Lo sapevi che la bauxite, minerale dal quale si ricava l’alluminio, è uno degli elementi più presenti sul nostro pianeta e che a oggi le leghe che ne derivano, sono tra le maggiori adoperate nell’industria metalmeccanica?

La grande abbondanza di risorse presenti in alcuni paesi del nostro pianeta unito all’evoluzione nel settore della metalmeccanica ha portato a preferire l’alluminio in tutte le sue differenti leghe, grazie ai loro innumerevoli vantaggi.

Innanzitutto, le leghe di alluminio sono molto leggere rispetto ad altri metalli, il che le rende ideali per l’uso in settori come l’aeronautica, l’automobile e l’ingegneria civile.

Presentano un’elevata resistenza alla corrosione, in quanto l’alluminio forma uno strato di ossido sulla sua superficie che lo protegge dalla corrosione, rendendolo adatto per applicazioni all’aperto e in ambienti marini.

Alcune leghe di alluminio possono offrire un’alta resistenza meccanica, paragonabile a quella dell’acciaio, rendendole adatte per strutture che richiedono robustezza, inoltre hanno anche una buona capacità di assorbire sollecitazioni e urti. Ciò rende le leghe ideali, ad esempio, per la realizzazione delle componenti di sicurezza presenti nelle automobili.

Un altro aspetto non trascurabile è che l’alluminio è facilmente riciclabile senza che perda le sue proprietà chimiche, fisiche e tecnologiche, diventando dunque anche una scelta ecologica.

In ultimo, le leghe di alluminio sono relativamente facili da lavorare, per quanto concerne l’asportazione del truciolo, a patto che si osservino alcune importanti condizioni.

Tutti questi indiscutibili vantaggi hanno portato le leghe di alluminio ad essere attualmente tra le più impiegate in molti settori industriali.

Il mix di leggerezza, resistenza e durata rende le leghe di alluminio una scelta ottimale in molti settori, tra i quali:

  • Aerospace, grazie al loro rapporto elevato resistenza e peso.
  • Automobilistico, per ridurre il peso dei veicoli e migliorando di conseguenza l’efficienza dei consumi di carburante.
  • Nautico, in quanto le imbarcazioni come yacht e navi da crociera beneficiano della leggerezza oltre che della resistenza alla corrosione.
  • Ferroviario, grazie alla leggerezza delle carrozze costruite in leghe di alluminio assicurano ai treni ad alta velocità prestazioni straordinarie a vantaggio di contenuti consumi energetici.
  • Packaging, nel quale molti componenti delle linee di automazione sono realizzati con leghe alluminio che garantiscono resistenza meccanica e alla corrosione, integrata dalla leggerezza.

Naturalmente esistono ancora altri settori nei quali è diffuso l’impiego di leghe di alluminio, ma per quanto riguarda il contesto dell’asportazione del truciolo, questi si possono ritenere i principali.

Anche se nell’introduzione ho scritto che le leghe di alluminio sono facilmente lavorabili osservando alcune condizioni essenziali, di seguito voglio elencare alcune delle possibili insidie che si possono celare dietro a una cattiva operatività.

Innanzitutto, questo materiale se venisse lavorato con l’utensile sbagliato potrebbe provocare l’adesione del materiale sulla zona del tagliente, noto anche come “build-up edge” (BUE). Questo fenomeno può compromettere la qualità della superficie lavorata e ridurre l’efficienza dell’utensile.

Alcune leghe sono particolarmente predisposte alla formazione del truciolo lungo, special modo nella tornitura, che a sua volta potrebbero avvolgersi intorno all’utensile o alle parti della macchina. Questo può causare problemi nella gestione dei trucioli, oltre che ostruzioni e danneggiamenti agli utensili e alle superfici lavorate.

Da non dimenticare che a causa dell’elevata conducibilità termica, il calore dall’utensile potrebbe traferirsi alla superfice del pezzo lavorato. Questo fenomeno potrebbe portare a deformazioni termiche e problemi di precisione dimensionale.

Anche la lubrorefrigerazione gioca un ruolo fondamentale ai fini di limitare il rischio di adesione del materiale all’utensile, riducendo l’attrito e allo stesso tempo migliorare la qualità della superficie.

Per affrontare queste difficoltà, è importante utilizzare utensili con geometrie di taglio specifiche per l’alluminio, inoltre si dovranno applicare i parametri di taglio corretti, utilizzare lubrificanti e fluidi da taglio adeguati e adottare accorgimenti efficaci nella gestione del controllo del truciolo.

Infine, un ruolo fondamentale viene assunto anche dalla qualità dell’utensile e dal suo rivestimento.

Per una finitura a specchio e parametri di taglio stratosferici, in tornitura consiglio l’uso del PCD, l’inserto in diamante policristallino.

Per ridurre l’adesione del truciolo e migliorare la vita degli utensili durante la lavorazione delle leghe di alluminio, suggerisco l’utilizzo di utensili (frese, maschi, inserti, punte ecc.) con una ricopertura specifica.

Il nitruro di cromo (CrN) in passato ha rappresentato una buona scelta in quanto mostrava una buona resistenza all’usura, migliorando la scorrevolezza e riducendo l’adesione del materiale.

Da una decina di anni a questa parte il DLC (diamont like carbon), ossia il moderno rivestimento PVD che ricava dal carbonio microparticelle di diamante, è senza dubbio la svolta assoluta nel campo delle ricoperture per utensili da taglio da utilizzare su leghe di alluminio. Questo straordinario sottilissimo film di pochi micron di colore nero lucido è in grado di azzerare il fenomeno dell’incollaggio, grazie al suo potere tribologico e offrire una durata eccezionale dell’utensile trattato.

In conclusione, posso confermare che l’asportazione del truciolo è un processo molto dinamico che richiede una comprensione approfondita delle interazioni che avvengono tra utensile e materiale.

Anche per un materiale di bassa durezza e in apparenza di facile lavorazione, come le leghe di alluminio, sono necessarie delle analisi dettagliate, su quale utensile scegliere, sul tipo di rivestimento e ovviamente sui corretti parametri di taglio da programmare. Questo si rivelerà essenziale per ottimizzare la durata dell’utensile e la qualità del pezzo lavorato. Non scordiamoci mai che materiali diversi richiedono approcci differenti, e soprattutto utensili specifici.

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