Tipi e classificazioni della lavorazione dei metalli
Nel campo della produzione meccanica, sia il metallo che la plastica sono i materiali più comunemente utilizzati e molti componenti meccanici vengono realizzati mediante la lavorazione dei metalli.
Che cosa è la lavorazione dei metalli?
Con lavorazione dei metalli si intende il termine generale per tutti i tipi di lavorazione e trattamento effettuati sui metalli come materie prime allo scopo di realizzare prodotti.
La lavorazione dei metalli può essere suddivisa in due categorie: la lavorazione dei metalli per modellare e la lavorazione dei metalli per modificarne le proprietà. La prima è un metodo di lavorazione che crea forme di prodotto lavorando materie prime come lastre, barre o metalli fusi. La seconda è un metodo di lavorazione che prevede il trattamento termico o chimico dei metalli per aumentarne la durezza o migliorarne le proprietà antiruggine.
Lavorazione dei metalli per la formatura
Le forme di lavorazione per la formatura dei metalli possono essere grosso modo suddivise nelle seguenti quattro categorie.
1. Lavorazione meccanica
La lavorazione meccanica comprende tre metodi: taglio, rettifica e lavorazione speciale.
Lavorazione del taglio
Si tratta di un metodo di lavorazione che utilizza utensili da taglio per modellare il pezzo in lavorazione, tagliando e rimuovendo le parti indesiderate. Il metodo più rappresentativo prevede l'utilizzo di macchinari come torni, fresatrici, centri di lavoro e trapani. Trova ampia applicazione in vari prodotti, ad esempio componenti di elettrodomestici e ricambi auto.
Lavorazione di macinazione
Si tratta di un metodo di lavorazione che utilizza una mola per rimuovere le parti indesiderate dal pezzo. La rettifica viene spesso utilizzata in situazioni in cui sono richieste superfici di precisione, come componenti automobilistici e componenti scorrevoli di macchine utensili.
Lavorazione speciale
I metodi di lavorazione meccanica che non rientrano nel taglio o nella rettifica sono generalmente classificati come lavorazioni speciali. Questo tipo di lavorazione comprende numerosi metodi, tra cui quelli più rappresentativi sono l'elettroerosione e la lavorazione laser.
La lavorazione tramite elettroerosione viene spesso utilizzata per incidere le cavità degli stampi, tagliare con precisione lamiere sottili e sedi per chiavette, ecc.
La lavorazione laser viene spesso utilizzata per il taglio preciso di lastre sottili, la foratura di microfori e altri scopi.
2. Lavorazione della plastica
Nella lavorazione della plastica, oltre allo stampaggio e alla forgiatura, rientra anche la laminazione.
Lavorazione di stampaggio
Questo metodo di lavorazione prevede la pressione di un utensile o di uno stampo con grande forza sul pezzo di lamiera per tagliarlo, oppure la sagomatura del pezzo in base alla forma dello stampo. La lavorazione della lamiera è anche classificata come una categoria più ampia di stampaggio ed è ampiamente utilizzata nelle carrozzerie dei veicoli e negli elettrodomestici che utilizzano la lamiera.
Forgiatura
Questo metodo di lavorazione prevede l'applicazione di una forza considerevole alla testa del martello o allo stampo per pressare o martellare il pezzo, modellandolo così secondo la forma dello stampo. Sfruttando la sua caratteristica di conferire ai pezzi un'elevata resistenza, può essere applicato alla lavorazione di componenti di motori e prodotti che devono resistere a forze, come le chiavi inglesi.
rotolamento
Si chiama ""rolling"" perché il pezzo in lavorazione viene formato tramite rotazione o rotolamento. È comunemente utilizzato anche nella lavorazione di filettature esterne, ecc. I prodotti principali sono bulloni comuni e altri tipi di viti reperibili nei negozi di casalinghi.
3. Casting
Questo metodo di lavorazione prevede l'utilizzo di un forno per fondere il metallo utilizzato come materia prima e il successivo versamento del metallo fuso in uno stampo con una cavità che riproduce la forma del prodotto, consentendogli di solidificarsi al suo interno per la fabbricazione del prodotto. Questo processo viene spesso utilizzato per la produzione in serie di prodotti dalle forme complesse. Può essere utilizzato per la produzione di componenti di motori, basi di macchine utensili, parti di motori, ecc.
4. Altri
La metallurgia delle polveri e la stampa 3D dei metalli sono metodi di lavorazione relativamente nuovi, in grado di elaborare forme e geometrie complesse che non possono essere ottenute con le tecniche tradizionali.
metallurgia delle polveri
Questo metodo di lavorazione prevede la pressatura della polvere metallica utilizzata come materia prima in uno stampo dalla forma simile a quella del prodotto e il suo riscaldamento in un forno per legare insieme le particelle metalliche, realizzando così il prodotto. Viene spesso utilizzato nella produzione di ingranaggi che consentono di risparmiare forza motrice e cuscinetti speciali che non necessitano di lubrificazione, ecc.
Stampante 3D in metallo
Si tratta di un metodo di lavorazione che ha attirato molta attenzione negli ultimi anni. Il prodotto finale viene ottenuto impilando gradualmente i materiali necessari per ogni componente. Sebbene la storia di sviluppo di questo processo sia ancora relativamente breve, è già stato utilizzato, tra le altre applicazioni, nella produzione di pale per motori a reazione e componenti dei freni per auto di lusso.
Lavorazione che altera le proprietà dei metalli
I principali metodi di lavorazione per modificare le proprietà dei metalli includono il trattamento termico e il trattamento superficiale.
1. Trattamento termico
Una delle caratteristiche principali dei metalli è che la loro microstruttura interna può essere modificata e diverse proprietà possono essere acquisite attraverso il trattamento termico. I trattamenti termici più noti sono la tempra, il rinvenimento, ecc. La cementazione è un tipo di tempra, un processo che aumenta parzialmente la durezza dell'acciaio consentendo al carbonio di penetrare nella sua superficie. Questi processi sono ampiamente applicati a prodotti in acciaio e alluminio, inclusi componenti per autoveicoli e componenti per aeromobili.
2. Trattamento superficiale
I processi di trattamento superficiale più rappresentativi includono il rivestimento e il trattamento chimico filmogeno.
Rivestimento
Si tratta di un processo di trattamento che consiste nel ricoprire la superficie dei metalli con pellicole metalliche. Può svolgere diverse funzioni, come la prevenzione della ruggine, il miglioramento estetico e l'indurimento superficiale, ed è ampiamente utilizzato in articoli per la casa, componenti automobilistici e altri settori.
Trattamento chimico di formazione del film
A differenza del rivestimento, questo processo utilizza mezzi chimici per modificare le proprietà della superficie metallica, conferendole così determinate proprietà. Viene spesso utilizzato in ambienti operativi difficili per componenti di automobili o macchinari edili che richiedono protezione dalla ruggine.
Riepilogo
Esistono diversi metodi di lavorazione dei metalli. I principali includono la lavorazione meccanica, la lavorazione della plastica, la fusione e altri processi che modificano la forma dei metalli. Anche il trattamento termico o superficiale e altri processi che modificano le proprietà dei metalli possono essere selezionati in base al loro utilizzo e scopo.
