Tra le lavorazioni meccaniche per le produzioni industriali, la laminazione a freddo è un passaggio fondamentale per la realizzazione di fili, nastri e profili metallici. Lo scopo primario della laminazione dei metalli è generalmente quello di ridurre il loro diametro o spessore, allo stesso tempo migliorandone le proprietà meccanico-fisiche.
Seppure il processo di laminazione a freddo sia nato in tempi relativamente recenti, ad oggi si tratta di una fase produttiva intermedia per svariati componenti industriali nei settori dell’automotive, della saldatura, dell’elettronica, della medicina, dell’edilizia e molti altri.
La macchina predisposta per questo lavoro è il treno di laminazione o il laminatoio a freddo, in grado di eseguire diverse applicazioni con ottime precisioni dimensionali: infatti, i laminatoi in commercio prevedono numerose possibilità di scelta e personalizzazione.
Scopriamo quali sono le tipologie di treni di laminazione industriali, e quali sono gli aspetti da considerare per la scelta di un laminatoio a freddo.
Cos’è la laminazione a freddo dei metalli
Iniziamo con un breve approfondimento sul significato della laminazione, per comprendere quanto sia cruciale utilizzare il treno di laminazione più adatto alle specifiche esigenze.
La laminazione a freddo prevede il passaggio di un materiale metallico (solitamente acciaio, rame, alluminio o altre leghe) attraverso rulli di laminazione a distanze ravvicinate. Questi, ruotando in direzioni opposte a velocità costante, costringono il metallo ad essere schiacciato e compresso in un nuovo diametro, spessore o forma.
Il metallo lavorato a temperatura ambiente si incrudisce senza cristallizzarsi: ciò migliora la resistenza, la durezza, la finitura superficiale e la precisione dei laminati a freddo. Da un metallo spesso pochi mm si ottengono fili e nastri laminati anche di pochi decimi di mm.
Tipologie di laminatoi a freddo industriali
Il laminatoio a freddo è composto da una serie di rulli sostenuti da spalle in acciaio ad assi paralleli, attraverso i quali passa il metallo da laminare. Ci riferiamo a:
- Gabbia di laminazione: il sistema costituito dal due spalle in acciaio e i relativi rulli di laminazione;
- Treno di laminazione: l’insieme di gabbie che operano sulla stessa macchina laminatrice.
Sulla base del numero di cilindri presenti in una gabbia è possibile definire un laminatoio duo, quarto o sesto, ovvero a 2, 4 o 6 rulli, per la laminazione di nastri metallici; mentre in base al numero di gabbie è possibile definire un laminatoio singolo se a 1 gabbia, tandem o treno se con 2 o più gabbie.
In aggiunta, laminatoi a freddo e treni di laminazione possono essere:
- Reversibili: il metallo viene laminato in entrambe le direzioni e in più passaggi consecutivi, a seconda del restringimento che si desidera ottenere nella laminazione del nastro;
- Unidirezionali: la laminazione avviene in un’unica direzione, spesso all’interno di laminatoi a treno posti in serie, dove ogni macchina contribuisce alla riduzione del materiale.
Infine, a seconda dello spessore da ottenere, il laminatoio industriale può definirsi:
- Intermedio (o sgrossatore): per lavorare laminati a caldo come l’acciaio o l’alluminio, da uno spessore iniziale di 10-20 mm per ottenere metalli da 0.5 mm fino a 0.2-0.1 mm;
- Finitore: progettato per una laminazione ulteriore successiva alla intermedia, è in grado di lavorare il metallo con spessore da 0.6 mm a un massimo di 0.05 mm.
Parametri e specifiche dei treni di laminazione
Al fine di ridurre lo spessore di fili e nastri metallici nel modo più controllato e conforme, è essenziale conoscere e verificare i principali parametri di funzionamento di un treno di laminazione. Gli elementi chiave per la scelta di un laminatoio a freddo sono:
- Tipo di metallo: rame, ottone, leghe di acciaio o alluminio, leghe esotiche o acciai speciali, prodotti bimetallici o tri-metallici, metalli preziosi o leghe d’oro, argento e platino;
- Numero di teste: è possibile optare per macchine multiple da 8, 10, 12 o più teste, che possono lavorare in modalità single drive, sulla base delle esigenze produttive;
- Forma e dimensioni del materiale: i laminati a freddo possono avere una sezione ovale, quadrata, rotonda o piatta, con dimensioni finali spesso inferiori al millimetro;
- Velocità di laminazione: può andare da un range da 10 m/min a 150 m/min, dev’essere costantemente monitorabile e variabile a seconda delle lavorazioni richieste;
- Velocità e tensione del metallo: è fondamentale poter regolare la velocità e la tensione del materiale all’interno dei treni di laminazione a filo, sia in ingresso che in uscita;
- Planarità e spessore centrale: in ogni fase di lavoro nei laminatoi per nastro, lo spessore del materiale dev’essere costante e il grado della superficie piana regolare;
- Sistema di lubrificazione e raffreddamento: spesso automatizzato, assicura che il materiale metallico non si surriscaldi e non si danneggi nel corso della laminazione;
- Dispositivi ausiliari: come aspi avvolgitori e svolgitori per raccogliere il filo in bobine, calandratori o macchine da taglio per la cesoiatura dei profili laminati a freddo.
L’esperienza di Invimec, produttori di laminatoi a freddo da quasi 60 anni, rende possibile lo sviluppo di treni di laminazione su misura per le più specifiche applicazioni industriali.
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