Dalla realizzazione dei serramenti fino alla produzione di pulegge auto, passando per la costruzione di edifici e automobili, l’alluminio rappresenta una scelta vincente. Ma perché? È importante entrare più nello specifico andando a parlare delle caratteristiche meccaniche alluminio e, di conseguenza, perché è un materiale così trasversalmente apprezzato.
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- Che cos’è l’alluminio
- Proprietà meccaniche alluminio
- Le caratteristiche meccaniche delle leghe di alluminio
Che cos’è l’alluminio
Prima di vedere dell’alluminio le caratteristiche meccaniche è utile definire le proprietà di questo materiale. Parliamo di un elemento chimico e di un materiale “duttile, malleabile, buon conduttore del calore e dell’elettricità, è stabile all’aria perché protetto da uno strato di ossido”. Inoltre è un materiale diffusissimo in natura (è il più abbondante tra quelli presenti nella crosta terrestre), versatile ed è il metallo più utilizzato solo dopo l’acciaio.
Proprietà meccaniche alluminio
Alcune delle caratteristiche meccaniche alluminio le abbiamo già viste, ma è utile elencarle tutte e analizzarle dettagliatamente. Le principali proprietà dell’alluminio sono:
- forza
- duttilità
- rapporto resistenza/peso
- leggerezza
- conducibilità termica
- conducibilità elettrica
- resistenza alle basse temperature
- resistenza alla corrosione
- facile da produrre
- materiale non tossico
- riciclabilità
- riflettività
- finitura
- impermeabilità;
- resistenza acustica
Vediamo nel dettaglio cosa significa ciascuna di queste proprietà dell’alluminio e perchè rendono l’alluminio un materiale così apprezzato nel settore edilizio così come quello automotive con la produzione di pulegge motore e altri componenti meccanici.
Forza
La durezza alluminio è uno degli elementi principali che rendono questo materiale così apprezzato e impiegato. L’elevata resistenza alla trazione consente di utilizzare l’alluminio nel settore edile come materiale strutturale. Inoltre le leghe di alluminio hanno proprietà meccaniche superiori. L’alluminio, unito al rame o al silicio (o ad altri materiali) aumenta la sua forza e questa resistenza può essere ulteriormente migliorata tramite degli specifici trattamenti termici.
Duttilità
La durezza alluminio non va confusa con la sua rigidità. È infatti un materiale estremamente malleabile che permette di ottenere parti sottili senza il rischio che queste si rompano. Questo è possibile anche grazie al basso punto di fusione. Si tratta della capacità di un materiale di ottenere componenti come barre, fogli o tubi senza alcun limite progettuale.
Rapporto resistenza/peso
Abbiamo parlato della resistenza come una delle migliori caratteristiche meccaniche alluminio; questa è ancora più evidente se rapportata con il peso del materiale. Il paragone, ad esempio, tra il rapporto resistenza e peso dell’alluminio e dell’acciaio è nettamente a favore del primo. Motivo per cui l’alluminio è diffusamente impiegato nella costruzione di aerei, navi e automobili.
Leggerezza
La resistenza meccanica alluminio non deve trarre in inganno: l’alluminio è un materiale estremamente leggero. Anche per questo è il materiale maggiormente utilizzato per la costruzione di mezzi di trasporto (aerei, tram, metropolitane, automobili) e i loro componenti (pulegge auto, telai, eccetera).
Conducibilità termica
L’alluminio è un materiale con un’elevata conducibilità termica, ovvero la capacità di trasferire calore da un mezzo all’altro. Per questo l’alluminio è un materiale estremamente impiegato per la realizzazione di utensili e articoli da cucina così come per la produzione di scambiatori di calore e altri componenti dell’industria aeronautica e chimica.
Conducibilità elettrica
Anche per quel che riguarda la capacità di trasferire la corrente elettrica l’alluminio ha prestazioni eccellenti. Specie se paragonato ad altri materiali, l’alluminio riesce ad assicurare la medesima efficienza, ma con un peso specifico minore.
Resistenza alle basse temperature
La resistenza meccanica alluminio si mostra anche e soprattutto a temperature molto basse. L’alluminio, a differenza di altri materiali, non solo resiste con l’abbassarsi delle temperature, ma aumenta la sua resistenza all’impatto, alle trazioni e contro le corrosioni.
Resistenza alla corrosione
La resistenza alluminio si rivela anche nelle capacità antiossidanti. Nel momento stesso in cui l’alluminio viene esposto all’aria, infatti, l’umidità presente nell’aria crea uno strato di ossido che impedisce il formarsi di una successiva ossidazione. Questo significa che è un materiale che può essere impiegato per accessori che devono rimanere costantemente all’aria aperta. Senza per questo, come avviene invece con altri materiali, rischiare di essere danneggiato e deteriorato dall’azione degli agenti atmosferici.
Facile da produrre
Oltre alle proprietà meccaniche dell’alluminio è necessario sottolineare come parliamo di un materiale facile da produrre e fabbricare. Si possono fabbricare fili o fogli sottilissimi di alluminio. Inoltre la lavorazione è veloce e a basso costo, consentendo quindi anche enormi vantaggi dal punto di vista industriale.
Materiale non tossico
L’alluminio è un materiale non tossico e questa è una caratteristica di enorme valore. È uno dei motivi per cui molti utensili e stoviglie da cucina sono realizzate in questo materiale, così come tutti gli strumenti della filiera della trasformazione alimentare.
Riciclabilità
Oltre a non essere tossico l’alluminio è un materiale riciclabile. Questo è un preziosissimo elemento ecologico nella lotta all’inquinamento. Senza dimenticare come le proprietà dell’alluminio vergine con quello riciclato sono pressocché identiche, senza alcuna significativa perdita in termini di efficienza e prestazioni.
Riflettività
Non solo durezza alluminio, ma anche un materiale con un’elevata riflettività. Cosa significa? Che l’alluminio è un materiale che riflette le onde termiche. I prodotti rivestiti in alluminio non subiscono il surriscaldamento dei raggi solari. Questa elevata riflettività è inoltre sinonimo di grande eleganza e design.
Finitura
Di per sé l’alluminio non necessita di ulteriori finiture, essendo la superficie di questo materiale già adeguata sia alle esigenze protettive che a quelle estetiche. In casi specifici è però possibile realizzare ulteriori finiture, come l’anodizzazione, senza rinunciare alle proprietà dell’alluminio.
Impermeabilità
Tra le caratteristiche meccaniche alluminio troviamo anche l’impermeabilità. È un materiale che ha quindi un’elevata capacità di resistenza ai liquidi, che non lo attraversano e non ne compromettono le proprietà tecniche.
Resistenza acustica
Chiudiamo questo lungo elenco sulle caratteristiche meccaniche alluminio parlando della resistenza acustica. L’alluminio assorbe il suono, rendendolo quindi perfetto come materiale da costruzione nel settore edilizio (soffitti, infissi, eccetera) e quello automobilistico (ammortizzatori, pulegge auto, eccetera).
Le caratteristiche meccaniche delle leghe di alluminio
Parlando delle caratteristiche meccaniche alluminio non si può non far riferimento anche al vasto settore delle leghe di alluminio. Le leghe sono l’unione tra due o più elementi di cui almeno uno è un metallo. Esse sono un’enorme opportunità per quel che riguarda il potenziamento delle caratteristiche tecniche di quel metallo. Nel caso delle leghe di alluminio parliamo di soluzioni che prevedono l’unione tra l’alluminio e il magnesio, lo zinco, il rame, il silicio o il manganese.
Queste leghe, dette anche leghe leggere, vengono classificate in base al tipo di impiego (leghe per lavorazioni plastiche, leghe per fonderia, eccetera). le caratteristiche meccaniche delle leghe di alluminio possono inoltre essere migliorate grazie a trattamenti a freddo o aggiungendo la quantità di elementi di cui quella lega è composta.
Tra le principali proprietà meccaniche delle leghe di alluminio troviamo: densità, carico di snervamento alluminio, carico di rottura e flessibilità. Tra le più importanti il carico snervamento alluminio, ovvero il valore della tensione massima raggiungibile da quel materiale, dopo la quale esso inizia a deformarsi plasticamente, con un processo di deformazione irreversibile.
La società F.I.P.I.L.L., di San Paolo di Jesi (AN) presente sul mercato dal 1973, cura la progettazione, la produzione e la vendita di una vasta gamma di soluzioni per la trasmissione di potenza, che possono essere anche personalizzate su richiesta dal cliente in base alle specifiche esigenze.
La produzione dell'azienda marchigiana comprende: pulegge trapezoidali in alluminio; pulegge trapezoidali in acciaio con alesaggio per bussola taper-lock; pulegge variabili; pulegge a fascia piana con bussola conica di serraggio taper-lock; pulegge poly-v in alluminio con alesaggio per bussola taper-lock; slitte tenditrici e pulegge dentate.