Verniciatura industriale: una panoramica sui materiali da colorare, proteggere e valorizzare

Metallici, polimerici, compositi, ceramici: sono quattro le macrocategorie in cui possiamo classificare i materiali da costruzione. Averle ben presenti è importante nell’ambito della verniciatura industriale, al fine di associare a ciascun tipo di supporto il prodotto ideale per risultati ottimali e duraturi.

I materiali metallici in questo campo la fanno da padroni, in quanto è con essi che è realizzata la maggior parte dei manufatti. 

All’interno di questa macrocategoria è però possibile individuare numerosi sottogruppi: i materiali ferrosi, innanzitutto, sono quelli contenenti ferro e includono acciaio dolce, acciaio al carbonio, acciaio inossidabile, ghisa e ferro battuto.

Sono utilizzati principalmente per la loro resistenza meccanica e alla trazione e per la loro durata, e sono fra i più riciclati al mondo: tuttavia, il loro tallone d’Achille è la vulnerabilità della maggior parte di essi agli agenti atmosferici e alla ruggine. I materiali non ferrosi contengono invece alluminio, leghe di alluminio, zinco, magnesio, rame, ecc. Molto più malleabili e leggeri rispetto a quelli ferrosi, sono impiegati in quei settori in cui il peso è un fattore importante, come quello aeronautico. Rispetto ai materiali ferrosi presentano una resistenza meccanica inferiore: di contro hanno più resistenza alla corrosione e si distinguono per la stabilità chimica. In alcuni casi, quindi, sono usati per migliorare le caratteristiche chimico-fisiche delle leghe ferro carbonio. Una curiosità riguardo a questa categoria? Riguarda l’alluminio, che è il terzo materiale più riciclato al mondo.

Veniamo ora alle materie plastiche, con cui si realizzano ormai innumerevoli prodotti, dagli elettrodomestici, ai giocattoli, alla componentistica: questi ultimi assumono e mantengono nel tempo la forma voluta per azione del calore e della pressione. 

Una prima distinzione che si può fare all’interno di questa categoria è tra materiali termoplastici e termoindurenti o resine. I primi, tra cui rientrano, ad esempio, polietilene, poliammide, teflon e policarbonato, diventano plastici ogniqualvolta vengono portati alla temperatura di rammollimento o transizione vetrosa, assumendo una consistenza pastosa per poi ritornare rigidi con il raffreddamento. Fra le materie plastiche rientrano poi gli elastomeri, che si distinguono per l’elevata elasticità all’interno di un ampio range di temperature. Dopo la sollecitazione meccanica l’elastomero torna quasi completamente allo stato originario, riprendendo anche le dimensioni iniziali. 

Gli elastomeri termoplastici (TPE), in particolare, sono polimeri lavorabili in modo termoplastico con caratteristiche simili a quelle degli elastomeri e non chimicamente reticolati. I TPE sono per lo più copolimeri a blocchi con zone “dure” e “tenere”. Al di sopra di una certa temperatura, determinata della struttura chimica, questi polimeri posseggono una buona fluidità termoplastica.

Vi sono poi materie plastiche rinforzate con fibre (FVK) o altri materiali che rientrano nella categoria dei compositi (di cui parleremo più avanti). 

In generale, comunque, le materie plastiche vengono lavorate in diversi modi per poter essere utilizzate. I principali processi di lavorazione sono rappresentati dallo stampaggio, che prevede il riscaldamento della plastica fino a che non diventa pastosa e la compressione in uno stampo per darle la forma desiderata; e l’estrusione, che comporta invece il passaggio in un ugello per avere una forma specifica. Il soffiaggio è previsto per creare oggetti cavi come i serbatoi; per avere lastre di spessore specifico si procede invece con la laminazione; in alcuni casi, infine, il materiale viene espanso con l’aggiunta di un liquido che evapora rapidamente. Fra le materie plastiche più comunemente impiegate ritroviamo l’ABS, le leghe ABS/PVC e ABS/PC, il polipropilene, il policarbonato, il polifenilenossido (PPO).

Proseguiamo la nostra carrellata con i materiali compositi, che sono formati da due o più materiali diversi, combinati per ottenere proprietà superiori a quelle dei singoli componenti: sono utilizzati in vari settori industriali per la loro leggerezza e le elevate prestazioni meccaniche. Particolarmente diffusi nel settore aerospaziale, aeronautico, navale e automobilistico, sono ideali per costruire strutture leggere e resistenti. 

Questi materiali possono essere naturali (come il legno) o artificiali (come l’MDF, un pannello di fibra a media densità).

L’MDF, composto da fibre di legno e resine, è ottenuto ad esempio tramite pressatura ad alta temperatura e rifinito con una patina liscia. È preferito al compensato per la sua facilità di taglio e le ottime proprietà di isolamento acustico, che lo rendono ideale per rivestimenti e coperture.

I singoli elementi che compongono i materiali compositi sono chiamati costituenti. Questi costituenti, dalle funzioni diverse, sono la matrice e il rinforzo o carica. Esiste anche un terzo elemento, chiamato interfaccia, che si trova nella zona di transizione tra rinforzo e matrice e svolge un ruolo cruciale nel comportamento del composito.

I materiali compositi si possono classificare in base al tipo di matrice, a seconda che sia metallica (alluminio, titanio o loro leghe), polimerica (nylon, ABS, resina epossidica), oppure ceramica (carburo di silicio o allumina). 

Esistono poi compositi carbonio-carbonio, in cui sia matrice che rinforzo sono in carbonio, e compositi ibridi, che contengono più tipi di fibre o rinforzi.

A seconda del tipo di rinforzo utilizzato (particelle, fibre o strutture), invece, i materiali compositi si dividono in particellari, rinforzati con fibre e strutturati.

Fra i materiali ceramici rientrano infine il cemento, che è però utilizzato principalmente per la realizzazione di strutture edilizie, così come i laterizi, tra cui rientrano mattoni e tegole; e, ancora, le piastrelle, le pietre naturali quali marmo e granito, il gesso e i ceramici speciali utilizzati in settori specifici quali quello medico, elettronico e aerospaziale. Rientra in questa categoria, infine, il vetro.