materiali

Le prime iscrizioni di cui si ha notizia risalgono a 4.000 anni prima di Cristo e sono quelle su pietra, su tavolette di argilla e legno. Da allora il supporto di scrittura ha subito la seguente evoluzione:  Il papiro in Egitto, sin dal 3000 a.C, fu il supporto scrittorio più comune.

Le caratteristiche chimico-fisiche sono legate alla struttura interna dei materiali, indipendentemente dalla loro forma e dimensione. Le più importanti sono:

Malgrado negli ultimi decenni nella crescita nell’utilizzo di altri materiali come le plastiche, metalli ecc..., il legno continua ad essere un materiale molto utilizzato grazie alle sue eccellenti caratteristiche e proprietà. Vediamo le principali caratteristiche e propietà del legno.

Quando vogliamo costruire un oggetto, occorre farlo con i materiali adatti: è necessario, quindi, conoscerne le proprietà, per poterne fare un uso adeguato durante la lavorazione. Le caratteristiche e le proprietà dei materiali sono molte e diverse, in relazione alla loro costituzione chimico-fisica, alle capacità di resistenza meccanica e al comportamento durante la lavorazione con utensìli e macchine.

Il cuoio è un prodotto igienico e molto pratico: resiste all’usura, è impermeabile all’acqua ma, allo stesso tempo, lascia traspirare aria e sudore.

La carta ha una struttura porosa, costituita essenzialmente da particelle fibrose di natura vegetale. Le fibre sono intrecciate fra loro e tenute insieme da legami chimici fino a costituire uno strato compatto. Nella tabella sottostante sono evidenziate le principali caratteristiche e proprietà della carta.

Dal punto di vista chimico, le materie plastiche sono polimeri, cioè sostanze organiche costituite da molecole di grande dimensione (macromolecolari). Esiste una gran quantità di polimeri, ciascuno con caratteristiche e proprietà più o meno simili. Le caratteristiche di base e le principali proprietà sono riassunte nella tabella seguente.

Numerose sono le varietà di fibre tessili, per cui esistono tra esse notevoli differenze di caratteristiche e proprietà. In generale, possiamo affermare che tutte le fibre possiedono buone proprietà meccaniche e tecnologiche, come evidenziato dallo schema riportato sotto.

I materiali sono molto diversi tra loro: ciascuno presenta caratteristiche proprie e offre spunti didattici per attività diverse. Per le nostre esigenze di studio e per acquisire un metodo di lavoro efficace, possiamo inizialmente considerarli solo da un punto di vista generale e soffermarci in prevalenza sugli aspetti tecnologici. Risulta quindi opportuno approfondire i seguenti aspetti:

Ma qual è il ciclo di vita di un prodotto? Qual è il percorso dall’ideazione, alla fabbricazione, al consumo e al suo abbandono come rifiuto? Osserva la mappa sottostante, che visualizza in modo schematico tale percorso. Ogni prodotto è frutto di un’attenta progettazione, che prevede tempi, costi, materiali e tecnologie per la sua fabbricazione. Il ciclo produttivo prevede la trasformazione di materiali mediante macchine (e quindi ha bisogno di energia) e deve essere supportato da una serie di servizi (approvvigionamento di materie prime, trasporto, magazzinaggio, ecc.) che formano la catena logistica.

Si definisce “materia prima” il materiale come si trova in natura. La maggior parte dei materiali, come li intendiamo normalmente, subiscono processi di trasformazione, più o meno radicale. Esiste una grande varietà di materiali. Basta osservare alcuni degli oggetti che ci stanno attorno per averne la conferma. Se vogliamo classifi carli in relazione alla loro origine, potremmo raggruppare la maggior parte dei materiali in quattro famiglie:

I prodotti cartari si possono suddividere in categorie (da stampa, da scrivere e per ufficio, da imballaggio, cartoni e cartoncini, igienico/sanitari, per uso industriale e varie. Tra i numerosi tipi di carta classificati nella tabella sopra, alcuni ti suoneranno familiari, altri invece hanno bisogno di qualche spiegazione.

Esistono vari sistemi di classificazione delle essenze legnose in relazione alla provenienza dell’albero, alle sue caratteristiche e ai possibili usi. In base alla provenienza, i legni si distinguono in nostrani (europei e nordamericani) ed esotici (asiatici, africani e sudamericani); per le caratteristiche.

Il modo più ovvio di classificare le fibre tessili è di suddividerle in base alla loro origine: avremo così fibre naturali (animali, vegetali, minerali) e tecnofibre (artificiali e sintetiche). Nello schema sono riportati i principali tipi di fibre, suddivisi per provenienza: alcuni nomi sono ormai familiari, altri del tutto nuovi, anche se molto usati nei capi d’abbigliamento.

Ricordiamo che l’argilla andrebbe cotta a temperature molto alte (circa 800°-900°) per una resa ottimale. Nel caso avessimo disponibili queste temperature nel nostro forno, si sconsiglia comunque di utilizzarne uno che andremo ad usare anche per cucinare, in quanto potrebbero rimanere residui di cottura.

La tecnologia produttiva del vetro piano ha subito, a metà del Novecento, una decisiva innovazione con l’introduzione del processo float, che ha sostituito i precedenti sistemi di tiratura. Un tempo la pasta vetrosa veniva fatta passare attraverso una serie di rulli metallici, che la obbligavano a compiere un percorso prima verticale e poi orizzontale. Il procedimento float avviene invece nel modo seguente:

Gli impasti - è la prima operazione da compiere. La foggiatura - Consiste nella modellazione. L’essiccamento - Gli oggetti devono asciugare lentamente. La cottura - A essiccamento effettuato. L’eventuale decorazione - Dopo la realizzazione di una piastrella o di un oggetto.

L’uso di pelli di animali per coprirsi, per proteggere le estremità, per fabbricare tende e imbarcazioni risale alla più remota antichità. A quel tempo le pelli degli animali da preda, per poter essere utilizzate, venivano essiccate al sole e trattate successivamente con grasso animale...

La struttura di un robot è assimilabile a uno scheletro, cioè l’insieme dei pezzi che, opportunamente montati, reggono poi i motori e gli elementi speciali per la trasmissione e la trasformazione del movimento (cinghie, ingranaggi, ecc.) e per la raccolta di informazioni (sensori). La struttura deve essere resistente e indeformabile, per reggere i carichi e proteggere gli organi che contiene. Grande importanza, oltre al motore, hanno gli elementi di rilevamento, controllo e azione, collegati tra loro da sistemi di trasmissione meccanica.

Il cuoio è il materiale ricavato dalla pelle degli animali, in seguito ad un processo chiamato “concia”, la rende inalterabile e non soggetta a putrefazione. La principale caratteristica è quella di proteggere, consentendo la traspirazione (passaggio di vapore acqueo), a differenza di altri materiali (materiali plastici o sintetici).