La curvatura o piegatura dei tubi, tondi o rettangolari (anche detti tubolari) e dei profili di alluminio si svolge attraverso due tecniche della deformazione a freddo.
- La curvatura
- La calandratura
Queste due tecniche di curvatura del tubo differiscono notevolmente l’una dall’altra.
Curvatura del tubo in alluminio con la deformazione a freddo
La curvatura di un tubo o un profilo di alluminio si svolge con la deformazione a freddo. Viene chiamata a freddo, in quanto realizzata a temperatura ambiente, senza precedenti lavorazioni di preparazione del materiale.
La curvatura avviene mediante l’inserimento del tubo all’interno di speciali macchine curvatubi oppure di calandre, nel caso della calandratura.
La curvatura dei tubi e dei profilati in alluminio con la deformazione a freddo avviene soprattutto con macchine curvatubi CNC a controllo numerico.
Questi macchinari garantiscono massima precisione della curvatura e una maggiore efficienza del processo produttivo
Calandratura dei profili in alluminio
L’altra tecnica di piegatura dei profili in alluminio che si ottiene sempre con la sua deformazione a freddo è la calandratura.
Questa permette di ricavare raggi di curvatura notevolmente più ampi rispetto alla tradizionale curvatura. Inoltre la calandratura dei tubi e profili in alluminio offre anche altri vantaggi:
- è possibile ottenere più di un raggio di curvatura su una singola sezione del tubo
- è possibile ottenere profili con un raggio di curvatura variabile
Impieghi industriali del tubo in alluminio curvato
Il tubo in alluminio, insieme al tubo in acciaio e in acciaio inox, è una delle leghe più utilizzate nel mondo della deformazione a freddo e trova molti impieghi industriali. Le caratteristiche principali per cui vengono preferiti i tubi curvati in alluminio sono:
- Morbidezza
- Leggerezza
- Resistenza all‘ossidazione
- Aspetto estetico
Una peculiarità importante del tubo in alluminio è la sua capacità di disperdere il calore, superiore anche a quella del tubo in rame.
Per questo motivo il profilo in alluminio viene spesso utilizzato per la costruzione dei sistemi di illuminazione a led, a causa della loro capacità di generare temperature molto elevate.
A causa di queste loro caratteristiche i tubolari in alluminio vengono impiegati nella costruzione di prodotti in cui la leggerezza del peso e l’aspetto estetico sono particolarmente importanti, come ad esempio:
- Lampade
- Telai
- Sedie
- Corrimani
- Mobili
- Segnaletica
- Biciclette, moto, automobili
Prima di applicare una determinata tecnica di curvatura per realizzare uno dei prodotti sopra citati, è sempre necessario svolgere un’analisi per determinare la fattibilità della curvatura del tubo.
I prodotti realizzati con tubi in alluminio curvati vengono utilizzati in molti settori industriali, tra cui:
- Industria dei trasporti
- Edilizia
- Costruzione di macchinari
- Arredamento
- Industria automobilistica
- Nautica
Caratteristiche dei tubi e profili in alluminio
L’alluminio è un metallo duttile, color argento che si estrarre principalmente dai minerali di bauxite.
Il colore argentato del tubo in alluminio è dovuto all’ossido che si crea sulla superficie quando è esposto all’aria. Questa particolarità impedisce all’ossigeno di entrare a contatto con l’alluminio sottostante e lo rende l’ideale contro la corrosione.
L’alluminio del quale sono formati i tubi, i tubolari e i profili che vengono poi curvati o calandrati, viene definito lega metallica in quanto ricavato dalla fusione, in percentuali più o meno elevate, di metalli diversi, tra i quali troviamo:
- Alluminio
- Rame
- Zinco
- Manganese
- Silicio
- Magnesio
La temperatura di fusione dell’alluminio si aggira intorno ai 950°C. La composizione della lega di cui è fatto il tubo di alluminio ne determinano:
- la resistenza meccanica
- la duttilità
- la resistenza alla corrosione
Come vedremo in seguito, la lega del profilo in alluminio non è aspetto secondario: la scelta della lega infatti influisce sulla sua lavorabilità e concorre alla determinazione della destinazione d’uso e del campo d’impiego del tubo o profilo in alluminio curvato.
Ad esempio se l’alligante di una lega di alluminio è il rame, il profilo avrà una buona resistenza meccanica e saldabilità, ma una minore resistenza alla corrosione rispetto alle leghe di alluminio in cui gli alliganti sono il magnesio ed il silicio.
È possibile curvare tubi rotondi, ma anche tubolari rettangolari e profili in alluminio. La scelta della forma del tubo – curvato, rotondo, quadrato o rettangolare – dipende spesso da ragioni estetiche o progettuali.
Perché scegliere il tubo in alluminio curvato
Le caratteristiche che possono determinare la scelta del tubo o del profilo curvato in alluminio, anziché un’altra lega metallica, come ad esempio il tubo in acciaio, possono essere molteplici:
- Allungamento
- Carico di snervamento
- Resistenza alla trazione
- Durezza
- Tenacità
- Duttilità
- Temprabilità
- Estetica
- Peso
I tubi in acciaio ed in acciaio inox curvato vengono impiegati soprattutto per la costruzione di prodotti e macchinari in cui sono fondamentali una buona resistenza alla rottura e alle sollecitazioni, come per esempio nelle macchine agricole.
I profili e i tubolari in alluminio piegati vengono invece impiegati quando sono importanti la leggerezza e l’aspetto estetico, come nel caso del telaio delle biciclette.
Le lavorazioni del tubo in alluminio curvato
Le lavorazioni che vengono compiute sui tubi e sui profili di alluminio non si limitano alla curvatura ed alla calandratura. Occorre tuttavia distinguere tra due tipi di lavorazioni dei tubolari in alluminio:
- svolte prima della curvatura dell’alluminio
- svolte dopo la curvatura del profilato
Ad esempio, le lavorazioni laser tubo possono essere svolte solo prima della curvatura del tubo ed oltretutto a condizione che non venga eseguita troppo vicino alla zona di deformazione del tubolare.
La maggior parte delle lavorazioni del tubo svolte prima della curvatura realizzate con il lasertubo sono:
- Fori
- Fori svasati
- Asole
- Tagli inclinati
- Tagli sullo spessore
- Marcature
Le lavorazioni che invece tipicamente vengono realizzate sui profili metallici già curvati, sono:
- Filettature sui fori
- Rifili
- Fresature
- Schiacciature
- Lavorazioni in prossimità della zona di piegatura del tubo
Importanza della lega nella lavorazione del profili di alluminio
La lega di alluminio determina alcune caratteristiche importanti dei profili e dei tubolari in alluminio. Il tipo di lega influisce quindi sulla lavorabilità dei profili in alluminio, inclusa la sua piegatura e curvatura. In particolare la lega di alluminio è determinante per definire:
- la resistenza meccanica del tubo
- la sua resistenza alla corrosione
- la sua conducibilità elettrica
- la sua conducibilità termica
Ecco le 9 leghe di alluminio di cui sono composti tubi e profili speciali di alluminio calandrati e curvati e i principali settori industriali in cui è vengono utilizzati:
SERIE 1000
LEGANTE PRINCIPALE
–
Non una lega ma alluminio con vari gradi di purezza.
Bassa resistenza meccanica, grande resistenza alla corrosione, alta conducibilità termica ed elettrica
SETTORI APPLICATIVI
Profili per scambiatori di calore, condensatori elettrici, imballaggio, segnaletica, alimentare
SERIE 2000
LEGANTE PRINCIPALE
RAME (Al-Cu)
I tubi di alluminio di questa leha hanno una scarsa resistenza alla corrosione e un’elevata resistenza meccanica.
SETTORI APPLICATIVI
Profili curvati per l’aeronautica militare stampaggio di plastiche, utensili di precisione.
SERIE 3000
LEGANTE PRINCIPALE
MANGANESE (Al-Mn)
I tubolari di alluminio della serie 3000 presentano un’alta resistenza meccanica, scarsa duttilità ed una discreta resistenza alla corrosione.
SETTORI APPLICATIVI
Tubolari in alluminio usati per la fabbricazione di elettrodomestici e mezzi di trasporti.
SERIE 4000
LEGANTE PRINCIPALE
SILICIO (Al-Si)
Questi profili in alluminio hanno una dilatazione termica ridotta ma resistono bene all’usura.
SETTORI APPLICATIVI
Saldatura.
SERIE 5000
LEGANTE PRINCIPALE
MAGNESIO (Al-Mg)
Il tubo in alluminio di questa lega è molto duttile e adatto a diverse lavorazioni. Ha un’alta resistenza alla corrosione ed una buona saldabilità.
SETTORI APPLICATIVI
Componentistica di navi e imbarcazioni, carrozzeria di automobili.
SERIE 6000
LEGANTE PRINCIPALE
MAGNESIO E SILICIO (Al-Mg-Si)
I tubi di questa lega di alluminio subiscono un particolare trattamento termico ed hanno delle caratteristiche meccaniche intermedie. Hanno una buona resistenza alla corrosione e alla saldabilità.
A questa serie appartiene la lega di alluminio 6060, la più adatta alla curvatura del tubo.
SETTORI APPLICATIVI
Arredamento, Settore navale, Telai, Arredo urbano, Allestimento di treni, bus, metropolitane, profili in alluminio curvati impiegati per la produzione di lampade. Vengono impiegati anche nel settore automobilistico.
SERIE 7000
LEGANTE PRINCIPALE
ZINCO (Zn)
La presenza di zinco in che questa lega, ottenuta da trattamento termico, ne aumenta resistenza e durezza sviluppando inoltre delle caratteristiche meccaniche più elevate rispetto alle altre leghe di alluminio.
SETTORI APPLICATIVI
Tubi in alluminio curvati impiegati per la produzione di telai di moto e biciclette o altri mezzi di trasporto.
SERIE 8000
LEGANTE PRINCIPALE
LEGHE MISTE
Presentano una minor densità ma con una maggiore resistenza meccanica. I tubi in alluminio in leghe miste solto tenaci anche a basse temperature.
SETTORI APPLICATIVI
I tubolari curvati di questa lega di alluminio vengono impiegati soprattutto nel settore aerospaziale.
SERIE 9000
LEGANTE PRINCIPALE
–
Serie di leghe sperimentali
SETTORI APPLICATIVI
–
Trattamenti e finiture del tubo in alluminio curvato
Alcune lavorazioni del tubo in alluminio, si tratta soprattutto di finiture e trattamenti specifici, possono essere svolte solo dopo la curvatura.
Il motivo è che l’attrezzatura impiegata per la piegatura dei tubi può lasciare delle imperfezioni che ne comprometterebbe l’estetica e la funzione finale.
I più importanti trattamenti del tubo di alluminio curvato sono:
- Lucidatura – detta anche spazzolatura, è una lavorazione di pulitura meccanica che può avvenire attraverso l’utilizzo di carta abrasiva o spazzole apposite.
- Anodizzazione – I tubi ed i profili di alluminio anodizzato hanno una maggiore resistenza ai graffi dovuti all’usura
- Burattatura – Lavorazione che serve a pulire l’alluminio dai residui di metallo derivante dalle lavorazioni precedenti
Note sulla curvatura dei tubi, tubolari e profili in alluminio con la deformazione a freddo
Tubi, profili e tubolari curvati in alluminio trovano un grande impiego industriale. A differenza di altre leghe metalliche come l’acciaio, la curvatura avviene esclusivamente attraverso la deformazione a freddo.
I tubi curvati in alluminio vengono usati soprattutto per la loro leggerezza e per il loro aspetto estetico.
Per questo motivo il telaio delle automobili, motocicli e biciclette viene spesso realizzato in alluminio, oppure nel più costoso titanio.
La curvatura non è l’unica lavorazione cui vengono sottoposti i tubolari curvati in alluminio. L’impiego industriale del tubo in alluminio richiede infatti altre lavorazioni, come la saldatura, il taglio laser o l’anodizzazione, che serve a conferire al tubo delle specifiche caratteristiche. È fondamentale scegliere la lega di alluminio giusta alla stregua della sua destinazione d’uso.
