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Una parte in lamiera appena lavorata presenta segni visibili delle passate dell’utensile, nonché spigoli e bave potenzialmente taglienti. Non si tratta solo dell’estetica della parte, ma anche delle tolleranze. Le operazioni di post-elaborazione migliorano anche la resistenza e conferiscono proprietà anticorrosive al metallo. Per avere una parte migliorata, si consiglia sempre di applicare trattamenti superficiali alle parti in lamiera.
I due metodi principali di finitura
I metodi di post-elaborazione più comuni per la produzione di lamiere includono la placcatura e la lucidatura. Nel primo viene aggiunto uno strato alla superficie mentre per il secondo si prevede l’asportazione di materiale dalla superficie. La placcatura dei metalli è anche chiamata “rivestimento” mentre la lucidatura viene solitamente definita “finitura superficiale”.
Placcatura metallica o rivestimento per la lamiera
Il principio generale del rivestimento metallico prevede l’aggiunta di uno strato superficiale. I seguenti processi definiscono questo processo nel dettaglio.
Zincatura
La zincatura è un processo principalmente associato all’acciaio inox. Noto comunemente come “zincatura a caldo”, si tratta di un processo che prevede l’immersione dell’acciaio all’interno di un bagno di zinco fuso, rivestendo così l’acciaio con più strati di lega di zinco-ferro e metallo di zinco.
Siccome lo zinco reagisce metallurgicamente nell’acciaio, esso diffonde il rivestimento perpendicolarmente alla superficie creando uno strato spesso uniforme lungo tutta la superficie.
Passivazione
La passivazione è un processo di post-lavorazione che coinvolge principalmente l’acciaio inossidabile. L’inox contiene principalmente ferro, cromo e nichel. Le proprietà anticorrosione dell’acciaio inox sono fornite dal cromo all’interno della lega in quanto produce naturalmente uno strato superficiale di ossido di cromo mentre il ferro non trattato facilita la corrosione.
La passivazione viene eseguita immergendo l’acciaio inossidabile in un bagno acido (es. acido nitrico) che dissolve il ferro libero e migliora la resistenza dell’ossido di cromo, contrastando così la corrosione.
Anodizzazione
L’anodizzazione è simile alla passivazione in quanto aumenta lo spessore dello strato di ossido rendendo così la superficie metallica resistente alla corrosione. È molto usata per l’alluminio. Si differenzia dalla passivazione in quanto oltre all’immersione in un acido, è coinvolto anche un processo elettrolitico. Per questo motivo viene anche chiamata “passivazione elettrolitica”.
Nell’anodizzazione, la lega in alluminio viene immersa in un elettrolita di acido solforico e utilizzata come anodo. Quando viene posizionato un catodo (materiale inerte come acciaio inossidabile, nichel, carbonio, ecc.) e viene fatta passare l’elettricità, l’ossigeno scorre verso l’anodo e reagisce formando un ossido anodico. Questo ossido anodico contiene principalmente ossido di alluminio che protegge dalla corrosione.
Gli elettroliti sono solitamente:
- 10–15% di soluzione di acido solforico a 25°C che produce uno strato di ossido di circa 25µm/ora
- Miscela di acido ossalico e solforico a 30 ℃, che rilascia circa 30 µm/ora
- 10% di acido cromico funzionante a 38–42°C, che produce circa 15µm/ora
L’anodizzazione conferisce anche una finitura superficiale ruvida e granulosa al metallo. Facilita inoltre l’incapsulamento del colorante nello strato di ossido, conferendo così un colore quasi permanente.
Anodizzazione dura
Nell’anodizzazione dura si creano rivestimenti di ossido più spessi (25-100 µm). Questo si ottiene tramite l’elettrolisi mediante una miscela di acido ossalico e solforico ad alte concentrazioni e alla temperatura di 0-10°C. I colori dei rivestimenti si trovano spesso dal grigio al nero. La durezza è tipicamente di 500-900 HV.
Film chimico
Il film chimico, noto anche come Alodine o Iridite, è anche un processo di passivazione dell’alluminio. Il film chimico viene applicato mediante immersione, spruzzatura o spazzolatura dell’alluminio. Non modifica le dimensioni e può essere una base per ulteriori rivestimenti organici.
Può essere applicato per riparare superfici anodizzate. Il rivestimento risultante varia da incolore a giallo a marrone chiaro. Si possono quindi trovare diverse sfumature di giallo per i metalli in cui viene applicato il film chimico.
Elettrodeposizione
L’elettrodeposizione è una tecnica per placcare un metallo su un altro mediante idrolisi. In questo caso il catodo è il metallo da placcare e l’anodo è il materiale da depositare. Ad esempio, un anodo d’argento da depositare può placcare la superficie di un catodo in acciaio o alluminio mediante idrolisi. Questo processo può conferire forza e proprietà anticorrosive ai metalli.
Ossido nero
Il processo di ossidazione nera è indicato come il rivestimento di una conversione chimica. A differenza della elettrodeposizione, il rivestimento di ossido nero viene prodotto dalla reazione chimica tra il contenuto di ferro nei materiali come l’alluminio o l’acciaio e il sale ossidante presente nella soluzione di ossido nero.
Le soluzioni sono ampiamente disponibili e hanno catalizzatori, penetratori, attivatori e additivi che prendono parte alla reazione determinando uno strato di ossido di ferro nero e formazione di magnetite (Fe3o4) sulla superficie del substrato. L’iniezione di cera o olio nel processo può anche aumentare l’anticorrosione e la riduzione dell’attrito nelle parti.
Il colore nero aiuta a riflettere la luce, quindi resiste ai raggi UV e agli infrarossi.
Nichelatura chimica
La nichelatura chimica o al fosforo comporta la deposizione di uno strato uniforme di lega composto da nichel-fosforo sulla superficie del substrato solido, come l’alluminio o l’acciaio. Il substrato viene immerso in una soluzione acquosa contenente sali di nichel e agenti riducenti il fosforo.
A differenza dell’elettrodeposizione, questa procedura placca il substrato in modo uniforme mentre il primo procedimento soffre di una densità di corrente e resistenza irregolari del substrato.
Verniciatura in polvere
Questa verniciatura utilizza polvere asciutta a flusso libero che va a rivestire un substrato. A differenza della normale vernice liquida che utilizza solvente evaporante, quella in polvere viene applicata elettrostaticamente e solidificata con il calore o luce UV. La polvere può essere di polimero termoplastico o termoindurente.
La finitura è generalmente più duratura e uniforme rispetto ai rivestimenti tradizionali. I metalli come l’alluminio e l’acciaio possono essere efficacemente rivestiti con polveri polimeriche.
Lucidatura o finitura superficiale per lamiere
Sabbiatura
La tecnica di sabbiatura prevede la spruzzatura a pressione di un flusso di perline minuscole di materiale (plastica o vetro) da un ugello sulla superficie del pezzo. Questo serve a rimuovere le bave e le imperfezioni, lasciando una finitura liscia. Inoltre, il prodotto finale ricorda una finitura opaca uniforme.
La sabbiatura viene eseguita in una camera chiusa. La tecnica con perline di vetro è più comune per le parti in lamiera. Siccome la superficie è opaca, essa è ideale per la pittura e la tintura. La sabbiatura fatta prima dell’anodizzazione è la preparazione ideale della superficie, creando una superficie non riflettente. La dimensione della parte consigliata è di 6-600 mm sia in altezza che in larghezza. È difficile tenere ferme le parti piú piccole durante il processo e ottenere, quindi, una superficie uniforme.Le parti più piccole sono difficili da tenere ferme durante il processo e da realizzarci una superficie uniforme.
Burattatura
La burattatura è un’alternativa economica alla sabbiatura in cui, invece delle perline di vetro, è presente un materiale ceramico abrasivo dentro un tamburo vibrante. La combinazione di acqua, fluido e movimento vibratorio aiuta a ridurre le bave e conferisce una superficie uniforme. È adatta per la preparazione della superficie per eventuali operazioni successive come l’anodizzazione e la tintura.
I metalli sottoposti a burattatura devono essere più spessi per resistere alle vibrazioni e alla deformazione. Per l’acciaio inossidabile, la parte deve essere di almeno 0,8 mm; per l’alluminio e per i materiali non ferrosi, si consiglia uno spessore maggiore di 1 mm.
Elettrolucidatura
L’elettrolucidatura è il procedimento opposto dell’elettrodeposizione. In quest’ultimo, il substrato è un catodo e l’anodo deposita i suoi ioni sul catodo. Nel caso dell’elettrolucidatura, invece, è l’opposto in quanto il substrato è un anodo e i suoi ioni viaggiano verso il catodo.
In questo processo, le imperfezioni e gli avvallamenti vengono livellati. È un’ottima tecnica per sbavare e ridurre la rugosità superficiale.
Finiture in lamiera disponibili su Xometry
Standard (come da lavorazione) è l’opzione di finitura con la consegna più rapida. Le parti vengono prodotte con segni visibili delle passate dell’utensile, bordi e bave potenzialmente taglienti. Potrebbero presentare segni di taglio a getto d’acqua, scolorimento dovuto al taglio laser o persino segni di utensili dati dalla fresatura. Questi segni possono essere rimossi su richiesta.
Le parti in lamiera possono avere una migliore estetica e aumentare le proprietà meccaniche e termiche con l’aiuto di varie opzioni di post-elaborazione. La tabella seguente riassume e confronta le finiture per la lamiera disponibili su Xometry.
| Opzione di finitura | Materiale(i) adatto(i) | Vantaggi |
| Anodizzazione (Anodizzazione arancio, rossa, magenta, oro, gialla, nera, verde, blu e trasparente) |
Alluminio | • Dona una finitura estetica brillante • Migliora la resistenza del pezzo alla corrosione |
| Film chimico (oro, trasparente) |
Alluminio | • Migliora la resistenza alla corrosione • Non pregiudica la conducibilità elettrica |
| Anodizzazione dura (Anodizzazione dura grigia, trasparente, nera, impregnata di PTFE*) |
Alluminio, acciaio | • Aumenta la durezza superficiale • Alto grado di resistenza all’acqua e alla corrosione |
| Ossidazione nera | Aluminium | •Migliora la resistenza alla corrosione • Migliora la resistenza agli UV |
| Nichelatura chimica | Alluminio, acciaio | • Migliora la superficie • Economica |
| Verniciatura in polvere | Alluminio, acciaio | • Aumenta la durezza • Buona base per la tintura |
| Passivazione | Acciaio inox | • Aumenta la resistenza del pezzo alla corrosione |
| Sabbiatura | Acciaio inox, alluminio | • Altamente efficace per una finitura superficiale uniforme e liscia |
| Elettrolucidatura | Acciaio inox, alluminio | • Superficie uniforme e lucida • Resistente alla corrosione ed alta saldabilità |
| Burattatura | Acciaio inox, alluminio | • Economica • Superficie uniforme e lucida |
| Zincatura | Acciaio inox, acciaio | • Aumenta la resistenza alla corrosione |
| Elettroplaccatura (oro, argento e placcatura di zinco) |
Leghe d’acciaio, alluminio | • Aumenta la resistenza alla corrosione • Aumenta la durezza e l’estetica |
*Le molecole di PTFE o Teflon vengono introdotte nella preparazione controllata di ossido che deposita uno strato di teflon duro sulla parte superiore combinato all’ossido.
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La finitura è un’operazione molto importante per le lavorazioni della lamiera. Sia la placcatura che la lucidatura migliorano rispettivamente la qualità della superficie e aumentano le proprietà fisiche e meccaniche del pezzo.
Xometry offre servizi di produzione della lamiera in tutta Europa e il nostro team di esperti è sempre pronto ad aiutarvi. Carica i tuoi file sul Motore di Quotazione Istantaneo Xometry per ricevere un preventivo in pochi secondi per vostri progetti in lamiera.
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