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:
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.
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.
