Riduzione del consumo energetico del 15%: il vantaggio del basso attrito delle filiere rivestite con nanodiamante

I costi energetici rappresentano una voce importante nei libri contabili di qualsiasi cartiera. Con le linee di trafilatura in funzione 24 ore su 24, anche piccole riduzioni nell'assorbimento di potenza si sommano rapidamente. Le trafile rivestite con nanodiamanti stanno offrendo esattamente questo, con alcuni produttori che segnalano un risparmio energetico del 15% o più.

Il meccanismo è semplice: un attrito inferiore significa meno resistenza, meno calore e meno potenza necessaria per tirare il filo attraverso lo stampo. Le tradizionali matrici in carburo di tungsteno generano un attrito significativo durante la trafilatura ad alta velocità. Le varianti con nanorivestimento, al contrario, offrono una finitura superficiale ultra liscia che riduce il consumo di lubrificante e riduce l'assorbimento complessivo di energia.

Le filiere per trafilatura del filo zincato devono affrontare un'ulteriore sfida. Il rivestimento di zinco sul filo zincato interagisce con la superficie della filiera e i livelli di attrito variano in base allo spessore del rivestimento e alla resistenza del filo. La ricerca sulla trafilatura in più fasi del filo zincato ha dimostrato che l’ottimizzazione delle condizioni di lubrificazione riduce significativamente l’attrito all’interfaccia filo-filiera, un principio secondo cui i nanorivestimenti si applicano a livello superficiale.

Le filiere per trafilatura in acciaio inossidabile presentano un'equazione più complessa. Il filo inossidabile si indurisce rapidamente e richiede forze di trafilatura più elevate. La sfida con i rivestimenti in nanodiamante è mantenere l'adesione ad alta pressione e ripetuti cicli termici. Tuttavia, le recenti innovazioni nei rivestimenti multistrato di nanodiamanti hanno esteso questi stampi ad applicazioni ad alto contenuto di carbonio e acciaio inossidabile, applicazioni precedentemente considerate poco pratiche.

Per gli operatori di cartiera che gestiscono linee zincate o inossidabili, il calcolo è chiaro. I nano stampi riducono l'attrito e richiedono meno lubrificante, riducendo i costi energetici e prolungando la durata dello stampo. Il costo di capitale è più elevato, ma il recupero dell’investimento derivante dal minor consumo di energia e dalla maggiore durata dell’utensile raramente richiede molto tempo.