraddistinguono per la leggerezza, per un migliore assorbimento dell’energia e una minore conduttività rispetto ai materiali metallici di origine.

In particolare, le schiume di alluminio sono destinate a una vasta gamma di applicazioni grazie alle loro ottime caratteristiche fonoassorbenti, alla permeabilità ai liquidi, dell’aria, ecc.

La schiuma di alluminio trova impiego nell’industria aerospaziale e negli ambiti che richiedono stabilità termica a temperature superiori a 200°C.

Il trasporto di calore materiali estremamente porosi, quali le schiume metalliche a celle aperte è stato solo recentemente oggetto di studi. Si ritiene che tali materiali possano fornire dei vantaggi notevoli nel trasporto di calore. La motivazione si attribuisce all’alto rapporto superficie – volume che caratterizza tali materiali e ad un miglioramento delle condizioni di scambio dovuto alla tortuosità presenti all’interno di questi materiali.

Inoltre, la schiuma è generalmente riciclabile nel suo materiale di base e pertanto, compatibili con l’ambiente.

FASE DEL PROCESSO:

–         Alluminio solido e mercurio liquido in un recipiente in pressione

–         Riscaldamento fino alla temperatura di fusione dell’alluminio mantenendo liquido il mercurio

–         Abbassamento rapido della pressione- creazione schiuma liquida

–         Raffreddamento per ottenere la schiuma solida

 

INIEZIONE DI GAS NEL FUSO:

–         Fusione del metallo base

–         Iniezione di gas all’interno del metallo fuso

–         Accumulo delle bolle nella parte alta del crogiolo e formazione della schiuma

–         Raffreddamento della schiuma

–         Estrazione della schiuma solida

Si possono ottenere due tipi di schiume: una a celle aperte e una a celle chiuse.

Schiume a celle aperte

Le schiume metalliche a cella aperte ha una grande varietà di applicazioni, tra cui scambiatori di calore, l’assorbimento di energia, la diffusione dei fluidi e l’ottica leggera. A causa dell’elevato costo, queste schiume sono utilizzate nelle tecnologie avanzate aerospaziali e la produzione industriale.

Le schiume a celle aperte di piccolissime dimensioni (tanto da non essere visibili a occhio nudo) sono utilizzate come filtri nell’industria chimica alle alte temperature.

Schiume a celle chiuse

Il primo brevetto rilasciato per una spugna metallica è stato quello di Sosnik nel 1948 che applicò vapore di mercurio per soffiare alluminio liquido.

Le schiume metalliche a celle chiuse sono stati sviluppate a partire dal 1956 da John C. Elliott ai Bjorksten Research Laboratories. Sebbene i primi prototipi fossero disponibili già negli anni ’50, la produzione commerciale è iniziata solo negli anni ’90 grazie alla società di Shinko Wire in Giappone.

Le schiume metalliche sono comunemente realizzate iniettando una miscela di gas o di un agente schiumogeno (spesso TIH2) in metallo fuso. Al fine di stabilizzare le bolle di metallo fuso, è necessario utilizzare uno schiumogeno per alte temperature.

La dimensione dei pori – o la ‘dimensione delle celle’ – varia di solito da 1 a 8 mm.

Le schiume metalliche a celle chiuse sono utilizzate principalmente come materiale impatto-assorbenti, in modo simile alle schiume polimeriche dei caschi, ma per impatti più violenti. A differenza di molte schiume polimeriche, le schiume metalliche rimangono deformate dopo l’impatto e possono dunque essere utilizzate una volta sola. Sono leggere (in genere 10-25% della densità del metallo di cui sono composti, che è solitamente alluminio) e rigide, e sono spesso proposte come un materiale leggero strutturale. Tuttavia, essi non sono ancora stati ampiamente utilizzati per questo scopo.

Le schiume a celle chiuse mantengono la resistenza al fuoco e la riciclabilità delle altre schiume metalliche, ma hanno in più la capacità di galleggiare in acqua.

Caratteristiche principali delle schiume di alluminio:

Leggerezza

Assorbimento acustico

Non infiammabile

Ecocompatibile

Assorbimento degli urti schermatura EMP

Celle Chiuse

 

Celle Aperte

Adattatore electrico

Un adattatore è un dispositivo che consente di adattare e collegare tra loro sistemi o dispositivi dalle caratteristiche diverse. Quello rappresentato e fatto da 4 lati: Una spina Schuko e Tre prese Schuko.

Techonolgie e materiali: -Le Plastiche termoindurenti sono utilizzati come isolanti per applicazioni ad alta corrente per resistere alla calore. Comme la coperta bianca, e stata creata dal processo di stampagio ad inezione.
-Per i metalli che contiene, sono stati scelti perni in ottone che si inseriscono nelle prese a molla in acciaio cromato di rame. E stato usato il processo di Stampi per lamiera a passo: Ad ogni colpo di pressa in ogni singola stazione possono essere eseguite una o tanti operazioni di tranciatura, piegatura, imbutitura, coniatura, filettatura; il pezzo non viene completamente staccato dal nastro di partenza ma viene trasferito dalla stazione di ingresso nello stampo a quella finale di stacco mediante delle bretelle di trasporto o carrier che consentono di passare in modo automatico attraverso le varie stazioni di lavoro.

http://it.wikipedia.org/wiki/Stampo_progressivo

LA LATTINA

LA LATTINA

Cenni storici

La lattina è un contenitore generalmente di tipo alimentare che può essere costituito di diversi materiali metallici come alluminio o lamiera di ferro stagnata. L’utilizzo nei primi del novecento della lamiera di ferro stagnata ha determinato il suo nome in italiano, infatti “lattina” deriva direttamente da “latta”, che è il nome della lamiera che univa le proprietà di robustezza del ferro e la capacità di resistere alla corrosione dello stagno. I primi esempi industriali nascono negli Stati Uniti alla fine dell’Ottocento, ma le metodologie di costruzione si sono man mano evolute e siamo arrivati ai giorni odierni dove è possibile costruire contenitori robusti e resistenti capaci di mantenere pressioni elevate con solo 13 grammi di alluminio (una normale lattina contenente una bibita gassata da 33 cl ). Le più diffuse lattine per bibite o birra vengono definite imbutite e sono formate da soli due pezzi: corpo e  coperchio; a differenza di una lattina di tonno composta da tre pezzi: coperchio, fondo e corpo.

Le ultime tendenze

Coca-Cola, l’azienda imbottigliatrice e distributrice di Coca-Cola per il Centro Nord Italia, ha presentato all’ultimo Pianeta Birra ( Beverage & C. del 10-13 febbraio 2007 ) la nuova confezione allungata da 33 cl di Coca-Cola, Coca-Cola Light, Fanta e Sprite, ribattezzata con il termine “sleek”( slanciata, affusolata). Questo nuovo design della lattina, che richiama immediatamente il packaging slim degli energy drink, affiancherà inizialmente la tradizionale lattina da 33 cl, lanciata in Italia 30 anni fa, fino a sostituirla completamente.

La lattina “sleek can”

La prima azienda ad adottare questa tipologia di lattina piu’ slanciata fù Red BULL. La bevanda contenuta era meno gasata delle altre bibite e avendo quindi la lattina una pressione interna inferiore, ci si  poteva permettere questo design più accattivante. Ma perché la nuova forma più stretta e slanciata dovrebbe essere più elegante, pratica e attraente per il consumatore?

La Coca-Cola stessa direbbe che “hanno un elevato potenziale di attrazione, legato, oltre alla sua immagine, anche alla praticità e alla forma più innovativa, più maneggevole e più in sintonia con le esigenze del consumo d’impulso”.

La sostituzione della vecchia lattina

La lattina “tradizionale” è sostituita dalle nuove “sleek can” caratterizzate da una forma più slanciata e sottile, pur mantenendo la stessa capacità. Perché?

1- Marketing e design più accattivante: sono piu’ comode da tenere in mano e sembra che, nell’inconscio, il consumatore associ la forma piu’ snella della lattina ad un minore senso di colpa percepito durante l’assunzione delle calorie contenute in egual modo.

2- Logistica: ottimizzazione degli spazi nei container e nei tir durante i trasporti, infatti la nuova forma si adatta perfettamente alle misure standard dei rimorchi limitando al minino gli spazi morti.

3- Fabbricazione: le nuove lattine sono prodotte in acciaio e non piu’ in alluminio come le precedenti versioni, questo perchè L’acciaio costa meno.

4- Ambiente: Se da una parte l’utilizzo dell’acciaio in sostituzione dell’alluminio consente una riduzione del costo di produzione del prodotto, dall’altra presenta un problema che, nella situazione globale attuale,non può non essere considerato. Il 50 % degli oggetti di alluminio che ci capitano quotidianamente tra le mani mani potrebbero essere fatti di metallo riciclato. Partire da oggetti di alluminio, invece che dai minerali di bauxite, fa risparmiare il 95% dell’energia necessaria. L’Italia e’ il terzo Paese al mondo per quantità di alluminio riciclato e le 200 aziende che vi si dedicano hanno un giro d’affari di 11 milioni di euro. La decisione di CocaCola di smettere di imbottigliare le sue bibite in lattine di alluminio ( molto piu’ semplice da riciclare rispetto all’acciaio ) è un chiaro esempio di disinteresse ecologico.

TELAIO DI BICICLETTA (acciaio/fibra di carbonio)

TELAI DI BICICLETTE

MATERIALI:FIBRE DI CARBONIO, ACCIAIO

ACCIAIO:

Si tratta di una lega di ferro e carbonio. È in acciaio che sono stati costruiti i telai delle biciclette moderne.

I vantaggi di questo materiale sono l’elevata resistenza a fatica unita a un carico di rottura che viene superato solo da alcuni materiali compositi. L’acciaio, così com’è definito, è costituito da una lega di ferro-carbonio con un’aggiunta di elementi quali nichel, manganese, cromo, molibdeno e altri che ne modificano le caratteristiche meccaniche a seconda dell’utilizzo e del prodotto che si vuole realizzare.

L’acciaio viene apprezzato per la sua estrema resistenza (le migliori leghe possono arrivare a 1.200 Newton su millimetro quadrato per la resistenza allo snervamento) ma anche buona elasticità che gli permette di assorbire bene le vibrazioni pur mantenendo una buona rigidità. L’allungamento percentuale può infatti superare il 12 per cento. Viste le caratteristiche meccaniche del materiale, le tubazioni che ne derivano hanno diametri ridotti rispetto ad altri materiali. Solo sull’obliquo può essere facile trovare diametri che superino i trenta millimetri.

I tubi di alta gamma sono caratterizzati da spessori ad andamento variabile per consentire di togliere peso là dove la sezione non è particolarmente sollecitata. E’ così che in corrispondenza delle zone di saldatura lo spessore può arrivare a sfiorare il millimetro mentre nelle zone centrali scende facilmente al di sotto del mezzo millimetro (attualmente lo spessore minimo registrato è di 0,38 mm). Uno dei punti deboli dell’acciaio è la corrosione. I fenomeni ossidativi sono comunque tenuti a bada molto bene dai trattamenti che vengono effettuati sulle tubazioni e sui telai al termine della lavorazione. I telai vengono infatti messi in un bagno protettivo che fissa sull’acciaio materiali di vario genere che lo isolano dall’azione devastante dell’umidità. Una cura attenta da parte dell’utente è sempre utile e può rendere il telaio praticamente immortale.

FIBRA DI CARBONIO

Tanto per cominciare la fibra di carbonio è un materiale anisotropo. Vuol dire che ha un comportamento differente a seconda delle linee di forza che vengono considerate. Anche con i metalli si può arrivare ad una cera anisotropia, ma solo lavorandoli con forme particolari (ad esempio prevedendo delle nervature), un tubo di carbonio, invece, può essere perfettamente tondo e con spessori identici su tutta la sua struttura ma avere resistenze diverse a seconda di come lo si solleciti. Questo perché la fibra di carbonio è un materiale composito, ossia un intreccio di fibre opportunamente orientate.

ESISTONO DIVERSI TIPI DI INTRECCI

Per la realizzazione di una buona struttura in fibra è infatti necessaria un’accurata progettazione della sovrapposizione delle tele (pelli) in fibra di carbonio, in modo da orientare i fili di fibra per resistere adeguatamente a seconda del senso di applicazione della forza. I fabbricanti più scrupolosi arrivano a sovrapporre anche dodici pelli in corrispondenza della scatola del movimento centrale per ottenere il giusto grado di resistenza.

Nella realizzazione di telai in fibra di carbonio ci sono due possibilità.

La prima prevede l’assemblaggio di tubi o parti costruite in precedenza. Sono quelli che vengono definiti telai FULL CARBON. Si tratta del metodo che consente maggiore libertà di movimento in fatto di telai su misura. Con l’altro sistema, la realizzazione di telai in MONOSCOCCA, è necessario costruire uno stampo per ogni misura. Visti i costi molto elevati per ogni stampo è necessario limitarsi a misure ben definite. Una buona soluzione è l’assemblaggio dei tubi tramite congiunzioni in fibra. L’unione tramite resine epossidiche porta alla produzione di una struttura molto simile, dal punto di vista meccanico, ad una in monoscocca.

Produzione della struttura in fibra

La base di partenza è il filamento di carbonio che può essere di vario spessore ma sempre piuttosto sottile. Così semplice come viene prodotto il filo di carbonio è flessibile e morbido come fosse nylon e per ottenere una struttura efficace si deve prima preparare un intreccio di filamenti simile a quello delle sedie impagliate.Si viene ad avere così quella che in gergo viene definita pelle di carbonio, un tessuto fatto da filamenti intrecciati in maniere differenti ma ancora morbidi come un tessuto.A questo punto si è pronti per il lavoro finale.                   Le pelli di carbonio vengono posizionate nello stampo che darà la forma definitiva. Non importa che sia lo stampo di un tubo o di un telaio intero, il procedimento, di fatto, non cambia. Il posizionamento delle pelli è però molto importante perché darà le caratteristiche meccaniche alla struttura in carbonio che si sta realizzando. Le pelli vengono sovrapposte in modo da orientare più filamenti lungo le linee di sollecitazione. Nello stampo insieme ai vari strati di fibra viene anche inserita della resina epossidica. Si tratta di un collante liquido e appiccicoso che lega le fibre. Una volta chiuso lo stampo avviene l’indurimento della resina e delle fibre al suo interno. Per causare questo lo stampo viene immesso in un’autoclave dove alta temperatura e pressione fanno solidificare le fibre spingendo la struttura lungo le pareti dello stampo. Più elevata sarà la pressione interna cui vengono sottoposte la fibra di carbonio e la resina e migliore sarà il risultato finale. Maggiore è la pressione e minore aria resterà all’interno del composito. Le lavorazioni migliori sono a sei, sette atmosfere e sono apprezzabili per la struttura pulita, liscia e regolare che evidenziano una volta terminata la lavorazione. A pressioni basse il risultato può essere ugualmente efficace in termini meccanici (dipende sempre dal tipo di fibra e dalle pelli utilizzate) ma spesso si deve ricorrere a stuccature per rendere liscia la superficie che poi deve essere necessairamente sottoposto a vernciatura.

SCHEMA RIASSUNTIVO

ACCIAIO

Caratterisiche materiale:

Lega di ferro e carbonio

-elevata resistenza alla fatica

e ad un alto carico di rottura.

-materiale morbido ed elastico,

attutisce meglio le vibrazioni.

-tubolari di diverso diametro che

variano da 1 mm nella parti di saldate

fino a 0.38 mm nelle parti  centrali.

-svantaggio: corrosione

-pesante

Tecnologie:

-estrusione a mandrino

-elettrosaldatura.

FIBRA DI CARBONIO

Caratteristiche materiale:

-fibra sottile morbida e flessibile come

il nylon che viene tessuta con intrecci

particolari, mantenendo però le stesse

caratteristiche di un tessuto.

-fibra anisotropa

-permette di ottenere tubolari perfettamente

tondi e con spessore identico su tutta la struttura.

-fragile all’impatto,crepe.

Tecnologie:

-stampaggio full carbon

-incollaggio  monoscocca.

TECNOLOGIA e MATERIALI: ALA DELL’AEREO

ALA :

-insieme di 2 SEMIALI
-elemento PORTANTE di un aeroplano
-TIPI DI SUPERFICI ALARI : 1-pianta rettangolare 2-pianta trapezia 3 pianta ellittica 4 pianta a freccia
-elementi costruttivi fondamentali dell’ala sono: i LONGHERONI, le CENTINE ,CORRENTI e il RIVESTIMENTO.
-LONGHERONI : -Sono delle travi che attraversano, longitudinalmente, tutta l’ala da un estremo all’atro.
-piu’ longheroni = maggior carico sostenuto
– forme : piena ,reticolara , rastremata
– sezioni a doppia T
-anima in lamiera
– solette con sezioni rettangolari

• CENTINE : Sono elementi posti trasversalmente l’ala e sono quindi ortogonali ai longheroni.

– funzione : fornire la forma aerodinamica dell’ala
garantire che non si abbiano deformazioni locali nella struttura dell’ala
collegano i vari elementi costituenti l’ala (rivestimento, correnti, longheroni)

• CORRENTI :Sono dei traversini di piccola sezione (profilati o estrusi) che attraversano, longitudinalmente, l’ala

– funzione :- contribuire alla resistenza flessionale dell’ala insieme ai longheroni.
– irrigiscono la lamiera di rivestimento, costituito da lamiera di piccolo spessore.

• RIVESTIMENTO : -crea una barriera tra il fluido che scorre sul dorso dell’ala , in depressione, e quello che si trova sul ventre,

sovra pressione, in modo che si crei la risultante aerodinamica e quindi la portanza.
-contribuisce alla resistenza alare .
-E’ in materiale metallico costituito da una lamiera di alluminio di piccolo spessore .

• ATTACCO DELLA SEMIALA : Per garantire una più facile manutenzione, trasporto, riparazione, l’ala non è costruita in unico pezzo

– spesso in due semi ali
– in tre parti semi ali e panetto centrale
– in più parti.

• MATERIALI :

LONGHERONI :

• acciaio
• Dural

CENTINE

• legno
• Tela (lino ,cotone mako’
• Metallo (dural )

INNOVAZIONE NEI MATERIALI :

DURALLUMINIO : è il nome commerciale di una dei primi tipi di lega di alluminio temprata.
I principali costituenti sono rame, manganese e magnesio.
ALLUMINIO : si consuma velocemente a contatto con l’atmosfera
FIBRA DI CARBONIO e TITANIO : ha sostituito l’alluminio .-VANTAGGI -:minor peso e risparmio di carburante

-SVANTAGGI -aereo esposto a cariche elettriche

– SOLUZIONE –     fili di rame nelle ali e nella fusoliera

• TECNOLOGIA DEL 747 :

– l’ala più lunga di 1,8 metri
con un’aletta alta 1,8 metri inclinata verso l’alto e
leggermente all’infuori. VANTAGGI : -riduce il consumo di carburante
– maggiore autonomia.
-MATERIALI ALETTE : fibra di carbonio e resina epossidica VANTAGGI : aletta durevole e leggera
risparmio di 27 kg per aereo
rispetto a una struttura tutta
in alluminio.
-MATERIALI STRUTTURALI :
L’uso di materiali all’avanguardia consente una notevole riduzione del peso strutturale
Il PAVIMENTO in metallo :sostituito da pannelli in fibra di carbonio leggeri e resistenti.
FRENI : in carbonio sulle 16 ruote del carrello d’atterraggio. VANTAGGI : – migliore assorbimento dell’energia
– resistenza all’uso e diminuzione di 816 kg di peso

PESO :Una diminuzione del peso di circa 1.900 kg, grazie all’uso di leghe di alluminio più robuste con maggiore resistenza allo
sforzo. Queste leghe sono usate sulla superficie alare e sui longheroni .

TELAIO DUCATI vs APRILIA

SCHEMA DIFFERENZE DI TELAI

Tipi di Telai

I telai possono essere di vari tipi:

• Traliccio
• Stampati
• Monoscocca
• Misti/scomponibile (in parte in tubi saldati e in parte stampato)

Telaio a traliccio

Il telaio a tubi ha la caratteristica d’essere molto flessibile e resistente, mantenendo un ingombro minore rispetto agli altri tipi di telaio e per questo è molto utilizzato sia su moto da fuoristrada, fuoristrada e camion, perché sono mezzi che richiedono telai molto resistenti alle sollecitazioni.

Generalmente si definisce telaio a traliccio quando ci sono i tubi principali del telaio che sono messi in comunicazione tra di loro tramite altri piccoli tubi, in modo da dare un aspetto di tubi intrecciati (a formare tanti triangoli) per poter aumentare la resistenza e rigidità del telaio.

Telaio stampato

Questo tipo di telai viene generalmente utilizzato per le moto, perché il costo finale è generalmente inferiore e pesa di meno, senza che questo risulti inferiore al telaio a tubi, il quale invece risulta essere tendenzialmente più costoso, soprattutto se deve essere il più leggero possibile, inoltre risulta più facile realizzare un telaio resistente con quella tecnologia.

Telaio monoscocca

I telai monoscocca si chiamano così, perché sono un tutt’uno con parte della carrozzeria, vengono utilizzati per il loro minor costo, naturalmente minore a qualsiasi altro tipo di telaio, ma richiedono d’essere sostituiti più frequentemente, data la minor facilità e qualità di riparazione, vengono utilizzati sulle autovetture e piccoli autocarri, dal 1980 circa anche su qualche fuoristrada.

Telaio misto/scomponibile

Il telaio misto è un telaio che ha visto la sua prima applicazione nel 2005 con la Bimota DB5, questo tipo di telaio riesce a coniugare i vantaggi di entrambi i sistemi, ma risulta essere più complesso da studiare, risultando comunque meno costoso rispetto al telaio a tubi.

Il telaio è costituito da una parte puramente in tubi e una parte in piastre stampate o ricavate dal pieno, unite tra loro tramite dei bulloni.

In Ducati sono sempre stati grandi esperti di acciaio (adesso carbonio), ma non per quanto riguarda il telaio in alluminio; a Borgo Panigale si pensava dunque di affidare ad una struttura esterna, la realizzazione pratica del “telaio”, limitandosi alla progettazione e a seguirne da vicinissimo la costruzione e anche l’Aprilia cominciò così, dato che è solo da 10 anni che fabbrica telai in casa propria. La questione della progettazione di una nuova tipologia di telaio sta in questo: serve un telaio che fletta in modo diverso rispetto al monoscocca in carbonio (considerate che poi il carbonio, sotto carico, può flettere in un modo tutto suo, progettato a tavolino).

La Ducati ha un motore portante ( quando anche il motore svolge la funzione di telaio ), per cui, nella parte centrale, non flette neanche di mezzo grado: è un blocco di acciaio. Se il telaio non flette sull’anteriore non si mandano in temperatura le gomme e si perde, oltretutto, anche il feeling.

DIFFERENZA TRA IL  TELAIO DOPPIO TRAVE IN ALLUMINIO E IL TRALICCIO IN ACCIAIO

La differenza tra il doppio trave in allumino (utilizzato da altre case produttrici di telai e quello in acciaio (traliccio, utilizzato da Ducati) è sicuramente la risposta alle sollecitazioni; l’acciaio è notoriamente più elastico dell’allumino, quello a traliccio si può decidere dove farlo flettere e dove no a seconda della conformazione dell’intreccio dei tubi, basata su calcoli che i tecnici fanno in fase di progettazione, l’alluminio oltre che essere meno elastico è più leggero come peso specifico, ma anche qui si può intervenire con trattamenti specifici, con spessori differenziati, l’alluminio è sempre legato con altri metalli tipo scandio zirconio ecc… che ne cambiano la rigidezza, possono essere hydroformati, per fargli assumere svariate forme che con l’acciaio sarebbe impensabile fare.

PROGETTAZIONE E RIGIDITA’

Normalmente i telai a traliccio hanno tubi tutti dello stesso materiale, è come vengono saldati che ne stabilisce la distribuzione della rigidità oltre ovviamente alla dimensione dei tubi e allo spessore del materiale degli stessi, ma che normalmente dipende più dalla funzione che si usa per produrre il tubo che dal progettista del telaio, mentre in una fusione di alluminio la rigidità viene stabilita solo in base alla sezione del materiale e allo spessore dello stesso.
Il più rigido, dai risultati delle comparate, sembrerebbe il traliccio ducati, che flettendo di meno garantisce una guida più rigorosa in piega, alias si ha una moto più stabile (anche a causa dell’interasse leggermente più lungo) a fronte di una perdita di agilità in ingresso curva e in ingresso e di minor confort, però di solito costringe ad una guida più di forza rispetto alla Honda.

 IL TELAIO A TRALICCIO DELLA DUCATI

la Ducati prese una strada un po’ controcorrente, anzichè tentare la strada dei materiali più leggeri, cercò di ridurre direttamente la quantità di materiale utilizzata nel Telaio stesso, ossia ridurre la dimensione generale del Traliccio eliminandone le parti che riteneva inutili.

L’idea della Ducati fu quanto mai semplice: anzichè cercare di “Cullare” il Motore con il Telaio, appendiamolo dall’alto che tanto non cade comunque.

TELAIO PERIMETRALE IN ALLUMINIO (DELTABOX) 

Malgrado molti credano che il Telaio Perimetrale in Alluminio, erroneamente chiamato DeltaBox, sia un’invenzione Giapponese, fu invece un’invenzione dell’Ingenere Spagnolo Antonio J Cobas nel 1984.

Fu infatti lui a proporre una forma di Telaio costruita interamente in Alluminio senza necessità di elementi intermedi più rigidi…
Il Telaio Perimetrale in Alluminio, che per praticità chiameremo ‘DeltaBox’, è stato subito preso di mira dalle varie case Motociclistiche Giapponesi in quanto la leggerezza intrinseca del DeltaBox ha sconfitto gli svantaggi del fatto che era molto meno rigido del Traliccio in Acciaio… insomma, un po’ come dire: il gioco vale la candela: ci rimetto nella rigidità, ma guarda quanto meno pesa la Moto!

Di fatto, il disegno base e` simile a quello dei Vecchi Tralicci: il Deltabox parte dal Manubrio aprendosi in 2 Travi che vanno ad Abbracciare il Motore che si appoggia sulla Culla proprio come nei primi Telai a Traliccio.

Nel giro di pochi anni, tutte le 4 grandi case Motociclistiche Giapponesi avevano avviato uno sfrenato sviluppo dei Telai DeltaBox, atto a cercare di recuperare la rigidità persa mantenendo l’ottima leggerezza.

SEMI-TRALICCIO DUCATI

La Ducati non ha mai abbandonato il Traliccio e la sua Rigidità, ma ha continuato per la sua strada atta a minimizzare la presenza del Telaio il più possibile senza perdere Rigidità, e dopo aver lasciato il Motore appeso dall’alto, ha ritenuto fosse inutile prolungare il Telaio per farlo scendere fino al Forcellone quando questo poteva essere tranquillamente attaccato al Blocco Motore, e così, con il rientro nella Moto GP, la Ducati si presenta anche con Telaio a Traliccio Ulteriormente ridotto… ora si trovava solo nella parte anteriore della Moto ad agganciare il manubrio e le Forcelle al Motore e cui erano fissati Forcellone e Codone.
Questa è un’ evoluzione CHIAVE nello sviluppo Ducati perchè per la prima volta, il Manubrio ed il Forcellone non sono direttamente collegati da un elemento unico, bensì si è interposto il Motore in Mezzo che essendo un Blocco Metallico anche molto spesso, non offre alcunissima flessibilità, mentre nei Telai DeltaBox permane la relazione diretta fra Forcelle e Forcellone in quanto sono entrambe attaccate allo stesso elemento: il Telaio che nella Ducati, è venuto a mancare.

IL MONO-SCOCCA DUCATI 

l’Evoluzione Controcorrente della Ducati Continua ed arriva finalmente ad eliminare del tutto quel elemento che ha cercato di ridurre sempre di più ai minimi termini con il passare degli anni senza mai rinunciare alla Rigidità e finalmente e` riuscita ad eliminare il Telaio integralmente utilizzando la scatola dell’aria come elemento portante che congiungesse il Blocco Motore al Manubrio e Forcelle.

PUNTI CHIAVE DELLE EVOLUZIONI:

La differenza fra la scelta operata dalle Case Motociclistiche Giapponesi e quella operata dalla Ducati, sta in una filosofia di base:

Telaio Rigido, o Telaio Flessibile?

Nel passato si riteneva che il Telaio dovesse essere più rigido possibile, ma la necessità di passare a materiali più leggeri ha portato le Case Giapponesi ed anche la Aprilia ad optare per una soluzione più leggera a scapito della Rigidità, tuttavia, con il passare degli anni, quello che era il punto debole dei DeltaBox, sembra stia ora diventando il suo punto di forza: ossia la flessibilità.

C’è chi dice che questo stia avvenendo per colpa delle Gomme, che negli ultimi anni sono state fornite da una sola casa fornitrice e che, guarda caso, questa casa sia Giapponese e di conseguenza abbia sviluppato Gomme che si adattano meglio alla Flessibilità di un DeltaBox anzichè alla rigidità di un Traliccio o di un Mono-Scocca.

Sta di fatto che poi, ciascun pilota ha delle preferenze diverse: Casey Stoner chiedeva di avere la Moto più rigida (più rigida era, più era contento), un’opinione totalmente opposta rispetto alle dichiarazioni di Valentino Rossi che invece, avendo passato l’intera carriera a guidare Motociclette con telai DeltaBox ben flessibili, non si riesce ad abituarsi alla guidabilità di una Moto inflessibile come la Ducati.

 

Sottomarini

Sottomarini

I primi battelli che avevano caratteristiche di sommergibili (prima metà 1600) erano costituiti da scafi di imbarcazioni posizionate l’ una sull’ altra cosi da risultare simili ad una noce e impermeabilizzate ed incollate con pece. Questo non permetteva però di avere sistemi di propulsione per il fatto che non era possibile creare aperture nello scafo.

Con l’ avvento dell’ acciaio è stato possibile studiare un sistema di pale e quindi un metodo di propulsione.

La più importante caratteristica da segnalare è la differenza tra sottomarini e sommergibili, infatti i primi sono natanti progettati per la crociera sottomarina, i secondi invece sono mezzi che sono stati progettati per navigare emersi, ma con la possibilità di immergersi all’ occasione (potendo però mantenere una velocità inferiore se immersi).

La struttura del sottomarino è formata da due scafi: lo scafo esterno o scafo leggero, il quale imposta la forma idrodinamica del sommergibile, e lo scafo interno o scafo resistente, il quale deve far fronte appunto alla pressione idrostatica. La parte abitata del sottomarino è totalmente contenuta all’interno dello scafo resistente, mentre la zona tra i due scafi è divisa in sezioni dette casse.

Per entrambe le tipologie di natanti il principio di Archimede è quello che posiziona in assetto e permette la navigazione del mezzo tramite le CASSE.

Grazie a questi serbatoi il mezzo si riempie di acqua e di combustibile e riesce ad avere assetti positivo o neutro, ossia sulla superficie dell’ acqua o sotto di essa (alcune casse sono adibite a rimettere in sesto l’ assetto per esempio dopo che vengono espulsi i siluri, o vengono riempite con olii o acqua potabile).

In principio lo scafo di questi battelli era unico con problemi legati alla pressione dell’ acqua a certe profondità e quindi l’ integrità sia dei serbatoi di carburante che dell’ equipaggio, il passaggio successivo fu l’impiego di due scafi stagni ed indipendenti che permettevano di mantenere al sicuro equipaggio e serbatoi ma i costi di produzione erano troppo elevati e quindi si passò ad una scocca esterna ibrida dove le parti piu delicate del mezzo stavano in uno scafo indipendente ma il resto del sottomarino rimaneva dentro uno scafo più esterno; grazie a quest’ innovazione i costi diminuirono e i natanti avevano caratteristiche abbastanza buone da reggere gli investimenti per la produzione.

Per quanto riguarda la forma sono state sperimentate molteplici soluzioni fino ad arrivare alla svolta con il cilindro che grazie ad un sistema di timoni orizzontali e verticali evitava il rollio in fase di immersione e permetteva minori consumi di carburante per per le caratteristiche idrodinamiche della forma stessa.