Scienza dell’attrito… e oltre

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La scienza dell’attrito nasce per studiare i fenomeni di interazione superficiale. Partendo dalla scienza dell’attrito, la tribologia valuta le interconnessioni fra attrito, usura e lubrificazione.

L’attrito è un male? Dipende, in alcuni casi lo è, in altri certamente no. In un contesto di “produzione”, all’attrito si associa lo sviluppo di calore, l’innalzo di temperatura, la deformazione, l’usura… Insomma, una serie di possibili criticità che vanno assolutamente considerate. Da qui la nascita della moderna tribologia, un termine ancora poco comune, ma che è sempre più rilevante in molti campi applicativi, non solo in ambito manifatturiero.

Il termine tribologia deriva dal greco, Tρ ́ιβoς, ovvero tribo, cioè “strofinare”, e dal suffisso λ ́oγoς, ovvero logos, cioè “studio di”, “conoscenza di”, il che porta al concetto di studio dell’attrito, conoscenza dell’attrito. Questa è l’origine etimologica del termine che, in letteratura, si ritiene sia stato coniato da David Tabor e Peter Jost e introdotto nel 1966 col noto Jost ReportLubrication: Tribology; Education and Research; Report on the Present Position and Industry’s Needs”. Il Report definiva la tribologia come “la scienza e la tecnologia delle superfici interagenti in moto relativo e delle sostanze e pratiche relative”. Questa definizione dava alla scienza dell’attrito una nuova identità, per alcuni innalzandola di livello, data l’interdisciplinarietà individuata, fra cui spiccano fisica, chimica, ma anche scienza dei materiali, ingegneria meccanica, solo per citare alcune discipline. E con la tribologia, nasce la figura del tribologo, con competenze trasversali a più discipline, a cui è demandato lo studio del “sistema tribologico”.

Cos’è un sistema tribologico?

Tribologia è un termine ancora non particolarmente diffuso, che evoca “qualcosa” poco comprensibile ai più, anche se, di fatto, è applicabile a moltissimi contesti, dai più complessi fino ad arrivare alla quotidianità laddove si ha interazione fra superfici, c’è un sistema tribologico!

La conoscenza e la gestione del sistema tribologico permettono di raggiungere risultati desiderati o di individuare possibili soluzioni a eventuali problematiche riscontrate. E questo vale tanto in un evento comune, come la pulizia di un pavimento, come in altri decisamente più impegnativi, come una lavorazione per asportazione di truciolo. E’ quindi indispensabile considerare il sistema nella sua interezza e non ogni singolo fattore o grandezza.

Prendendo l’esempio banale della pulizia di un pavimento con aspirapolvere, se la spazzola non pulisce, qual è il motivo? La spazzola è rotta, oppure ci sono ingranaggi che vanno lubrificati, oppure… i motivi possono essere tanti! E se, anziché del pavimento (che, alla peggio, resta sporco) si trattasse di una lavorazione, con un utensile che si rompe anzitempo o una superficie lavorata che non rispetta le specifiche, allora la questione è più seria e diventa fondamentale conoscere il sistema tribologico.

Parlando di mondo manifatturiero e, più nello specifico, di lavorazioni all’utensile, attrito, usura e lubrificazione sono gli elementi cardine su cui si basa un sistema tribologico e, 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. Discorso analogo vale per gli stampi;
• Lubrificazione: fondamentale in ogni lavorazione meccanica, con il compito di garantire il corretto funzionamento tanto delle macchine che delle attrezzature. Come? Contenendo attrito e usura, senza interferire col materiale del manufatto in lavorazione.

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