I nuovi materiali sostituiranno i materiali tradizionali come i metalli ferrosi ?

Silicon-carbide-3D-ballsdi Andrea Garuglieri

A questo quesito posso rispondere solo con un categorico: “NO ! “

Dico questo, non perché sono un vecchio nostalgico dei miei giocattoli di latta, legno o cartapesta (che sono oggi meglio realizzabili in plastica), ma in base a semplici constatazioni storiche.

Prima del rame, l’uomo sapeva trattare solo pietre, legno, fibre vegetali e parti animali non commestibili; ma anche oggi, pur avendo a disposizione una grande varietà di scelta, facciamo ancora pavimenti e rivestimenti in pietra, travature per grandi campate in legno lamellare, arredamenti in legno, scarpe in cuoio e pelle, abbigliamento in cotone, lino, canapa o lana.

In generale dobbiamo renderci conto che la ricerca scientifica sta trovando nuovi materiali per soddisfare nuovi e vecchi impieghi, ma anche nuove e diverse valorizzazioni dei materiali esistenti allargando di fatto prepotentemente l’orizzonte culturale.

Se la domanda fosse posta nei seguenti termini: “I nuovi materiali arricchiranno le possibilità, per i progettisti, di realizzare il prodotto con i materiali in grado di rispondere al meglio a tutti i requisiti di progetto come: prestazione, affidabilità, sicurezza, costo,…?”, naturalmente la risposta sarebbe stata affermativa.

A questo punto e’ necessartio chiedersi quali siano le motivazioni di una certa diffidenza, nei confronti della sostituzione di materiali tradizionali (generalmente metalli), con materiali un pochino più nuovi (generalmente tecnopolimeri) su prodotti esistenti.

Non volendo prendere in considerazione l’atteggiamento oscurantista, bigotto e nostalgico di quelli che “una volta era tutta un’altra cosa” e’ necessario per noi progettisti fare un esame di coscienza, perché troppo spesso la sostituzione di un materiale con uno meno costoso (cosa peraltro meritevole se fatta con intelligenza) porta a rotture premature.

Per esempio le resine termoindurenti (più antiche delle termoplastiche e non riciclabili) sono penalizzate da tempi di stampaggio più lunghi delle termoplastiche, ma la loro resistenza allo scorrimento viscoso alle alte temperature le rende ancora la soluzione giusta per le manopole di comando dei forni e piani di cottura.

“La mia conoscenza dei materiali alternativi è completa e aggiornata?”

Per rispondere affermativamente bisogna considerare che:

  1. Le famiglie polimeriche sono più numerose di quelle metalliche ed in continuo sviluppo.
  2. I metalli hanno struttura cristallina quindi seguono la legge di Hooke, questo rende difficilmente confrontabili le loro caratteristiche meccaniche con quelle dei materiali polimerici, che a causa della loro struttura amorfa o parzialmente cristallina, sono caratterizzati da un comportamento viscoso/elastico variabile con la temperatura.
  3. Il continuo sviluppo di nuovi materiali richiederebbe un continuo aggiornamento, ciò rende consigliabile la collaborazione di esperti esterni (affidabili).
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