Comprendere le barre: una guida completa sul materiale delle barre, sulla forgiatura e sulla finitura superficiale

Magazzino da barra è tra gli elementi più essenziali nella produzione e nell'ingegneria poiché fabbrica diverse parti e prodotti. I professionisti di questi settori devono conoscere le proprietà, gli usi e i metodi di lavorazione delle barre. Questo manuale completo esplora i vari materiali impiegati nella realizzazione di barre per greggio, le tecniche di forgiatura utilizzate per dare forma a tali risorse, rendendole utilizzabili, e le finiture superficiali applicate su di esse per migliorarne le prestazioni e la bellezza. Tali riflessioni consentiranno ai lettori di comprendere meglio gli aspetti tecnici legati alle applicazioni industriali delle barre per azioni.

Cos'è il Bar Stock?

Definizione e tipologie di barre grezze

Il materiale in barra, noto anche come billetta o barra, è un tipico tipo di metallo puro utilizzato per la produzione e l'ingegneria. Questo materiale viene lavorato in forme lunghe come barre tonde, quadrate, esagonali o piatte. I principali tipi di barre includono:

• Barra rotonda: Di forma cilindrica e utilizzato in applicazioni che richiedono dimensioni e finiture superficiali esatte.
• Barra quadrata: Le barre sono caratterizzate da sezioni trasversali quadrate utili per scopi costruttivi e strutturali.
• Barra esagonale: Poiché ha sei lati, trova applicazione negli elementi di fissaggio e nelle strutture di supporto.
• Barra piatta: Possiede la forma di un rettangolo e viene quindi utilizzato nell'edilizia, nell'incorniciatura e nei lavori ornamentali.

Caratteristiche dei materiali delle barre

La composizione e le proprietà richieste sono i due fattori che determinano le caratteristiche dei materiali delle barre utilizzati per applicazioni specifiche. Ecco alcuni dei più importanti:

• Forza: Chiamata anche resistenza alla trazione, è la capacità di un materiale della barra di resistere alla rottura sotto elevata forza o pressione. Dove necessario è possibile utilizzare molti materiali ad alta resistenza come l'acciaio inossidabile e il titanio.
• Durezza: Si riferisce alla resistenza della superficie di un oggetto quando viene premuta o graffiata. Materiali come l'acciaio per utensili e l'acciaio al carbonio temprato hanno livelli di durezza molto elevati.
• Duttilità: È una misura di quanta tensione può sopportare qualcosa prima che si rompa. La duttilità consente ai metalli come il filo di alluminio o di rame di essere facilmente allungati in fili sottili senza spezzarsi.
• Lavorabilità: Questo termine indica quanto sia facile per macchine come torni, frese ecc., lavorare su diversi tipi di metalli durante i processi produttivi. Alcuni esempi includono gli acciai a lavorazione automatica noti per tagliare bene, mentre alcune leghe a base di alluminio ottengono punteggi elevati perché possono essere modellate rapidamente dagli utensili da taglio senza usurarle troppo velocemente.
• Resistenza alla corrosione: Capacità di un materiale di non deteriorarsi se esposto a sostanze corrosive come acidi, sali, ecc., nel tempo. L'acciaio inossidabile rimane inalterato anche dopo molti anni a contatto con l'acqua di mare, mentre l'alluminio non arrugginisce facilmente grazie anche al suo rivestimento di ossido naturale che si forma con l'esposizione all'ossigeno atmosferico.
• Conduttività termica: La quantità di calore che può passare attraverso un oggetto in un dato periodo (solitamente secondi). Ad esempio, il rame ha eccellenti proprietà di conduttività termica, il che significa che consentirà all'elettricità di passare rapidamente da un punto all'altro senza creare troppa resistenza lungo il percorso, diventando così un buon materiale per lo scambiatore di calore.

Comprendere queste proprietà aiuta le persone a sapere che tipo di barre dovrebbero acquistare per le loro varie esigenze industriali in modo che durino a lungo e funzionino in modo efficace.

Applicazioni: Dove vengono utilizzate le barre?

Il grezzo da barra, chiamato anche grezzo o semplicemente “barre”, è ampiamente utilizzato in molti campi grazie alla sua versatilità e alle qualità desiderabili di cui abbiamo parlato prima. Nel settore manifatturiero, le barre sono necessarie per realizzare componenti di macchinari, nonché parti automobilistiche e aerospaziali, dove la precisione e le prestazioni contano di più. Anche l’edilizia li utilizza – soprattutto in applicazioni strutturali come travi e supporti – perché gli edifici devono essere sufficientemente robusti non solo per la sicurezza delle persone ma anche per il funzionamento di macchinari pesanti durante i progetti di sviluppo delle infrastrutture. Inoltre, le barre si trovano ad essere ampiamente utilizzate nelle industrie di produzione di utensili, dove utensili e matrici hanno livelli elevati di resistenza abbinati a durezza, richiedendo quindi durata e precisione durante il lavoro. Ciò, quindi, rende le barre un materiale indispensabile ogni volta che sono necessari pezzi resistenti e affidabili in qualsiasi settore.

Come vengono prodotte le barre?

Processi di produzione coinvolti

Ci sono molti passaggi precisi nella produzione delle barre, come la creazione del materiale delle barre.

1. casting: Il primo passo è fondere le materie prime e versarle negli stampi, dove si solidificano in lingotti o billette.
2. Laminazione a caldo: In questa fase, le billette colate vengono riscaldate al di sopra della temperatura di ricristallizzazione e poi fatte passare attraverso rulli che conferiscono loro la forma della sezione trasversale desiderata.
3. Trafilatura a freddo: Per ottenere una migliore finitura superficiale e precisione dimensionale, le barre laminate a caldo vengono fatte passare attraverso stampi a temperatura ambiente sotto alta pressione, che le spinge verso diametri più piccoli.
4. Trattamento termico: Le barre possono essere sottoposte a diversi tipi di trattamento termico, come ricottura o tempra, in modo da alterarne le proprietà meccaniche come richiesto dalle specifiche applicazioni.
5. Finitura superficiale: Infine, la superficie esterna di una barra può essere levigata, lucidata o rivestita non solo per ragioni estetiche ma anche per migliorarne la resistenza alla corrosione e all'usura.

Leghe e materiali comuni

Le barre possono essere acquistate in una varietà di leghe e materiali, ciascuno dei quali soddisfa diverse applicazioni ed esigenze prestazionali. Alcuni dei più comuni sono:

1. Acciaio al carbonio: Le barre in acciaio al carbonio sono note per la loro elevata resistenza alla trazione e durata, motivo per cui vengono spesso utilizzate nei settori dell'edilizia o della produzione.
2. Acciaio inossidabile: Grazie all'eccellente resistenza e robustezza alla corrosione, l'acciaio inossidabile funziona alla grande laddove l'igiene o l'estetica contano di più, come gli impianti di lavorazione alimentare o i settori medici.
3. Alluminio: Le barre di alluminio sono leggere ma altamente resistenti alla corrosione, quindi trovano ampie aree di applicazione come l'industria aerospaziale, il settore automobilistico, l'elettronica di consumo, ecc.
4. Ottone: Essendo una lega composta da rame e zinco; l'ottone offre una buona lavorabilità insieme a una moderata resistenza alla corrosione che lo rende adatto, tra gli altri, per raccordi idraulici, oggetti decorativi e componenti elettrici.
5. Titanio: Le barre di titanio hanno un rapporto resistenza/peso molto elevato oltre a non essere reattive agli agenti atmosferici e sono quindi ampiamente utilizzate nelle unità di produzione aerospaziale, negli impianti medici, ecc.
6. Acciaio per utensili: Gli acciai per utensili sono principalmente caratterizzati dal loro livello di durezza abbinato a proprietà di resistenza all'usura, quindi componenti necessari nella realizzazione di utensili da taglio, matrici, stampi, ecc.

La selezione di questi materiali si basa su caratteristiche meccaniche, rapporto costo-efficacia e idoneità allo scopo in modo che possano funzionare meglio e durare più a lungo durante l'uso.

Controllo qualità e finitura superficiale

Il controllo di qualità durante la produzione di barre è una fase necessaria nel processo di produzione che garantisce che il materiale soddisfi gli standard di settore richiesti e le specifiche del cliente. Il controllo di qualità comprende l'accuratezza dimensionale, la coerenza nella composizione del materiale e le proprietà fisiche della barra. Test ad ultrasuoni, fluorescenza a raggi X e valutazioni della resistenza alla trazione sono alcuni dei metodi avanzati utilizzati rispettivamente per verificare il rilevamento di difetti interni o superficiali e la verifica dell'omogeneità.

La finitura superficiale è un altro aspetto significativo, soprattutto laddove l'aspetto o le proprietà superficiali contano di più, ad esempio quando si producono barre tonde di acciaio. Le finiture tipiche applicate alle barre includono finitura lucida, finitura rettificata e finitura lucida, ciascuna con diversi livelli di levigatezza e appeal visivo. La lucidatura di solito comporta la rimozione delle imperfezioni della superficie per ottenere un aspetto a specchio, mentre la messa a terra fornisce una planarità e un parallelismo migliori rispetto a qualsiasi altro metodo. La finitura lucida conferisce un aspetto opaco pulito comunemente ottenuto tramite trafilatura a freddo, tra le altre operazioni di finitura.

In conclusione, severi controlli di qualità insieme ad adeguate tecniche di trattamento superficiale non solo garantiscono la conformità agli standard di settore ma soddisfano anche le esigenze specifiche richieste dai vari settori per questi materiali.

Quali sono le dimensioni standard per le barre?

Forme e dimensioni delle barre

Per soddisfare le diverse esigenze dei vari settori, esistono numerose forme e dimensioni standard per le barre. Questi includono barre tonde, barre quadrate, barre esagonali e barre rettangolari. Il diametro delle barre tonde di solito è compreso tra 1/8 di pollice e 24 pollici. Le barre quadrate possono essere trovate in dimensioni che vanno da 1/4 di pollice a 6 pollici per lato, mentre quelle esagonali vanno da 1/4 di pollice a 4 pollici attraverso i piani. I pezzi rettangolari o piatti variano notevolmente in larghezza e spessore, a partire da circa un ottavo di pollice fino a diversi piedi di larghezza sulla faccia a seconda di ciò che è richiesto dalle esigenze del cliente, il che li rende molto versatili per l'uso con molti diversi processi di produzione che coinvolgono macchine come torni, ecc., dove potrebbero aver bisogno di grandi quantità di pezzi rapidamente tagliati.

Livelli di tolleranza e specifiche

Per garantire le dimensioni esatte e la solidità strutturale dell'articolo finale, gli standard e le specifiche del settore hanno stabilito livelli di tolleranza delle barre. Questi riguardano principalmente gli standard ASTM (American Society for Testing and Materials), che stabiliscono variazioni accettabili in termini di dimensioni, forma e finitura superficiale. Generalmente, le tolleranze sono divise in classi indicate con h9, h11 o H13 quando si tratta di misurazioni metriche, dove ciascuna classe rappresenta diversi livelli di precisione che possono essere raggiunti entro limiti consentiti per la deviazione dal valore nominale o dalle dimensioni. Utilizzate principalmente nei settori aerospaziale, automobilistico e medico, tra le altre aree che richiedono estrema precisione, queste rigide tolleranze consentono il raggiungimento di questo obiettivo. È importante che i produttori seguano queste linee guida perché li aiutano a ottenere una qualità uniforme in tutti i loro prodotti, garantendo al tempo stesso che funzionino sempre come previsto.

Come selezionare la barra giusta?

Fattori da considerare nella selezione

1. Material Type:,en Selezionare il tipo di materiale in base alle proprietà meccaniche specifiche richieste come resistenza alla trazione, duttilità e durezza. Anche il materiale può influire sull'efficienza della lavorazione.
2. Dimensione e forma: Determinare le dimensioni standard che soddisfano i requisiti dell'applicazione, garantendo uno spreco di materiale minimo.
3. Livelli di tolleranza: Fare riferimento all'ASTM o ad altri standard industriali per scegliere i livelli di tolleranza in base alla precisione con cui ne hai bisogno per il tuo scopo.
4. Finitura superficiale: Determinare quale livello di levigatezza è necessario per l'aspetto estetico o i requisiti operativi.
5. Efficienza dei costi: Valutare il costo dei materiali rispetto ai vantaggi quali la longevità/durabilità e la facilità di lavorazione/lavorazione con essi.

Requisiti e standard di settore

È necessario seguire i requisiti e le norme specifiche del settore nella scelta della tipologia di barra adeguata. Esistono diversi standard chiave:

1. ASTM (Società americana per i test e i materiali): Fornisce istruzioni complete su dimensioni, tipi di materiali, tolleranze, finitura superficiale, ecc., che devono essere utilizzate in modo coerente in diverse applicazioni in modo da poter mantenere la qualità.
2. ISO (Organizzazione internazionale per la standardizzazione): Ciò offre parametri di riferimento accettati a livello mondiale che definiscono l'accuratezza o la precisione dimensionale; specificano inoltre la qualità della superficie e le proprietà dei materiali, consentendo così a persone provenienti da varie parti del mondo di commerciare insieme senza problemi.
3. SAE (Società degli ingegneri automobilistici): Si tratta di standard ingegneristici molto importanti nel settore automobilistico, dove i materiali devono soddisfare determinati requisiti rigorosi.
4. FDA (Food and Drug Administration): Per i dispositivi medici questo organismo può indicare cosa dovrebbe essere utilizzato considerando fattori come la biocompatibilità o la sicurezza quando entrano in contatto diretto con l'uomo.

I produttori devono attenersi a queste linee guida perché un guasto potrebbe comportare prestazioni scadenti o non conformità. In questo modo un prodotto non solo sarà sicuro ma anche affidabile perché avrà tutte le qualità necessarie richieste dal proprio settore.

Prodotti in metallo personalizzati per vari settori

Gli articoli metallici personalizzati vengono utilizzati in molti luoghi diversi e sono progettati specificamente per soddisfare le esigenze di settori particolari, come la produzione di barre metalliche con specifiche diverse. Di seguito sono riportati alcuni degli usi principali:

1. Aerospaziale: L'industria aerospaziale fa molto affidamento su metalli personalizzati che forniscono leggerezza insieme alla resistenza necessaria per costruire strutture o motori, tra le altre cose. Oltre a ciò li utilizzano perché aiutano a raggiungere livelli più elevati di precisione e allo stesso tempo a migliorare le prestazioni attraverso metodi di lavorazione sofisticati e selezione adeguata.
2. Settore automobilistico: Diverse applicazioni nel settore automobilistico richiedono parti realizzate con metalli personalizzati in base alle loro esigenze, come quelle utilizzate nei sistemi di sospensione; strutture corporee; componenti del motore ecc. Le leghe speciali vengono applicate insieme a tecniche di ingegneria di precisione in modo che queste parti possano soddisfare i rigorosi standard automobilistici stabiliti dagli organismi di regolamentazione preoccupati per la sicurezza durante il trasporto.
3. Medico: I produttori di strumenti chirurgici hanno bisogno di materie prime come lamiere di acciaio quando producono dispositivi medici personalizzati come bisturi o pinze, poiché qui la qualità dei prodotti finiti è molto importante. Va notato che oltre alla resistenza alla corrosione è necessario tenere conto anche della biocompatibilità poiché tutte queste caratteristiche determineranno se un prodotto soddisfa i livelli di sicurezza richiesti previsti per le apparecchiature utilizzate negli ospedali e nelle cliniche di tutto il mondo.

I produttori devono utilizzare la tecnologia più recente unita al rispetto delle norme pertinenti se vogliono che i loro articoli fabbricati su misura per vari settori abbiano successo in termini di essere accettabili sia qualitativamente che quantitativamente, garantendo così buone prestazioni e conformità.

Come è possibile lavorare il materiale da barra?

Tecniche di lavorazione CNC

Di seguito sono riportate alcune tecniche per la lavorazione di barre da barra CNC:

1. Turning: Ciò implica che la barra venga filata su un tornio, poiché la sua superficie esterna è realizzata utilizzando utensili da taglio; è ideale per parti cilindriche.
2. Fresatura: Utilizza utensili da taglio rotanti per tagliare il materiale dalla barra, creando forme e caratteristiche complesse.
3. Foratura: Le barre possono avere dei fori praticati con trapani che creano cavità perfettamente dimensionate e posizionate in allineamento con i progetti previsti.
4. Grinding: Le tolleranze di levigatura e chiusura delle mole abrasive aiutano a produrre finiture piacevoli sulle superfici delle barre. In molti casi, per motivi di precisione viene applicata la rettifica senza centri.
5. taglio: Il taglio delle lunghezze delle barre e delle sezioni dei prismi può essere eseguito in vari modi tra cui il taglio laser o il taglio a getto d'acqua.

Metodi di perforazione e fresatura

Il processo di taglio e tranciatura del metallo per modellarlo in parti utili attraverso barre di tornitura e fresatura di vario tipo è fondamentale. Ciò che rende significativa la perforazione è l'uso di uno strumento rotante, denominato punta da trapano, che pratica fori nella barra con estrema precisione. È infatti diventato indispensabile per creare caratteristiche interne utilizzate nelle applicazioni di assemblaggio e strutturali.

La fresatura, invece, comporta la rimozione di materiale dalla superficie di una barra utilizzando utensili da taglio rotanti che assumono geometrie complesse e dettagli intricati. I processi di fresatura possono essere utilizzati per scanalare e modellare curve e filettature; quindi, è una tecnica importante nella produzione di parti personalizzate.

Gli ambienti produttivi moderni richiedono versatilità e precisione, garantite sia dalla foratura che dalla fresatura.

Tecniche di forgiatura ed estrusione

Forgiatura: Questo processo modifica la barra applicandovi forze di compressione, solitamente attraverso uno stampo o un martello. Durante la forgiatura possono essere utilizzate temperature diverse; freddo, caldo e caldo possono essere selezionati a seconda del materiale e delle proprietà desiderate del prodotto finale. Il risultato è un pezzo con proprietà meccaniche migliorate come la resistenza (che è stata aumentata) o la durabilità (che è stata allungata) grazie all'affinamento della struttura del grano attraverso la deformazione.

Estrusione: In questo metodo, vengono prodotti lunghi tratti di sezioni costanti forzando la barra attraverso uno stampo della forma desiderata. Può essere eseguito sia ad alta che a bassa temperatura. L'estrusione a caldo consiste nel riscaldare il pezzo in modo che diventi sufficientemente morbido facilitandone la deformazione, d'altra parte l'estrusione a freddo avviene quando i materiali vengono lavorati in prossimità di condizioni ambientali, ottenendo così una migliore precisione dimensionale e qualità di finitura superficiale. Questa tecnica è molto efficace per creare sezioni trasversali complicate ed è ampiamente utilizzata nelle industrie di lavorazione dei metalli e nei processi di produzione della plastica in cui è necessario produrre diversi componenti.

Come si inseriscono le barre nella catena di fornitura?

Ruolo delle barre nella produzione

Le barre sono un materiale fondamentale ed essenziale per il processo di produzione, poiché forniscono un substrato chiave da cui è possibile realizzare vari componenti. Ha una serie di ruoli importanti come segue:

1. Disponibilità materiale: Garantisce una qualità costante nella produzione garantendo che materiali uniformi siano prontamente disponibili.
2. Personalizzazione: È possibile creare parti standard o personalizzate tramite metodi quali taglio, lavorazione meccanica, forgiatura ed estrusione.
3. Produzione di precisione: Proprietà coerenti, comprese le dimensioni, ad esempio la lavorazione CNC, richiedono materiali che supportino tecniche di alta precisione.
4. Efficienza: Ciò porta a meno sprechi ed elimina la necessità di ulteriori lavorazioni, aumentando così l’efficienza della produzione.

Gestione della catena di fornitura per scorte di barre

Numerosi aspetti essenziali sono critici nella gestione efficace della catena di fornitura delle barre per la sua perfetta integrazione nel processo di produzione.

1. Approvvigionamento e Approvvigionamento: Trova e stabilisci collegamenti con fornitori affidabili per barre di alta qualità dotate di caratteristiche e dimensioni stabili. La negoziazione di condizioni favorevoli e la diversificazione delle parti interessate per quanto riguarda le barre materiali possono incidere sui fattori di rischio coinvolti.
2. Gestione delle scorte: Installare sofisticati sistemi di controllo dell'inventario in grado di monitorare i livelli delle scorte, prevedere i cambiamenti nei modelli di domanda ed evitare l'esaurimento o l'eccesso di scorte. Per facilitare questi processi è disponibile lo stoccaggio dei materiali. Ad esempio, Just-In-Time (JIT) può essere utilizzato per migliorare l’efficienza.
3. Logistica e Trasporti: Ottimizzare le operazioni logistiche in modo che la consegna delle barre agli impianti di produzione avvenga nel più breve tempo possibile. Ciò comporta la scelta della modalità di trasporto appropriata e dei percorsi che minimizzerebbero i tempi di consegna insieme ai relativi costi sostenuti dall'organizzazione.
4. Controllo di qualità: Formulare linee guida rigorose per l'ispezione delle barre in entrata rispetto a fogli di controllo o standard predeterminati. In questa fase, dovrebbe essere mantenuta la massima precisione di fabbricazione mentre l'integrità è di fondamentale importanza.
5. Documentazione e conformità: Garantire la documentazione completa riguardante la tracciabilità e la conformità alle politiche normative di settore prevalenti, comprese le certificazioni relative ai materiali utilizzati, rapporti di ispezione e valutazioni basate sugli indicatori di prestazione del fornitore.

Le aziende manifatturiere devono quindi garantire che vi sia un flusso costante di barre di buona qualità che consentano un processo di produzione efficiente attraverso un'attenta gestione di questi componenti.

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Fonti di riferimento

Magazzino da barra

lavorazione a macchina

Acciaio

Domande frequenti (FAQ)

D: Nel settore manifatturiero, cosa è considerato materiale da barra?

R: Diverse forme e dimensioni di metalli possono essere utilizzate in molte applicazioni produttive. È una materia prima primaria in questo settore e vengono utilizzate barre metalliche di varie forme.

D: Quali sono le diverse forme delle barre?

A: Forme rotonde, quadrate, rettangolari, esagonali e altre. Quelli più comuni sono tondi e quadrati, ma possono produrre anche materiali di qualsiasi forma richiesta per particolari esigenze produttive.

D: Quali tipi di materiali vengono generalmente utilizzati per realizzare le barre?

R: Acciaio, alluminio, ottone e rame. Tutti questi metalli hanno proprietà distinte che li rendono adatti a diversi usi nel settore manifatturiero, compresi diversi materiali per barre.

D: Come si crea un materiale da barra?

R: Realizzare una barra comporta la fusione del materiale di base e la sua fusione in billette prima di essere forgiato attraverso vari metodi utilizzando diverse tecnologie fino a quando non assume la forma desiderata. Molti fornitori offrono questo servizio per garantire prodotti di alta qualità con dimensioni precise.

D: Che ruolo gioca la finitura superficiale rispetto alle barre?

R: La finitura superficiale è importante perché influisce sulle prestazioni e sulla funzionalità durante i processi di produzione in cui vengono utilizzati tali materiali. Le macchine moderne raggiungono finiture pregiate adatte a molte applicazioni produttive.

D: In quali modi le barre possono essere utilizzate nei vari settori?

R: Automotive; aerospaziale; costruzione; produzione di macchinari, ecc. Servono a molteplici scopi, come la creazione di parti di macchine o componenti strutturali necessari nelle varie fasi di produzione da parte delle aziende impegnate in questi settori.

D: C'è spazio per la personalizzazione quando si tratta di materiale da barra?

R: Sì, i produttori forniscono opzioni per modificare le dimensioni, la forma o anche la finitura superficiale per soddisfare requisiti specifici destinati a essere soddisfatti nelle loro aree di applicazione all'interno di diversi tipi di industrie che si occupano di attività produttive.

D: Perché le barre grezze sono considerate la scelta del materiale preferito per la produzione?

R: È disponibile una varietà di dimensioni e forme, così come versatilità e capacità di lavorare con molti processi. Il servizio di materiali in barre semplifica inoltre la produzione riducendo i tempi di consegna, rendendo così le operazioni efficienti attraverso la fornitura di materie prime costanti e di alta qualità.

D: Cosa comporta la forgiatura durante il processo di produzione del materiale da barra?

R: La forgiatura è il luogo in cui avviene la modellatura del metallo applicando forze di compressione, spesso eseguite con martelli o presse, il che fa sì che questa procedura migliori la resistenza e l'integrità necessarie per l'uso nelle applicazioni pesanti richieste in questi settori.

D: Quali macchine vengono comunemente utilizzate nel settore quando si lavora su barre?

R: Seghe, torni, fresatrici, ecc., sono alcuni esempi di attrezzature che possono essere utilizzate per tagliare forme e rifinirle di conseguenza, come richiesto dalle specifiche di alcuni prodotti in lavorazione.