Che cos'è il disegno a filo?
La trafilatura è un processo di lavorazione dei metalli che riduce il diametro di un filo tirandolo attraverso una matrice progettata a tale scopo. Di solito eseguito a temperatura ambiente, la trafilatura è diversa dall'estrusione in quanto il filo viene tirato attraverso la matrice, piuttosto che spinto. Mentre l'applicazione più comunemente nota per il filo trafilato è il cablaggio utilizzato per reti elettriche e di comunicazione, ci sono anche innumerevoli altri usi: graffette, molle, raggi per pneumatici e filo musicale (i fili utilizzati in violini, violoncelli e altri cordati strumenti) sono tutti realizzati con filo trafilato.
Il filo era originariamente realizzato martellando metallo, come oro e argento, in fogli molto sottili e quindi tagliando fette molto sottili dai fogli. Queste sottili fette sarebbero di nuovo martellate nella forma fino a quando non fossero abbastanza fini per essere usate per gioielli o per essere tessute in abiti. Prove archeologiche suggeriscono che intorno al 400 a.C., i metalmeccanici stavano sperimentando la trafilatura del filo metallico, costruendo fili grezzi e trafugandoli manualmente.
Fino alla metà del 19 ° secolo, il processo di trafilatura divenne più sofisticato, poiché gli artigiani svilupparono diverse tecniche, incluso l'uso del motore a vapore per alimentare il processo di trafilatura reale. Hanno imparato a lubrificare il filo che viene tirato, riducendo la quantità di energia necessaria per disegnare il filo e migliorando marginalmente la qualità. Tuttavia, la qualità del filo trafilato è sempre stata limitata dalla qualità del metallo da cui è stato realizzato. I metalli di purezza e malleabilità incoerenti si rompono di routine quando vengono attirati nel filo. Il filo spezzato avrebbe bisogno di essere impiombato, un processo che richiede tempo che ha portato a una perdita di qualità, che era un problema critico per applicazioni come la comunicazione telegrafica. La scarsa qualità del filo trafilato aumentava il tempo necessario per la produzione e rendeva il filo molto costoso.
Non è stato fino all'invenzione del processo Bessemer alla fine del 1850, che ha prodotto metallo costantemente lavorabile, che la trafilatura è stata in grado di produrre fili di qualità costantemente elevata. Il metallo versato dai convertitori in stampi chiamati billette viene raffreddato solo leggermente e quindi inizia il processo di formazione in filo in un laminatoio a caldo, sfruttando il calore residuo del processo Bessemer. In questo processo vengono prodotte grandi bobine di filo spesso, chiamate vergella, che pesano da 150 a 300 libbre (da 68 a 136 chilogrammi).
Una volta che la vergella è stata pulita dalle impurità superficiali, l'estremità è abbastanza rastremata da adattarsi attraverso lo stampo, che a sua volta è rastremato con l'apertura su un lato abbastanza ampia da accogliere la vergella, restringendosi fino al 40 percento sulla sua lunghezza . La punta della vergella affusolata viene afferrata saldamente e tirata attraverso, riducendo il suo diametro. Il filo stretto è solitamente arrotolato attorno a un nucleo, sebbene a volte possa essere passato attraverso un dado più piccolo per continuare il processo di restringimento. Un filo spesso può essere ridotto di diametro fino al 40 percento in un unico passaggio; il filo più sottile può essere ridotto dal 15 al 25 percento.
Per produrre i fili molto sottili utilizzati nei cavi telefonici e nei cavi elettrici a trefoli, il filo viene attirato attraverso stampi successivamente più stretti. Una volta disegnato, il filo viene talvolta sottoposto a un'ulteriore elaborazione, a seconda dell'uso previsto. Ad esempio, un processo chiamato ricottura o riscaldamento del prodotto finito a una certa temperatura per un determinato periodo di tempo viene eseguito se il filo deve essere flessibile ed elastico. Il filo più spesso che verrà tagliato in chiodi non viene ricotto, ma spesso sarà galvanizzato o rivestito di zinco per prevenire la ruggine. Il filo utilizzato nella recinzione, come il filo spinato, viene solitamente sia ricotto che galvanizzato.