Estrusione Metalli: cos’è e come funziona l’estrusione a caldo

Cos’è il processo di estrusione?

Il processo di estrusione metalli è una tecnica di produzione industriale che consiste nella deformazione plastica di un materiale, tipicamente un metallo come ad esempio l’alluminio, spinto attraverso uno stampo chiamato matrice per ottenere una forma desiderata. Questo tipo di procedimento è ampiamente utilizzato per creare parti e componenti con forme complesse e dettagliate per svariati settori, a partire dall’edilizia fino ad arrivare all’aeronautica.

Fondamenti Estrusione Metalli: come funziona?

L’estrusione metallica, da non confondere con la trafilatura, è un processo di lavorazione che coinvolge il riscaldamento di un materiale, solitamente una lega di alluminio, rame o acciaio, fino a renderlo malleabile e di conseguenza modellabile secondo le proprie necessità. Il metallo riscaldato, viene successivamente spinto attraverso una matrice (chiamata anche dado), per ottenere una specifica forma. Per ottenere un prodotto estruso di qualità e dalle caratteristiche ottimali è richiesta non solo un’estrema precisione durante tutta la lavorazione, ma anche un controllo della temperatura efficace e la calibrazione esatta delle forze di estrusione.

Fasi del Processo di Estrusione Metalli

Per comprendere al meglio l’estrusione dei metalli è bene individuare le fasi principali della lavorazione che caratterizzano in generale questo particolare processo.

Preparazione del Materiale

La prima fase consiste con la preparazione della materia prima: il metallo è tagliato in barre o billete che vengono successivamente riscaldati a temperature variabili in base alla lega utilizzata. L’estrusione alluminio, ad esempio, avviene a temperature di estrusione intorno ai 500-550°C per le leghe più comuni. Mentre, per quanto riguarda l’estrusione acciaio, ci aggiriamo a temperature di estrusione comprese tra i 1.100°C e i 1.300°C, la variazione dipende dalla lega specifica di acciaio utilizzata.

Estrusione diretta

Una volta raggiunta la temperatura ideale, il materiale è pronto per essere sottoposto ad estrusione diretta che si riferisce alla pratica di eseguire l’estrusione di un metallo senza passaggi intermedi o senza lavorazioni aggiuntive significative. Il metallo riscaldato viene quindi caricato nella camera di estrusione della pressa, dove viene esercitata una pressione considerevole tramite una vite o un pistone idraulico, al fine di spingerlo attraverso la matrice. Questa fase è fondamentale per garantire l’alta qualità del prodotto finito e, per questo motivo, è richiesto un controllo rigoroso e la massima precisione.

Estrusione indiretta

In alternativa, l’estrusione indiretta è un processo di lavorazione dei metalli che coinvolge l’utilizzo di un dado o di una matrice per formare il materiale in una forma desiderata. Questo processo differisce dall’estrusione diretta, in cui il materiale viene spinto direttamente attraverso una fessura o un dado per creare la forma desiderata. Nell’estrusione indiretta, il materiale viene spinto attraverso una camera di estrusione, che può essere riscaldata per facilitare la deformazione plastica del materiale. Questo metodo è spesso utilizzato per la produzione di particolari complessi o di grandi dimensioni, consentendo una maggiore flessibilità nella progettazione e nella produzione di componenti metallici.

Raffreddamento e Rifinitura

Dopo essere stato estruso attraverso la matrice, il metallo viene raffreddato così da conservare la forma impressa. Il raffreddamento può avvenire in vari modi: naturalmente o tramite sistemi di raffreddamento che si servono di acqua o aria. Infine, l’estruso di alluminio o di acciaio, può essere tagliato alla lunghezza desiderata e sottoposto a rifiniture come rettifica, lucidatura o trattamenti superficiali specifici.

Vantaggi e Applicazioni dell’Estrusione dei Metalli

Il processo di estrusione metalli offre una serie di vantaggi, tra cui la capacità di produrre pezzi con elevata resistenza meccanica e precisione dimensionale. Inoltre, riduce gli sprechi di materiale, dato che la maggior parte della materia prima viene utilizzata per formare il pezzo finale. Questa tecnica è anche molto versatile: trova, infatti, applicazioni innumerevoli, contribuendo alla produzione di componenti per automobili, aeroplani, sistemi di illuminazione, sistemi di riscaldamento, elettrodomestici e molto altro ancora.

estrusione metalli

Estrusione alluminio: perchè è uno dei metalli più utilizzati

L’alluminio si pone al centro dell’estrusione metallica grazie alle sue qualità intrinseche (leggerezza, resistenza, durabilità e facilità di lavorazione) e alla varietà di composizione delle sue leghe. Modificando infatti la tipologia di lega di alluminio è possibile avere proprietà meccaniche differenti e specifiche e questo rende l’alluminio estruso perfetto per le più svariate applicazioni.

Leghe di Alluminio e loro Utilizzo

Le leghe della serie 1000, caratterizzate da una purezza molto elevata, generalmente oltre il 99% di contenuto di alluminio, sono note per la loro eccellente resistenza alla corrosione e la loro buona conducibilità elettrica e termica. Queste loro proprietà le rendono ideali per applicazioni nel settore elettronico o per l’uso in impianti industriali.

Le leghe della serie 6000 invece, come l’alluminio 6061 e 6063, sono ampiamente utilizzate in applicazioni strutturali per la loro combinazione di resistenza e lavorabilità. Trovano impiego in telai automobilistici, sistemi di trasporto, nell’industria aerospaziale e in strutture architettoniche.

Processo di Estrusione di Alluminio

Nel processo di estrusione dell’alluminio, la temperatura di lavorazione è cruciale e varia in base alla lega e alla forma del pezzo. Il controllo preciso della temperatura, della velocità di estrusione e della pressione è essenziale per evitare difetti e ottenere la qualità desiderata dell’alluminio estruso.

Applicazioni dell’Alluminio Estruso

Le applicazioni dell’alluminio estruso spaziano in una grande varietà di settori. Nel campo automobilistico, i telai leggeri ed estremamente resistenti estrusi in alluminio sono fondamentali per ridurre il peso dei veicoli e migliorare l’efficienza del carburante. Nel settore aerospaziale, l’alluminio estruso è impiegato per creare componenti leggeri ma robusti per aeromobili e razzi. Inoltre, l’alluminio estruso trova spazio anche in settori come l’elettronica grazie alla sua eccellente conducibilità termica e, per la sua leggerezza e resistenza è una ottima scelta per creare telai sia per pannelli solari che per biciclette.

estrusione alluminio

Proteggere i metalli durante l’estrusione: ci pensa ATP

ATP offre una serie di lubrificanti in vetro borosilicato per proteggere l’acciaio e il titanio mentre propone i prodotti al nitruro di boro per la protezione dell’alluminio nel processo di estrusione diretta. I prodotti ATP formano una barriera protettiva tra la matrice di estrusione e il metallo, evitando che quest’ultimo rimanga attaccato alla matrice, danneggiandola.

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