Assemblaggio di parti in magnesio

La vite autoformante ALtracs Plus ha una geometria della filettatura unica che fornisce una maggiore area di taglio tra le filettature, con conseguente maggiore prestazione di estrazione e estrazione. Foto per gentile concessione di EJOT

Il dispositivo di fissaggio Magtite 2000 ha un albero trilobato con filettature raggiate invece che angolate. Foto per gentile concessione di Research Engineering & Manufacturing Inc.

Fiat Chrysler Automobiles utilizza il magnesio per il portellone posteriore del minivan Pacifica 2017. Foto gentilmente concessa da FCA

General Motors ha recentemente introdotto un nuovo processo di formatura termica e un trattamento di resistenza alla corrosione che consentirà alla casa automobilistica di utilizzare lamiere di magnesio per i coperchi del ponte posteriore, i pannelli della carrozzeria e altre parti. Foto per gentile concessione della General Motors Co.

Gli sforzi per ridurre il peso dei veicoli si sono concentrati principalmente su alluminio, plastica e compositi, ma anche un altro materiale leggero sta attirando l’attenzione: il magnesio. Il nono elemento più abbondante nell'universo, il magnesio è forte quanto l'acciaio, ma è il 33% più leggero dell'alluminio, il 60% più leggero del titanio e il 75% più leggero dell'acciaio.

La domanda mondiale di magnesio cresce costantemente ad un tasso del 3% annuo, trainata principalmente dall’industria automobilistica. Secondo la società di ricerche di mercato Ducker Worldwide, un veicolo leggero medio contiene circa 10 libbre di magnesio e tale quantità potrebbe triplicare entro il 2025.

Le case automobilistiche utilizzano il magnesio per una varietà di componenti, tra cui telai di cruscotti, telai di sedili, volanti, alloggiamenti del cambio e degli airbag, chiusure, staffe, supporti anteriori, culle motore, blocchi motore e persino componenti strutturali. Fiat Chrysler Automobiles utilizza il magnesio per il portellone posteriore del suo minivan Pacifica 2017. General Motors ha recentemente introdotto un nuovo processo di formatura termica e un trattamento di resistenza alla corrosione che consentirà alla casa automobilistica di utilizzare lamiere di magnesio per i coperchi del ponte posteriore, i pannelli della carrozzeria e altre parti.

L’utilizzo del magnesio nelle applicazioni automobilistiche può fornire molto più che un semplice risparmio di peso. Poiché il materiale è adatto alla pressofusione, alla fusione in sabbia e a metodi di produzione simili, offre agli ingegneri l'opportunità di ridurre i costi attraverso il consolidamento delle parti.

Le case automobilistiche non sono gli unici a sfruttare la forza e la leggerezza del magnesio. Nell'industria aerospaziale, il magnesio si trova negli invertitori di spinta degli aerei di linea e nelle scatole di trasmissione degli elicotteri. Viene utilizzato anche nei missili.

Anche gli assemblatori elettronici apprezzano la resistenza, la durata e la leggerezza del magnesio. Il magnesio dissipa inoltre il calore e protegge dalle interferenze elettromagnetiche e dalle radiofrequenze. Gli alloggiamenti di fotocamere, telefoni cellulari, computer portatili e lettori multimediali portatili sono comunemente realizzati in magnesio.

Le parti in magnesio si trovano in articoli sportivi, come mazze da golf, telai di biciclette e pattini in linea, nonché in articoli per la casa, come aspirapolvere, utensili elettrici, motoseghe e tosaerba.

"Stiamo vedendo sempre più applicazioni per il fissaggio del magnesio", afferma Terry Tripp, specialista di prodotti ingegneristici presso Semblex Corp.

Nonostante tutti i suoi vantaggi, tuttavia, il magnesio è un materiale impegnativo per i metodi di giunzione termica, chimica e meccanica.

La saldatura del magnesio richiede un assorbimento di potenza basso e controllato. Inoltre, poiché il metallo ha un’elevata affinità con l’ossigeno, sono necessari gas di protezione.

Per l'incollaggio adesivo è necessaria un'ampia preparazione della superficie. Come minimo, le parti in magnesio devono essere sgrassate prima dell'incollaggio e potrebbero anche dover essere mordenzate con acido cromico. L'incisione modifica le proprietà fisiche e chimiche della superficie del metallo per migliorare l'adesione.

Il magnesio è meno duttile dell'acciaio o dell'alluminio, quindi gli elementi di fissaggio che funzionano con questi metalli potrebbero essere inappropriati per le parti in magnesio. Inoltre, a causa del suo basso potenziale elettronegativo, il magnesio è suscettibile alla corrosione galvanica.

Il magnesio è fragile. Le viti autofilettanti non sono un'opzione perché le filettature si romperebbero. Anche gli elementi di fissaggio autoaggancianti non sono praticabili, poiché il metallo non scorre facilmente nelle cavità degli elementi di fissaggio. (Tuttavia, riscaldare il metallo prima dell'installazione può aiutare.)