La lavorazione dell'alluminio sta guadagnando importanza, in particolare nell'industria automobilistica. Grazie al suo basso peso, l'alluminio è ideale per ridurre il peso e quindi il consumo di carburante dei veicoli. La grande diversità delle leghe di alluminio da lavorare e le loro diverse proprietà, determinate dal contenuto specifico di silicio, rappresentano una grande sfida per i produttori di utensili.
In particolare nella mobilità elettrica, l'alluminio offre un enorme potenziale. Viene utilizzato principalmente nella produzione di moduli batteria, statori e altri componenti strutturali leggeri. Grazie al basso peso rispetto all'acciaio e ad altri materiali, è molto adatto per ridurre significativamente il peso di un veicolo, il che ha un effetto positivo sull'autonomia. Tuttavia, l'alluminio non è uguale a se stesso. Nell'industria, vengono principalmente utilizzate leghe di alluminio con rame, magnesio e il principale elemento di lega silicio (Si). Il silicio garantisce ottime proprietà di fusione ed è quindi un componente importante delle leghe. Le leghe variano notevolmente nelle loro proprietà, in particolare a causa dei diversi contenuti di silicio. Questo ha conseguenze per la lavorazione.
Sfide nella lavorazione dell'alluminio
La lavorazione dell'alluminio richiede utensili specializzati a causa delle sue proprietà materiali. Le leghe ipereutettiche (> 17% di silicio) necessitano di rivestimenti estremamente robusti, mentre le leghe con basso contenuto di silicio spesso causano problemi con trucioli lunghi, che possono portare a intasamenti di trucioli.
Le leghe ipereutettiche con più del 17% di silicio sono ben adatte per pezzi fusi soggetti a usura e calore, soprattutto nella costruzione di motori. Vengono quindi utilizzate principalmente per la produzione di pistoni, nonché di carter e teste di cilindro. Nella fusione, i cristalli di silicio si solidificano per primi, fino a quando il resto della fusione si solidifica. Il duro e fragile silicio porta a un aumento dell'usura degli utensili durante la lavorazione successiva. Pertanto, qui possono essere utilizzati solo utensili in metallo duro rivestiti specificamente o addirittura utensili in diamante. Grazie a un design specifico delle scanalature e a un rivestimento ottimizzato, l'usura può essere minimizzata. Ciò evita fermi e mantiene costantemente alta la qualità della lavorazione.
Meno impegnativi, ma comunque una prova di stress per gli utensili, sono materiali come la lega di alluminio GD-AlSi9Cu3, con un contenuto di silicio del 9%, utilizzata ad esempio per carter di trasmissioni. Qui è particolarmente importante ottimizzare i percorsi di vita e i tempi di ciclo. Grazie a una combinazione vantaggiosa di geometria degli utensili, rivestimento e scanalature lucidate, Müller è riuscita nella pratica a raddoppiare il percorso di vita e a dimezzare il tempo di ciclo. Ciò rende la produzione più efficiente, poiché possono essere lavorati più pezzi prima che un utensile debba essere sostituito.
Una sfida di un tipo completamente diverso sono i materiali con basso contenuto di silicio, come quelli utilizzati ad esempio nella produzione di parti strutturali per veicoli come le carrozzerie. Questi tendono a produrre trucioli molto lunghi durante la lavorazione, il che porta a trucioli avvolti e intasamenti. Müller ha ricevuto l'incarico di ottimizzare la lavorazione del materiale AlMg0,7Si-T66 con un contenuto di silicio molto basso dello 0,7% per la produzione di unità lineari. I trucioli avvolti e l'intasamento dovevano essere precedentemente risolti manualmente da un dipendente. Questo non solo era inefficiente, ma impediva anche una produzione completamente automatizzata e ritardava la produzione a causa di fermi. Grazie a un trapano a gradini su misura con scanalature ottimizzate per la gestione dei trucioli, Müller è riuscita a ridurre significativamente i trucioli. Così non sono diventati un problema. Ciò consente ai dipendenti di dedicarsi ad altre attività e ha anche permesso di dimezzare il tempo di ciclo.
Müller presta attenzione nella scelta dell'utensile adatto affinché sia specificamente adattato alle proprietà del materiale da lavorare. Per garantire elevati standard di qualità e lunga durata, Müller lucida tutte le sue scanalature, sia rivestite che non rivestite. Ciò minimizza l'attrito durante la lavorazione e aumenta la durata. Inoltre, tutti gli utensili di Müller possono essere riaffilati e quindi prolungare la loro vita utile. Anche gli utensili riaffilati hanno scanalature lucidate.
Sostenibilità nella catena di approvvigionamento
In particolare nell'industria automobilistica, comprese le catene di approvvigionamento, la sostenibilità e la riduzione delle emissioni di CO2 giocano un ruolo centrale. Pertanto, Müller offre un servizio di rigenerazione per tutti i suoi utensili, poiché la riciclabilità degli utensili può dare un contributo prezioso alla riduzione delle emissioni di CO2 e degli sprechi di materiali. Nella produzione di metallo duro si generano elevate emissioni di CO2. Queste possono essere evitate se un utensile usurato, che non può più essere riaffilato, viene trasformato in un nuovo utensile più piccolo.
Quando un utensile non può più essere riaffilato, il cliente lo invia a Müller e ordina un'alternativa. Gli esperti di Müller tagliano via la parte tagliente usurata, affilano la parte non consumata e lavorano la geometria desiderata. Successivamente, viene eventualmente rivestito e lucidato - ed ecco il nuovo utensile realizzato con vecchio metallo duro. Gli utensili riciclati hanno la stessa lunga durata degli utensili nuovi. Anche il riaffilamento è possibile senza problemi. Non ci sono quindi differenze di qualità rispetto a un utensile nuovo. Secondo i calcoli basati su valori medi che indicano le emissioni di CO2 nella produzione di metallo duro, è possibile risparmiare alcune tonnellate di CO2 ogni anno. Esempi concreti dall'industria quantificano i risparmi in 14 tonnellate di CO2 all'anno. Questo valore varia a seconda del volume degli utensili: più utensili vengono riciclati, maggiore è la quantità di CO2 che può essere risparmiata.
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