La scelta dei materiali nella progettazione industriale

La nostra era, a forte connotazione tecnologica piuttosto che scientifica, pretende dai materiali prestazioni sempre pi\uf9 elevate e contemporaneamente richiede una maggiore affidabilit\ue0 alle macchine, alle strutture ed ai prodotti finiti, soprattutto quando questi ultimi sono il risultato di progetti ad alto livello. Le due esigenze sono antitetiche, ed il risultato del loro forzato sincretismo \ue8 inevitabilmente una drastica riduzione del divario fra reale resistenza dei materiali e sollecitazioni in esercizio, e, di conseguenza, una continua riduzione dei margini di sicurezza. Il "progettista" si trova quindi a dover lottare contro difficolt\ue0 sempre pi\uf9 grosse per garantire la qualit\ue0 dei suoi prodotti. Con queste premesse \ue8 evidente che progettista ed \u201cesperto dei materiali\u201d (quasi mai alle due figure culturali corrisponde la stessa persona fisica) devono unire le loro conoscenze, ognuno contribuendo, per quanto gli compete, alla corretta realizzazione di progetti ad alta tecnologia, l\u2019uno favorendo il lavoro dell'altro. Pena per una mancata collaborazione, il rischio di far affondare un cargo di idee validissime nel bicchiere d'acqua dell'ignoranza. Ne consegue che, se calate nella realt\ue0 attuale, le classiche figure del progettista e dell'esperto di materiali subiscono una modifica sostanziale. Al primo, infatti, si richiede sempre pi\uf9 spesso di uscire dalla logica dell'economia ed accettare una scelta dei materiali impostata su basi scientifiche. Al secondo, invece, sono imposte precise direttrici di ricerca, tese alla messa a punto di materiali sempre pi\uf9 resistenti (sia modificando lo stato di lega, sia inventando nuovi trattamenti e nuovi materiali), all'approfondimento delle conoscenze in quei campi che tendono ad individuare le vere doti di resistenza dei materiali, alla definizione di metodologie che permettano di fare la migliore scelta fra tutti i materiali attualmente disponibili. Quanto fin qui detto, \ue8 doverosa premessa per presentare questo, che \ue8 s\uec un libro sui materiali, ma non solo. E\u2019 bene ricordare, infatti, che oltre che un sostantivo, materiale \ue8 anche un aggettivo: un aggettivo importante perch\ue9 permette di distinguere fra i diversi tipi di beni di cui l\u2019uomo, per bont\ue0 divina o propria, pu\uf2 disporre. Ma i beni materiali non sono disgiunti dai beni morali, ed in questo testo, pi\uf9 che nei precedenti, Ashby si \ue8 dedicato alla ricerca di una soluzione per questa fondamentale equazione. Il buon uso dei materiali (sost.) \ue8, per la nostra generazione, un problema morale, che passa attraverso il risparmio delle risorse naturali, la minimizzazione dell\u2019impatto ambientale dovuto alle attivit\ue0 umane e la corretta distribuzione dei benefici materiali (agg.) che da tali attivit\ue0 derivano. Alla presentazione (e si potrebbe dire alla divulgazione) di tali problematiche Ashby dedica l\u2019ultima parte di questo libro, approfondendone i diversi aspetti pi\uf9 che nelle edizioni precedenti. Ci\uf2 costituisce una importante novit\ue0 per chi, come me, si \ue8 avvicinato alla procedura di scelta dei materiali suggerita da Ashby fin dalle prime pubblicazioni (i pi\uf9 vecchi diagrammi di scelta sono del 1988, come suggerisce il numerino posto accanto al nome dell\u2019autore). A quei tempi, per un operatore della didattica, l\u2019esame dei testi di Ashby era guidato dalla curiosit\ue0 e dalla necessit\ue0 di trovare nuovi metodi di insegnamento che meglio si adattassero alle esigenze degli studenti di ingegneria. Il materiale non doveva pi\uf9 essere un dato di fatto, un semplice accessorio utile per realizzare progetti: doveva acquistare il giusto rilievo ed entrare di diritto fra le variabili in grado di condizionare il successo delle idee progettuali. Oggi si pu\uf2 dire che, almeno parzialmente, questo obiettivo \ue8 stato raggiunto: una buona parte del mondo industriale \ue8 consapevole dell\u2019importanza della individuazione del materiale pi\uf9 idoneo a soddisfare i requisiti di progetto. Non solo: se gi\ue0 non esiste, si pu\uf2 addirittura considerare l\u2019idea di progettare un nuovo materiale, e non \ue8 detto che questa sia una procedura economicamente svantaggiosa. Da questi sforzi, in gran parte esercitati in ambito accademico, \ue8 sorta una nuova generazione di ingegneri che conoscono la stretta correlazione fra progetto e materiale, fra materiale e microstruttura, fra microstruttura e propriet\ue0 del materiale: operatori che devono saper scegliere il materiale migliore per ogni applicazione. In questa ottica i testi di Ashby mantengono e spesso aumentano la loro validit\ue0: non \ue8 sufficiente sapere che bisogna trovare il materiale migliore, bisogna anche sapere come fare. A ci\uf2 pensa la procedura presentata da Ashby nei suoi lavori, che pertanto non si indirizzano verso un particolare tipo di utilizzatore, ma essendo applicabile praticamente in tutti i casi, serve ad ogni ingegnere, dal meccanico all\u2019elettrico, dal chimico al civile, dall\u2019ambientale al classico ingegnere dei materiali. Per ribadire questo concetto, si \ue8 ritenuto utile modificare il titolo originale di questa opera \u201cMaterial selection in mechanical design\u201d, alquanto riduttivo, nel pi\uf9 generico e attinente il reale contenuto: \u201cScelta del materiale nella progettazione industriale\u201d. Questo testo \ue8 attualmente uno dei pochi, forse l\u2019unico, che affronta tale argomento in lingua italiana. Il modo migliore per trarre il maggior profitto dalla sua consultazione, sia a livello didattico che operativo, \ue8 quello di partire sapendone poco, proprio il minimo indispensabile: in tal modo si viene condotti senza preconcetti attraverso un percorso che \ue8 s\uec in salita, ma \ue8 anche assai ben calibrato, e porta a scoprire, oltre a come sia opportuno operare per sfruttarne al meglio le propriet\ue0, molte cose insospettate sui materiali e sui prodotti che con essi si possono fabbricare