Materiali e Processi di Fabbricazione Industriale: Concetti Essenziali

Materiali e le Loro Proprietà

Classificazione dei Materiali

• Materiali Naturali: Sono quelli che si trovano in natura.
• Materiali Trasformati: Sono ottenuti sottoponendo i materiali naturali a vari processi.
• Materiali Sintetici: Sono ottenuti tramite metodi chimici da altri materiali per uso tecnico.

Tipi Specifici di Materiali

Materiali in Legno

Provengono dai tronchi degli alberi. Il legno è forte ed elastica, con un buon isolamento termico ed elettrico. Esistono legni naturali (es. pino) e legni trasformati (es. contraxapado).

Carta e Cartone

Derivano dalla pasta di legno. Sono facili da tagliare, ripiegare e teñir. Esistono carte (opache) e cartoni (pieghevoli).

Materiali Minerali (Metalli)

Provengono da settori minerari. Conducono elettricità e calore, e hanno brillo. Si distinguono in metalli ferrosi (es. ferro dolce) e metalli non ferrosi (es. alluminio).

Plastiche

Sono prodotte da reazioni chimiche di petrolio e gas naturale. Sono buoni isolanti termici ed elettrici. Esistono materiali termoplastici (es. PVC), plastiche termoindurenti (es. bachelite) ed elastomeri (es. gomma).

Materiali Tessili

Sono costituiti da fibre. Le loro proprietà dipendono da lunghezza, finezza e resistenza. Esistono fibre di origine vegetale (es. cotone), animale (es. lana), minerale (es. lino) e sintetiche (es. nylon).

Materiali Ceramici e Vetro

Sono ottenuti da rocce e arenas. Sono duri, isolanti termici ed elettrici e resistenti. Esistono ceramiche e vetro.

Fabbricazione di Oggetti

Processi di Fabbricazione

La fabbricazione di oggetti implica la creazione di parti semplici e la loro unione tramite assemblaggio.

Fabbricazione Manuale

Può essere eseguita senza erramintas (solo con le mani), con utensili a mano (es. forbici) o con attrezzi manuali meccanizzati (es. trapano).

Produzione Industriale

Si svolge in strutture dedicate con personale specializzato e macchinari. Permette di produrre grandi quantità di oggetti nel più breve tempo possibile, impiegando una grande quantità di materiali ed energia.

Strumenti Portatili

Esempi includono il seghetto alternativo (vaiven) per il taglio di diversi materiali e il trapano elettrico, utilizzabile per vari materiali.

Procedure di Fabbricazione

Le procedure possono essere classificate in base all'alterazione del materiale:

• Procedure che mantengono la quantità di materiale (es. stampi).
• Procedure che rimuovono parte del materiale (es. taglio).
• Procedure che aderiscono e aggiungono materiale (es. formatura).

Procedure per Deformazione e Stampaggio

• Piegatura: Piegare un pezzo lungo uno dei bordi.
• Stampaggio: Deformare materiali a freddo.
• Forgiatura: Il metallo si deforma una volta riscaldato.
• Disegno (Trafilatura): Forza il passaggio di materiali attraverso fori calibrati di diverso diametro.
• Laminazione: Il materiale passa tra due rulli che lo trascinano e lo lucidano.
• Estrusione: Consiste nello spingere una massa di plastica attraverso un'apertura che ha una certa forma.
• Estrusione e Soffiaggio: Consiste nel realizzare un estruso in uno stampo e poi introdurre aria in pressione.
• Fabbricazione per Iniezione/Stampaggio: Consiste nel realizzare un pezzo all'interno di uno stampo formato da due parti che si adattano insieme.

Procedure di Lavorazione per Rimozione di Materiale

• Taldradura (Foratura): Forare con un trapano.
• Tornitura: Viene eseguita con un tornio.
• Liajdo (Levigatura) e Molatura: La levigatura e la lucidatura delle superfici sono operazioni di finitura.
• Rettifica: Operazione di raffinazione e lucidatura.

Controllo di Qualità e Metrologia

Controllo di Qualità

Consiste nel rilevare parti difettose per evitare che vengano immesse sul mercato. Non si effettua solo alla fine del processo, ma può essere eseguito anche durante le fasi intermedie.

Normalizzazione

Facilita la sostituzione di parti e la compatibilità tra diverse sezioni, anche se provengono da produttori diversi.

Metrologia

È la scienza che si occupa dello studio delle unità di misura, degli strumenti e dei sistemi per la loro applicazione pratica, chiamata metrotecnia.

Lettura del Manometro

La dimensione del manometro si calcola dividendo la partizione più grande della norma per il numero di frazioni che compongono la scala del cursore.

Ambiente e Società

Incidenti

Possono verificarsi senza preavviso o da un susseguirsi di circostanze sfortunate.

Impatto Ambientale

Si tiene conto dei materiali utilizzati, del consumo energetico, delle emissioni, degli effluenti e dei rifiuti. È parte del ciclo di vita del prodotto.

Limiti alla Crescita

La crescita è limitata dalla capacità del pianeta di fornire energia e materiali e di assorbire l'inquinamento generato dal loro impiego.

Problemi Sociali

Includono povertà, disoccupazione e bisogni materiali insoddisfatti.

Azioni Necessarie per lo Sviluppo Sostenibile

È necessario rallentare la crescita, fermare l'erosione, ridurre il consumo di risorse non rinnovabili e promuovere alternative.

Uso Efficiente dell'Energia

Implica la ricerca e l'utilizzo di energie alternative (sostituzione delle energie convenzionali), una maggiore efficienza energetica (migliorare le prestazioni) e il risparmio energetico (riduzione del consumo di energia).

Materiali di Scarto

Sono materiali che non vengono utilizzati o che vengono abbandonati dopo il loro uso previsto.