Nell'industria automobilistica sono necessari pezzi non pesanti, in grado di resistere a condizioni difficili, molto precisi e comunque accessibili. La pressofusione di zinco garantisce queste caratteristiche. In particolare, la pressofusione di zinco per il settore automobilistico è diventata il processo produttivo preferito per la produzione di pezzi complessi e in grandi volumi, con un'eccellente precisione dimensionale e qualità superficiale. L'utilizzo di questo metodo supporta molte applicazioni nelle maniglie delle porte, nelle parti dello sterzo e nelle custodie elettroniche utilizzate oggi nei veicoli.

La forza della pressofusione di parti automobilistiche risiede nell'uso di leghe Zamak, una famiglia di materiali a base di zinco noti per la loro colabilità, forza e resistenza all'usura e alla corrosione. Ecco perché questi pezzi hanno un aspetto complesso e raggiungono standard qualitativi e automobilistici così elevati. Inoltre, i processi di pressofusione di zinco per l'industria automobilistica consentono una produzione ad alta velocità, con tempi di ciclo spesso inferiori a 30 secondi e durate degli stampi superiori a un milione di cicli. Per questo motivo, i costi sono contenuti e ogni pezzo corrisponde alla qualità prevista, fondamentale per i fornitori del settore automobilistico.

Negli ultimi anni, la spinta verso i veicoli leggeri e i veicoli elettrici ha ulteriormente aumentato la domanda di soluzioni di pressofusione in zama per auto, grazie alla loro capacità di integrare più funzioni in un unico pezzo, rimanendo riciclabili ed efficienti.

Storia della pressofusione di zinco per autoveicoli

La pressofusione di zinco è iniziata più di un secolo fa, all'inizio del XX secolo. All'inizio, le leghe di zinco venivano utilizzate per la stampa e per i beni di consumo, ma negli anni '30 sono state introdotte nelle automobili. Poiché i veicoli si sono trasformati in macchine più dettagliate, necessitavano anche di parti metalliche più leggere e resistenti.

Il campo della fusione è cambiato radicalmente quando sono state introdotte le leghe Zamak, composte da zinco e altri elementi. Il significato di Zamak deriva dalle parole tedesche che indicano zinco, alluminio, magnesio e rame. Queste leghe offrivano caratteristiche di fusione superiori e si sono rapidamente affermate nella pressofusione di zinco per l'industria automobilistica.

Negli anni Cinquanta e Sessanta, molti componenti dei veicoli, dalle maniglie delle porte agli alloggiamenti dei carburatori, venivano prodotti in serie con tecniche automobilistiche di pressofusione di zinco. Grazie a migliori macchine per la pressofusione e a una migliore tecnologia degli stampi, il ruolo dello zinco è diventato ancora più importante.

Che cos'è la pressofusione di zinco?

Nella pressofusione di zinco, la lega di zinco fusa viene pressata attraverso un ugello in uno stampo di colata stretto. Migliaia o talvolta milioni di piccoli pezzi rigorosamente uguali sono resi possibili dall'utilizzo di acciaio per utensili formato in stampi. Per la pressofusione di zama per auto, i vantaggi principali risiedono nel basso punto di fusione della lega (circa 380°C), nell'eccellente fluidità e nell'elevato rapporto resistenza/peso. 
Il più delle volte, il processo vede le persone:

• Le pressioni all'interno dell'iniezione variano da 30 a 150 megapascal (cioè da 300 a 1500 bar).
• L'efficienza è migliorata con tempi di ciclo da 10 a 30 secondi per ogni pezzo lavorato.
• Sono possibili tolleranze con una tolleranza massima di ±0,02 millimetri.
• Alcuni pezzi OAL sono progettati con uno spessore di parete di soli 0,5 mm.

Cosa rende lo zinco importante per i componenti dei veicoli?

L'uso della pressofusione di zinco per i componenti automobilistici deriva dall'equilibrio dei vantaggi meccanici e di costo che lo zinco offre:

• Le leghe di zinco Zamak 3 e Zamak 5 hanno resistenze alla trazione di 280-400 MPa e possono estendersi fino a 10%.
• La resistenza dello zinco fa sì che le biciclette realizzate con questo materiale pesino meno, pur essendo molto più compatte di quelle realizzate in alluminio.
• Lo zinco non arrugginisce facilmente; forma una copertura di ossido che lo protegge naturalmente.
• La cromatura e la verniciatura a polvere per le finiture possono essere utilizzate perché lo zinco le accetta bene.
• Gli utensili per la pressofusione di zinco durano molto più a lungo di quelli per le fusioni in alluminio.

Usate Zamak come obiettivo

Per la maggior parte delle operazioni di pressofusione di zinco nel settore automobilistico, le leghe di zama dominano la selezione dei materiali. Segue un rapido riepilogo dei tipi di poesia più comuni.

Nella pressofusione di zama, lo Zamak 3 è il più utilizzato per il suo equilibrio di prestazioni e colabilità.

Il processo di pressofusione nella progettazione di prodotti automobilistici

Il processo di pressofusione è composto da diverse fasi vitali.

1. Preparazione dello stampo

Gli stampi vengono riscaldati prima dell'iniezione a circa 200°C e poi spruzzati con un lubrificante speciale per facilitare la separazione.

2. Iniezione

La lega di Zn (Zamak fuso) viene spinta in uno stampo a una velocità compresa tra 0,5 e 4 metri al secondo con pressioni di 500-1500 bar.

3. Solidificazione

Lo zinco si solidifica quasi immediatamente nella matrice, quindi la formatura e l'espulsione avvengono generalmente in meno di 5 secondi.

4. In questa fase, parliamo di espulsione e rifilatura.

Poco dopo, il meteorite viene espulso dai perni di espulsione. Qualsiasi informazione aggiuntiva, come il flash, viene rimossa.

5. Post-elaborazione

Utilizzando la lavorazione CNC, la sbavatura a vibrazione o la placcatura, si ottengono le specifiche richieste.

Ogni fase è ottimizzata per garantire la ripetibilità, particolarmente critica nella pressofusione di zinco di componenti automobilistici.

Aspetti importanti e fatti tecnici

Vediamo le specifiche tecniche tipiche della pressofusione di zinco nel settore automobilistico:

L'elevata conducibilità termica dello zinco (circa 120 W/m-K) consente un raffreddamento rapido, permettendo un'elevata produttività, ideale per la produzione di massa nella pressofusione automobilistica.

Usi della pressofusione di zinco per autoveicoli

Grazie alla sua affidabilità, coerenza ed economicità, la pressofusione di zinco è importante nell'industria automobilistica. Il metodo supporta molti aspetti di diversi sistemi di veicoli. Di seguito sono riportate le principali aree in cui la pressofusione di zinco nel settore automobilistico è più comunemente applicata.

1. Componenti automobilistici interni

Lo zinco è presente in molte aree dell'abitacolo che richiedono un design dettagliato e una certa stabilità. Le forme si trovano anche nelle fibbie delle cinture di sicurezza, nei comandi del cruscotto, nella leva di ventilazione e nell'alloggiamento dell'accensione. L'eccezionale finitura e precisione ottenuta con la pressofusione di zinco per autoveicoli contribuisce a soddisfare gli standard visivi e di sicurezza all'interno dell'abitacolo.

2. Parti esterne del settore automobilistico

Grazie alla sua resistenza alla corrosione e alla capacità di placcare, lo zinco può essere utilizzato su strutture esterne. Le maniglie delle porte, gli emblemi, le staffe degli specchietti e le parti dei tergicristalli sono spesso realizzati con la pressofusione di zinco per il settore automobilistico. Anche in condizioni difficili, questi componenti devono mantenere il loro design durante la loro vita utile.

3. Meccanica dell'auto e ricambi per veicoli

Le aree sotto il cofano del veicolo sono calde, oleose e piene di vibrazioni. Lo zinco è molto adatto per i sedili, i rivestimenti delle pompe dell'olio e dei solenoidi e i componenti delle trasmissioni. Le soluzioni di pressofusione di zinco per il settore automobilistico offrono un'elevata resistenza e stabilità dimensionale, essenziali per queste applicazioni impegnative.

4. Alloggiamenti digitali e per sensori

Oggi i veicoli sono progettati con una forte dipendenza da sensori e sistemi di controllo. La conducibilità termica e la schermatura dalle EMI (interferenze elettromagnetiche) dello zinco lo rendono ideale per l'uso nei connettori della batteria, nelle coperture delle unità di controllo e negli alloggiamenti dei sensori. Questi fattori fanno della pressofusione di zinco per auto un metodo chiave per produrre involucri elettronici precisi e protettivi.

5. Rifiniture in stile decorativo

Poiché le leghe di zinco hanno un ottimo aspetto, i progettisti le usano volentieri per targhette, loghi e parti cromate. È quasi impossibile trovare un'apparecchiatura capace di produrre linee e superfici così lisce e precise come questa. Anche se si tratta solo di piccole parti, queste opzioni possono influenzare sia il modo in cui un marchio viene visto, sia la percezione che gli utenti hanno di un veicolo.

Vantaggi della pressofusione di zinco per il settore automobilistico

• Elevata precisione nella realizzazione di componenti a forma di rete difficilmente modellabili con altri metodi
• I materiali non si scheggiano e non si usurano facilmente.
• Economico - Lo scarto è basso e lo stampo in metallo di Amazon impiega più tempo a consumarsi.
• Finitura superficiale - A differenza della rettifica, è possibile utilizzare la cromatura, la verniciatura e il rivestimento in polvere.
• La lavorazione dell'alluminio può spesso richiedere più tempo rispetto alle operazioni sui materiali termoplastici leggeri.

Questo fa sì che la pressofusione di zama per auto sia il metodo preferito rispetto all'alluminio o al magnesio per i pezzi di piccole e medie dimensioni.

Problemi e gestione della qualità

Nonostante i vantaggi, nella pressofusione di zinco si devono affrontare alcuni grandi problemi.

• La porosità può verificarsi perché l'aria rimane intrappolata o perché l'oggetto si restringe.
• Vibrazione dell'utensile - Anche se più lenta, dopo un certo utilizzo gli utensili diventano meno precisi.
• La distillazione del grezzo porta a cricche termiche, che creano stress per le matrici.

I metodi di controllo della qualità sono:

• Test a raggi X per individuare i problemi interni
• Verifica delle misure con una macchina di misura a coordinate (CMM)
• Le fessure appuntite sulla superficie di solito causano l'infiltrazione del colorante.
• È possibile rilevare variazioni di peso di ±2%.

Questi metodi garantiscono l'affidabilità dei componenti automobilistici in pressofusione di zinco.

Cose sull'ambiente e sul riciclaggio

• Possiamo riciclare facilmente lo zinco. Nel settore automobilistico, la maggior parte dello zinco che si forma per pressofusione viene riciclato e riutilizzato.
• I difetti, i corridori e i flash vengono nuovamente fusi e poi filtrati. Inoltre:
• Quando si fonde, lo zinco richiede meno energia dell'alluminio, perché il suo punto di fusione è molto più basso (419,5°C contro 660°C).
• Scegliendo prodotti realizzati con zinco riciclato, è 60% meno probabile che contribuiscano al riscaldamento globale.

La pressofusione di zinco sostenibile nel settore automobilistico si allinea bene con gli obiettivi dell'economia circolare nella produzione di veicoli moderni.

I progressi previsti nella pressofusione di zinco per autoveicoli

Tra gli elementi che compongono il design di un veicolo elettrico vi sono i contenitori per le batterie, i sistemi di raffreddamento e gli alloggiamenti elettrici.

• I sensori incorporati sono una parte preziosa della progettazione dei getti.
• Lavorazione di pezzi in zinco e materiale ElastoMerc
• Design ad amalgama: Getti realizzati in modo da essere multifunzionali per un minore assemblaggio

La strada da percorrere per la pressofusione di zinco nel settore automobilistico comporta l'innovazione dei materiali, dell'automazione e dei sistemi di garanzia della qualità basati sull'intelligenza artificiale.

Confronto tra zinco e alluminio nella pressofusione automobilistica

Anche se alluminio Lo zinco è ampiamente scelto per i telai dei veicoli più importanti, ma è preferito per le sue forme fini e complesse, per la composizione sottile delle pareti e per le temperature di fusione più basse in altre parti.

Ecco perché la pressofusione di zinco per il settore automobilistico è ancora la scelta preferita per parti come emblemi, leve del cambio, alloggiamenti e elementi di fissaggio, dove precisione, finitura e durata degli utensili sono fondamentali.

Progettazione di utensili per la pressofusione di zinco

Il successo di un processo di pressofusione dipende in larga misura da una buona attrezzatura. Progettando gli stampi giusti si ottengono meno problemi, maggiore durata e migliore produttività.

I principali elementi a cui pensare nella progettazione

• Un modo per eliminare l'aria durante l'iniezione.
• Apparecchiatura elettrica leggera di controllo termico (linee di raffreddamento) per regolare la temperatura dello stampo
• I cancelli sono costruiti per il trasferimento rapido di parti sottili
• Utilizzato per parti con più di una forma

I materiali H13 o SKD61 per gli stampi in zinco sono temprati per sopportare temperature di circa 400-450°C e pressioni fino a 1500 bar.

Uno stampo tipico per la pressofusione di zama per auto può costare $8.000-$25.000, ma può produrre oltre 1 milione di pezzi con poco degrado.

Guasti e problemi nella pressofusione di zinco

Anche con l'automazione e il controllo qualità, nei processi di pressofusione di zinco per l'industria automobilistica possono verificarsi dei difetti. La comprensione di questi fattori migliora il vostro modo di operare.

Le moderne macchine per la pressofusione includono sensori in tempo reale per la pressione dei pallini, la temperatura e il tempo di riempimento della cavità, consentendo di rilevare tempestivamente potenziali problemi nella pressofusione di zinco di componenti automobilistici.

L'uso dell'automazione nella pressofusione di zinco per autoveicoli

Oggi l'automazione è integrata in quasi tutte le fasi della pressofusione di zinco per autoveicoli:

• Gli spruzzatori robotizzati forniscono lubrificanti per stampi ai metalli rivestiti.
• I mestoli sulla linea versano lo zinco liquido da soli.
• La tempistica e la pressione del colpo vengono controllate mettendo il materiale sotto pressione con l'ausilio di controllori logici programmabili (PLC).
• I bracci robotici trasportano i getti alle stazioni di rifilatura a cinghia.
• Questi processi assicurano che le temperature dell'area di lavoro rimangano invariate, salvaguardano i presenti e prevengono molti errori.
• Il tempo tipico del ciclo di cella automatizzato è compreso tra 18 e 25 secondi per pezzo.
• In questo sistema un pezzo impiega dai 30 ai 40 secondi per essere lavorato manualmente.
• L'automazione consente volumi di pezzi più elevati, fondamentali per la produzione di componenti come le boccole del telaio del sedile o le leve di comando del cambio nelle linee automobilistiche di pressofusione di zinco.

Caso di studio: Pressofusione di zinco per l'alloggiamento del piantone dello sterzo

Un esempio pratico di pressofusione di zinco di componenti automobilistici è l'alloggiamento del piantone dello sterzo presente nelle berline di medie dimensioni.

• Questo materiale è incorporato: Zamak 5
• L'invenzione misura 180 mm per 70 mm per 40 mm.
• Lo spessore della parete termoformata è di 1,5 millimetri.
• Questo prodotto pesa 0,92 kg.
• La pressione di iniezione utilizzata è stata di 1200 bar.
• Il tempo di ciclo è misurato in 21 secondi
• Ogni anno l'azienda produce 1,2 milioni di unità.

La piccola differenza consentita (±0,03 mm) nel progetto ha richiesto la produzione del pezzo mediante pressofusione sotto vuoto per ridurre la porosità. L'effetto anticorrosione è stato ottenuto grazie alla finitura dei pezzi con un rivestimento al cromo. La struttura ha superato tutti i test di vibrazione, nebbia salina (dopo 240 ore) e oltre 100.000 urti su strada.

Come funziona la pressofusione di zinco nei veicoli elettrici?

L'aumento dei veicoli elettrici sta spostando la domanda nell'industria automobilistica della pressofusione di zinco:

I componenti abituali di EV Zinc includono:

• Alloggiamenti per sensori
• Il sistema comprende strumenti per il controllo della batteria.
• Fornito insieme ai componenti della centrale elettrica
• Per le unità di controllo vengono utilizzate strutture di dissipazione del calore.

Per l'elettronica degli EV è molto importante che lo zinco sia in grado di dissipare rapidamente il calore. Questi materiali servono anche a difendere l'elettronica importante dalle interferenze. Queste caratteristiche rendono i componenti automobilistici in pressofusione di zinco una parte vitale della mobilità elettrificata.

Conclusione

Automotive pressofusione di zinco rimane uno dei metodi più efficaci per la produzione di componenti per autoveicoli in grandi volumi e ad alta precisione. L'uso ottimale di Zamak, di attrezzature all'avanguardia e di tempi di ciclo adeguati consente ai componenti in zinco di mantenere una posizione di rilievo nell'industria automobilistica. Che si tratti di componenti automobilistici, di pressofusione di zinco per i comandi interni, di pressofusione di zinco per l'industria automobilistica per gli involucri meccanici o di pressofusione di zama per le finiture esterne, questo processo garantisce prestazioni ed efficienza. Le sue radici nella storia e il suo futuro, guidato dalle innovazioni, mantengono la pressofusione di zinco al centro dell'industria automobilistica.

Domande frequenti 

1. Quali sono le applicazioni della pressofusione di zinco per il settore automobilistico?

Il processo di produzione di polveri metalliche è più comune per le maniglie delle porte, i meccanismi delle cinture di sicurezza, gli alloggiamenti degli ingranaggi e le custodie elettroniche. La produzione con questo processo è utile nella produzione di veicoli su larga scala per veicoli diesel, a benzina ed elettrici.

2. Perché alcuni componenti delle auto utilizzano lo zinco invece dell'alluminio?

La fusione dello zinco facilita il processo, i pezzi più sottili sono più resistenti e gli utensili dovrebbero durare più a lungo. Poiché è in grado di fornire finiture superficiali robuste e specifiche più rigide, è la soluzione migliore per gli articoli automobilistici con molti componenti di piccole dimensioni.

3. Quali sono le leghe Zamak utilizzate nella pressofusione Zamak per il settore automobilistico?

Le leghe di zama sono composte da zinco, alluminio, magnesio e rame. Queste leghe sono realizzate per la pressofusione e offrono una buona resistenza, non si arrugginiscono facilmente e mantengono la consistenza delle dimensioni.

4. Quanto sono resistenti le parti in zinco pressofuso prodotte per le automobili?

Lo zinco è noto per la produzione di componenti robusti, con una forte resistenza alla trazione, resistenti alla corrosione e che non si rompono in caso di urti. Questi condensatori possono tollerare ambienti di lavoro difficili, con vibrazioni, calore e umidità.