In breve: Ogni mezzo di trasporto è fatto di materiali diversi. Saperli scegliere bene rende il mezzo sicuro, leggero e durevole.
Perché i materiali contano
Quando si progetta un mezzo di trasporto, ogni pezzo ha un compito. Una parte deve essere robusta. Un'altra deve essere leggera. Un'altra ancora deve resistere al calore o all'acqua.
Per questo non esiste un materiale migliore in assoluto. Esiste il materiale giusto per quella funzione. La scelta dipende dal lavoro che il pezzo deve svolgere.
Pensiamo a una bicicletta. Il telaio deve essere rigido ma leggero. Le gomme devono essere elastiche. I freni devono resistere all'attrito senza rompersi.
Come si sceglie un materiale
La scelta progettuale parte da alcune domande semplici. Quale forza deve sopportare il pezzo? In che ambiente lavora? Quanto deve durare? Quanto può costare?
Le proprietà meccaniche ci aiutano a rispondere. La resistenza dice quanto carico il pezzo sopporta. La durezza dice quanto resiste a graffi e usura. La tenacità dice se si rompe in modo fragile o si piega prima.
Servono anche le proprietà tecnologiche. Un materiale deve potersi lavorare: fondere, saldare, piegare o tagliare. Se non si lavora bene, costa troppo costruirlo.
Infine pesano i costi e l'impatto ambientale. Un materiale riciclabile oggi è una scelta vincente per molti costruttori.
Materiali e trasformazioni: esempi pratici
Acciaio nei telai di camion e treni. È resistente, economico e si salda bene. Si usa quando serve robustezza più che leggerezza.
Leghe di alluminio nelle carrozzerie di auto moderne e negli aerei. Pesano meno dell'acciaio e resistono alla corrosione. Permettono di consumare meno carburante.
Materiali compositi in fibra di carbonio nelle auto sportive e in parti degli aerei. Sono leggeri e rigidi, ma costosi e difficili da riparare.
Materie plastiche in paraurti, cruscotti e serbatoi. Sono leggere, economiche e si modellano in forme complesse.
Trasformare un materiale significa cambiarne la forma o le proprietà. Esempi: laminazione, fusione, forgiatura, trattamenti termici come la tempra. Un acciaio temprato diventa più duro e adatto a ingranaggi sottoposti a usura.
Parole difficili
- Lega: miscela di un metallo con altri elementi per migliorarne le proprietà.
- Composito: materiale fatto unendo due o più componenti diversi tra loro.
- Tempra: trattamento termico che rende un metallo più duro raffreddandolo rapidamente.
- Tenacità: capacità di un materiale di assorbire energia senza rompersi di colpo.
- Corrosione: lento deterioramento di un materiale a contatto con aria o acqua.
- Laminazione: lavorazione che riduce lo spessore di un metallo facendolo passare tra rulli.
Riferimenti
- Norma: Riordino degli istituti tecnici
- Obiettivo formativo coperto: ob.tecnico-trasporti-logistica.meccanica-macchine-e-sistemi-propulsivi.cl3.scelte-progettuali-materiali.01