Lavoro d'anno per esame di Materiali per il design

DATABASE DEI PRODOTTI:

Tumi: Tumi è conosciuta per la sua attenzione al design e alla qualità. Alcuni dei

loro modelli di valigie di fascia alta presentano manici in titanio, offrendo

durabilità e stile contemporaneo, alzando però di molto il costo dei suoi

prodotti.

Zero Halliburton: Alcune valigie di Zero Halliburton, marchio noto per la

qualità dei suoi prodotti, includono manici in fibra di carbonio. Questa scelta

offre una soluzione duratura e moderna per i viaggiatori esigenti. Tuttavia, il

costo di queste valigie potrebbe non essere facilmente accessibile.

Samsonite: Alcune valigie di particolari collezioni di Samsonite sono dotate di

manici telescopici in acciaio inox. Confrontandole con modelli di altri brand

realizzati in materiali differenti, abbiamo notato che quelli di Samsonite risultano

essere più pesanti. Rimowa: Rimowa è un marchio di bagagli di lusso tedesco noto per i suoi

prodotti di alta qualità, comprese le valigie con telaio in alluminio e manici

ergonomici.

Il materiale che risponde e soddisfa appieno le

caratteristiche da noi desiderate per la progettazione dei

manici di valigia è l'alluminio e le sue leghe.

La lavorazione dell'alluminio per creare i manici di una

valigia coinvolge diverse tecniche, a seconda del design

desiderato e della complessità del manico.

Alcuni dei processi comuni includono:

Estrusione: una tecnica di formatura che prevede la forzatura di un pezzo di alluminio tramite una

matrice, solitamente si ottiene una forma continua di lunghezza indefinita. Questo procedimento è

spesso utilizzato per produrre sezioni trasversali complesse come le parti tubolari dei manici.

Stampaggio a iniezione: può essere utilizzato per creare parti più complesse e dettagliate del manico. Il

processo coinvolge l'iniezione di alluminio fuso in uno stampo al fine di ottenere la forma desiderata.

Tornitura: si tratta di un processo di lavorazione che prevede la rimozione del materiale in eccesso da

un pezzo di alluminio in rotazione, generalmente con l’intento di creare parti rotonde quali le estremità

dei manici.

Taglio laser o taglio ad acqua: queste tecniche possono essere utilizzate per tagliare fogli di alluminio

per creare parti più piatte e sottili del manico.

Saldatura: per assemblare le diverse parti del manico, può essere utilizzata la tecnica di saldatura. La

saldatura ad arco, la saldatura a gas o altre, possono essere applicate a seconda della configurazione e

della specifica della valigia.

Finitura superficiale: una volta che il manico è stato formato e assemblato, può essere sottoposto a

diverse finiture superficiali per migliorarne l'aspetto e la resistenza alla corrosione. Queste possono

includere anodizzazione, rivestimenti in polvere o finiture cromate.

2.2 Metodo di selezione per sintesi (5 punti)

Proporre 1 materiali utilizzando il metodo applicato al problema specifico

REQUISITI:

1. Materiale Resistente

In primo luogo, è fondamentale che i manici di una valigia siano caratterizzati da una buona

resistenza. Tale caratteristica può essere garantita tramite l’impiego di materiali di alta qualità

che li rendano maneggevoli, ma, allo stesso tempo, robusti e resistenti.

2. Design Ergonomico

Per assicurare un’esperienza confortevole, è necessario che i manici siamo progettati con una

forma ergonomica per offrire la massima comodità durante il trasporto. La forma e la curvatura

sono studiate per adattarsi naturalmente alla mano del viaggiatore.

3. Resistenza alla corrosione

Perché sia possibile usufruire del prodotto anche in condizioni ambientali particolari, che

possono provocare danni di tipo corrosivo, è importante che il materiale utilizzato per creare i

manici abbia una buona resistenza a corrosione.

4. Regolabilità in Altezza e Sistema Telescopico

Per garantire ulteriore praticità durante l’utilizzo del prodotto, oltre al design ergonomico, è

importante assicurare che la valigia sia dotata di manici regolabili in altezza tramite un sistema

telescopico. Tale sistema permette l’estrazione funzionale dei manici. Questa caratteristica

consente al viaggiatore di personalizzare la sua esperienza di trasporto in base alla

necessità

5. Durabilità e Stabilità

Al fine di assicurare una buona resistenza alle sollecitazioni e allo stress durante il trasporto, i

manici devono essere progettati per resistere a sollecitazioni e stress durante il trasporto. La

struttura è studiata perché fornisca stabilità anche quando la valigia è pesantemente carica.

6. Stile e Design Integrato

I manici sono parte integrante del design complessivo della valigia. Spesso sono integrati

armoniosamente nel telaio della valigia, contribuendo all'estetica moderna e distintiva del

marchio.

DATABASE DEI PRODOTTI:

Rimowa (alluminio)

- Samsonite (acciaio inossidabile)

- Samsonite è una delle marche di valigie più note e offre una vasta gamma di prodotti con

caratteristiche di resistenza, design ergonomico e durabilità. Molte delle loro valigie sono

realizzate con materiali leggeri e resistenti

Tumi (titanio)

- Tumi è rinomata per la qualità dei suoi prodotti e spesso integra design innovativo, resistenza e

funzionalità nelle sue valigie. Molte valigie Tumi offrono manici regolabili e sono realizzate con

materiali di alta qualità.

Zero Halliburton (fibra di carbonio)

- I prodotti Zero Halliburton progettati per essere robusti, leggere e resistenti ai danni.

Presentano spesso design eleganti e moderni e danno priorità alla durata e alla sicurezza.

Confrontando tra loro i prodotti sopracitati, siamo giunti alla conclusione che il materiale più adatto a

realizzare i manici di valigia è l’alluminio e le sue leghe.

Esistono diverse tecniche di lavorazione che possono essere sfruttate per trasformare l’alluminio, tra

cui: estrusione, stampaggio ad iniezione, saldatura, tornitura, taglio laser o taglio ad acqua e finitura

superficiale.

2.3. Metodo di selezione per somiglianza (5 punti)

Proporre 1 materiale utilizzando il metodo applicato al problema specifico.

Individuiamo ora alcuni materiali che soddisfino i requisiti richiesti in sostituzione all’alluminio e alle

sue leghe, selezionate in precedenza.

I vincoli forti o fondamentali che devono essere mantenuti dal materiale sono: resistenza, resistenza alla

corrosione e durabilità.

Parlando invece di vincoli desiderabili ci si riferisce a caratteristiche di stile e design integrato.

I materiali che meglio soddisfano le caratteristiche fondamentali sono:

- Leghe di magnesio

Le leghe di magnesio sono leggere e presentano buona resistenza e resistenza alla corrosione.

In ambienti particolari potrebbero però essere necessari trattamenti superficiali per aumentare

ulteriormente la durabilità.

• Massa Atomica: è di circa 24,305 u (unità atomiche).

• Punto di Fusione: è di circa 650 gradi Celsius (1,202 gradi Fahrenheit).

• Densità: circa 1,738 grammi per centimetro cubo (g/cm³) a temperatura ambiente.

• Conduttività Termica: 156 Watt per metro Kelvin (W/(m·K)).

• Numero di Ossidazione: ha principalmente un numero di ossidazione di +2 in composti,

indicando che perde due elettroni durante la formazione di legami chimici.

• Resistenza Specifica: è di 43,9 nano ohm-metri (nΩ·m) a temperatura ambiente.

• Modulo di Elasticità: 45 giga Pascal (GPa), che è una misura della rigidità del materiale.

• Costo: varia da 2 a 10 euro al chilo

- Acciaio inossidabile

L'acciaio inossidabile è noto per la sua resistenza alla corrosione e durabilità, risulta però essere

più pesante rispetto ad altri materiali.

Possono essere individuate numerose varianti, ognuna caratterizzata da proprietà specifiche

che lo rendono versatile e dunque adatto ad applicazioni disparate

• Massa Atomica (media): Circa 55.85 g/mol (massa atomica del ferro, un componente

principale dell'acciaio).

• Punto di Fusione: di solito si trova nell'intervallo di 1400-1500 gradi Celsius.

• Densità: generalmente nell'intervallo di 7.75-8.05 g/cm³.

• Conduttività Termica: di solito nell'intervallo di 14-19 W/(m·K).

• Numero di Ossidazione: Il numero di ossidazione dipende dalla composizione chimica specifica

dell'acciaio inossidabile. Può variare, ma spesso si trova in uno dei seguenti stati: +2, +3, +4, +5,

+6, +7.

• Resistenza Specifica: nell'ordine di 0.6-0.7 ohm·mm²/m.

• Modulo di Elasticità: di solito nell'intervallo di 190-205 GPa.

• Costo: circa 2.30 euro al chilogrammo

- Titanio

Il titanio è leggero, resistente e offre una notevole resistenza alla corrosione. È ampiamente

utilizzato nel settore aerospaziale e per la produzione di protesi mediche. Si tratta tuttavia di un

materiale molto costoso e la sua lavorazione risulta più complessa rispetto a quella di altri

materiali.

• Massa atomica: 47,867 u (unità di massa atomica).

• Punto di fusione: a 1.668 gradi Celsius (3.034 gradi Fahrenheit).

• Densità: 4,506 grammi per centimetro cubo.

• Conducibilità termica: 21,9 watt per metro kelvin.

• Numero di ossidazione: può esistere in diversi stati di ossidazione, ma i più comuni sono +2, +3

e +4.

• Resistenza specifica: circa 290 mega Pascal per chilogrammo (MPa/kg) o più.

• Modulo di elasticità del titanio: circa 100 giga Pascal (GPa) o più.

• Costo: il titanio grezzo viene venduto a circa 55 euro al chilogrammo. La lavorazione, realizzata

attraverso passaggi complessi, aumenta ulteriormente il costo del materiale

- Compositi avanzati

Materiali compositi, come le leghe di fibra di carbonio, possono offrire una combinazione unica

di leggerezza, resistenza e durabilità.

• Densità: tra 1,5 e 2,0 grammi per centimetro cubo (g/cm³)

• Resistenza specifica (resistenza alla trazione per unità di peso): nell'ordine di 3000-7000 mega

Pascal per chilogrammo (MPa/kg) o più.

• Modulo di elasticità (rigidezza): nell'ordine di 200-700 giga Pascal (GPa).

• Conducibilità termica: nell'ordine di 10-50 watt per metro kelvin (W/(m·K)).

• Massa atomica: circa 12,01 unità di massa atomica (u)

• Punto di fusione: circa 3915 gradi Celsius (o 7079 gradi Fahrenheit) sotto pressione

atmosferica standard.

• Numero di ossidazione: numero di ossidazione di 0. Tuttavia, nelle resine polimeriche

utilizzate per impregnare le fibre di carbonio, il carbonio può avere numeri di ossidazione

diversi.

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