Nuovo trattamento termico promette la produzione di parti in alluminio più leggere e resistenti
Il processo di produzione della pressofusione ad alta pressione (HPDC) funziona spingendo il metallo fuso ad alta pressione in una cavità dello stampo. La maggior parte delle colate sono realizzate con metalli non ferrosi, come zinco, rame o alluminio. Mentre i costi delle attrezzature spesso ne limitano l’applicazione a volumi elevati, esse offrono una maggiore velocità di produzione per forme complesse rispetto a qualsiasi altro metodo di produzione, nonché durata e stabilità dimensionale, con ulteriori vantaggi in termini di resistenza e peso. Tuttavia, nonostante l’HPDC sia un processo altamente produttivo, preclude il trattamento termico convenzionale, in quanto il gas intrappolato produce vesciche, rendendo necessario lo sviluppo di nuove procedure avanzate. Il progetto HardALU, sostenuto dall’UE, è stato creato proprio per dare un’opzione alternativa tramite trattamento termico, con una temperatura omogenea su tutta la superficie del pezzo e non più di una deviazione di 3 ºC tra le diverse superfici. La tecnologia del letto fluidizzato I componenti in alluminio leggero ad alte prestazioni sono particolarmente importanti per l’industria automobilistica, dove potrebbero, per esempio, sostituire fusioni di ghisa più pesanti come quelle utilizzate per i blocchi motore, riducendo il peso. Tuttavia, poiché non possono essere trattati convenzionalmente con il calore (a causa della formazione di vesciche), i componenti devono essere solitamente di spessore maggiore e quindi di peso maggiore, con ripercussioni sui costi delle soluzioni di trasporto, nonché sul loro impatto ambientale. Il cuore dell’approccio HardALU è la soluzione a letto fluidizzato (FB). Questa tecnologia comporta l’invio di gas attraverso un letto di particelle di sabbia fine creando un comportamento simile al fluido. Le parti possono quindi essere immerse in questo mix, un processo chiamato «tempra» e grazie al fatto che la superficie del pezzo è in pieno contatto con la sabbia nel letto fluidizzato, può essere trattata in modo più omogeneo. Le temperature tra 490 °C e 540 °C possono essere raggiunte in sette o dieci minuti nel caso, ad esempio, dei blocchi motore più grandi, con una velocità di trasferimento di calore da tre a quattro volte superiore rispetto alle tecniche convenzionali ad aria forzata. Jaume Tort, il coordinatore del progetto ricorda che «questa fluidificazione della sabbia si è dimostrata la più grande sfida del progetto, portando a molti test e modifiche. Alla fine abbiamo ottenuto una corretta fluidificazione della sabbia grazie all’aiuto dell’ Università Carlos III di Madrid». Il progetto ha anche collaborato con il centro tecnologico di IK4 Azterlan per testare i pezzi trattati e convalidare l’attrezzatura. Da un punto di vista ambientale, grazie alla tecnologia, ora possono essere trattati parti che prima non era possibile trattare. Ciò riduce il loro spessore e quindi il peso, con conseguente diminuzione del consumo di carburante del veicolo che a sua volta riduce le emissioni di CO2. Inoltre, riducendo il tempo di trattamento, viene ridotto anche il consumo elettrico utilizzato durante la produzione. Il sistema è attualmente ospitato all’interno dei locali di un cliente per essere rigorosamente testato in condizioni industriali. In questo modo è disponibile per la dimostrazione ai potenziali clienti. «Ciò che è particolarmente eccitante per il futuro è che la tecnologia sta portando a una crescita più ampia nella pressofusione dell’alluminio per le parti strutturali, come la torre d’urto delle sospensioni di un’automobile, attualmente in acciaio». Spiega ancora Tort: «Questo è un passo avanti perché parti complesse come queste sono molto sottili e quindi dipendono da un trattamento termico efficace per rimanere robuste e affidabili».
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