Metal working

Metallo riciclato: una scelta amica dell’ambiente Versatile, funzionale, riciclabile in eterno: il metallo, risorsa essenziale per moltissimi oggetti di uso quotidiano così come per scopi industriali, è uno dei materiali che si può riciclare per moltissimi scopi. Anche se lontano dai numeri ideali, il riciclo dei metalli è molto diffuso. Le statistiche indicano che nel 2019, quasi 500 milioni di tonnellate di acciaio grezzo sono state prodotte grazie ai materiali riciclati. I metalli più riciclati sono l’acciaio e l’alluminio: in particolare, la lattina di alluminio è al momento il contenitore più riciclato del mondo. Perché è importante riciclare i metalli? Il riciclo dei metalli permette di creare più posti di lavoro: ricerche americane indicano che si impiegano 36 volte più lavoratori rispetto a quelli previsti per lo smaltimento dei metalli. Il riciclo permette poi di ridurre le emissioni inquinanti nell’ambiente, perché riciclare il metallo consuma un quantitativo molto minore di gas serra rispetto alla produzione di metallo nuovo. Il metallo riciclato preserva inoltre le risorse naturali, immettendo una quantità minore di rifiuti nelle discariche, e tutelando di conseguenza il terreno e le falde acquifere. Riciclare i metalli ha anche dei vantaggi economici, perché è più economico in termini di energia riciclarli che produrne di nuovi. Come si riciclano i metalli? Il processo per riciclare i metalli prevede varie fasi, e in generale quello più efficace comprende l’uso di magneti che permettono di separare rapidamente i metalli dagli altri rifiuti. Il riciclo dei metalli comprende poi una serie di fasi che vanno dalla sua raccolta fino al trasporto, in cui i metalli vengono utilizzati per produzioni nuove. Quali sono i passaggi per riciclare i metalli? La raccolta e l’ordinamento Il metallo da riciclare viene raccolto da grandi strutture, come navi e binari, così come dal riciclo della spazzatura. In seguito, il metallo viene separato, tramite sensori e magneti, oppure in modo manuale, dagli altri rifiuti, notando ad esempio i vari colori: l’alluminio è argenteo, il giallo indica il rame, e il rosso l’ottone. L’elaborazione e la fusione Dopo essere stati separati, i metalli sono tritati e pronti per la fusione. Esiste un forno specifico per ogni tipo di metallo, e in base alla grandezza del forno e al volume del metallo, il processo può impiegare da qualche minuto fino a qualche ora. La purificazione, la solidificazione, il trasporto I metalli sono solidificati tramite dei procedimenti che li rendono puri, cioè senza elementi contaminanti. Tra le modalità di purificazione più comuni c’è l’elettrolisi. In secondo luogo, il metallo fuso prende la forma adatta al trasporto: in generale, il metallo viene solidificato sotto forma di barre, comode da trasportare. La fase finale prevede il trasporto negli stabilimenti, in cui il metallo darà vita a nuove produzioni. È possibile migliorare il riciclo dei metalli? Il riciclo di un materiale tanto importante presenta diverse criticità da superare. Ad esempio, il tasso di riciclo non è ai livelli ottimali, e poi le tecnologie attuali sono complesse, con molti prodotti che hanno un mix di materiali che li rende sempre più difficili da riciclare: basti pensare agli smartphone, in cui la compresenza di tantissimi alimenti diversi ne rende sempre più difficile l’estrazione di materiale da riutilizzare.

Metalli: le tecniche di lavorazione La lavorazione del metallo è un settore industriale in continua espansione, comprende varie tipologie di tecniche e richiede il costante aggiornamento sia per quanto riguarda la conoscenza delle innovazioni tecnologiche che i metodi innovativi. L’obiettivo principale della lavorazione dei metalli è la modifica delle forme e delle proprietà fisiche o chimiche di materiali metallici per mezzo di macchine utensili.  Le tipologie di lavorazione dei metalli La lavorazione dei metalli può avvenire a caldo o a freddo, secondo due tipologie di trasformazione: la deformazione meccanica e la trasformazione plastica. La deformazione meccanica prevede il taglio della forma del metallo, mentre la trasformazione plastica riguarda il trattamento termico e la deformazione degli elementi. Tra le principali tecniche di lavorazione dei metalli tramite deformazione meccanica vi sono la piegatura, la fresatura, la saldatura e il taglio laser. Di queste tecniche, una delle più impiegate è la piegatura, che prevede una pressa meccanica che permette di deformare il metallo in modo permanente in tempi rapidi e in sicurezza. La differenza tra lavorazione a caldo e lavorazione a freddo Quando si parla di lavorazione a caldo o a freddo, non ci si riferisce alla temperatura assoluta dei metalli, ma al punto di fusione del metallo che si sta lavorando. Nello specifico, la lavorazione a caldo prevede una lavorazione del metallo ad una temperatura che è vicina al punto di fusione, mentre la lavorazione a freddo prevede che il metallo venga lavorato a temperatura ambiente. In base a questa distinzione, esistono diversi tipi di lavorazione, a freddo e a caldo. Vediamo le principali. Le tipologie di lavorazione a caldo Le lavorazioni a caldo comprendono tre tipologie: la forgiatura, la fusione e lo stampaggio. La forgiatura prevede la lavorazione dei metalli tramite una pressa, o dei colpi di maglio, per cambiare in modo permanente la forma del pezzo, senza romperlo. La lavorazione tramite fusione, invece, prevede che il metallo sia versato in uno stampo, fuso, e lasciato indurire. Il passaggio successivo prevede una finitura, ad esempio lucidatura, levigatura, o molatura. Lo stampaggio, infine, prevede l’utilizzo di una forma permanente. Le tipologie di lavorazione a freddo Le tecniche di lavorazione a freddo sono quelle più diffuse nei processi industriali di lavorazione dei metalli. Le principali sono la tornitura, la alesatura e la fresatura. La tornitura prevede una lavorazione meccanica del metallo, con l’asportazione dei trucioli dall’interno o dall’esterno del semilavorato, e un movimento rotatorio del componente stesso. Anche la fresatura prevede una lavorazione con un movimento rotatorio, ma è l’utensile ad avere il movimento e non il componente. Infine, la alesatura prevede la creazione di vuoti e fori all’interno del componente metallico, per far passare altri elementi mobili, ad esempio alberi motore. Questo tipo di tecnica meccanica richiede competenze specifiche ed è importante che venga svolta da esperti.

Taglio laser per i metalli: come funziona? Il taglio laser per i metalli permette di creare molte tipologie di oggetti, grazie al fatto che il metallo è uno dei materiali che meglio si presta a questo tipo di lavorazione. Ma come funziona il taglio laser? In generale, la radiazione elettromagnetica del laser viene indirizzata sul metallo da tagliare tramite una lente. Il taglio vero e proprio nel metallo si ottiene tramite un ugello alimentato da un flusso di gas coassiale. Il taglio laser è un procedimento fondamentale in moltissimi settori, tra cui automotive, arti grafiche, settore medicale, ma anche settori artigianali come la lavorazione del legno e la personalizzazione tessile. Le diverse tipologie di taglio in base al gas utilizzato In base al tipo di gas utilizzato esistono diverse tipologie di tagli laser: taglio laser a fibra, taglio laser CO2, taglio laser a diodo. Di questi, il taglio laser a fibra è uno dei più precisi, che permette di realizzare oggetti complessi senza passaggi ulteriori, come gli ingranaggi delle biciclette, grazi al fatto che il fascio del laser fibra è più fine e più stretto rispetto agli altri gas. Il taglio laser CO2, a base di una miscela di biossido di carbonio, offre un rendimento molto elevato anche su lamiere spesse. Il taglio laser con diodo è tra i più veloci, fino al 15% in più rispetto al laser in fibra, e garantisce un consumo energetico inferiore perché il rapporto tra la potenza sviluppata e quella utilizzata per il taglio è inferiore del 50% rispetto alle altre due tipologie. Macchine per il taglio laser: come sono fatte? Le macchine per il taglio laser, o laser cutter, sono macchine a controllo numerico (CNC), cioè azionate grazie ad un software presente su di un computer. Esistono diverse tipologie di macchine laser, ma tutte sono composte da un oscillatore, un sistema di assi, e una struttura schermata. L’oscillatore, anche chiamato testa di taglio, riceve il raggio laser che viene convogliato attraverso una lente e ridotto ad un raggio molto sottile. Il sistema di assi, che può anche essere robotizzato, regge la testa di taglio, mentre la struttura schermata è necessaria per la protezione dei lavoratori. Taglio laser 2D, 3D, del tubo: le caratteristiche e gli utilizzi Il taglio laser 2D è molto utilizzato per ottenere sagome da una figura piana. In genere, è utilizzato su fogli di lamiera che poi saranno stampati, imbottiti, piegati. Il taglio laser 3D permette di ottenere dei prodotti finito o semilavorati, in una fase successiva alla piegatura, alla stampa e all’imbottitura delle lamiere. È molto utilizzato nel settore automotive. Il taglio laser del tubo prevede che la testa di taglio sia posta in modo assiale rispetto ad un tubo inserito in un mandrino. per questo tipo di taglio è fondamentale regolare in modo preciso la potenza in base al tubo per non danneggiarlo.