FSW, una tecnologia di saldatura ecologica
Oggi la questione ambientale è strettamente legata all’industria. Perché? A causa dell’inquinamento causato da queste attività industriali sull’ambiente. Nel contesto della Responsabilità Sociale d’Impresa (CSR), le grandi aziende si impegnano ormai a integrare nella propria strategia globale iniziative a favore di uno sviluppo economico rispettoso dell’ambiente. In questo approccio eco-responsabile, l’industria ottimizza i propri processi per ridurre il consumo di energia e risorse.
La saldatura industriale ha fatto passi da gigante: oggi le nuove tecnologie consentono di garantire sicurezza e rispetto dell’ambiente. La saldatura Friction Stir Welding (FSW) è un processo ecologico e innovativo che permette la giunzione allo stato solido di leghe eterogenee. Ma perché la FSW viene definita un processo di saldatura “verde”? E in che modo questa tecnologia soddisfa i vostri impegni ambientali?
La saldatura Friction Stir Welding è una tecnologia ecologica
Esiste una tecnica di saldatura rispettosa dell’ambiente?
La saldatura industriale comprende diverse tecniche di saldatura. Può essere suddivisa in due categorie principali: i processi di fusione e i processi a stato solido.
I processi di saldatura sono spesso considerati controversi a causa del loro impatto ambientale.
Infatti, i processi convenzionali di saldatura per fusione (MIG, TIG, laser) richiedono l’uso di gas. Le temperature molto elevate necessarie per la fusione generano inoltre fumi nocivi e comportano un elevato consumo di energia.
Inoltre, in alcuni casi si ricorre a un metallo d’apporto per unire i pezzi. Questo materiale di consumo ha un forte impatto sull’analisi del ciclo di vita del prodotto finale. Inoltre, talvolta si utilizzano solventi per pulire i pezzi. Questi prodotti, che vengono bruciati durante la saldatura per fusione, aumentano l’impatto ambientale.
Quale processo di saldatura è quindi considerato ecocompatibile? L’FSW è un processo di saldatura a freddo, allo stato solido, senza emissioni di gas né apporto di materiale. Rispetto alla saldatura per fusione, il processo FSW è più rispettoso dell’ambiente e garantisce una maggiore sicurezza per i lavoratori. Questa tecnologia di saldatura “pulita” sostituisce vantaggiosamente i processi di assemblaggio tradizionali (rivettatura, incollaggio, saldatura ad arco, MIG, TIG, saldatura laser).
FSW, un processo ecologico che coniuga una tecnologia di saldatura ad alte prestazioni e la tutela dell’ambiente
FSW è una tecnologia all’avanguardia, apprezzata per le sue numerose qualità tecniche:
La saldatura Friction Stir Welding è una tecnologia interessante perché consente di risparmiare energia ed è rispettosa dell’ambiente.
Si tratta infatti di un processo ecologico che non emette fumi né altre emissioni e non produce alcun rumore. Poiché non richiede alcuna preparazione della superficie da saldare, non comporta alcuna sverniciatura preliminare.
Inoltre, il vantaggio principale della FSW è che si tratta di una saldatura “a freddo”, più precisamente in stato pastoso. La saldatura avviene esclusivamente tramite deformazione meccanica indotta dall’attrito.
Questo processo non comporta la fusione né l’aggiunta di materiale e non utilizza gas tossici, radiazioni UV o campi elettromagnetici.
Inoltre, la saldatura Friction Stir Welding dei componenti in alluminio richiede un basso consumo energetico. Secondo lo studio condotto da Auguste Sallen e Olivier Kerbrat dell’École Normale Supérieure di Rennes, una macchina a controllo numerico dotata di testa di saldatura consuma tra i 7 e gli 11 kW a seconda dei materiali e degli spessori saldati.
La soluzione FSW Stirweld per un approccio ancora più ecologico
Dal 1995, il processo di saldatura Friction Stir Welding è stato riservato ad applicazioni ad alto valore aggiunto. Infatti, la produzione di macchine dedicate alla saldatura FSW rappresenta un investimento oneroso. Nel 2015, questo brevetto del TWI (The Welding Institute), un ente di ricerca e tecnologia specializzato nella saldatura, è caduto di dominio pubblico. Di conseguenza, l’uso della saldatura Friction Stir Welding potrebbe diffondersi più ampiamente nel settore.
La testa FSW di Stirweld consente di eseguire la saldatura Friction Stir Welding (FSW) utilizzando le macchine utensili CNC già in dotazione. La testa di saldatura si integra facilmente in un centro di lavorazione, di cui le PMI sono spesso già dotate. Grazie alla nostra soluzione, questa tecnologia all’avanguardia diventa accessibile e i nostri clienti possono beneficiare di una tecnica di saldatura ecologica ed economica.
Rispetto alla progettazione di macchine FSW specializzate o di robot FSW, la produzione di una testa di saldatura offre un notevole vantaggio economico. Uno dei vantaggi della testa FSW è che è universale e può quindi essere montata su qualsiasi macchina CNC. Ciò significa che le aziende non devono investire in nuove macchine complesse e ad alto consumo energetico, la cui produzione ha un impatto ambientale. L’adozione delle teste di saldatura FSW rientra in un approccio di sviluppo sostenibile. I nostri clienti possono così riorientare i propri processi produttivi in modo da renderli più ecologici e conformi alle nuove normative ambientali.
Grazie a questa testa di saldatura Friction Stir Welding per CNC, è possibile saldare e lavorare i pezzi sulla stessa macchina. Questo processo è adatto a pezzi di tutte le dimensioni. Le saldature di spessore inferiore a 10 mm richiedono una sola passata, come avviene in molte applicazioni industriali. Inoltre, questa soluzione FSW richiede un unico materiale di consumo, l’utensile FSW, un perno in acciaio molto semplice ed economico che garantisce fino a 2.000 m di saldatura prima di dover essere sostituito. Oltre al risparmio in termini di tempo e costi, la soluzione di Stirweld consente un risparmio di energia e risorse.
La saldatura FSW con la testa Stirweld riduce l’impatto ambientale garantendo al contempo prestazioni identiche a quelle di una macchina FSW dedicata. Stirweld affianca i propri clienti durante l’intero processo di industrializzazione della tecnologia FSW, consentendo loro di beneficiare dei vantaggi tecnici ed ecologici della saldatura Friction Stir Welding
La testa FSW Stirweld, realizzata nel rispetto dell’ambiente
I processi di saldatura sono soggetti a una rigorosa regolamentazione. La saldatura Friction Stir Welding è disciplinata dalla norma ISO 25239 in tutte le fasi del processo industriale, dalla progettazione al controllo qualità. Oltre al rispetto di tale norma, Stirweld ha avviato l’implementazione di un sistema di gestione ambientale basato sulle norme 14001 e 26000.
La nostra azienda si impegna a sostenere lo sviluppo regionale promuovendo la partecipazione dei fornitori locali. In questo modo limita l’impatto ambientale derivante dalla produzione delle teste di saldatura FSW.
Stirweld seleziona i prodotti e le materie prime necessari alla realizzazione delle proprie soluzioni FSW tenendo conto dell’impatto ambientale dei componenti. I nostri team di progettazione hanno seguito un corso di formazione sull’eco-progettazione per acquisire consapevolezza riguardo all’analisi del ciclo di vita di un prodotto. Il nostro ufficio di progettazione è costantemente alla ricerca di soluzioni volte a ridurre l’impatto dei nostri prodotti durante le fasi di produzione, utilizzo e smaltimento.
Infine, Stirweld garantisce il riciclaggio dell’alluminio derivante dalle prove di saldatura effettuate per i nostri clienti, avvalendosi di partner locali.
Saldatura Friction Stir Welding, una tecnologia per l’unione di materiali rinnovabili
L’invenzione della FSW ha reso possibile la giunzione di materiali che in precedenza erano considerati difficili da saldare o addirittura non saldabili, come alcune leghe di alluminio ad alte prestazioni. Il processo consiste nella saldatura in fase solida; l’impatto termico e il deterioramento delle proprietà meccaniche di base dei materiali sono estremamente limitati.
La saldatura Friction Stir Welding può essere utilizzata per saldare diversi tipi di materiali, tra cui i più comuni sono l’alluminio e il rame.
La tecnologia FSW consente di saldare materiali dissimili a velocità elevate. Inoltre, può essere applicata a materiali di maggiore spessore.
L’alluminio, un materiale riciclabile e leggero
L’alluminio è un’ottima soluzione per ridurre le nostre emissioni di gas serra (GHG). La sua riciclabilità rappresenta un vantaggio fondamentale per la tutela dell’ambiente e limita il consumo delle risorse naturali. Si tratta infatti di un metallo riciclabile al 100% senza alcuna perdita delle sue proprietà. Riciclandolo, l’energia necessaria per produrre alluminio puro dalla bauxite si riduce di circa il 95%. Il riciclaggio dell’alluminio contribuisce alla riduzione dei rifiuti. Conosciuto come “metallo verde”, l’alluminio svolge un ruolo essenziale nella transizione energetica.
L’alluminio è uno dei metalli più leggeri. Consente di progettare veicoli più leggeri e quindi a minor consumo energetico. È inoltre un materiale essenziale per la produzione di pannelli solari e turbine eoliche.
Inoltre, l’alluminio è un materiale difficile da saldare. La saldatura Friction Stir Welding è un processo ecologico perfettamente adatto all’assemblaggio rapido e resistente di tutte le sue leghe. La tecnologia di Stirweld consente di preservare le proprietà meccaniche dell’alluminio con un eccellente coefficiente di efficienza del giunto (superiore al 70%). Consente di ridurre il tasso di difetti post-saldatura e garantisce una perfetta ripetibilità. Offre inoltre la possibilità di saldare leghe di alluminio ad alte prestazioni come l’AA2024-T3 o l’AA2219-T8.
L’alluminio è oggi sempre più diffuso e rappresenta il secondo metallo più utilizzato dopo l’acciaio. Oltre alla sua riciclabilità, questo metallo è particolarmente apprezzato per la sua leggerezza, malleabilità e conducibilità termica. E la FSW è la tecnologia ecologica per l’assemblaggio dell’alluminio.
Il rame, un materiale ecologico
La saldatura Friction Stir Welding è applicabile anche al rame, che presenta a sua volta numerosi vantaggi ecologici. Il rame possiede le stesse caratteristiche dell’alluminio in termini di sviluppo sostenibile.
È completamente riciclabile per la produzione di altri prodotti in rame o in leghe.
Questo metallo è particolarmente apprezzato per la sua capacità di irradiare calore. Grazie alla sua capacità di assorbire l’energia trasmessa dal sole, viene utilizzato nella realizzazione di pannelli fotovoltaici.
Per condurre l’energia, i metalli generano calore. Il rame è il metallo con la migliore conduttività elettrica, dopo l’argento. Questo materiale è apprezzato anche per la sua flessibilità.
La tecnologia FSW per industrie più ecologiche
La saldatura Friction Stir Welding è ormai una tecnologia matura e pienamente industrializzata. Il rischio di difetti è molto basso e garantisce un elevato grado di riproducibilità. Questa tecnologia ecologica per l’assemblaggio dell’alluminio è ormai adottata dalle industrie che cercano una combinazione di elevata tecnicità e sviluppo sostenibile. È oggi utilizzata in numerosi settori industriali quali i trasporti (mobilità elettrica, aeronautica, spaziale, ferroviario e navale) e le energie rinnovabili (pannelli solari, turbine eoliche e nucleare).
Trasporti più ecologici
Il trasporto su strada è una delle principali fonti di emissioni di gas serra a livello mondiale, causa principale del riscaldamento globale. Il settore dei trasporti deve rispondere alle sfide ambientali offrendo veicoli più efficienti dal punto di vista dei consumi, dove il parametro principale è il peso del veicolo. Ciò significa progettare veicoli più leggeri per ridurre il consumo energetico e le emissioni. L’alleggerimento comporta la riduzione del peso dei veicoli garantendo al contempo resistenza e sicurezza. Finora, l’alleggerimento delle strutture e delle carrozzerie si è diffuso grazie alla saldatura FSW di componenti in alluminio: dissipatori di calore in alluminio fuso, alloggiamenti per batterie, cerchioni, ecc. Pertanto, le auto elettriche sono state i primi veicoli a beneficiare di questa tecnologia all’avanguardia.
Alette di raffreddamento sulla scatola elettronica
Saldature FSW per aumentare la conduttività termica
La sostituzione delle lamiere di alluminio con quelle di acciaio consente una significativa riduzione del peso del veicolo. Le lamiere della carrozzeria non sono l’unico campo di applicazione dell’alluminio nel settore automobilistico. Questo metallo leggero e resistente viene utilizzato anche per cerchioni, radiatori, testate dei cilindri, ecc. Le case automobilistiche stanno quindi promuovendo la saldatura FSW di componenti per veicoli elettrici e ibridi.
La saldatura Friction Stir Welding trova applicazione anche nella produzione di serbatoi (criogenici e non) destinati ad autocarri o autobus che oggi funzionano a gas naturale e che domani funzioneranno a biogas e idrogeno.
Energie rinnovabili
Anche il settore eolico ha adottato la tecnologia FSW per i componenti in alluminio. La saldatura Friction Stir Welding è la tecnologia preferita per componenti di grandi dimensioni e leggeri, come le navicelle e le pale delle turbine eoliche. Le turbine richiedono inoltre componenti efficienti e resistenti.
Il processo FSW viene utilizzato nella produzione di pannelli solari per l’assemblaggio delle piastre di raffreddamento in alluminio liquido. Viene impiegato anche per i telai e gli inverter.
Infine, nel settore nucleare, la saldatura FSW di componenti in rame ha consentito lo sviluppo di parametri per la produzione in serie.
Piastra di raffreddamento a liquido in alluminio saldata FSW
Saldatura Friction Stir Welding: una tecnologia di giunzione ecocompatibile
La saldatura Friction Stir Welding è una tecnologia consolidata per l’assemblaggio di componenti con basso punto di fusione, come l’alluminio. Questa tecnica di saldatura consente, grazie a un perno rotante, di penetrare nel materiale e di amalgamare i materiali da saldare in uno stato “pastoso”.
La FSW è una tecnologia fondamentale per ridurre l’impatto ambientale e migliorare la qualità e l’affidabilità delle saldature. Questa tecnologia di saldatura ecocompatibile è idonea per numerose applicazioni nei settori dei trasporti, dello spazio e dell’energia. Valeo, riconosciuta a livello mondiale come uno dei maggiori produttori automobilistici OEM, è stata tra le prime aziende a studiare la fattibilità della FSW. Il motivo è ovvio: la saldatura Friction Stir Welding (FSW) consente di saldare la pressofusione di alluminio, una lega di alluminio ampiamente utilizzata nella produzione di componenti automobilistici. Anche Airbus, il colosso dell’aeronautica, è stato conquistato dalla tecnologia FSW. Infatti, grazie a questo nuovo processo di saldatura, Airbus sta lavorando per ridurre lo spessore della struttura dei propri velivoli. Per quanto riguarda Ariane Group, la FSW si è affermata come la tecnologia che consente di saldare i propri lanciatori con una qualità garantita. Perché? Perché con la FSW le proprietà meccaniche dei materiali saldati vengono preservate anche quando sono esposti a forti sbalzi di temperatura.
Stirweld affianca i propri clienti nell’implementazione e nell’ottimizzazione del loro processo di saldatura FSW, con l’obiettivo di favorirne l’industrializzazione e lo sviluppo sostenibile.
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