La lavorazione ottimale? Un compromesso che parte dalla conoscenza dei fattori di influenza. Come la tribologia.
Cosa succede durante una lavorazione per asportazione di truciolo? La questione non è certamente banale perché si innescano una serie di fenomeni di varia complessità e natura, con una serie di ricadute, talvolta inimmaginabili. I fenomeni in oggetto sono essenzialmente di natura meccanica, termica e fisico-chimica, con una ricaduta diretta sul risultato della lavorazione stessa, sia in termini di performance che di qualità del manufatto, intendendo tanto le proprietà che l’estetica. Oggi è ormai noto come il comportamento in esercizio di un componente sia fortemente influenzato dalla lavorazione perché lo stato delle superfici, oltre ad avere un valore estetico, influenzano in modo decisivo le proprietà di contatto, spesso decretandone la durata. In tutto questo, la tribologia, una scienza con origini antiche, studia tutti i problemi che possono presentarsi nel moto relativo tra superfici interagenti sottoposte a carico, cioè i fenomeni di interazione superficiale, spesso interconnessi, in particolare per quanto riguarda attrito, usura e lubrificazione. Le conoscenze di tribologia spesso aiutano nella valutazione delle tecnologie produttive da utilizzare, anche in rapporto ai relativi costi di processo.
Il sistema tribologico
La conoscenza e la gestione del sistema tribologico permettono di raggiungere risultati ottimali e/o di individuare possibili soluzioni a criticità riscontrate. Questo implica che il sistema va considerato nella sua interezza e non ogni singolo fattore o grandezza, dato che le interazioni sono generalmente complesse e non facilmente estrapolabili.
La definizione più comune di tribologia è quella data da J. Halling, che la definisce come la scienza e la tecnologia delle superfici interagenti in moto relativo e delle sostanze e pratiche relative, coinvolgendo quindi fisica, chimica e ingegneria. Attrito, usura e lubrificazione sono gli elementi cardine su cui si basa un sistema tribologico riferito alle lavorazioni per asportazione di truciolo, in particolare:
• Attrito – influenza le forze e l’energia richieste dal processo, oltre alla qualità e al grado di finitura della superficie
• Usura – porta al degrado le superfici e la geometria dell’utensile, con una ricaduta sulla qualità dei manufatti e sui costi di produzione, causa rilavorazioni e/o scarti
• Lubrificazione – fondamentale in ogni lavorazione meccanica, con il compito di contenere attrito e usura, senza interferire col materiale del manufatto in lavorazione
Come è evidente, attrito, usura e lubrificazione sono strettamente correlati mediante un legame causa-effetto e, da sempre, sono alla base di approfonditi studi, vista la loro importanza: basti pensare che, secondo recenti analisi, attrito e usura, ogni anno, causano al settore manifatturiero perdite nell’ordine dei miliardi di euro.
