Lavorare le leghe di alluminio

Nel linguaggio parlato si dice “Alluminio”, ma in realtà si fa quasi sempre riferimento ad una lega, di cui l’Alluminio rappresenta il componente principale, ma di cui fanno parte anche altri elementi di alligazione. Le leghe, anche molto diverse fra loro, vanno a modificare, in senso migliorativo, le caratteristiche meccaniche, ma anche quelle estetiche. Sebbene possano presentare comportamenti diversi, le leghe di Al si prestano molto bene alla lavorazione per asportazione di truciolo. Le maggiori difficoltà sono costituite proprio dall’asportazione dato che, in base alla lega ed alla sua durezza, varia il modo di formarsi del truciolo, che può essere tenace e fluente o fragile e rigido. Ciò implica l’individuazione di una opportuna geometria dell’utensile, in maniera da evitare eventuali battiture e intasamenti che potrebbero influire negativamente sulla durata dell’utensile e sulla qualità superficiale del pezzo.
Nelle operazioni di fresatura, in particolare nelle più moderne ed evolute lavorazioni ad altri volumi di materiale asportato,  viene generata una notevole quantità di truciolo: difficoltà di evacuazione possono danneggiare le pareti fresate e, nei casi più seri, arrivare a rendere necessario il fermo macchina per la rimozione manuale del truciolo, con un evidente danno economico. In quest’ottica è stata recentemente messa a punto una particolare geometria discontinua dei taglienti, denominata chip splitting che, avendo la sezione tagliente degli inserti suddivisa in piccoli segmenti, crea trucioli di piccole dimensioni facilmente evacuabili. E’ comunque da sottolineare come la lavorazione all’utensile dell’Alluminio avvenga per “taglio” e non per deformazione, come è il caso dell’acciaio, quindi con utensili con angoli di spoglia fortemente positivi, che rendono l’utensile “più tagliente”, specie nella lavorazione di leghe con basso contenuto di Silicio. Quando il contenuto di Silicio supera 5%, la lega di Al è considerata abrasiva. In questo caso sono raccomandati utensili rivestiti,  caratterizzati da eccellente resistenza all’usura e quindi in grado di consentire, anche con le leghe difficili, elevate velocità di lavorazione. Nel caso della foratura profonda, con profondità 20÷40 Diametro, l’utensile tende ad essere deviato a causa della struttura molecolare del materiale.
La geometria dei taglienti della punta è in genere ottimizzata per ottenere trucioli facilmente evacuabili ed è sempre più diffuso l’impiego di utensili con adduzione interna del refrigerante che, iniettato ad alta pressione, aiuta l’evacuazione del truciolo.  Anche la  lavorazione all’utensile dell’Alluminio è sensibile al fenomeno del chatter, cioè a quelle vibrazioni indotte dall’aumento della velocità del mandrino e dell’avanzamento che portano all’instabilità del processo di taglio, con problemi di finitura superficiale e anche di rottura dell’utensile. Una lavorazione performante delle leghe di Alluminio richiede macchine veloci e potenti, in grado di ridurre i tempi di produzione. L’Alluminio può sopporta bene velocità di taglio elevate in quanto il truciolo non riscalda l’utensile tanto da abbassarne la durezza anche se, la temperatura raggiunta è sufficiente a ridurre la resistenza a deformazione del materiale. Dal punto di vista della macchina, questa deve essere rigida, per consentire un elevato numero di giri al mandrino e una ottima finitura superficiale, ricordando comunque che maggiore è la velocità, più la macchina è delicata e richiede una attenta gestione da parte dell’operatore.

Influenze e attenzioni
La lavorazione delle leghe di Alluminio è influenzata da diversi parametri, che variano a seconda del tipo di lega, della lavorazione, della macchina, etc. Operazioni di sbavatura, pulitura e spazzolatura hanno forte influenza sulla resistenza alla corrosione del manufatto: la durezza del materiale deve essere opportunamente considerata dato che il materiale abrasivo potrebbe penetrare nella superficie del pezzo, compromettendone le caratteristiche e l’estetica. In genere è anche sconsigliato l’uso di utensili già impiegati per pulitura o spazzolatura di altri materiali per cui è buona norma una conservazione separata degli utensili. Naturalmente è’ vantaggioso cercare la maggior velocità di taglio possibile, che deve essere compatibile con la geometria dei pezzi e la tipologia di macchina utensile: in genere una velocità di 400÷500 m/min comporta vantaggi economico – produttivi, oltre al miglioramento delle finitura superficiale. Le leghe di Al possono facilmente essere macchiate dagli oli e quindi l’area di lavoro richiede una grande pulizia. Se la pulizia della cabina è affidata ad efficienti sistemi di lavaggio, in grado di tenere molto pulita la zona di lavoro e le guide, la lavorazione  vera e propria richiede un fluido da taglio che sia sempre pulito ed efficiente, opportunamente filtrato, con metodi tradizionali o con siatemi più sofisticati ed evoluti, in grado di raggiungere gradi di filtraggio anche molto spinti.  Sono preferibili emulsioni con ottima stabilità e capacità detergente, additivate con anti-schiumogeni. Il fluido da taglio, che, per i centri di lavoro, ha una pressione di utilizzo intorno ai 40 bar, deve essere impiegato con abbondanza sia sulla punta dell’utensile che su tutto il pezzo in modo da contenere la temperatura, onde evitare importanti variazioni dimensionali, cui le leghe di Al sono particolarmente sensibili. In realtà le leghe di Al si prestano anche ad esser lavorate a secco, sempre che non siano particolarmente dure, gli utensili siano in perfetto stato e i parametri di lavorazione non siano troppo esasperati. Un aspetto che non va sottovalutato è la “delicatezza” del materiale: l’Alluminio è un materiale facile da lavorare, ma critico da bloccare, a causa della sua tendenza a deformarsi. Può capitare che un bloccaggio troppo efficace lasci il segno o, ancor peggio, porti a deformazioni, obbligando a riprese per riportare il manufatto alle condizioni previste. Può essere il caso di un pezzo superfinito superficialmente: il bloccaggio per ulteriori lavorazioni deve essere delicato per non rischiare di segnare il pezzo. Spesso vengono progettate internamente attrezzature speciali a causa della morfologia del pezzo, in particolare quando si devono lavorare fusioni che presentano una morfologia tale per cui le configurazioni standard non sono adattabili.

 

 

Condividi quest’articolo
Invia il tuo commento

Per favore inserisci il tuo nome

Inserisci il tuo nome

Per favore inserisci un indirizzo e-mail valido

Inserisci un indirizzo e-mail

Per favore inserisci il tuo messaggio

*

© 2014 Tecniche Nuove Spa • Tutti i diritti riservati. Sede legale: Via Eritrea 21 - 20157 Milano. Capitale sociale: 5.000.000 euro interamente versati. Codice fiscale, Partita Iva e Iscrizione al Registro delle Imprese di Milano: 00753480151