Progressi nel Sé

Secondo un nuovo studio condotto da P&S Market Research, le vendite globali di tecnologia di rivetti autoperforanti (SPR) cresceranno a un tasso annuo cumulativo del 26% tra il 2016 e il 2022. P&S prevede che i produttori di tutto il mondo consumeranno 45 miliardi di elementi di fissaggio nel 2022.

Sono un sacco di rivetti. Anthony A. Salisbury, direttore commerciale dei rivetti autoperforanti presso il gruppo Atlas Copco, prende queste rosee previsioni con le pinze, ma concorda comunque sul fatto che le prospettive per SPR sono buone. Il motivo, dice, può essere riassunto in una frase: alleggerimento automobilistico. Per ridurre il peso dei veicoli, le case automobilistiche utilizzano sempre più materiali “esotici”, come l’alluminio e l’acciaio ad alta resistenza, nei componenti della carrozzeria.

“L’industria automobilistica costruisce automobili in alluminio e acciaio da decenni, ovviamente, ma non con il tipo di leghe di alluminio e acciaio presenti oggi sul mercato”, afferma Salisbury. “Questi materiali non amano essere saldati. L'alluminio diventa piuttosto fragile quando viene saldato. L'acciaio ad alta resistenza trae la sua resistenza dal trattamento termico e perderà parte di quella resistenza se viene saldato. Inoltre, se si desidera utilizzare entrambi i materiali nella carrozzeria di un veicolo, semplicemente non è possibile saldare l'alluminio con l'acciaio ad alta resistenza. È necessario utilizzare un dispositivo di fissaggio meccanico ed è qui che entra in gioco SPR.

SPR è un processo di giunzione a freddo per il fissaggio di due o più fogli di materiale. Durante l'assemblaggio, il rivetto viene inserito nella pila di materiale con una forza controllata, perforando lo strato o gli strati superiori. Il rivetto si espande radialmente nello strato o foglio inferiore, sotto l'influenza di una matrice, formando un forte interblocco meccanico. Il rivetto non sfonda l'ultimo materiale. Dall'inizio alla fine, l'installazione richiede da 1,3 a 3 secondi.

L'SPR può essere utilizzato per fissare una varietà di materiali, tra cui acciaio, alluminio, cinghie di nylon, plastica e gomma. Può anche unire materiali zincati o preverniciati senza danneggiare il rivestimento.

A seconda dei materiali, il processo può essere utilizzato per fissare uno spessore del materiale combinato da 1,6 a 8 millimetri. Idealmente, lo strato inferiore dovrebbe avere uno spessore di almeno 1 millimetro e lo strato superiore dovrebbe avere uno spessore di almeno 0,5 millimetri.

Rispetto ad altri metodi di giunzione, SPR presenta numerosi vantaggi. Non sono necessari prefori o trattamenti superficiali. È silenzioso, facilmente automatizzabile e non produce fumi o scintille. Può unire più strati di materiale e materiali misti. Produce giunti con elevata resistenza statica e alla fatica e può produrre giunti stagni. Tollera anche la presenza di lubrificanti o adesivi nella zona del giunto.

"Quando si unisce l'acciaio all'alluminio, si mette sempre uno strato di adesivo tra i due materiali", spiega Salisbury. “L’adesivo previene la corrosione e migliora la resistenza alle vibrazioni del giunto.”

Anche la SPR presenta degli svantaggi. I rivetti aggiungono costi e peso all'assemblaggio. Il processo richiede l'accesso a entrambi i lati dell'assieme e sono necessarie forze di inserimento relativamente elevate. Mentre la testa del rivetto può essere a filo con la superficie superiore dell'assieme, sul lato inferiore viene prodotto un bottone di giunzione. I materiali fragili, come l'acciaio pressato, non possono essere utilizzati sul lato della matrice dell'assieme.

Gli SPR tubolari e semitubolari sono generalmente realizzati in acciaio o acciaio inossidabile. I diametri vanno da 3 a 7 millimetri e le lunghezze del corpo vanno da 3 a 14 millimetri. Gli stili di testa standard includono svasata, piatta, a vaschetta e a cupola. Sono disponibili anche teste speciali, come tinman, doppia testa, perni filettati e perni distanziatori.

I rivetti possono essere placcati con zinco; zinco e stagno; e AlMac (una combinazione di zinco, stagno e alluminio).

Negli ultimi anni, i produttori di rivetti hanno dovuto adattare i loro progetti per adattarli ai nuovi materiali utilizzati dalle case automobilistiche.

“Quando ho iniziato a progettare giunti SPR per veicoli nel 1999, l’industria automobilistica utilizzava l’alluminio della serie 5000. Era piuttosto morbido”, ricorda Salisbury. “Le leghe utilizzate ora sono più simili all’alluminio aeronautico. Sono molto più duri e forti.