MATERIALI
LAMIERA INOX
La lamiera di acciaio
inossidabile nella costruzione
di autobus
// problema relativo ai
materiali utilizzati per la
costruzione di un veicolo
pubblico destinato al trasporto
su strada, riveste sempre
maggior importanza, sia dal
punto di vista della sicurezza,
per salvaguardare il più
possibile l'incolumità delle
persone trasportate, sia per
garantire prestazioni nel tempo
adeguate, limitando le onerose
manutenzioni.
ella costruzione di autobus, la
lamiera di acciaio inossidabile
sta assumendo un ruolo sempre
più determinante, sia per quanto concerne la struttura portante del mezzo, sia
per le parti di rivestimento (specie nella zona «sottocintura»), sia infine per
tutti gii accessori esterni o interni (modanature, fregi, rivestimenti, calotte,
ecc).
Gli acciai inossidabili più utilizzati in
questo settore sono quelli della serie austenitica, in particolare l'AISI 304 e PAISI 301. Per certe applicazioni, specie nel
settore degli accessori si impiega a volte
anche dell'acciaio ferritico AISI 430.
Le analisi chimiche dei materiali succitati sono riportate nella tabella 1.
Nella tabella 2, inoltre, si sono elencate
le principali caratteristiche fisicomeccaniche dei materiali presentati nella
tabella 1.
Gli acciai inossidabili presentati in tabella 2, possono essere forniti allo stato incrudito, in particolare l'AISI 301 può innalzare le proprie caratteristiche meccaniche anche notevolmente a seconda del
grado di incrudimento conferito (1/4;
1/2; 3/4 o 4/4 crudo).
N
Nella tabella 3 sono indicati, a titolo
esemplificativo, i valori di carico di rottura R, del carico di snervamento allo
0,2% (Rpo,2) e di allungamento a rottura, minimo, raggiungibili da una lamiera di acciaio inossidabile AISI 301, in
funzione del grado di incrudimento.
Analizzando i valori riportati in tabella
3, si intuisce come, sfruttando appieno
le caratteristiche meccaniche di questi
acciai, si possono realizzare strutture
con lamiere di spessori certamente molto
limitati, quindi con vantaggi dal punto
di vista economico oltre che con notevoli risparmi in peso, rispetto a strutture realizzate con i tradizionali acciai al
carbonio.
Le zone del veicolo dove vengono utilizzati gli acciai inox sono, come già accennato, sia quelle strutturali o di rivestimento, sia quelle relative all'accessoriame.
Nelle parti strutturali o di tamponamento più critiche, solo negli ultimi anni alcune case costruttrici si sono orientate
verso l'acciaio inossidabile, probabilmente sulla scia dell'esperienza di altri
paesi europei; mentre già da tempo l'acciaio inox era comparso nei componen-
Tab. 1 - Analisi chimica indicativa percentuale degli acciai inossidabili impiegati nel settore.
Designazione
(AISI)
C
max
P
max
S
max
Sì
max
Cr
Ni
0,045
0.030
1,00
18-20
8-10,5
Mn
max
2,00
301
304
0,08
2,00
430
0,12
1,00
Tab. 2 - Caratteristiche fisiche e meccaniche principali degli acciai presentati in tabella 1.
Designazione
(AISI)
Cotti, di
dilatu. termici
medio x l O *
specifico
Carico di
RoiWraR
Carie» di
t rottura
min. *k
usa
92
kg/W
Fausto Capelli - Dirigente Servizio
Tecnico del Centro Inox.
301
8,07
Austenitica
16,9
304
8,07
AuStenitiea
17
430
7,78
Ferritica
10,4
60-75
22
45
45-60
26
22
mix
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ti accessori; sia interni che esterni. Per
quanto concerne questi manufatti, come le coppe ruota, i profili, le modanature, i rivestimenti, ecc, la scelta dell'inox è motivata da ragioni certamente
funzionali, ma anche di carattere estetico, mentre per l'impiego strutturale i
motivi della scelta sono da ricercarsi solamente nelle caratteristiche di funzionalità.
Per l'omologazione di un determinato
veicolo, è necessario rispondere a requisiti contemplati in normative, che fissano le caratteristiche costruttive del
mezzo. •
Si è verificato comunque che l'acciaio
inossidabile, viene impiegato da alcune
ditte per diversi modelli per il servizio
pubblico e privato.
Viene definito «autobus» un veicolo destinato al trasporto di persone con un
numero di posti superiore a 16 (escluso
il conducente); in questa fascia di veicoli, si distinguono i seguenti tipi:
— urbano;
— suburbano;
— interurbano;
— granturismo;
in dipendenza del fatto che si tratti di
trasporto persone a breve, media oppure a lunga distanza.
A seconda della tipologia di veicolo considerata, sono fissate dalle normative alcune indicazioni costruttive ben precise, relative ad esempio al numero dei sedili, agli spazi da destinare agli eventuali
passeggeri in piedi, ecc.
Ogni tipo di autobus è contraddistinto
inoltre da una colorazione tipica; tale
colorazione è regolamentata da norme
che impongono una caratteristica tonalità cromatica a seconda dell'impiego del
mezzo. Ad esempio un autobus «suburbano» deve essere colorato gialloarancio; un «interurbano» azzurro, con
eventuali parti complementari in grigio;
un «granturismo» celeste e grigio chiaro, ecc.
Nella costruzione, naturalmente, è necessario tenere in particolare considerazione il fattore sicurezza, in funzione
della durata di un veicolo di questo genere. Ecco perché nelle zone strutturali
di particolare importanza si è optato, in
alcuni casi, per l'acciaio inossidabile.
Di seguito sono elencati gii elementi
strutturali o di rivestimento esterni, che
sono stati realizzati, da case costruttrici
diverse, con acciai inossidabili:
— Montanti.
— Correnti inferiori delle fiancate.
— Passaruote interni ed esterni.
Tab. 3 - Valori di resistenza in funzione del grado di incrudimento per una lamiera di acciaio inossidabile AISI 301.
Grado di
incrudimento
Riduzione di
sezione
approssimata %
--. :|&-15
,' -30
' 40-
R min.
kgf/mm2
88
105
123
130
Rp(o.2) min.
kgf/mm 2
53
77
95
98
A min. % (su SO min)
spessore in mm
^0,38
>0,38
25
15.
10
8
25
18
32
9
Fig. 1 - Passarti olà in AISI 304 per autobus.
Fig. 2 - Vano per preriscaldatori e impianti
elettrici per bus.
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Fig. 3 - Testata anteriore
in acciaio inox per autobus
urbano.
— Rivestimenti esterni.
— Strutture della bagagliera.
— Testata anteriore.
— Montanti finestrini.
— Rivestimento esterno.
— Strutture delle fiancate.
— Padiglione.
— Pianale.
Le lavorazioni meccaniche che si eseguono sulle lamiere di acciaio inossidabile
sono quelle di tranciatura meccanica o
termica, per ottenere i diversi semilavorati, di piegatura a freddo o eventualmente di imbutitura per componenti
quali coppe ruota, modanature, particolari, ecc. Si eseguono inoltre forature,
profilature e bordature.
I sistemi di unione maggiormente utilizzati, prevedono il collegamento sia di
Fig. 4 - Tubi quadri in acciaio
AIS1 304 impiegati per la
realizzazione dell'intera parte
strutturale di un autobus.
inox con inox, sia di inox con altri materiali, quali tipicamente l'acciaio al carbonio, l'alluminio, la vetroresina.
Le tecniche più utilizzate sono le seguenti:
Saldatura
TIG
MIG
Elettrodo
Puntatura elettrica
Rivettatura
Incollaggio.
Le operazioni di saldatura più frequenti sono quelle che adottano torce TIG,
sia con apporto di materiale che senza.
Il materiale d'apporto è sempre dello
stesso tipo del materiale di base. Spesso
impiegato è il MIG a filo continuo, mentre più raramente sì adottano i normali
elettrodi rivestiti.
La puntatura elettrica è usata sia come
sistema di unione definitivo, sia come
«imbastitura» di strutture che vengono
successivamente saldate con torce TIG
oppure MIG.
La rivettatura si utilizza spesso, soprattutto quando bisogna unire l'inox con
materiali dissimili, specie vetroresina. I
rivetti usati sono sempre di acciaio inossidabile e sono tutti del tipo «a strappo». Per giunzioni tra materiali metallici eterogenei si utilizzano isolanti inerti
(teflon, gomme, ecc), oppure si provvede a opportune verniciature, per evitare
corrosioni galvaniche.
L'incollaggio viene previsto più raramente a causa dei tempi tecnici di applicazione più lunghi rispetto, ad esempio, ad
una rivettatura. Si usa a volte quando
si devono unire gli inox con materiali
molto meno nobili, come parti in alluminio, per evitare l'innesco di eventuali
fenomeni di corrosione galvanica.
Quelli più usati sono gli epossidici bicomponenti oppure i cianoacrilici.
Per sigillare determinate parti, dove la
tenuta meccanica è effettuata con altri
sistemi (per es. rivettatura), si adottano
sigillanti siliconici o polisolfurici.
Normalmente le parti strutturali o di rivestimento composte con elementi di acciaio inossidabile sono verniciate anche
se non sono direttamente in vista.
Esistono invece parti, non in vista, non
trattate con vernici e lasciate quindi con
la normale finitura di acciaieria «2B».
Il ciclo di verniciatura delle parti non in
vista inox, segue all'incirca lo stesso ciclo fatto seguire agli altri materiali metallici, come l'acciaio al carbonio.
Invece le parti inox in vista, che vanno
verniciate per problemi di normativa, seguono un ciclo di verniciatura secondo
I
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schemi ben precisi che, in generale, si
possono riassumere nel modo seguente:
— sgrassaggio;
— depassivazione meccanica (ScotchBrite o carteggiatura - 180 meshes);
— lavaggio;
— stuccatura con stucco poliestere;
— carteggiatura stucco;
— applicazione «primer»;
— applicazione del sottosmalto (poliuretanico);
— essiccazione in forno (70 °C per Ih);
— carteggiatura dei fondi;
— applicazione smalto (acril-poliuretanico);
— essiccazione in forno (70 °C per Ih).
Per gli accessori, nella parte esterna del
veicolo, quelli costruiti in acciaio inossidabile sono di solito i seguenti:
— coppe ruota;
— modanature;
— profili carrozzeria (per es. gocciolatoi padiglione);
— prese dinamiche.
Nella parte interna del mezzo, gli accessori che vengono realizzati con più frequenza in acciaio inox sono i seguenti:
— rivestimento fiancate di salita dei
passeggeri;
— modanature e profili interni (per es.
finitura cruscotto, ecc);
— rivestimento alzate corridoio interno;
— profili per la rilegatura del pavimento;
— maniglieria e cerniere;
— viteria e rivetti per selleria;
— interno delle prese dinamiche;
— parti interne dei condizionatori;
— eventualmente nei servizi: frigoriferi, W.C. lavabi, ecc.
Per le scalette di salita e discesa dei passeggeri si usa materiale antiscivolo, quindi corrugato in superficie oppure lamiere forate, opportunamente imbutite.
Facciamo ora una carrellata su alcuni
esempi tipici di realizzazioni effettuate con
acciai inossidabili su mezzi pubblici destinati al trasporto urbano, interurbano e
su mezzi idonei a coprire lunghi tragitti.
Nelia fig. 1, si possono notare installazioni di lamiere inox per la zona dei
«passaruota», nella realizzazione di autobus sia in versione urbana che suburbana (F.lli Macchi - Gazzada Schianno
- VA). Questi mezzi che sono allestiti in
lega leggera nella loro struttura principale, hanno adottato per le parti ove è
necessaria una notevole resistenza alla
corrosione ed all'usura, oltre che meccanica, lamiere di acciaio inossidabile.
I «passaruote» sono costruiti utilizzando mantelli continui in lamiera AISI 304
di 1,5 mm di spessore. Essi vengono rivestiti con materiale isolante ed insonorizzante, sopra il quale viene posato, con
incollaggio e sigillatura, il materiale di
finizione. Anche per costruire i vani sotto cintura, dove trovano alloggiamento
le batterie, i preriscaldatori e gli impianti
elettrici (fig. 2) si è impiegata lamiera
sempre AISI 304 di 1,2 mm di spessore.
Nella fig. 3 è raffigurata la testata anteriore, interamente in acciaio inossidabile, per un autobus urbano; esso ha un
peso totale di 28 kg (produzione Menarini - Bologna).
Nella fig. 4, si può notare un impiego
recentissimo di tubi quadri di AISI 304,
per la realizzazione dell'intera parte
strutturale (fiancate, padiglione e pianale), di un autobus costruito con criteri
estremamente moderni.
In questo caso l'acciaio inossidabile è stato scelto oltre che per le sue caratteristiche di resistenza alla corrosione, anche
per le doti fisico-meccaniche. Esso viene, in questo caso, considerato un «particolare» acciaio da costruzione (realizzazione: Bus Engineering - Udine).
Infine in fig. 5 è illustrata un'applicazione tipica dell'inox per gli accessori del
Fig. 5 - Coppe ruota in AISI 304.
mezzo: si tratta di AISI 304 per la realizzazione di coppe ruota (realizzazione
Amed - Romanore - MN).
Bibliografia
— G. Di Caprio: «Gli acciai inossidabili», 2 a Ed. Hoepli, 1981.
— L. Fassina: «Gli acciai inossidabili
nei trasporti». Lamiera n. 2/Febbraio
1985.
— Inossidabile 80 - Giugno 1985.
— Inossidabile 85 - Settembre 1986.
— Inossidabile 91 - Marzo 1988.
Pubblicato su: "Lamiera" n. 10 - ottobre 1988