Acciaio è il nuovo alluminio? Paragoniamo questi due materiali

Vincere le sfide climatiche che ci attendono nei prossimi anni è un tema sempre più rilevante nel mondo industriale: le aziende sono ormai consapevoli  che lo sviluppo di prodotti sostenibili contribuirà in modo determinante a raggiungere gli obiettivi legati al cambiamento climatico. Di conseguenza, i manager si interrogano su quale materiale sarà più adatto per lo sviluppo e la produzione di nuovi prodotti nel lungo periodo. Che si tratti di ingegneria meccanica, edilizia o industria alimentare, la ricerca di materiali e innovazioni sostenibili è in pieno svolgimento.

Molto probabilmente, questo processo includerà anche il confronto tra alluminio e acciaio. I vantaggi e gli svantaggi dei due materiali non sono più considerati in modo superficiale come in passato. Un importante fornitore di telecomunicazioni, ad esempio, ha sostituito le pesanti guide in alluminio con profili in acciaio, sia per avvicinarsi agli obiettivi climatici, sia per creare un componente più performante per le proprie esigenze.

Alluminio o acciaio: qual è la scelta migliore per la vostra applicazione? Continuate a leggere per saperne di più sul potenziale futuro di questi due materiali.

3 Vantaggi dei componenti in alluminio (profili in alluminio)

Oggi quasi nessun settore può fare a meno dell'alluminio. Il materiale, che ha conosciuto una rapida industrializzazione a partire dal XIX secolo, è stato utilizzato all'inizio per la costruzione di navi in metallo leggero ed è rapidamente diventato un materiale comune nell'industria automobilistica, aerospaziale, elettrica, dei mobili, alimentare e degli imballaggi.

Ciò è dovuto alla varietà di vantaggi offerti dall’alluminio, in particolare, ad esempio, per i profili in alluminio i vantaggi si possono così schematizzare:

1. Facilità di produzione:
   In molti casi, le sezioni trasversali complesse in alluminio, con camere multiple e diversi spessori, possono essere prodotte in modo più economico rispetto ai profili in acciaio, poiché l'alluminio si presta bene all'estrusione grazie alla sua elevata malleabilità.
2. Produzioni economiche per bassi volumi:
   L'estrusione come processo produttivo consente anche una produzione più economica quando si tratta di piccole quantità di profili in alluminio.
3. Leggerezza del materiale:
   Rispetto all'acciaio, la leggerezza del materiale di base dell'alluminio è uno dei suoi principali vantaggi. La sua densità è di 2,5 g/cm3, poco meno di un terzo di quella dell'acciaio, che è di 7,8 g/cm3. Inoltre, l'alluminio forma da solo uno strato naturale anticorrosione.
   
   

Grazie alla sua leggerezza e all'efficienza dei costi nella produzione di piccoli volumi, i profili in alluminio sono popolari per i telai delle finestre, i vagoni ferroviari, le carrozzerie delle auto e gli aerei. Inoltre, grazie a processi tecnicamente sofisticati, i componenti in alluminio possono anche essere saldati e bruniti.

5 vantaggi dei profili in acciaio

L'acciaio è un materiale altamente resistente, scoperto più di 5.000 anni fa. L'acciaio è da tempo la materia prima più importante in termini di quantità, come dimostrano le statistiche, e viene utilizzato principalmente nell'automotive, nell’edilizia e nell'industria.

I principali vantaggi dell'acciaio sono:

1. Alta resistenza:
   L'elevata resistenza dell'acciaio può essere utilizzata per le carpenterie leggere, dove lo spessore del profilo può essere ridotto utilizzando l'acciaio. Lo si può vedere nell’automotive, in particolare nella costruzione degli elementi antiurto.
2. Elevata rigidità:
   Per la produzione di telai molto stretti, ad esempio per grandi facciate in vetro, sono necessari profili rigidi in acciaio. La rigidità a flessione dell'acciaio è circa 3 volte superiore a quella dell'alluminio.
3. Vera sostenibilità:
   L'acciaio è riciclabile al 100% e il processo produttivo della profilatura dell’acciaio utilizza sempre meno CO2 grazie alle innovazioni più recenti, permettendo anche una maggiore convenienza.
4. Punto di fusione significativamente più alto:
   Il punto di fusione dell'acciaio è di oltre 1.500°C, mentre quello dell'alluminio è di 660°C. Ciò si traduce nella superiore resistenza dell'acciaio alle alte temperature. Per questo motivo, le porte antincendio e le porte di sicurezza, ad esempio, sono sempre realizzate in acciaio ad alta resistenza.
5. Ampia varietà di materiali
   Esistono oltre 2.500 tipi di acciaio standardizzati in tutto il mondo, che soddisfano i requisiti giusti per quasi tutte le applicazioni: acciaio inossidabile di alta qualità per l'industria alimentare, acciaio ad alta resistenza per la costruzione di finestre o resistente agli acidi per i laboratori chimici etc.
   

È difficile fare affermazioni generiche sull'efficienza e la convenienza quando si confrontano alluminio e acciaio. Tuttavia, si può affermare che il più delle volte l'acciaio si dimostra più conveniente su grandi volumi.

Buono a sapersi:
Il Roll Forming, o profilatura a freddo, è un processo produttivo sofisticato che consente di ottenere un'ampia varietà di sezioni trasversali a partire da coils. Il nastro di acciaio, acciaio inossidabile o metallo non ferroso viene solitamente avvolto in bobine di diverse larghezze e fatto passare attraverso coppie di rulli disposte una dopo l’altra, a temperatura ambiente. Per questo motivo si parla di profilatura a  freddo o di Roll Forming.

Profilatura a freddo (acciaio) vs. estrusione (alluminio)

In generale, produrre profilati in acciaio o componenti estrusi in alluminio è molto simile dal punto di vista economico. A seconda del progetto e della quantità, la bilancia costi-benefici pende a favore dell'uno o dell'altro materiale. Le differenze tra i due processi diventano interessanti alla luce dei seguenti aspetti:

• Integrazione dei fori:
  A differenza dell’estrusione dei profili in alluminio, la profilatura a freddo dell’acciaio consente di integrare i fori direttamente nel profilo durante la profilatura stessa, senza la necessità di un'ulteriore fase produttiva.
•  Tolleranze:
  A differenza dell'estrusione, la profilatura dell’acciaio consente di ottenere tolleranze molto strette.
• Costi ridotti delle attrezzature:
  Le matrici per l’estrusione hanno un basso costo degli utensili, un vantaggio soprattutto per i lotti di piccole dimensioni.
• Finitura:
  A differenza dell'estrusione, la profilatura dell’acciaio consente una finitura a basso costo. Se necessario, è possibile produrre superfici di altissima qualità, ad esempio senza segni visibili del rullo.

Come passare dall'alluminio all'acciaio in modo efficace

Un pioniere dell'industria automobilistica ha già dimostrato che il passaggio dall'alluminio all'acciaio può essere un successo e un vantaggio: dalla metà del 2020 forniamo al gruppo BMW grandi quantità di profilati in acciaio, in sostituzione di un componente precedentemente realizzato in alluminio. Dopo un test studiato ed eseguito con il cliente, il profilo sostitutivo in acciaio si è rivelato più leggero e, grazie ai grandi volumi, anche meno costoso.

Ecco 3 consigli da tenere a mente quando si pensa di passare dall'alluminio all'acciaio:

Tip #1: chiedetevi di quante lavorazioni ha bisogno il vostro profilo

È vantaggioso, ad esempio, integrare fori nel componente? Se sì, allora vale la pena di esaminare i vantaggi della profilatura, poiché la foratura avviene direttamente in linea di profilatura. Diverso è il caso dell'estrusione dell'alluminio, dove i fori possono essere eseguiti solo in un secondo momento, quindi aggiungendo un'ulteriore fase nel processo produttivo.

Tip #2: continuate a cercare la perfezione

Davvero se qualcosa funziona è meglio non cambiarla? Noi pensiamo che non sia sempre così! C'è sempre spazio per migliorare e avvicinarsi alla perfezione, perché non darsi una possibilità? Se un nuovo componente è più solido, meno ingombrante, più elastico o prodotto con meno emissioni di CO2,  allora provate a chiedervi se l'acciaio, l'alluminio o addirittura un materiale completamente diverso possa essere una scelta migliore rispetto a quello con cui lavorate attualmente.

Tip #3: progettate il vostro nuovo componente insieme agli esperti

Molti settori, come ad esempio l’automotive, possono vantare anni, anzi decenni, di esperienza nell’utilizzo di componenti stampati e in alluminio. Per aprirsi a una nuova tecnologia come la profilatura a freddo è necessaria una base di conoscenze, esperienze e anche lezioni apprese dagli errori del passato. Nello sviluppo congiunto con specialisti esperti, è possibile identificare i materiali più idonei, le quote ideali, le macchine migliori e verificare la fattibilità del nuovo componente progettato.

Conclusione: la scelta tra acciaio e alluminio richiede un’attenta valutazione

Dopo aver letto questo articolo speriamo che sia ormai chiaro che la scelta tra alluminio e acciaio per il vostro componente richiede un'attenta considerazione su più fronti. La profilatura a freddo dell'acciaio consente una maggiore flessibilità e permette di inserire in un unico processo anche molte lavorazioni aggiuntive, come la foratura del profilo. 
Alla luce degli ambiziosi obiettivi climatici che molte aziende in tutto il mondo si stanno prefissando, l'acciaio si trova giustamente al centro dell’attenzione grazie al suo potenziale di riduzione delle emissioni di CO2. E’ anche vero che l’alluminio mantiene i propri punti di forza: non esiste una soluzione unica quando si tratta di analizzare il  materiale ideale per un nuovo componente.

Non hai ancora trovato quello che cercavi? Troviamo insieme il materiale migliore per il tuo progetto!