graziano69 ha scritto:-La variazione di temperatura incide molto sulla struttura o parliamo di un fuori squadro di 1-2 centesimi al metro? (su una professionale 1 centesimo è inaccettabile ma su una semiprofessionale penso che lo si possa accettare).
La dilatazione termica lineare degli acciai viaggia attorno agli 11-12 micron per metro per grado, quella della ghisa poco meno e quella delle leghe di alluminio quasi il doppio (21 micron). Ad esempio un elemento di alluminio lungo un metro, in presenza una variazione della temperatura ambiente di 10°C (non insolita in ambienti non controllati, tipo 20° in inverno e 30° in estate) varia la sua lunghezza di circa 0,21 mm. Oltre alle deformazioni lineari, bisogna pensare agli accoppiamenti con altri materiali. Ad esempio è comune vedere le guide lineari, in acciaio, fissate a strutture in alluminio; in quel caso al variare della temperatura deve accadere una delle due cose: o le viti di fissaggio della guida non mantengono solidali le due superfici e si ha uno scorrimento, oppure l'accoppiamento tiene e il "sandwich" si curva per effetto delle dilatazioni differenti.
Dato che anche l'acciaio e la ghisa "camminano", sia pur meno, le lavorazioni di precisione (centesimale o meno che centesimale) dovrebbero essere eseguite in apposite camere climatizzate a 20°C costanti, come anche le relative misurazioni.
E' giusta la distinzione che fai fra macchine utensili per uso produttivo e macchine per uso personale, e relative differenti "pretese". Però per certi versi la precisione è un fatto assoluto, poco conta se una data cosa la realizzi per profitto o per hobby, la precisione richiesta dipende soprattutto dalla funzione cui il pezzo lavorato è destinato: se costruisco una porta dei centesimi certamente me ne infischio, ma se costruisco un piccolo ingranaggio mi interessano. Perciò io ragionerei in questi termini: che tipo di precisione richiedono i pezzi che lavorerò sulla mia macchina? Se si parla di decimi l'alluminio va benissimo ed offre diversi vantaggi (primo fra tutti la facilità di lavorazione); se si parla di tolleranze sotto al decimo io lo scarterei a priori, se possibile.
Per il confronto che proponi sopra: io fra la spalla in acciaio spessore 10 e quella in alluminio spessore 30 scelgo... quella in acciaio spessore 15
(che è in effetti come sto realizzando le spalle della mia macchina in costruzione). Pesa un poco di più ma questo non è un problema, anzi.
E' vero che la spalla in (buon) alluminio da 30 mm sarebbe alla fine più rigida di una in acciaio da 10 mm, proprio per la geometria della sezione; ma è anche vero che nessuno impedisce di realizzare la spalla in acciaio più spessa ma scaricata con delle cave di alleggerimento, restando nello stesso peso di quella d'alluminio e recuperando la rigidità laterale. Inoltre, progettando il ponte di una fresatrice, secondo me non dovresti considerare la rigidità della spalla in sé stessa, ma quella dell'intera struttura con tutti i suoi vincoli, e in quella prospettiva la sezione geometrica della spalla dovrebbe avere meno rilevanza (se dico ca@@ate qualcuno mi corregga...).
graziano69 ha scritto:Incollo quì sotto un articolo che ho letto su un sito di ciclistica, sulle caratteristiche dei tubi.
Il discorso sugli elementi strutturali tubolari, di sezione tonda, quadrata, ellittica, ecc., è giustissimo, ed è calzante l'esempio dei telai di bicicletta. Proprio per questo sopra avevo scritto che "in genere" con l'alluminio non si ottiene un rapporto rigidità /peso superiore a quello dell'acciaio. Nello specifico delle biciclette, i telai ultraleggeri metallici si realizzano in alluminio, acciaio o titanio, e le migliori soluzioni dei tre tipi ormai sostanzialmente si equivalgono sia in termini di peso che di prestazioni meccaniche (con sezioni dei tubi differenti). Per l'acciaio parliamo però di leghe particolari e di tubi con spessori da foglio di carta o poco più. Rimangono fuori portata in termini di rapporto rigidità /peso i telai in fibra di carbonio e resina, ma quella è un'altra storia. Chissà se qualcuno ha mai realizzato una macchina utensile con struttura in carbonio?
@gyppe: la ghisa oltre che meno resistente credo sia pure meno rigida dell'acciaio, un po' più leggera e leggermente più stabile. Direi quindi soprattutto la seconda che hai detto: possibilità di fusione in forme complesse. Tutto considerato un bel basamento realizzato in fusione monoblocco, con le sue nervature e raccordi, credo sia difficilmente eguagliabile con una struttura in elementi di acciaio assemblati a colpi di bulloni, a parità di massa. Altri aspetti rilevanti per le macchine utensili sono l'intrinseca capacità della ghisa di smorzare le vibrazioni e le sue buone proprietà autolubrificanti.
