Leggendo questo articolo, potrai conoscere tutti i segreti sul processo di trafilatura, come funziona e quali sono le applicazioni più diffuse. Attraverso la nostra guida potrai scegliere il macchinario più adatto alle tue esigenze.
Definizione di trafilatura
La trafilatura è un processo industriale utilizzato per ridurre la sezione trasversale di un materiale, come metallo, plastica o vetro, attraverso l'azione di trazione. Durante la trafilatura, il materiale viene fatto passare attraverso una serie di fori di dimensioni progressivamente ridotte, chiamate trafile, che comprimono il materiale e lo forzano ad assumere una forma desiderata. Questo processo può essere utilizzato per produrre fili metallici, tubi, fili di vetro, e altro ancora. Ad essa è associata l’estrusione, un processo industriale di deformazione plastica che consente la realizzazione di pezzi a sezione costante, il quale si differenzia dal processo di estrusione nel quale viene spinto attraverso la matrice forzando la modifica della sua forma, mentre nella trafilatura il materiale viene tirato all’uscita.
La trafilatura meccanica
La trafilatura meccanica, processo tipicamente eseguito utilizzando macchinari specializzati chiamati trafilatrici, avviene grazie all'applicazione di forza meccanica, ad esempio nel caso della trafilatura dei metalli, il materiale iniziale, solitamente in forma di barra o filo, viene fatto passare attraverso una serie di trafile con diametri via via più piccoli. La pressione esercitata e la geometria delle trafile forzano il materiale a fluire attraverso di esse, riducendone progressivamente la sezione trasversale fino a ottenere le dimensioni desiderate. Questo processo può essere utilizzato per produrre fili metallici di diverse dimensioni e forme, tubi di varie sezioni trasversali, o parti con geometrie complesse.
Lo scopo della trafilatura
A cosa serve la trafilatura? Per cosa viene utilizzata? Lo scopo della trafilatura dipende dal materiale e dall'applicazione specifica, ma in generale si esegue al fine di ridurre le dimensioni, migliorare le proprietà meccaniche (resistenza, durezza, durabilità) o dare una diversa finitura superficiale (rendere più liscio e uniforme il materiale), realizzare forme geometriche specifiche. Infine, la trafilatura dei tubi può essere utilizzata per realizzare tubi intesi come prodotto finito per l’industria idraulica e pneumatica per esempio.
Tipi di trafilatura
Esistono diversi tipi di trafilatura, ognuno dei quali è adatto a particolari materiali, forme e requisiti di produzione: citiamo la trafilatura a freddo e a caldo (tipologie approfondite in seguito), la trafilatura continua (dove il materiale viene continuamente alimentato attraverso il processo di trafilatura senza interruzioni) utilizzata per realizzare tubi e fili metallici. La trafilatura inoltre può essere a passo singolo (dove il materiale viene passato attraverso una serie di trafile con diametri progressivamente più piccoli in un'unica passata) o a passi multipli (dove il materiale viene trafilato attraverso più serie di trafile con diametri progressivamente più piccoli, consentendo una maggiore riduzione delle dimensioni e un migliore controllo delle tolleranze). Infine, per ottenere forme specifiche o per ridurre le dimensioni di parti già formate, come l'interno di anelli o tubi, si utilizza la tecnica della trafilatura inversa.
Trafilatura a freddo
La trafilatura a freddo è un processo di lavorazione dei metalli in cui un materiale viene tratto attraverso una serie di stampi o matrici per ottenere una forma desiderata senza riscaldarlo oltre la temperatura ambiente. Comunemente utilizzato nella produzione di tubi, barre e fili metallici, ha il vantaggio di produrre prodotti di alta qualità con proprietà meccaniche superiori rispetto ad altri processi di lavorazione dei metalli.
Trafilatura a caldo
Questa tipologia di trafilatura prevede che il materiale venga riscaldato a temperature elevate prima di essere tratto attraverso una serie di stampi o matrici per ottenere la forma desiderata. Il riscaldamento del materiale facilita la deformazione plastica, riducendo la resistenza del materiale e consentendo una maggiore facilità di lavorazione. La trafilatura a caldo può essere utilizzata per produrre prodotti con una vasta gamma di forme e dimensioni. In questa tipologia rientra la trafilatura dell’acciaio, in quanto particolarmente adatta per materiali ad alta resistenza.
Utensili per la trafilatura
Gli utensili utilizzati per la trafilatura variano a seconda del materiale da lavorare e della forma desiderata del prodotto finale. Tuttavia, ci sono alcuni utensili comuni che sono spesso impiegati in questo processo, tra cui matrici e punzoni, rispettivamente utilizzati per dare la forma all’esterno e all’interno del materiale; mandrini progettati per guidare il materiale durante le operazioni di trafilatura; dispositivi di raffreddamento, previsti per la trafilatura a caldo, in modo da controllare la temperatura del materiale e prevenire il surriscaldamento degli utensili; infine possono essere utilizzati anche utensili di taglio e finitura. Tra gli utensili rientrano anche le filiere e le macchine trafile, approfonditi nei prossimi paragrafi.
Filiere
Le filiere sono un tipo specifico di utensili utilizzati nella trafilatura, specialmente nella produzione di tubi o profilati: sono matrici cilindriche attraverso le quali il materiale viene tratto per ottenere la forma desiderata. Le filiere sono fondamentali per la precisione e la qualità del prodotto finale. Generalmente realizzate in acciaio legato resistente all'usura, poiché devono sopportare elevate pressioni e attriti durante il processo di trafilatura, possono avere diverse forme (a seconda delle esigenze di produzione) ed essere progettate e costruite con estrema precisione per garantire che il prodotto finale abbia le dimensioni e la forma desiderate.
Macchine trafile
Le macchine per la trafilatura sono gli strumenti principali utilizzati per eseguire tale processo e sono progettate per far passare il materiale attraverso una serie di trafile, applicando la forza necessaria per deformare il materiale fino a raggiungere le dimensioni e la forma desiderate. Generalmente costituite da un telaio robusto che sostiene i componenti principali, come il meccanismo di trafilatura, il motore e i sistemi di controllo, possono essere alimentate manualmente o automaticamente, a seconda delle esigenze del processo produttivo. Gli elementi principali per la trafilatura sono le trafile, realizzate in vari materiali, come acciaio temprato o carburo di tungsteno, a seconda delle proprietà del materiale da trafilare e delle specifiche del prodotto finale.
Parametri di lavorazione
Tra i parametri di lavorazione nella trafilatura, fondamentali per ottenere prodotti finali di alta qualità e per massimizzare l'efficienza del processo si possono citare la pressione applicata sul materiale, la quale influisce sulla velocità di deformazione del prodotto; la temperatura raggiunta durante il processo, da mantenere a un livello adeguato e stabilito precedentemente; approfondiamo gli altri tre parametri fondamentali nei paragrafi successivi.
Profondità di taglio
La profondità di taglio è un parametro critico nella trafilatura che indica quanto materiale viene rimosso durante ogni passaggio attraverso le trafile. Questo parametro è fondamentale per ottenere le dimensioni e la forma desiderate nel prodotto finale e si misura generalmente in millimetri o pollici.
Velocità di avanzamento
Questo parametro indica la velocità alla quale il materiale viene tratto attraverso le trafile. Una velocità adeguata deve essere selezionata in base al tipo di materiale, alla sua resistenza e alle dimensioni del prodotto finale desiderato.
Regime di rotazione
Il regime di rotazione si riferisce alla velocità di rotazione delle trafile durante il processo di trafilatura e può influenzare diversi aspetti della lavorazione, per questo motivo deve essere attentamente controllato e ottimizzato per garantire risultati di lavorazione ottimali in termini di qualità del prodotto finale, efficienza del processo e durata degli utensili.
Applicazioni della trafilatura
La trafilatura è un processo ampiamente utilizzato in diversi settori industriali per la produzione di una vasta gamma di componenti metallici. Le sue applicazioni includono la produzione di tubi, di fili, profili e barre metalliche ed è un processo particolarmente diffuso in ambito automotive, nella produzione di utensili e ferramenta, nella produzione di materiali plastici, ceramici e alimenti.
Trafilatura di metalli
La trafilatura può essere applicata a una varietà di materiali, inclusi bronzo, ferro e alluminio. La trafilatura al bronzo è comunemente impiegata nella produzione di tubi, barre e fili di bronzo per una varietà di applicazioni; questo materiale è apprezzato per la sua resistenza alla corrosione e alla ruggine, oltre che per la sua duttilità, che lo rende adatto a essere lavorato tramite trafilatura per ottenere forme e dimensioni specifiche. La trafilatura del ferro è diffusa impiegata nella produzione di barre e fili di ferro per applicazioni industriali e costruttive. Tuttavia, data la sua maggiore durezza rispetto ad altri metalli, come l'acciaio, può richiedere macchinari specializzati e utensili più resistenti. La trafilatura dell'alluminio è ampiamente utilizzata nell'industria per la produzione di tubi, barre, fili e profili di alluminio in settori come l'industria automobilistica, l'aerospaziale, l'edilizia e l'elettronica.
Trafilatura di plastiche
La trafilatura può essere effettuata anche sui materiali plastici, in particolare durante la trafilatura della plastica il materiale viene riscaldato fino a diventare morbido e quindi spinto attraverso una trafila, per ottenere la forma desiderata. Questi filamenti possono poi essere raffreddati e tagliati alla lunghezza desiderata per essere utilizzati in una varietà di applicazioni, come stampa 3D, estrusione di tubi, produzione di fili per tessuti e molto altro ancora.
Trafilatura di ceramiche
Anche i materiali ceramici possono essere sottoposti al processo di trafilatura. La trafilatura di ceramica a base di argilla è diffusa in diversi settori, tra cui l'industria elettronica, l'ingegneria biomedica, la produzione di utensili e molte altre applicazioni dove sono richieste le proprietà uniche dei materiali ceramici, come alta resistenza alla temperatura, resistenza chimica elettrica e biocompatibilità.
Trafilatura di alimenti
La trafilatura degli alimenti è un processo utilizzato per la produzione di pasta, come spaghetti, penne, fusilli e altri formati, nonché per altri prodotti alimentari a base di farina. Durante questo processo, la pasta viene fatta passare attraverso la trafila che ne definisce la forma.
Sicurezza e precauzioni
Quando si tratta di trafilatura che sia di bronzo, metalli, materiali plastici, ceramici, alimenti o di altro tipo, è importante adottare precauzioni per garantire la sicurezza degli operatori e la qualità del prodotto. Tra alcune precauzioni rientrano: la formazione e l’addestramento degli operatori, la dotazione di strumenti sicurezza, la manutenzione delle apparecchiature, il controllo della polvere, la corretta gestione dei rifiuti, il monitoraggio della temperatura.
Come scegliere la giusta macchina CNC per la trafilatura
All’interno dei processi industriali il processo di trafilatura occupa un posto importante ed è ampiamente diffuso in svariati settori. Grazie alle tecnologie più avanzate, è possibile svolgere con efficienza questo processo, soddisfacendo i requisiti richiesti dal mercato. Nelle fasi di lavorazione successive potrai scoprire anche grazie alle nostre tecnologie per la lavorazione dei materiali polimeri compositi come ottenere numerosi vantaggi per la tua attività.