Pressofusione di zinco La tecnologia della pressofusione è un metodo molto diffuso nei processi produttivi. Si tratta di utilizzare una macchina di pressofusione a camera calda per iniettare lo zinco fuso nello stampo di pressofusione di zinco. Le caratteristiche meccaniche arricchite della lega, come l'elevata resistenza, la durevolezza, la buona resistenza alla corrosione, la flessibilità e la facilità d'uso, rendono la lega di zinco adatta a diversi usi industriali. Questa guida illustra il processo di pressofusione dello zinco, i materiali utilizzati per il processo e il prodotto, i vantaggi della pressofusione dello zinco, le applicazioni e perfino le caratteristiche del prodotto. produttori di zinco in pressofusione nella fornitura di componenti in lega pressofusa di alta qualità.
Che cos'è la pressofusione di zinco?
Si tratta di un processo di fusione di leghe metalliche in cui le leghe di zama fuse subiscono una pressione in un stampo per pressofusione. Il processo è utilizzato soprattutto per la produzione di forme complesse con buone tolleranze dimensionali. Tra le parti metalliche, la pressofusione di zinco si distingue perché il metallo più utilizzato è lo zinco. Questo metodo di pressofusione ad alta pressione è apprezzato per fornire componenti con la migliore stabilità dimensionale, in condizioni che richiedono una piccola quantità di lavorazione successiva alla colata e un tempo di ciclo più breve. Grazie a queste caratteristiche, è noto come uno dei metodi più economici per la produzione di una quantità maggiore di pezzi in lega di zinco rispetto ad altri metodi di formatura del metallo, come la colata in sabbia o i processi di microfusione.
Pressofusione in lega di zinco
Tuttavia, lo zinco puro non può essere ampiamente utilizzato per la pressofusione perché forma una lega con altri metalli per migliorarne la qualità. Le leghe di zinco, comunemente note come leghe per pressofusione di zinco sono sviluppati in modo da fornire un compromesso tra durezza, tenacità, resistenza alla corrosione e lavorabilità.
Le leghe di zinco più diffuse e utilizzate nella pressofusione sono le seguenti:
Leghe di zama: Le leghe Zamak (Zinco-Alluminio-Magnesio-Rame), in particolare Zamak 3 e Zamak 5, sono classificate tra le leghe di zinco comunemente utilizzate nella pressofusione. Queste leghe di zama vengono scelte per la possibilità di fonderle facilmente, di regolare la loro forza e di resistere alla corrosione.
- Zamak 3: Una lega di zinco ampiamente utilizzata nella pressofusione con caratteristiche meccaniche relativamente buone, elevata resistenza e buona resistività alla corrosione.
- Zamak 5: Una versione più robusta di Toyoguard 5 con una migliore capacità alle alte temperature.
- Leghe ZA: Le leghe ZA (Zinco-Alluminio) hanno un contenuto di alluminio maggiore in percentuale rispetto alle leghe Zamak. Queste leghe offrono una maggiore forza, durezza e resistenza all'usura, dimostrandosi quindi adatte per i pezzi che richiedono queste caratteristiche.
Le tre leghe di zama sopra citate sono utilizzate principalmente per produrre zamak pressofusione prodotti, in particolare la lega Zamak 3.
Proprietà delle leghe di zinco
Leghe di zinco possiedono diverse proprietà desiderabili, tra cui:
- Elevato rapporto resistenza/peso: I componenti pressofusi in zinco sono robusti ma hanno una bassa densità e possono quindi essere utilizzati nelle automobili e nei dispositivi aerobici.
- Resistenza alla corrosione: Questo materiale tende a sviluppare strati di carbonato di zinco in seguito all'esposizione all'aria, per cui presenta un elevato livello di corrosione, soprattutto in ambienti esterni.
- Facilità di lavorazione: Rispetto ad altri materiali di fusione, i pezzi fusi in zinco sono facilmente lavorabili, riducendo così il processo di fusione e i costi.
- Riciclabilità: Possiamo riciclare lo zinco, il che significa che la pressofusione di zinco dovrebbe essere considerata un'industria verde.
Componenti per la pressofusione di zinco
La pressofusione di zinco è utilizzata in molti casi per la produzione di componenti in settori diversi come quello automobilistico, elettronico e così via. L'accuratezza, l'affidabilità e l'adattabilità del processo consentono di applicarlo efficacemente alla produzione di pezzi altamente complessi e dalle forme accuratamente definite.
Componenti diversi realizzati in pressofusione di zinco
- Componenti per autoveicoli: Il settore automobilistico è il principale utilizzatore finale della pressofusione di zinco per la produzione di parti di automobili, quali alloggiamenti della trasmissione, staffe, parti del piantone dello sterzo e ornamenti delicati utilizzati nelle automobili. La resistenza e la densità relativamente bassa delle leghe di zinco le rendono adatte all'impiego nei veicoli, dove vengono utilizzate per ridurre la massa dell'auto e quindi aumentare l'efficienza dei consumi.
- Elettronica: La pressofusione di zinco è evidente nella produzione di involucri per dispositivi elettronici come smartphone, computer portatili e tablet. Ciò è dovuto alla forza e alla precisione offerte dallo zinco pressofuso per proteggere il prodotto senza alterarne l'aspetto.
- Componenti industriali: La pressofusione di zinco viene applicata anche nella produzione di componenti per apparecchiature industriali, ingranaggi, corpi valvola, connettori e alloggiamenti di pompe. L'applicazione di questo processo consente di ottenere pezzi a tolleranza stretta con un'elevata resistenza all'usura.
- Beni di consumo: Oltre all'industria automobilistica ed elettronica, la pressofusione di zinco viene applicata nella produzione di prodotti di consumo comuni come maniglie per porte, rubinetti e serrature.
Panoramica dei produttori di pressofusione di zinco
I produttori coinvolti nella pressofusione di zinco contribuiscono alla produzione di pezzi di alta qualità. I loro compiti riguardano la progettazione e l'ingegnerizzazione, nonché tutte le modalità di fusione e finitura dei componenti.
- Servizi completi: I produttori sono ampiamente coinvolti fin dalla progettazione, dall'ingegnerizzazione, dalla fusione e persino dal processo di finitura per ridurre al minimo le lacune.
- Produzione di alta qualità: Questi creano pezzi di elevata precisione, buona stabilità dimensionale e finitura superficiale liscia.
- Applicazioni industriali: I settori di riferimento includono l'industria automobilistica, l'elettronica, l'hardware e i beni di consumo durevoli.
- Personalizzazione: Sviluppare variazioni nei dettagli specifici per soddisfare le esigenze e i desideri dei potenziali clienti in termini di dimensioni, geometria e prestazioni dei pezzi.
- Tecnologia avanzata: Utilizzare attrezzature e metodi di qualità superiore per ottenere una produttività con costi di produzione ridotti.
Apparecchiature e tecnologie chiave
I produttori di pressofusione di zinco utilizzano macchine specializzate, tra cui:
- Macchine per la pressofusione a camera fredda: Applicato a materiali ad alta fusione, come l'alluminio, si basa sul comportamento del flusso, come detto in precedenza. Il fuso viene trasferito in una camera dove viene iniettato in uno stampo.
- Macchine per la pressofusione a camera calda: Si applica quando si tratta di leghe metalliche la cui temperatura di fusione è inferiore a quella del mezzo di atomizzazione altamente ridondante. Dalla camera, viene riempito direttamente nella matrice.
- Robotica e automazione: Per ridurre i costi di produzione e aumentare l'accuratezza, i produttori applicano attrezzature robotizzate e automatizzate. In questo modo, è possibile trasferire i pezzi ed eseguire facilmente le operazioni di finitura.
Prodotti di pressofusione di zinco
La pressofusione di zinco ha una versatilità di applicazioni nella produzione di frecce, applicazioni automobilistiche e alloggiamenti elettronici, tra gli altri. Di seguito sono riportati alcuni esempi chiave di prodotti di pressofusione di zinco in diversi settori industriali:
- Accessori per auto - Maniglie, pomelli e staffe per automobili.
- Interno - connettori, terminale e alloggiamento.
- Telecomunicazioni - Copre le custodie di telefoni, tablet e laptop.
- Ferramenta - Maniglie per porte e finestre, pomelli e battenti, set di maniglie e catenacci.
- Componenti industriali - Ci sono pompe, valvole e meccanismi a ingranaggi.
- Finiture interne - Tappeti, porte, pareti, soffitti e visiere.
- Beni accessori - Parti di biciclette, teste di mazze da golf e così via.
- Dispositivi medici - Artigli e maniglie per divaricatori, vassoi e custodie per strumenti.
Considerazioni sulla progettazione della pressofusione di zinco
Quando si passa al processo di pressofusione dello zinco. È importante considerare in dettaglio i requisiti di progettazione. La tabella seguente vi aiuterà a comprenderli meglio;
| Considerazione | Spiegazione |
| Spessore della parete | Lo spessore uniforme (1-4 mm) garantisce un flusso uniforme ed evita difetti come la porosità. |
| Angoli di sformo | In generale, utilizzare un tiraggio di 1-3 gradi per facilitare la rimozione dei pezzi e ridurre la forza di espulsione. |
| Sottotagli | Se possibile, evitare i sottosquadri. Utilizzare anche anime laterali per semplificare la progettazione dello stampo e la rimozione dei pezzi. |
| Raggi e filetti | È possibile utilizzare angoli arrotondati per migliorare il flusso del metallo e ridurre le concentrazioni di sollecitazioni. |
| Tolleranze | Deve avere un design di precisione (±0,1-0,2 mm), poiché la pressofusione offre un'elevata accuratezza. |
| Design del cancello | Assicurarsi che il posizionamento del cancello sia corretto. In questo modo, è possibile garantire un riempimento uniforme e ridurre difetti della pressofusione di zinco. |
| Ventilazione | È dotato di prese d'aria per consentire la fuoriuscita dei gas. Pertanto, può evitare sacche d'aria o riempimenti incompleti. |
| Finitura superficiale | Progettato per le finiture superficiali desiderate, come la placcatura elettronica, la cromatura e la verniciatura. Fornisce superfici estetiche con una post-elaborazione minima. |
| Bozza di fusione | Garantisce una facile espulsione dei pezzi per evitare distorsioni o danni. |
| Caratteristiche di montaggio | Assicuratevi di progettare con punti o fori di montaggio per facilitare l'assemblaggio e l'integrazione. |
Completare il processo di pressofusione dello zinco
La pressofusione di zinco è una tecnica molto efficiente per produrre forme quasi nette e componenti precisi e resistenti forzando lo zinco fuso in uno stampo. Ecco una descrizione semplificata del processo di fusione in lega di zinco:
1. Progettazione e creazione di stampi
Il pezzo viene modellato con un software CAD tenendo conto dello spessore delle pareti interne ed esterne, degli angoli di sformo per facilitare la rimozione dell'attrezzatura di pressofusione, ecc. Viene quindi realizzato un robusto stampo in acciaio in base al contorno del pezzo, con una rete di canali di raffreddamento di primaria importanza per garantire la corretta direzione del processo di raffreddamento e la riduzione del tempo di ciclo. Lo stampo deve anche essere lubrificato per facilitare la rimozione del pezzo durante l'espulsione, come richiesto dal pezzo stesso.
2. Fusione e preparazione dello zinco
Una volta che l'attrezzatura per la pressofusione è completa, si fissa l'attrezzatura nella macchina per la pressofusione e si avvia il processo di colata; la lega di zinco viene versata nel forno e riscaldata a 420-470°C per far sì che la lega di zinco raggiunga lo stato liquido per la colata. Il ferro è quasi fuso e, con l'aiuto dei fondenti, le impurità vengono ridotte al minimo e la temperatura del metallo fuso viene controllata in modo da avere un buon standard. Lo zinco fuso viene mantenuto a una temperatura che gli consente di avere una viscosità corretta quando deve essere iniettato.
3. La pressofusione
Lo zinco fuso viene quindi spinto nello stampo ad una pressione molto elevata (da 10.000 a 20.000 psi) da un pressofusione a caldo macchina. Il metallo occupa tutti i dettagli periferici dello stampo, creando così un pezzo di precisione e privo di zone abrasive. Il processo di iniezione è relativamente breve, di solito dura pochi secondi, ed è essenziale per creare strutture intricate con un basso numero di imperfezioni.
4. Espulsione e rimozione
Quando lo zinco si è raffreddato ed è diventato rigido, lo stampo si divide e un sistema di espulsione espelle la colata. Da questa parte, si fa attenzione a evitare qualsiasi deformazione o danno con l'uso di perni di espulsione o soffi d'aria. A volte si utilizza un braccio robotico per trattare i pezzi più grandi o quelli che non devono essere toccati per la sua efficienza nel rimuovere il pezzo.
5. Operazioni post-casting
Le scorie, ovvero il materiale in eccesso che si trova intorno alla periferia, vengono rimosse con presse di rifilatura o utensili da taglio. Il pezzo può essere lucidato, sabbiato o rivestito per migliorarne l'aspetto, la protezione dalla ruggine e le proprietà di resistenza. Queste operazioni eseguite dopo la colata servono a ottenere le caratteristiche funzionali desiderate del pezzo, oltre che il suo aspetto.
6. Controllo qualità e test
Il pezzo viene quindi sottoposto ad ampi test di garanzia della qualità, a partire dal controllo delle dimensioni per verificare il rispetto di determinati livelli di tolleranza. Si esamina anche la durata del materiale in termini di durezza e resistenza alla trazione, nonché la capacità del pezzo di moderare gli urti. L'esame a raggi X viene utilizzato per esaminare difetti interni come porosità o vuoti senza distruggere il campione.
7. Imballaggio e consegna
Dopo essere stato testato per garantirne la qualità, il pezzo viene adeguatamente imbottito con materiali protettivi per evitare che si rompa durante il trasporto. I pezzi vengono poi spediti ai clienti o a formare una collezione di linee di pezzi per applicazioni di integrazione di sistemi superiori, come automobili, involucri elettronici e industrie.
Proprietà del processo di pressofusione dello zinco
Ecco alcune caratteristiche importanti del processo di pressofusione dello zinco;
1. Alta resistenza e durata
Proprietà meccaniche delle leghe di zinco: Le leghe di zinco presentano un'elevata resistenza alla trazione e agli urti. Per questo motivo, sono ideali nella formulazione di componenti resistenti e di lunga durata.
2. Resistenza alla corrosione
In questo caso, il materiale che utilizzeremo ha un attributo naturale di corrosione, vantaggioso per le parti che entrano in contatto con l'acqua o con altre condizioni difficili, come le leghe di zinco come la zama.
3. Buona colabilità
Le leghe di zinco diventano abbastanza fluide durante la fusione e, di conseguenza, è possibile realizzare disegni intricati con dettagli e superfici lisce, che sono coerenti con la fusione di precisione.
4. Stabilità dimensionale
Le leghe di zinco mantengono la forma e le dimensioni e non richiedono modifiche, come la lavorazione finale dopo la colata, riducendo così il costo complessivo.
5. Basso punto di fusione
Va detto che lo zinco ha un punto di fusione moderato, pari a circa 420°C, che consente di aumentare i tassi di produzione rispetto ad altri metalli.
6. Buona conducibilità termica ed elettrica
Le leghe di zinco possiedono proprietà come la conduttività e sono quindi utilizzate nelle parti elettriche e nelle sezioni esposte al calore.
Selezione del produttore giusto per la pressofusione di zinco
Quando si sceglie un produttore di pressofusione di zinco, è essenziale considerare fattori quali:
- Esperienza: È necessario scegliere produttori specializzati nella fornitura di pezzi pressofusi della migliore qualità.
- Certificazioni: I produttori dovrebbero seguire gli standard industriali come l'ISO 9001, per rendere la qualità costante.
- Controllo qualità: Alcune misure suggerite per testare la qualità dei pezzi prodotti: porosità, dimensioni e difetti superficiali.
Differenza tra la pressofusione di zinco e altri processi
Questa tabella illustra le procedure in termini di processi, materiali, costi, complessità dei pezzi, finitura superficiale e altri aspetti.
| Caratteristica | Pressofusione | Colata in sabbia | Colata a iniezione | Colata di stampi permanenti |
| Processo | In questo caso, il metallo fuso viene iniettato in uno stampo d'acciaio. | Qui il metallo fuso viene iniettato in uno stampo di sabbia. Poi si distrugge lo stampo dopo la colata | In genere si tratta di modelli in cera rivestiti da un guscio di ceramica. | Il metallo fuso viene iniettato in uno stampo metallico riutilizzabile. |
| I materiali | Leghe di zinco, alluminio, magnesio e rame | Ghisa, acciaio, alluminio, bronzo, ottone | Acciaio, alluminio, bronzo, titanio, metalli preziosi | Può includere leghe di alluminio, zinco e rame. |
| Parte Complessa | Ha un'elevata complessità e precisione | Abbastanza adatto per una complessità da semplice a media | Elevata complessità, dettagli intricati | Complessità medio-alta |
| Tasso di produzione | Ha tempi di ciclo elevati (rapidi) | Abbastanza basso o medio (più lento per i pezzi grandi) | Da basso a medio (a causa della preparazione del guscio) | Molto probabilmente medio (più veloce della colata in sabbia ma più lento della pressofusione) |
| Finitura superficiale | Eccellente (liscio, minima post-lavorazione) | Grezzo (richiede lavori di finitura) | Eccellente (finitura superficiale molto fine) | Buono (finitura fine con necessità di piccole rifiniture) |
| Costo per parte | Basso (economico per alti volumi) | Medio (economico per bassi volumi) | Alto (costoso per la produzione di massa) | Medio-alto (economico per volumi medi) |
Vantaggi della pressofusione di zinco
I vantaggi del processo di fusione in zinco sono i seguenti;
- Alta precisione: La pressofusione di zinco crea prodotti di alta precisione con caratteristiche fini, il che rende i materiali adatti a parti con tolleranze strette.
- Economico per volumi elevati: In questo modo, dopo la realizzazione dello stampo, il costo per pezzo è molto basso; di conseguenza, il sistema è efficiente per l'utilizzo in una linea di produzione di grandi dimensioni.
- Durata: Le leghe di zinco, come quelle pressofuse, non si corrodono facilmente o rapidamente, sono robuste e hanno un'eccellente resistenza, il che le rende ideali per le automobili e l'elettronica.
- Superficie liscia Finitura: Tuttavia, il processo di pressofusione consente di ottenere pareti sottili e una finitura superficiale fine, il che significa che è necessaria una minore quantità di finiture.
- Velocità di produzione: Si tratta di un processo rapido, in particolare in una grande produzione, e quindi la produzione può andare di pari passo con un elevato turnaround.
Limiti della pressofusione di zinco:
Di seguito sono riportati alcuni svantaggi/limitazioni della colata in zinco;
- Costi iniziali di attrezzaggio: Uno svantaggio dell'utilizzo di stampi (matrici) è che il costo di creazione degli stampi può essere elevato e quindi non è l'ideale per le piccole serie o per i primi campioni.
- Restrizioni di dimensione: Hanno anche scoperto che la pressofusione di zinco è ideale per la creazione di pezzi di dimensioni medio-piccole, poiché quelli più grandi richiederebbero strumenti più robusti e costosi.
- Limitazioni materiali: Le proprietà meccaniche della lega di zinco sono piuttosto buone, tuttavia la resistenza e le capacità di trattamento termico di una lega di zinco non sono così elevate come quelle di metalli come l'alluminio o l'acciaio.
- Complessità della progettazione: Anche in questo caso, i pezzi con sezioni difficili, che presentano sottosquadri o caratteristiche di progettazione complicate, possono richiedere strumenti aggiuntivi o metodi specifici. Ciò comporta un aumento dei costi generali.
Le sfide associate alla pressofusione di zinco
Sebbene la pressofusione di zinco offra molti vantaggi, il processo presenta alcune sfide che devono essere affrontate:
- Limitazioni materiali: Tuttavia, le leghe di zinco non funzionano adeguatamente in applicazioni che richiedono alte temperature o un'elevata resistenza.
- Difetti: Se non ben controllato, il processo può causare problemi quali porosità, difetti superficiali e imprecisione dimensionale.
- Elevati costi iniziali di attrezzaggio: L'avvio dell'industria della pressofusione di zinco comporta un costoso esborso di capitale per l'acquisto di utensili e stampi.
Impatto ambientale e sostenibilità
Ecco alcuni impatti ambientali e fattori di sostenibilità associati alla pressofusione di zinco;
- Riciclaggio e riutilizzo: Il principale vantaggio dello zinco, come materiale da costruzione, è la sua riciclabilità: può essere utilizzato più volte senza inquinare l'ambiente.
- Pratiche sostenibili: La sostenibilità della pressofusione viene abbracciata implementando metodi che consumano meno energia, riducendo al minimo la produzione di rifiuti e utilizzando materiali ecologici.
- Regolamenti ambientali: L'industria della pressofusione di zinco ha leggi e regolamenti che ne disciplinano le operazioni per ridurre gli effetti sull'ambiente senza compromettere le sue regole ecologiche.
Tendenze future della pressofusione di zinco
Il futuro della pressofusione di zinco è promettente, con diverse tendenze che ne determinano lo sviluppo:
- Progressi tecnologici: Possono utilizzare la stampa 3D per creare stampi in produzione. Oltre a questo, l'implementazione di robot per gestire le parti di produzione e la produzione intelligente.
- Applicazioni emergenti: L'industria automobilistica, come le automobili elettriche e l'energia verde, e i settori sanitari, come MEDICON, la tecnologia medica e la biotecnologia, dovrebbero garantire un mercato costante per la pressofusione di zinco ad alta precisione.
- Iniziative di sostenibilità: Gli obiettivi di sostenibilità vengono raggiunti attraverso la riduzione dei rifiuti e dell'energia e l'utilizzo di elementi di produzione ecocompatibili.
Conclusione
La pressofusione di zinco è un processo ad alta velocità e a basso costo utilizzato soprattutto nell'industria automobilistica e della ferramenta per produrre pezzi resistenti, precisi e di alta qualità. Grazie all'aspetto della resistenza, della corrosione e della riciclabilità, la pressofusione di zinco ha un futuro promettente come importante mezzo di produzione per gli anni a venire. Con la continua integrazione di nuove tecnologie e la crescente attenzione alla sostenibilità, i produttori di pressofusione di zinco svolgeranno un ruolo importante nell'industria, soddisfacendo la domanda globale di prodotti sostenibili e ad alta affidabilità.
FAQ
Che cos'è la pressofusione di zinco?
Un'operazione in cui zinco viene versato in uno stampo ad alta pressione per produrre pezzi precisi e resistenti.
Quali sono i vantaggi?
Precisione superiore a un micrometro, lavorazione ad alta velocità, minimo consumo di materie prime e struttura superficiale fine.
Quali leghe vengono utilizzate?
Alcune delle leghe Zamak più conosciute sono la Zamak 3, la Zamak 5 e la Zamak 7, perché offrono una grande resistenza e una corrosione sottile.
Quali sono le applicazioni più comuni?
Sono utilizzati nelle industrie automobilistiche, elettroniche, di hardware e anche nelle industrie di consumo, come serrature, connettori, ecc.
Quali requisiti di progettazione sono necessari nella pressofusione di zinco?
Spessore della parete costante, angoli di sformo simmetrici, sottosquadri limitati, posizione corretta della porta e ventilazione adeguata dello stampo.