Il Metal Replacement è la sostituzione dei materiali metallici (acciai, leghe di alluminio, ghisa...) con materiali polimerici ad elevate prestazioni. I recenti sviluppi di nuovi e più performanti materiali termoplastici consentono di estendere le applicazioni a nuovi prodotti e settori un tempo esclusivi delle leghe metalliche. I manufatti realizzati in materiale termoplastico hanno prestazioni analoghe ai loro equivalenti in metallo e presentano forti benefici in termini di costo e produttività. Inoltre i materiali polimerici ad elevate prestazioni consentono la riduzione dei pesi, la riduzione dei fenomeni corrosivi, elevata resistenza all’usura; riduzione di rumori e vibrazioni. Offrono al contempo la possibilità di ottenere una grande varietà di colorazioni e finiture superficiali.

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Laboratorio
Referenti
Giacomo Davoli
Area di specializzazione
Agroalimentare
Meccatronica e Materiali
Keyword
Riduzione costi
riduzione peso
Metal Replacement
Descrizione prodotto

Il Metal Replacement è la sostituzione di leghe metalliche con materiali polimerici ad elevate prestazioni. Negli ultimi anni lo sviluppo di materiali polimerici dotati di prestazioni sempre più spinte e di strumenti di progettazione evoluti (CAD 3D, simulatori FEM strutturali e simulatori di processo) ha consentito di sostituire le leghe metalliche come acciaio, alluminio, ottone, rame e ghisa in un numero sempre maggiore di applicazioni. Il Metal Replacement non è un mero cambio di materiale: molto spesso è necessaria una riprogettazione del prodotto in modo tale da sfruttare al meglio i vantaggi offerti dai materiali polimerici. FM lab si propone come partner per progetti di Metal Replacement a partire dallo studio di fattibilità fino ad arrivare alla produzione del prodotto industrializzato. Abbinando l'esperienza quarantennale nel settore di FM Srl alle più moderne tecnologie di progettazione, FM lab è il partner ideale per progetti allo stato dell'arte e oltre.

Aspetti innovativi

L'impiego di materiali polimerici in sostituzione dei metalli comporta numerosi vantaggi: -Riduzione dei costi e aumento della produttività; -Riduzione dei pesi; -Grande libertà a livello di forme e di design; -Riduzione della distinta base; -Riduzione dei fenomeni corrosivi ed elevata resistenza all’usura; -Possibilità di ottenere una grande varietà di colorazioni/finiture; -Riduzione di rumori e vibrazioni; -Riduzione dell’impatto ambientale. Per sfruttare al meglio questi vantaggi molto spesso è necessaria una riprogettazione più o meno estesa del prodotto.

Applicazioni

•Automotive /meccanica: componenti strutturali leggeri ed economici, componenti resistenti all'usura; •Elettronica: case ad elevato valore estetico e complessità, materiali elettricamente conduttivi per evitare interferenze/scariche elettrostatiche (EMI shielding); •Biomedicale: dispositivi usa e getta/durevoli quali siringhe, pompe; •Arredamento: componenti resistenti all'usura, cerniere, componenti strutturali; • Alimentare: componenti per le linee di produzione, materiali rilevabili al metal detector; • Illuminotecnica: dissipatori in materiale plastico termicamente conduttivo, lenti.

Step tipici di un progetto di Metal Replacement
Esempio di applicazione

BACCHETTA DEPOSITO SACCHETTI

Descrizione applicazione e risultati

Il progetto ha riguardato il Metal Replacement di una bacchetta per il trasporto dei sacchetti di cemento. Il componente viene installato sulle macchine per il confezionamento del cemento. MATERIALE INIZIALE: lastra di acciaio spessore 12mm tagliata al laser e installata alla linea tramite collegamento filettato SPECIFICHE RICHIESTE: •Resistenza termica (-5°C/50°C) •Resistenza ad urti occasionali •Fissaggio rapido •Discreta stabilità dimensionale •Miglioramento dell'estetica Il progetto ha visto una profonda riprogettazione del componente che ha permesso di sostituire il fissaggio tramite collegamento filettato con un più pratico fissaggio a scatto. Si è optato per un materiale al tempo stesso rigido ma dotato di un certo allungamento a rottura: PA6 rinforzata al 30% con fibra vetro ed additivata con elastomero.

Partner coinvolti

Azienda produttrice di macchine per il confezionamento del cemento

Tempi di realizzazione
3 mesi-uomo dalla progettazione alla campionatura
Livello di maturità tecnologica
TRL 9 - sistema reale testato in ambiente operativo
Valorizzazione applicazione

Il Metal Replacement su questo prodotto ha comportato i seguenti vantaggi: •Costo: -50% •Tempo di montaggio: -75% • Peso: -72% •Miglioramento dell'estetica: prodotto dall'estetica gradevole e colorato direttamente nella fasi di stampaggio con i colori aziendali (giallo).

Bacchette prima/dopo