Calcestruzzo polimerico o ghisa: un confronto diretto

Rigidità, smorzamento, deriva termica, costo delle attrezzature e tempi per basamenti macchina in calcestruzzo polimerico o ghisa grigia: dove vince ciascuno.

Entrambi i materiali finiscono sotto le macchine utensili ed entrambi vengono venduti puntando sullo smorzamento. Non sono intercambiabili, e le differenze sono strutturali, non una questione di preferenze.

La tabella delle proprietà che conta

	Ghisa grigia	Calcestruzzo polimerico
Rigidità (modulo elastico)	Alta	Da circa un quarto a un terzo della ghisa
Densità	Alta	Circa un terzo della ghisa, vicina all’alluminio
Smorzamento	Buono	Sensibilmente più alto a parità di geometria
Conducibilità termica	Alta	Bassa
Resistenza a trazione	Modesta	Bassa, i carichi passano dagli inserti
Corrosione	Arrugginisce, va protetta	Inerte
Attrezzature	Modello	Stampo
Modifica di progetto	Costosa	Costosa

Legga attentamente questa tabella prima di trarre conclusioni. Il calcestruzzo polimerico è meno rigido per unità di volume ma anche molto più leggero, quindi il confronto onesto è tra due strutture finite di massa simile, non tra due blocchi delle stesse dimensioni. A parità di massa il pezzo in calcestruzzo polimerico è molto più voluminoso, e il volume è rigidità. Se può permettersi quel volume nell’ingombro della sua macchina è la vera domanda progettuale.

Dove il calcestruzzo polimerico è in vantaggio

Smorzamento. E non di poco. È la ragione per cui il materiale esiste nelle macchine utensili, e per le macchine la cui precisione è limitata dalla velocità con cui le vibrazioni si smorzano è decisivo.

Transitori termici. Un motore mandrino o una linea idraulica scaldano una zona locale di un basamento in ghisa, e la ghisa distribuisce quel calore in modo efficiente trasformandolo in deformazione. La bassa conducibilità fa sì che la struttura in calcestruzzo polimerico quasi non si accorga di un breve picco termico. Su un lungo turno in un’officina non climatizzata il vantaggio si riduce, perché ciò che entra lentamente esce anche lentamente.

Getto a forma finita. Inserti, guide, bossoli e canali vengono posizionati nello stampo e arrivano nella posizione finale. Le operazioni di lavorazione scompaiono invece di aggiungersi.

Nessuna corrosione. Nessun ciclo di verniciatura, nessuna ruggine sui pezzi a magazzino, nessun attacco da parte del refrigerante.

Non magnetico e non conduttivo. Decisivo per la risonanza magnetica, la metrologia e alcune apparecchiature per semiconduttori, dove è il telaio in acciaio stesso a essere il problema.

Dove la ghisa è in vantaggio

Rigidità in un ingombro ridotto. Se la disposizione della macchina non lascia spazio per la sezione, vince la ghisa, e con ampio margine.

Resistenza a trazione e locale. La ghisa sopporta direttamente il carico di un bullone o una sede per cuscinetto. Il calcestruzzo polimerico ha bisogno di un inserto previsto fin dall’inizio.

Lavorabilità e ripresa. Un getto in ghisa può essere rilavorato, riparato, saldato in alcuni gradi e modificato. Un getto minerale maturato è di fatto definitivo.

Una filiera nota. Fonderie in grado di colare grandi getti in ghisa grigia esistono quasi ovunque. La capacità nel calcestruzzo polimerico è molto più rara, e questo si riflette su prezzo e tempi.

Rischio di seconda fonte. Con la ghisa può spostare un modello. Con il calcestruzzo polimerico lo stampo e la formulazione sono di solito legati a un solo fornitore.

Costi e tempi di consegna

Nessuno dei due è economico all’avvio. Entrambi richiedono attrezzature: un modello per la ghisa, uno stampo per il calcestruzzo polimerico. Entrambi penalizzano pesantemente una modifica di progetto.

La differenza sta in ciò che succede dopo. La ghisa ha una base di fornitura matura e competitiva e un percorso breve dal modello al getto una volta smaltita la coda. Il calcestruzzo polimerico aggiunge il tempo di maturazione prima che qualsiasi cosa possa essere movimentata, e le officine in grado di farlo sono meno numerose, quindi tempi e prezzo sono entrambi meno elastici.

Nessuno dei due è la risposta giusta per un prototipo. Per una prima macchina, costruisca una struttura saldata, validi il progetto, poi affronti questa discussione con requisiti reali alla mano.

Come decidere in pratica

1. Il suo problema è la rigidità o lo smorzamento? La rigidità porta verso la ghisa o una struttura saldata con nervature migliori. Lo smorzamento porta verso il calcestruzzo polimerico o una struttura saldata riempita.
2. Quanto è ridotto l’ingombro? Se non c’è spazio per la sezione, il calcestruzzo polimerico è escluso.
3. Il progetto è congelato? Se no, nessuno dei due. Prima una struttura saldata.
4. Quale volume annuo? Sotto una manciata di pezzi all’anno, le attrezzature per entrambi sono difficili da giustificare.
5. L’ambiente di lavoro è climatizzato? Una temperatura d’officina non controllata indebolisce l’argomento termico a favore del calcestruzzo polimerico.
6. Le serve una seconda fonte? È un argomento a favore della ghisa.

La maggior parte dei costruttori che risponde onestamente a queste sei domande arriva a una struttura saldata ben progettata, a volte riempita. Non è un fallimento dei materiali esotici; è ciò che le domande dicono davvero per la maggior parte delle macchine.

Per approfondire: il granito epossidico nel dettaglio e ghisa contro acciaio saldato.

Domande frequenti

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