Schede Materials Manufacturing for Design (Integrated Product Design)

MATERIALI

Quando parte da saldare è piccola

Non ha isogno di essere rifinita RULES

Acciaio: buono

Alluminio: fattibile ma

svantaggiato dal riflesso

CONTRO

equipaggiamento costoso

SALDATURA A PUNTI E A RULLI

È conveniente per strutture grandi e complesse; per

esempio una scocca di automobile in acciaio PROCESSO

Sfrutta la resistenza, ossia la dissipazione

CARATTERISTICHE di energia elettrica all'interno di un

Per lamiere materiale conduttore. Il processo base

prevede la sovrapposizione delle parti da

Più larga superficie = più punti di saldatura= saldare e la compressione tra due elettrodi

meglio in tensione elettrica, in modo da provocare

il flusso di corrente attraverso lo spessore

Rulli, per pezzi lunghi delle parti. Gli elettrodi sono generalmente

in rame, hanno forma cilindrica rastremata

all'estremità a contatto con le parti; sono

cavi all'interno per permetterne il

raffreddamento mediante circolazione di

PRO acqua. Sono montati su una pinza che può

far parte di un robot.

Moolto veloce

Saldatura quasi invisibile DESIGN RULES

MATERIALI

Acciaio: Migliore

per la alta conducibilità

15-20 mm (fino 3-4 strati)

Alluminio, titanio: buono

CONTRO

Poche forme

Spessori limitati x Alluminio

BRASATURA TORCIA E FORNACE

Usata per strumenti musicali a fiato (p.es, la tromba),

gioielli ottenuti da fili o lamierini in metalli preziosi, PROCESSO

schede elettroniche e oggetti e tubi a tenuta stagna. Il metallo base non subisce alcun

CARATTERISTICHE cambiamento durante il processo. Il

Torcia: spara gas e ossigeno metallo di apporto (o lega brasante) è un

Non richiede elettricità materiale diverso dal metallo base, con

temperatura di fusione più bassa, ed è

Fornace per grandi quantità: posto tra le parti da saldare. Riscaldando

Controllo della temperatura su diversi pezzi le parti a una temperatura intermedia tra

le temperature di fusione dei due materiali,

il metallo base non fonde, mentre il

metallo di apporto fonde e solidifica

aderendo fortemente ai due lembi del

metallo base. L'ossidazione del metallo

PRO base e del metallo di apporto è evitata

mediante un flussante.

forme complesse Per saldare leghe di alluminio si

Alta precisione usa una lega brasante Al-Si che

no resistenza, elettricità richiesta fonde a circa 500°C; in questo

tenuta stagna caso la fiamma potrebbe DESIGN RULES

causare la fusione del metallo

base: un forno termostatato

consente un controllo maggiore

CONTRO

Meno resistente della saldatura MATERIALI

Base mat.apporto

Acciaio cu-Ag 700°C

leghe rame cu-Ag 700°C

Alluminio Al-Si 500°C

Misti Misti

SALDATURA DEI POLIMERI

SALDATURA AD ULTRASUONI (PLASTICHE)

Medi-piccoli componenti

Grandi volumi PROCESSO

es. airpods o parti swatch Vibrazioni generate dal transduttore.

CARATTERISTICHE Il corno trasmette le vibrazioni alla parte transduttore

alta del componente.

Giunto invisibile La parte alta del componente vibra e

Movimento del macchinario veloce e trasmette alla parte bassa. Risulta una

impercettibile fusione nel mezzo. CORNO

PRO

Velocissima (1 sec)

basso tempo ciclo

basso costo attrezzatura

Giunti invisibili

CONTRO MATERIALI DESIGN

pezzi non troppo grandi (perchè non si RULES

Amorfi con amorfi

distribuirebbe il calore) Cristallini con cristallini

materiali uguali o compatibili*

materiali rigidi

compatibili*= amorfi con amorfi, crist. con crist.

SALDATURA A VIBRAZIONE (PLASTICHE)

Componenti MEDIO-GRANDI, quali serbatoi per

automobili, box per i sistemi audio della macchina, PROCESSO

taniche di diverso tipo per auto. Tavolo vibrante grazie ad un sistema

CARATTERISTICHE magnetico, le due parti del componente

2 componenti si muovono compressi l’uno con vengono compresse con forza verticale.

l’altro. La frequeza è più bassa dell’ultrasuoni, è

visibile ad occhio. Proprio uno

La resa è migliore con componenti realizzate sfregamento. Parte sopra si muove parte

per stampaggio a iniezione o termoformatura sotto sta ferma

(perché sono più precise)

Frizione-> Calore-> Fusione

PRO

processo veloce

componenti semplici ma grandi, difficili da

unire in altri modi MATERIALI DESIGN

RULES

ideale per PA

CONTRO uguali o compatibili per T di

fusione

alto costo macchinari

si crea un difetto a fine unione

tempo ciclo aumenta per questo motivo

forme semplici piatte o a rotazione assile

SALDATURA A PIATTO CALDO (PLASTICHE)

Componenti MEDIO-GRANDI tipo profilati in PVC per

finestre/infissi, e boe di galleggiamento PROCESSO

1 piatto caldo tra due componenti

CARATTERISTICHE Il piatto si scalda e scalda le due parti

è più costoso di vibrazione e ultrasuoni ma ll piatto si toglie

non ha limitazioni di forme e materiali. Una forza di compressione unisce le

due parti che hanno le rispettive parti

alla temperatura giusta per essere

saldate.

PRO

Anche componenti larghi

Molto resistente

forme complesse MATERIALI DESIGN

RULES

ANCHE DIVERSI MATERIALI

INSIEME

CONTRO

lungo t ciclo (3 sec pz)

costi alti macchinario INCOLLAGGIO

INCOLLAGGIO

L'obiettivo non è stabilire la continuità fisica tra le

parti, ma fissarle a uno strato sottile di materiale

interposto

CHE COSA FA? VARI TIPI DI ADESIVI TERMOINDURENTI

Unione delle parti tramite materiale adesivo. Adesivi a contatto: induriscono per evaporazione di un Eccezione: adesivi termoplastici

Questo materiale (l'adesivo o colla) è una solvente (colla vinilica, colla gialla da legno, colla a

sostanza chimica che può essere applicata base di neoprene) Esistono anche adesivi termoplastici.

alla superficie di giunzione di una delle due In questo caso l'adesivo è solido ed è

parti in forma liquida o semiliquida. Adesivi reattivi bicomponenti: la reazione chimica di portato a fusione mediante una

Le parti sono portate a contatto e l'adesivo indurimento inizia dopo il mescolamento di due pistola scaldante; l'indurimento è una

indurisce (cioè assume consistenza sostanze chimiche liquide (resine epossidiche e schiume semplice solidificazione dell'adesivo

solida), aderendo saldamente alle parti. poliuretaniche) fuso per effetto del raffreddamento,

Questa categoria comprende le colle

La maggior parte delle volte gli adesivi sono Adesivi reattivi monocomponenti: la reazione c’è a caldo (hot-melt) a base di EVA, TPU

resine termoindurenti. quando si espone il giunto all'umidità (cianoacrilati), al o miscele di altri polimeri (PE, PP, PA).

calore (adesivi epossidici), alla luce ultravioletta

(adesivi UV) o alla pressione di contatto (adesivi

pressure-sensitive)

PRO

TIPI DI APPLICAZIONE DI ADESIVI CONTRO

Si possono collegare parti in materiali diversi Ogni adesivo ha una temperatura

1) Applicazione SPRAY (sup. ampie) I giunti possono avere forma complicata massima di esercizio, che in alcuni casi

2) Applicazione A PENNELLO L'adesivo può avere funzioni secondarie come può arrivare a 250°C

3) Applicazione A RULLO la sigillatura (utile per applicazioni in idraulica) L’ area di contatto deve essere

4) Applicazione A NASTRO e l'isolamento termico, elettrico o da sufficiente per il livello di forza applicato

5) Applicazione CON DOSAGGIO (vedi vibrazioni È necessario evitare di incollare parti

sotto) Non sono richiesti fori o componenti aggiuntivi sulle quali agiscono carichi flessionali

di fissaggio Più costoso di altre tecniche a causa dei

Non comporta sforzi interni dovuti al calore né tempi ciclo più lunghi

le conseguenti distorsioni TIPOLOGIE

RIVETTI Processo irreversibile RIBATTINI RIVETTI AUTOPERFORANTI

CARATTERISTICHE

GENERICHE MANDRINO Quando? -Creano autonomamente il proprio alloggiamento

-Per utilizzo strutturale Rivetto: semitubolare, foro cieco.

-richiede accesso da entrambi i lati testa: sezione piena

Dove?

ribaditura Il punzone agisce sulla testa del rivetto costringendo

campo automobilistico e motociclistico, in il corpo a punzonare le parti. Il corpo cilindrico

parti critiche dal punto di vista strutturale. subisce un’espansione e diventa conico, creando un

es aereo in alluminio ha 100k ribattini di sottosquadro tra le due parti. La deformazione tra le

diametro 3-5mm due particrea un rilievo cilindrico sporgente che

resta visibile nel lato posteriore del giunto.

RICARICA RIVETTI -forte di quelli classici + veloce\ max 2 mm

Pistola manuale \ automatico spessore

RIVETTATRICE MANUALE: più rivetti in tempo breve

AUTOMATIZZATO: basso tempo ciclo RIVETTI CIECHI

RIBATITURA: momento in cui viene inserito il rivetto Rivetti a espansione: Rivetti a strappo

Lo stelo che fa parte del rivetto ed è tirato dalla hanno uno stelo con sezione ristretta che si rompe

pinza della rivettatrice durante la ribaditura. Alla durante la ribattitura, lasciando il residuo all'interno

Descrizione processo: fine del processo, lo stelo viene espulso e scartato. del foro e chiudendolo per ragioni estetiche.

-ha bisogno che il pezzo sia pre-forato per inserire

dentro il rivetto (punzonatura o foratura) TIPOLOGIE

RIVETTI Processo irreversibile RIVETTI CIECHI

CARATTERISTICHE GENERICHE Rivetti a espansione: Rivetti a strappo

Lo stelo che fa parte del rivetto ed è tirato dalla hanno uno stelo con sezione ristretta che si rompe

pinza della rivettatrice durante la ribaditura. Alla durante la ribattitura, lasciando il residuo all'interno

fine del processo, lo stelo viene espulso e scartato. del foro e chiudendolo per ragioni estetiche.

MANDRINO ribaditura

RICARICA RIVETTI

Pistola manuale \ automatico RIBATTINI

RIVETTATRICE MANUALE: più rivetti in tempo breve RIVETTI AUTOPERFORANTI

AUTOMATIZZATO: basso tempo ciclo

RIBATITURA: momento in cui viene inserito il rivetto

Descrizione processo:

-ha bisogno che il pezzo sia pre-forato per inserire Quando?

dentro il rivetto (punzonatura o foratura) -Creano autonomamente il proprio alloggiamento -Per utilizzo strutturale

Rivetto: semitubolare, foro cieco. -richiede accesso da entrambi i lati

testa: sezione piena Dove?

Il punzone agisce sulla testa del rivetto costringendo campo automobilistico e motociclistico, in

il corpo a punzonare le parti. Il corpo cilindrico parti critiche dal punto di vista strutturale.

subisce un’espansione e diventa conico, creando un es aereo in alluminio ha 100k ribattini di

sottosquadro tra le due parti. La deformazione tra le diametro 3-5mm

due particrea un rilievo cilindrico sporgente che

resta visibile nel lato posteriore del giunto.

-forte di quelli classici + veloce

ELEMENTI FISSAGGIO

REMOVIBILI

VITI FILETTATE