L'acciaio è la scelta corretta per te? Qui c'è tutto ciò che un progettista e uno sviluppatore di prodotto ha bisogno di sapere

La Torre Eiffel è un vero trionfo d’acciaio. Completata nel 1889, l'iconico simbolo parigino è composto da oltre 18.000 singoli pezzi di acciaio ed è tuttora una delle principali attrazioni per i visitatori di tutto il mondo. 7.300 tonnellate di acciaio sono state installate da Gustave Eiffel e dai suoi uomini, che hanno creato una costruzione ariosa e resistente con questo metallo forte e lavorabile. Per oltre 130 anni, la "Vecchia Signora di Ferro" ha resistito alle intemperie, alle guerre mondiali e a 32.000 paia di piedi al giorno.

Ciò che Eiffel sapeva nel 1889 rimane indiscusso anche oggi: se si cerca un materiale con un'ampia gamma di vantaggi per un'ampia gamma di componenti adatti a una grande varietà di applicazioni, è difficile battere l'acciaio. Tuttavia, l'acciaio ha anche i suoi svantaggi e non sempre rappresenta la scelta migliore. Vediamo alcuni dei principali pro e contro di questo resistente metallo.

Vantaggi dell'acciaio per progettisti e sviluppatori di prodotto   

• Capacità di carico statico ed elasticità
  Le costruzioni in acciaio hanno di solito un'elevata capacità di carico statico che si mantiene integra per lunghi periodi di tempo. Ad esempio, i supporti verticali degli impianti fotovoltaici all'aperto devono sopportare carichi pesanti e resistere alle intemperie per molti anni e in tutte le stagioni. Grazie all'elevata elasticità dell'acciaio, questa materia prima viene utilizzata ovunque sia necessaria un'elevata capacità di carico su ampie superfici. Ad esempio, quando la sala plenaria del Reichstag di Berlino è stata dotata di una facciata in vetro antiproiettile, l'acciaio è stata l'unica scelta in grado di sostenere questa pesante e spessa facciata in vetro su una superficie così ampia.
• Longevità
  L'acciaio è una materia prima estremamente durevole, ma ovviamente non è immune da tutte le influenze esterne. Persino la Torre Eiffel, in diverse occasioni, ha dovuto essere protetta dagli effetti della corrosione con un rivestimento speciale. Con alcuni acciai, questa reazione corrosiva viene addirittura provocata intenzionalmente, come nel caso dell'acciaio Corten resistente alle intemperie ("Corten" è il nome del marchio). Si tratta di un materiale particolarmente diffuso nell'edilizia a scopo estetico-decorativo sia all'interno che all'esterno, poiché la lega di acciaio contenente fosforo crea un effetto ruggine superficiale senza arrugginire completamente o compromettere la sua integrità. Questo strato di ossido funge da strato protettivo e contribuisce a garantire una lunga durata dei componenti.
• Sollecitazioni dinamiche
  L'acciaio inoltre è un materiale molto apprezzato per svariate applicazioni, in quanto è duro, resistente e durevole, e non mostra alcun segno di affaticamento. L'elevata resistenza alle sollecitazioni dinamiche è particolarmente importante quando i componenti sono soggetti a carichi ciclici sia elevati che ridotti, come nel caso dei componenti idraulici.
• Varietà di leghe
  L'acciaio può essere lavorato in modo eccellente grazie all’utilizzo di diverse leghe e ottimizzato per un'ampia varietà di applicazioni. Oggi le leghe ad alta resistenza sono utilizzate per gli elementi antiurto nell'industria automobilistica. Sempre nuove qualità di acciaio nascono proprio grazie ai requisiti richiesti dalle innovazioni del mercato. I produttori dell'industria siderurgica, in primis Welser Profile, sono costantemente alla ricerca dell’innovazione proprio per rispondere a questi bisogni.
• Riciclabilità al 100%
  A differenza dell'alluminio, l'acciaio ha un ciclo di vita illimitato ed è quindi riciclabile al 100%. Le ricerche in corso e i primi sviluppi produttivi stanno iniziando a concentrarsi sull'acciaio verde, con l'obiettivo di inserire ufficialmente l'uso dell'acciaio nella filiera della sostenibilità vera.
• Coefficiente di espansione termica
  Chiunque abbia sentito scricchiolare gli edifici con il caldo sa che la colpa non è dei fantasmi. Quando il sole batte sulle facciate continue a 40-50°C, è importante avere il materiale giusto: l'espansione termica dell'alluminio, ad esempio, è molto più elevata di quella dell'acciaio.
• Elevata resistenza al fuoco
  L'acciaio è anche il materiale ideale per tutte quelle applicazioni che devono resistere al fuoco, per esempio le porte antincendio: quando scoppia un incendio, la resistenza dell’acciaio è infatti elevata. Se un incendio scoppia in qualsiasi punto dell'edificio, l'alluminio, ad esempio, crolla in tempi relativamente brevi, mentre i componenti in acciaio possono resistere a lungo alle fiamme senza deformarsi direttamente sotto l'enorme calore.
• Ampia gamma di qualità di acciaio
  Oggi sono disponibili sul mercato oltre 2.500 tipi di acciaio, dagli acciai strutturali agli acciai zincati, dagli acciai per utensili agli acciai ad alta resistenza, fino agli acciai inossidabili e agli acciai speciali. In molti casi, le proprietà dei materiali dei singoli tipi di acciaio corrispondono ai requisiti individuali che i progettisti e gli sviluppatori di prodotto hanno per la loro applicazione. La sfida per i produttori di acciaio è tutt'altro che conclusa.
• Elevata disponibilità
  Nonostante la tanto citata scarsità di materie prime negli ultimi tempi, la disponibilità dell'acciaio è piuttosto elevata, soprattutto in Europa centrale. Anche i fornitori e le aziende che lavorano l’acciaio sono sufficientemente rappresentati, il che significa che gli acciai convenzionali sono generalmente disponibili anche nel breve-medio periodo.

Svantaggi dell'acciaio per progettisti e sviluppatori di prodotto

• Peso 
  L'acciaio come materiale ha un peso morto superiore a quello, ad esempio, dell'alluminio. Tuttavia, grazie alla resistenza e all'elevata elasticità dell'acciaio, lo svantaggio del peso può essere minimizzato riducendo lo spessore del materiale. 
• Protezione dalla corrosione 
  In molti ambienti, l'acciaio puro è molto meno resistente alla corrosione dell'alluminio. I profili con superfici e bordi aperti, ad esempio, non hanno alcuna protezione contro la corrosione e devono essere protetti con un ulteriore rivestimento. 
• Lavorazione
  A causa della sua elevata resistenza, è più difficile lavorare ulteriormente l'acciaio, a prodotto finito. Per il taglio a sega o trancia, la fresatura o la punzonatura sono necessari utensili in metallo duro, relativamente costosi e che si consumano più rapidamente. Il vantaggio dei componenti in acciaio profilato è che la foratura, la lavorazione delle superfici e il taglio a misura (con sega o trancia) possono essere eseguiti direttamente in linea di profilatura.
• Costo percepito
  Non è esattamente uno svantaggio reale, ma percepito, che però ha un effetto negativo: l'acciaio potrebbe essere escluso in partenza pur essendo in realtà il materiale migliore per l’applicazione in questione. Molti progettisti e sviluppatori di prodotti credono ancora che l'acciaio sia, a priori,  più costoso delle alternative. In realtà, il calcolo dei costi dipende da così tanti fattori che, in molti casi, l'acciaio può rivelarsi l'opzione più conveniente a lungo termine.

L’acciaio nella profilatura a freddo (Roll Forming)

Nella profilatura a freddo (detta anche Roll Forming), un nastro d'acciaio avvolto in una bobina viene fatto passare attraverso varie coppie di rulli che generano la forma desiderata. Ulteriori fasi di processo e di finalizzazione, come la punzonatura e la saldatura, consentono di ottenere un'ampia varietà di funzionalità per il profilo, in un unico ciclo produttivo. La combinazione di un materiale durevole e robusto e di un processo flessibile e sostenibile offre un potenziale reale per lo sviluppo di nuovi prodotti:

• Punzonature, goffrature e marcature sono possibili direttamente in linea di profilatura.
• Anche con acciai ad alta resistenza, è possibile produrre sezioni trasversali complesse con tolleranze strette.
• La profilatura a freddo è possibile anche su superfici estetiche.
• Il Roll Forming consente di produrre in modo economico anche profili chiusi (tubi profilati saldati al laser o HF e tubi speciali).

7 domande da porsi per capire se l'acciaio è il materiale giusto per il vostro componente 

Ecco alcune domande di base che, sebbene non forniscano immediatamente una risposta chiara per qualsiasi componente, vi daranno una prima indicazione sull'opportunità di considerare l'acciaio come materiale per la vostra applicazione. Vediamo a quante domande rispondete SI: 

• La riduzione delle emissioni di CO2 è uno degli obiettivi climatici della mia azienda? 
• Il mio componente deve avere una resistenza elevata? 
• Il mio componente deve resistere al calore elevato? 
• Il mio componente deve resistere a torsioni elevate? 
• Il mio componente deve durare più di 5 anni? 
• Il mio componente deve essere resistente all'usura? 
• Il mio componente deve essere leggero e resistente allo stesso tempo?

Conclusione

Scegliere l'acciaio non significa solo scegliere un materiale: è anche una decisione che contribuirà a determinare come la vostra azienda affronterà le sfide del futuro. Soprattutto nel contesto dello sviluppo, dell’innovazione e della sostenibilità, la scelta del materiale è cruciale. L'acciaio, ad esempio, è più efficiente dal punto di vista delle risorse e dell'energia rispetto all'alluminio, oltre ad offrire un'ampia gamma di applicazioni possibili, alcune delle quali forse non sono ancora state pensate. Grazie al processo di profilatura, è possibile integrare numerose lavorazioni aggiuntive, come la punzonatura, senza che i costi di produzione schizzino alle stelle.

Se avete risposto SI ad almeno 4 delle 7 domande sull'acciaio per il vostro nuovo componente, perché non vi mettete in contatto con noi per una chiacchierata informativa e senza impegno? Saremo lieti di ascoltarvi.