Acciaio Vs. Alluminio CNC ponte fisso

[anonimo50]

se modifico la struttura usando l'alluminio ottengo vantaggi che possono superare quelli dell'acciaio,viceversa no se non solo i suoi gia' di natura piu' forte.

Questo è interessante, cosa si dovrebbe cambiare??
grazie

[ranatan]

il discorso ha a che vedere non con la tracciabilita' ma perche' materiale che vola o perche' deve essere usato nelle armi e quindi deve essere obbligatoriamente la loro lega con quelle caratteristiche,inoltre il pezzo viene successivamente controllato chimicamente ,con stress meccanico,di conducibilita' e tutte quelle menate che dimostrano che il materiale è il loro.Sono veramente nei casini se uso un altro materiale......

[ranatan]

per chrys:
nel caso di un pantografo le sollecitazioni in atto create da una fresa non hanno bisogno di certo di uno studio di forma di ogni singolo particolare per aumentarne le sue caratteristiche meccaniche e quindi risulterebbe assurdo utilizzando dell'alluminio di qualita',sarebbe sprecato e l'acciaio ,come gia' scritto,sarebbe perfetto su una macchinetta a ponte fisso.Forse quello che non è chiaro in generale è che non è a parita' di forma che sostituendo il materiale cambiano le caratteristiche ma solo tramite uno studio strutturale di un certo livello con cad specifici che riescono a calcolare i punti di snervamento,rotture etcc...si riesce ad ottenere quel risutato.

[anonimo50]

ok, credevo avessi studiato tu una struttura adeguata per alluminio.

[fabiodronero]

Ranatan, sono sicuro che hai molte conoscenze sulla lavorazione dei metalli ma non sei pratico di progettazione.

I tuoi discorsi non hanno alcun riferimento scientifico, sono gli stessi degli operatori delle nostre macchine utensili, ovvero di gente molto molto esperta sulle lavorazioni di officina ma che non conosce la progettazione. Stai dando informazioni che confondono ed illudono.

Confondi durezza, resistenza meccanica e deformabilità . Sono tutte proprietà  diverse.

La resistenza (intesa come carico unitario di rottura o come carico limite di snervamento) varia di molto a seconda della lega e dei trattamenti termici. Quindi, come dici tu, ci saranno leghe di alluminio ad uso aeronautico che sfiorano i 700-800 MPa e leghe della serie 2000 che invece hanno un carico unitario di rottura di 300 MPa.

Ma entrambi questi materiali hanno un modulo di Young di 70 GPa.

Cosa significa???? Significa che, rimanendo in campo elastico (quello di normale utilizzo del 99% dei manufatti), due campioni con la stessa geometria costruiti con questi due diversi tipi di alluminio si deformeranno nello stesso modo.

Cosa succederà  all' aumentare della sollecitazione??? Il campione in alluminio più scadente ad un certo punto si snerverà , mentre il campione di alluminio aeronautico continuerà  a deformarsi per poi snervarsi ad un valore di sollecitazione più alto.

Ora, nella progettazione di un pantografo è essenziale contenere le deformazioni delle strutture. Le freccie ammesse saranno quindi minime. Le due leghe di alluminio avranno quindi un comportamento identico.

Se qualcuno ha curiosità  a comprendere qualcosa in più posso fare un esempio numerico.




(Ranatan, aggiungo solo che ho visto molti tuoi lavori postati qui sul forum e sono veramente molto ben fatti, anche l' ottimizzazione delle geometrie dei tuoi clienti che fai prima di costruire gli stampi è un gran servizio che richiede grandi conoscenze. La progettazione però è il mio pane, non saprei nemmeno accendere un centro di lavoro ma sui calcoli strutturali ci lavoro.)

[ranatan]

Teoricamente hai perfettamente ragione e io non so' piu' come sviluppare questo discorso.I valori di poison e di young li conosco perfettamente da quando frequentavo il politecnico,ma il discorso in questo caso ha a che fare con un approccio su macchinette dove la flessione per sforzo fresante è ininfluente se non per strutture sottili mentre per quanto riguarda moduli di elasticita' alla flessione ,trazione o rottura i materiali usati in campo aereospaziale si discostano di circa i 30%(forse qualche cosa in piu') rispetto al ferraccio (fe360) con un vantaggio (ovvio) nel peso specifico.La differenza è che le strutture progettate in questi ambienti si discostano notevolmente (come gia' precedentemente detto) considerandone tutti gli aspetti a monte,dalla fusione,alla colata(programma spettacolare ),cosa che solo da circa 6 anni per esempio è diventata prassi nella progettazione utilizzare questi programmi per preventivarne il comportamento dopo la stampata con ovvi benefici e incredulita' iniziale appena furono sottoposti a d un esame piu' specifico per verificarne sia le caratteristiche meccaniche ma anche quelle tecnologiche.Per ovviare a questo gap rispetto all'acciaio si sta'modificando la struttura in termini di nervature e tutto quello che è in grado di limitare quello che l'acciaio è in grado di offrire.Ora,se dobbiamo paragonare i risultati rispetto ad un progetto utilizzando i 2 materiali con le stesse forme ovvio che le tue considerazioni tecniche sono ineccepibili ma considerando sotto questa prospettiva che ti ho appena detto le cose cambiano radicalmente.Se poi dobbiamo verificare quanto puo' essere necessaria una struttura completamente in ferro rispetto a quanto è in grado di spingersi la meccanica di un pantografo hobbistico con il suo elettromandrino,beh....l'alluminio stravince. Pensa che la Lamborgjini da' la scocca in carbonio garantendone le stesse proprieta' che aveva prima utilizzando le lamiere.

[fabiodronero]

Il tuo discorso generale ha perfettamente senso, l' uso sapiente dei materiali migliori può portare a manufatti eccezionali, specie come rapporto resistenza/peso.

Per la parte fissa di un pantografo preferirei sempre e comunque l' acciaio, (che sia ferraccio o C40 abbiamo già  stabilito che è indifferente), per la maggiore rigidità  a parità  di sezione. La resistenza meccanica di un materiale (metallico) da utilizzare nella costruzione di un pantografo è ininfluente, perchè la struttura lavora a valori di sollecitazione molto bassi e molto lontani dallo snervamento di qualsiasi materiale (pena deformazioni inaccettabili durante le lavorazioni).

L'acciaio ad uso aeronautico normalmente ha un modulo elastico inferiore al normale acciaio da costruzione. Questo è dovuto alla presenza di elementi nobili nella lega. Pero' negli acciai legati tale proprietà  scade di meno all' aumentare della temperatura, conferendo vantaggi se le parti lavorano ad alte temperature.

L' alluminio ad uso aeronautico invece ha un modulo elastico superiore all' alluminio "tradizionale" (serie 6000).

Ma le proprietà  che rendono speciali questi materiali sono altre: resistenza alla fatica, resistenza allo scorrimento a caldo, resilienza elevata, lavorabilità  migliore con altre tecnologie.


In fondo dicevamo cose diverse ma conciliabili tra loro:

- io facevo un confronto a parità  di dimensioni, evidenziando che una struttura in acciaio si deforma molto meno di una in alluminio e la tipologia di lega non influenza la deformazione.
- tu evidenziavi il fatto che variando la geometria l'alluminio può dare dei risultati migliori dell' acciaio.

[Garkoll]

Visto che abbiamo due persone come Ranatan e Fabio, non è che riuscite a chiarimrmi e fare un discorso sulle risonanze/vibrazioni dei due materiali che ritengo essere molti itneressante per le cnc fatte da noi?

[Zebrauno]

Sulle risonanze puoi tranquillamente perderci la testa se pretendi di prevederle e annullarle in modo puntuale.
Considera che i maggiori corpi vibranti della macchina entreranno in risonanza diversamente a seconda della posizione del gruppo Z (diverso carico sul ponte) o della velocita' di rotazione del motore, immaginando che nel sistema rotore-utensile non ci sia alcuna eccentricita' di massa in rotazione.

A macchina fatta puoi usare un accelerometro e verificare le velocita' ottimali per ogni utensile (in lavorazione su ciascun materiale) oppure puoi stabilire qual'e' l'area di lavoro migliore se devi svolgere piccoli lavori ma di estrema precisione.

In modo molto approssimativo qualsiasi corpo sottoposto a vibrazioni le propaghera' o addirittura le amplifichera' per risonanza in rapporto alla sua massa e alla posizione del corpo vibrante. Massa maggiore e' sempre uguale a frequenze di risonanza minori.
Viceversa velocita' di rotazione del mandrino maggiori alzeranno le frequenze risonanti e queste potrebbero non trovare "simpatia" nella struttura, seppur leggera.

Ma nella pratica entra in gioco anche la fase della frequenza, ed i suoi imprevedibili rimbalzi e conseguenti somme-cancellazioni, che in un oggetto dinamico sono molto difficili da prevedere senza alcuna conferma sul costruito.

A parita' di forma ci sono ovviamente materiali che assorbono frequenze diverse...e risuonano in altre.

[Garkoll]

la giusta risposta che mi aspettavo e il giusto problema che qui nessuno affronta.. te lo cacci acciaio, alluminio, legno...

A questo riguardo però una riflessione sulla differenza fra ferro, alluminio e ghisa mi piacerebbe farla