Le molle sono organi meccanici che attraverso forze esterne subiscono notevoli deformazioni con accumulo di energia; al cessare delle sollecitazioni questa energia viene in buona parte rilasciata. Questa particolarità consente di impiegarle in svariati utilizzi che principalmente sono:

1. eliminare o ridurre gli effetti di urti, scosse, vibrazioni etc, quindi lavorano come ammortizzatori o deceleratori
2. garantire il contatto tra due o più parti di un meccanismo, quindi lavorano come pressori
3. aumentare, anche in modo rilevante gli spostamenti di organi meccanici, quindi lavorano come acceleratori

Nel 1676 il fisico inglese Robert Hooke scoprì una relazione funzionale adatta a schematizzare l’azione della molla, ovvero che la forza esercitata è proporzionale alla sua estensione: "Ut tensio, sic vis" che significa "come l'estensione, così la forza". Questa relazione va sotto il nome di Legge di Hooke, ovvero

F=R*f (vedi Fig. 1)

F: Forza [N]
R: costante di rigidità della molla [N/m]
f: Freccia della compressione dalla lunghezza libera della molla.

La legge di Hooke vale entro il limite di deformazione elastica, definito come il limite di forza massima applicata entro il quale il corpo elastico, rilasciato, ritorna alle sue dimensioni precedenti all'applicazione della forza; oltre questo limite i legami atomici si rompono, e la molla si deforma permanentemente. In diversi materiali questo limite non è definito con precisione e si hanno fenomeni di deformazione con l'uso ripetuto (invecchiamento): in questi casi la legge di Hooke non è rispettata.

Sono considerate soggette a regime statico di tensione le molle operanti con carico costante e sottoposte a variazione occasionale di carico così diluito nel tempo da totalizzare meno di 10.000 alternanze nel corso dell’intera vita della molla. Per molle soggette a regime statico di tensione, il cedimento o la rottura possono verificarsi esclusivamente in conseguenza del raggiungimento del limite elastico del materiale.

Sono considerate soggette a regime dinamico di tensione:

• le molle operanti con carico variabile periodicamente tra due valori fissi;
• sottoposte a carico variabile in modo saltuario periodicamente tra due valori fissi;
• sottoposte a carico variabile in modo saltuario con frequenza tale da totalizzare almeno 10000 alternanze nel corso dell’intera vita della molla.

La rottura delle molle operanti in regime dinamico di tensione, avviene per fatica dopo un numero di alternanze dipendenti, oltre che dalla tensione massima di esercizio, anche dalla estensione del campo di tensione nel quale opera la molla.

Per le molle, sulla base delle esperienze fatte, si considerano tre tipi di servizio: leggero, medio e pesante.

• Servizio leggero: Molle sottoposte a solo carico statico o aventi piccole deflessioni insieme a basse sollecitazioni.
• Servizio medio: Include la maggioranza delle molle per uso generico ad esempio nei motori, freni, commutatori, macchine e prodotti meccanici e per deflessioni di frequenze normali e medio uso dei carichi.
• Servizio pesante: Molle soggette a deflessioni rapide, per lunghi periodi di tempo, ad esempio nelle valvole per motori d’auto e aerei, martelli pneumatici freni idraulici.

Il corretto dimensionamento, quindi una riduzione fino al 35% dei valori a regime statico, può consentire uno impiego sicuro fino ad un milon edi deflessioni.

E' difficile stabilire i limiti minimi e massimi di temperatura per i materiali impiegati per le molle. Infatti i valori di resistenza possono variare notevolmente da una molla all'altra. Esiste comunque una temperatura, o una stretta gamma di temperature, al di sopra e al di sotto della quale le proprietà subiscono un rapido peggioramento. Bisogna comunque ricordare che il modulo di elasticità varia col variare della temperatura. Le molle possono quindi resistere in funzione del materiale con cui sono fabbricate e cioè:

• Acciaio C: Da -30°C a +120°C
• Acciaio Inox: Da -200°C a +250°C

Per condizioni di esercizio a temperature elevate e' necessario utilizzare materiali speciali quali acciai legati al Cr-Si fino a circa 250°C, oppure leghe speciali tipo Inconel per temperature oltre i 500°C. Per sollecitazioni di tipo dinamico, la resistenza a fatica di una molla dipende da molteplici fattori quali temperatura, ambiente (corrosivo/non corrosivo), ampiezza delle sollecitazioni.

Æd = diametro del filo della molla [mm]
ÆD = diametro medio della molla [mm]
 F = forza massima
 b = lunghezza a blocco, ovvero la lunghezza della molla quando è tutta compressa[mm]
 f = freccia della molla con forza massima F.
 P = passo, distanza media tra due spire successive di una molla.
 L = lunghezza libera, la lunghezza libera è misurata nello stato non compresso della molla L=b+f.
 n = numero totale di spire. Per calcolare il numero di spire attive, basta sottrarre le due spire delle estremità.
 R = costante di rigidità [N/m]

La forza F1 quando la molla è compressa ad una lunghezza L1 può essere calcolata a partire dalla seguente equazione: F1= R * (L-L1)

Si intendono acciai per molle, tutti i particolari in acciaio trafilato o laminato soggetti a sollecitazioni elastiche di vario tipo, quale compressione, torsione, trazione, ecc…, che possono essere a loro volta, statiche o a fatica. La principale caratteristica cui gli acciai per molle devono dunque rispondere è garantire un’elevata elasticità a sua volta data dalla massiccia presenza di silicio (da 0.15% a 2.0%) nella sua composizione chimica.

E’ però meglio dividere i tipi di acciai in due categorie diverse: Acciai non legati: C60, C72, C85, C98, (resistenza da 1100 a 2900 N/mm2) per utilizzi a temperatura ambiente. Acciai legati: CrSi, CrV, per utilizzi a temperature elevate o sottoposte a stress. Questi acciai sono anche chiamati acciai al carbonio per la forte presenza di carbonio che varia da 0.50% a 0.98%.

Generalmente questi acciai vengono lavorati a freddo per poi subire un trattamento termico al fine di eliminare tutti gli stress e le tensione che si accumulano in fase di lavorazione; in seguito a questo passaggio, le caratteristiche meccaniche dell’acciaio rimangono invariate e costanti nel tempo garantendo reazioni durature nei limiti accettabili per i materiali e le condizioni di lavoro richieste. Le principali norme di riferimento sono UNI 3823 EN 10270-1/2 DIN 17223.

Gli acciai per molle hanno come proprietà caratteristica quella di possedere un elevato limite di elasticità che può ottenersi in due modi:

• con incrudimento per deformazione plastica a freddo mediante trafilatura o laminazione, praticata su acciai al carbonio o debolmente legati 
• con trattamento termico di tempra e rinvenimento alla temperatura di 400-450° eseguito su acciai a medio tenore di carbonio, legati al Silicio o al Cromo e Vanadio.

Entrambe le soluzione consentono di ottenere carichi di snervamento molto elevati. Le tabelle di unificazione per questi acciai sono la UNI 7064 e la UNI 3545.

Frequenza propria “f_n“ La frequenza propria o naturale in un sistema semplice massa-molla è data da:

dove M è la massa del peso attaccato alla molla.

Tecnidea Cidue all’interno dei suoi prodotti utilizza diversi materiali e trattamenti superficiali per la realizzazione dei suoi articoli:

• Acciaio: nei pezzi realizzati mediante tornitura sono generalmente utilizzati acciai addizionati al piombo come il 11SMnPb37 (AVP). I pezzi realizzati per taglio laser, fresatura o piegatura o saldatura sono realizzati in Fe 360. La bulloneria utilizzata è in classe 8.8.
• Ottone: i pezzi di scorrimento vengono realizzati per tornitura in Ottone Ot 58
• Lega di Alluminio: nei pezzi realizzati in pressofusione è utilizzata la lega 46100, nei pezzi realizzati in fusione in conchiglia è utilizzata la lega EN AB 44100, mentre nei profilati realizzati da estrusione è utilizzata la lega T6060.
• Polietilene: nei pezzi realizzati per lo scorrimento delle catene (pattini e rotelle) è utilizzato il polietilene PE 1000 generalmente colore verde, con peso molecolare 1.000.000
• Poliammide: nei rulli per cinghie è utilizzato il poliammide PA 6 + So.Mo.

I trattamenti superficiali sono:

• Sabbiatura: i pezzi in alluminio o in acciaio inox (piastre di connessione e forcelle della serie di prodotti “BLU”) sono sabbiati per migliorare l’effetto estetico e le caratteristiche di anticorrosione.
• Zincatura elettrolitica: i pezzi trattati sono realizzati con almeno zincatura elettrolitica Fe/Zn 5 c1A.
• Verniciatura a forno: i pezzi verniciati sono realizzati con verniciatura ricotta a forno a 200°C o con verniciatura spray. Su richiesta si possono realizzare articoli o componenti con trattamenti superficiali diversi da quelli standard come la nichelatura o la zincatura a caldo.