Il processo di sinterizzazione: lavorazioni meccaniche di precisione

Quando parliamo di processo di sinterizzazione di prodotti intendiamo un tipo di lavorazione di precisione e specializzazione, volto a produrre parti meccaniche dettagliate e complesse. Si tratta di un iter di elevata qualità, basilare per numerosi ambiti industriali nei quali la cura nei componenti riveste un ruolo imprescindibile.

La sinterizzazione dei prodotti riguarda vari componenti: i materiali sintetizzati possono essere, ad esempio, polveri di ferro, di rame, bronzo, stagno, acciaio inossidabile o di carbonio, ma anche nichel, metalli preziosi.

É bene precisare che, sebbene le tecniche oggi siano sempre più sopraffine e consentano di ottenere prodotti sinterizzati di qualità eccelsa e sempre più articolati, il processo di sinterizzazione era praticato già nell’antichità: si trattava di una tecnica di produzione che si poneva come interessante alternativa ai tipici sistemi per stampaggio o fusione.

La sinterizzazione potrebbe essere spiegata anche come una sorta di lavorazione volta a densificare un compatto di polveri riducendone la porosità interstiziale. Ma cos’è esattamente la sinterizzazione dei prodotti e cosa sono i prodotti sinterizzati? Cercheremo di chiarirlo qui di seguito.

Cos’è la sinterizzazione dei prodotti

La sinterizzazione dei prodotti è un processo di lavorazione che si svolge ad alte temperature, che non raggiungono però mai i livelli caratteristici della fusione, necessario per costruire un oggetto unendo polveri di materiali all’interno di un apposito stampo che verrà poi riscaldato. Per quanto elevate, queste temperature non arriveranno mai a fondere il composto.

Grazie all’elevata temperatura, le parti della polvere si uniranno saldamente tra loro costituendo un componente granuloso e più fragile rispetto a un altro ricavato dal processo di fusione. Sempre rispetto alla fusione, il prodotto ottenuto potrebbe non richiedere ulteriori lavorazioni di tipo meccanico, ma essere già pronto per l’uso.

Le tempistiche di sinterizzazione dipendono dal materiale lavorato e dalle peculiarità fisico metalliche che si desidera dare ai prodotti sinterizzati.

Processo di sinterizzazione

Il processo di sinterizzazione dei metalli si svolge in 3 differenti fasi delicate: di esso si occupano aziende specializzate nel settore come www.dlsintered.com.

Durante la prima fase, detta ciclo di de-waxing o de-binding, la cosiddetta “parte verde”, ovvero il pressato ricavato tramite la pressatura, viene sottoposto a temperature elevate per far evaporare i lubrificanti utilizzati nella miscela di polveri.

La fase successiva prevede il vero e proprio processo di sinterizzazione ed è quello in cui il materiale meccanico viene portato a temperatura, (il livello della quale dipenderà dalla grandezza e dal tipo di metallo usato nella miscela di polveri), in cui diminuisce le sue dimensioni e sono eliminate le porosità.

Il prodotto ricavato presenta dimensioni e forme simili a quelle del particolare meccanico.

La terza e ultima fase, è quella in cui il particolare meccanico viene condotto verso una temperatura ambiente prima di essere tolto dal forno.

I prodotti sinterizzati

La materia prima interessata nel processo di sinterizzazione si presenta sotto forma di miscela di polveri metalliche o non metalliche, che viene appunto sinterizzata per ottenere un prodotto dalla geometria ben definita. Per ottenere il prodotto sinterizzato desiderato si procede attraverso una lavorazione metallurgica delle polveri o con la metalloceramica.

Con il passare del tempo, i prodotti ottenuti con la sinterizzazione stanno assumendo forme sempre più articolate, tanto è vero che con i procedimenti alternativi non si riuscirebbero a ottenere la stessa robustezza e qualità.

I prodotti sinterizzati ricavati, spesso, vantano dunque delle proprietà particolari, che sono tipiche di questa lavorazione, senza la quale altrimenti non potrebbero essere tali. La sinterizzazione è usata anche per realizzare prodotti economici come ingranaggi o supporti meccanici che non necessitano di particolare resistenza.

Uno dei materiali sinterizzati è, ad esempio, il carburo di tungsteno, troppo fragile per essere sottoposto a temperature molto alte: si procede attraverso la sinterizzazione della miscela di polveri di carburo di tungsteno insieme a polveri di materiali differenti, che agiscono da matrice.

I prodotti sinterizzati sono resistenti all’usura, forniscono prestazioni su misura, possono essere rifiniti superficialmente e numericamente altamente ripetuti in serie, garantiscono proprietà isotrope, magnetiche, e riduzione delle vibrazioni e del rumore.

Quali sono i vantaggi della sinterizzazione?

Tra i vantaggi della sinterizzazione c’è il fatto di poter lavorare materiali conferendo forme complesse che non si potrebbero avere con processi come la fusione, la forgiatura o la tornitura e al contempo, di ridurre la fase post produzione.

Si evince che si tratta di un iter decisamente più sostenibile dal punto di vista ambientale, perché consente di ridurre il consumo energetico e di decrementare la quantità di scarti delle materie prime lavorate, a vantaggio di un prodotto sinterizzato più economico rispetto alle altre lavorazioni. In sintesi: il prodotto è meno lavorato, gli scarti inferiori e l’impatto ambientale più basso.

Un ulteriore vantaggio è che le leghe possono essere adattate per fornire specifiche caratteristiche fisiche, in quanto studiate per i requisiti e le proprietà richieste dal cliente.