La laminazione forma il metallo facendolo passare tra cilindri rotanti. Invece di realizzare pezzi finiti, la laminazione produce soprattutto i semilavorati da cui parte quasi ogni altro processo: lamiere, piastre, barre e tubi. Il suo vantaggio principale è la capacità di produrre in grandi quantità materiale metallico uniforme, in tempi rapidi e a costi relativamente contenuti.
Questo articolo spiega come funziona la laminazione, in cosa differiscono la laminazione a caldo, a freddo e a tiepido e quali laminatoi si usano per quali prodotti, oltre a cosa significa tutto questo quando scegli il materiale per i tuoi pezzi su misura.
Che cos'è la laminazione?
Nella laminazione il metallo passa tra cilindri rotanti che lo comprimono e lo allungano. Questo processo di deformazione plastica è noto per produrre ad alta velocità materiale con sezione trasversale uniforme. I prodotti laminati spaziano da lamiere metalliche e piastre a barre, tondi, profilati lunghi e persino tubi quadri o tondi.
Il materiale laminato è ampiamente utilizzato nell'edilizia e nell'industria manifatturiera. La lamiera prodotta per laminazione, ad esempio, è il materiale di partenza per lattine per bevande, batterie e componenti automobilistici.
In base alla temperatura di lavorazione, la laminazione si suddivide in tre tipi: laminazione a caldo, laminazione a freddo e laminazione a tiepido.
Laminazione a caldo, a freddo e a tiepido a confronto
La tabella confronta i tre tipi di laminazione per l'acciaio. Le sezioni seguenti li spiegano nel dettaglio.
| Caratteristica | Laminazione a caldo | Laminazione a freddo | Laminazione a tiepido |
|---|---|---|---|
| Temperatura (acciaio) | Circa 900–1.200 °C | Di norma temperatura ambiente | Circa 600–900 °C |
| Rispetto alla ricristallizzazione | Sopra | Sotto | Sotto, ma a temperatura elevata |
| Forza di deformazione | Bassa | Alta | Media |
| Precisione dimensionale | Inferiore | Alta | Media |
| Superficie | Scaglia di laminazione (strato di ossido) | Liscia e brillante | Migliore rispetto alla laminazione a caldo |
| Incrudimento | Nessuno | Sì: maggiore resistenza, minore duttilità | Ridotto |
| Prodotti tipici | Piastre, lamiere spesse, profilati, rotaie | Lamiere sottili e nastri con tolleranze strette | Prodotti difficili da laminare a caldo o a freddo |
Laminazione a caldo
Nella laminazione a caldo il metallo viene riscaldato prima della lavorazione per renderlo più facile da deformare. Per l'acciaio ciò significa temperature di circa 900–1.200 °C: il materiale è incandescente quando passa tra i cilindri. Poiché la temperatura è superiore al punto di ricristallizzazione, la struttura del metallo si riforma continuamente durante la laminazione.
Vantaggi
- Migliore deformabilità: alle alte temperature la resistenza del metallo alla deformazione diminuisce, quindi sono possibili grandi riduzioni con meno forza.
- Struttura del materiale migliorata: la ricristallizzazione affina la struttura del grano e dà origine a un materiale tenace.
- Nessun incrudimento: poiché il materiale viene lavorato sopra la sua temperatura di ricristallizzazione, non si indurisce durante la laminazione.
Svantaggi
- Minore precisione dimensionale: le forti variazioni di temperatura durante e dopo la laminazione fanno ritirare il materiale in modo non uniforme.
- Qualità superficiale: a contatto con l'aria la superficie calda si ossida e forma la scaglia di laminazione, che lascia una finitura più ruvida e meno gradevole.
- Energia e costi: il riscaldamento del materiale richiede molta energia e fa aumentare i costi.
Laminazione a freddo
La laminazione a freddo avviene sotto la temperatura di ricristallizzazione del metallo, di norma a temperatura ambiente e senza riscaldare prima il materiale. Il materiale si scalda comunque durante la deformazione, ma non viene riscaldato intenzionalmente. La laminazione a freddo serve tipicamente a ridurre il materiale laminato a caldo in lamiere e nastri sottili e precisi.
Vantaggi
- Nessun impianto di riscaldamento: il materiale viene lavorato a temperatura ambiente ed è più facile da maneggiare.
- Alta precisione dimensionale: la laminazione a freddo raggiunge tolleranze di spessore più strette rispetto alla laminazione a caldo.
- Finitura gradevole: il processo produce una superficie liscia e brillante.
- Maggiore resistenza: l'incrudimento aumenta la resistenza e la durezza del materiale.
Svantaggi
- Elevata resistenza alla deformazione: a basse temperature il metallo si oppone maggiormente alla deformazione, quindi la laminazione richiede più forza.
- Incrudimento: il materiale diventa più duro e meno duttile. Per ripristinarne la deformabilità è spesso necessario un successivo trattamento termico come la ricottura.
Laminazione a tiepido
La laminazione a tiepido si colloca tra la laminazione a caldo e quella a freddo. Per l'acciaio viene eseguita tipicamente a circa 600–900 °C. Il processo unisce alcuni vantaggi di entrambe: richiede meno forza della laminazione a freddo e offre una precisione dimensionale e una qualità superficiale migliori rispetto alla laminazione a caldo. La laminazione a tiepido si usa soprattutto per materiali e prodotti difficili da laminare a caldo o a freddo.
Tipi di laminatoi
I laminatoi sono le macchine che eseguono il processo di laminazione. La loro configurazione dipende dalla forma desiderata e dal numero di cilindri. La tabella offre una panoramica di sei tipi comuni.
| Laminatoio | Disposizione dei cilindri | Impiego tipico |
|---|---|---|
| Laminatoio duo | Due cilindri contrapposti | Sbozzatura dei lingotti in bramme, laminazione in piano semplice |
| Laminatoio quarto | Due cilindri di lavoro, ciascuno sostenuto da un cilindro di appoggio | Laminazione in piano di precisione di acciaio, rame e alluminio |
| Laminatoio a cluster | Piccoli cilindri di lavoro sostenuti da numerosi cilindri di appoggio | Metalli duri come l'acciaio inox, nastri sottilissimi |
| Laminatoio planetario | Molti piccoli cilindri di lavoro attorno a un grande cilindro di appoggio | Riduzioni molto elevate in una sola passata |
| Laminatoio universale | Cilindri orizzontali e verticali | Profilati come le travi ad H |
| Laminatoio perforatore (Mannesmann) | Cilindri conici inclinati e spina perforatrice | Tubi d'acciaio senza saldatura |
Laminatoio duo
Il laminatoio duo è composto da due cilindri contrapposti che comprimono il metallo. Questa configurazione semplice si usa per la laminazione di sbozzatura, ad esempio per ridurre i lingotti colati in bramme, e per la laminazione in piano semplice.
Laminatoio quarto
Un laminatoio quarto ha due cilindri di lavoro, ciascuno sostenuto posteriormente da un cilindro di appoggio più grande. I cilindri di appoggio riducono la flessione dei cilindri di lavoro e consentono così una laminazione di alta precisione. I laminatoi quarto si usano per l'acciaio, ma anche per il rame e l'alluminio.
Laminatoio a cluster (multicilindro)
I laminatoi a cluster, detti anche laminatoi multicilindro, hanno ancora più cilindri di appoggio rispetto ai laminatoi quarto. Il nome deriva dal gruppo («cluster») di cilindri di appoggio che sostengono ciascun cilindro di lavoro e consentono una pressione di laminazione molto elevata. Ciò permette di laminare metalli duri come l'acciaio inox. Grazie al piccolo diametro dei cilindri di lavoro e al robusto sostegno, i cilindri di lavoro non si flettono: per questo i laminatoi a cluster sono ideali per la laminazione a freddo di materiali estremamente sottili come i nastri di rame.
Laminatoio planetario
In un laminatoio planetario molti piccoli cilindri di lavoro sono disposti lungo la circonferenza di un grande cilindro di appoggio. I piccoli cilindri passano sul materiale con un moto planetario, che consente riduzioni molto elevate e un'alta efficienza di laminazione. Questa configurazione è particolarmente efficace per forti riduzioni e grandi volumi di materiale.
Laminatoio universale
I laminatoi universali hanno cilindri sia orizzontali sia verticali e possono quindi esercitare pressione da più direzioni contemporaneamente. Per questo sono adatti alla laminazione di sezioni complesse come le travi ad H, a partire da blumi o sbozzati per travi già preformati.
Laminatoio perforatore (laminatoio Mannesmann)
I laminatoi perforatori, o laminatoi Mannesmann, producono tubi d'acciaio senza saldatura. Due cilindri conici inclinati fanno ruotare una billetta tonda piena e la spingono in avanti su una spina perforatrice, che forma la cavità del tubo dall'interno. Poiché i tubi non hanno cordone di saldatura, sono ideali per applicazioni ad alta pressione come oleodotti, caldaie e altre infrastrutture critiche che trasportano liquidi o gas.
Materiali laminati per i pezzi di meviy
meviy produce pezzi su misura progettati individualmente a partire dai tuoi dati CAD 3D, non parti standard o a catalogo. La maggior parte dei materiali che puoi scegliere sono prodotti laminati, e sapere se un materiale è laminato a caldo o a freddo ti aiuta a prevederne superficie e precisione:
- Lamiera di acciaio a basso tenore di carbonio EN 1.0330 equiv. (EN 1.0320 equiv. [laminato a caldo]) da 0,8 a 6,0 mm per pezzi realizzati con la lavorazione della lamiera
- Varianti zincate EN 1.0330 equiv. (Zincatura elettrolitica) e EN 1.0330 equiv. (Galvanizzato): vedi SECC vs. SGCC
- Acciaio da costruzione laminato a caldo EN 1.0038 equiv. per piastre da 9 a 16 mm: maggiori dettagli nella nostra guida sull'acciaio al carbonio
- Lamiera di acciaio inox EN 1.4301 equiv. e EN 1.4016 equiv., e lamiera di alluminio EN AW-5052 equiv.
- Barre piatte e piastre laminate come materiale di partenza per pezzi realizzati con la fresatura CNC
I pezzi in lamiera vengono sagomati con il taglio laser e formati con la piegatura. Carichi il tuo modello 3D, scegli il materiale e ottieni subito prezzo e data di consegna.
Domande frequenti sulla laminazione
Qual è la differenza tra acciaio laminato a caldo e laminato a freddo?
L'acciaio laminato a caldo viene laminato sopra la sua temperatura di ricristallizzazione. È più facile da deformare, ma ha una precisione dimensionale inferiore e una superficie con scaglia. L'acciaio laminato a freddo viene laminato a temperatura ambiente: ha tolleranze più strette, una superficie liscia e una resistenza maggiore grazie all'incrudimento, ma la sua produzione costa di più.
L'acciaio laminato a freddo è più resistente di quello laminato a caldo?
In genere sì. La laminazione a freddo indurisce il materiale, aumentandone resistenza e durezza ma riducendone la duttilità. Se il materiale deve essere ulteriormente deformato, dopo la laminazione a freddo viene spesso ricotto per ripristinarne la deformabilità.
Cosa significano SPCC e SPHC?
SPCC e SPHC sono designazioni giapponesi JIS per lamiere di acciaio a basso tenore di carbonio laminate a freddo e a caldo. In meviy Europe il materiale in lamiera corrispondente è indicato come EN 1.0330 equiv., con la variante laminata a caldo EN 1.0320 equiv.
A cosa serve un laminatoio quarto?
Un laminatoio quarto utilizza due piccoli cilindri di lavoro sostenuti da due cilindri di appoggio più grandi. I cilindri di appoggio impediscono la flessione dei cilindri di lavoro, quindi il laminatoio può laminare lamiere e nastri di acciaio, rame o alluminio con un'elevata precisione di spessore.
Laminazione: la base per lamiere, barre e tubi
La laminazione è un processo di deformazione plastica in cui il metallo passa tra cilindri per produrre lamiere, barre o tubi. In base alla temperatura si suddivide in laminazione a caldo, a freddo e a tiepido. I laminatoi variano a seconda dell'applicazione: per i prodotti piani sono comuni i laminatoi duo, quarto e a cluster, i laminatoi universali producono profilati come le travi ad H e i laminatoi perforatori realizzano tubi senza saldatura. Sapere come è stato laminato il tuo materiale ti aiuta a scegliere la lamiera o la barra giusta per i tuoi pezzi.