Grazie alla sua semplicità di utilizzo, al veloce ciclo e alla bassa temperatura di fusione (dai 400 ai 500° C), le leghe di zinco (zama) sono sempre più spesso preferite ad altre leghe in diversi settori produttivi: dall'arredamento alla ferramenta, dall'abbigliamento alla componentistica meccanica, automotive elettronica, pneumatica, idraulica ecc.
L’utilizzo della pressofusione delle leghe di zinco (zama) in alternativa ad altri materiali offre molteplici benefici e vantaggi, vediamo i principali:
• Velocità di produzione: rispetto ad altri processi e ad altri materiali, la produttività oraria di pezzi pressofusi in zama, è decisamente più alta. Questo è possibile grazie al tempo di raffreddamento molto ridotto richiesto dalla zama, A seconda delle dimensioni del getto, si possono raggiungere anche velocità doppie di quelle di alluminio o plastica.
Con le la tecnologia multislitta a camera calda (DINA 5) ideata da MINNITI S.r.l. si raggiungono 3500 cicli/ora a vuoto.
• Risparmio energetico: la relativamente bassa temperatura di fusione, limita il fabbisogno energetico nella trasformazione della zama. Si stima un risparmio di almeno il 50% rispetto all’ alluminio e del 15% rispetto al magnesio.
• Precisione dimensionale: Sebbene l’accuratezza delle dimensioni sia una caratteristica del processo produttivo, anche il materiale influisce sulle tolleranze ottenibili.
I pezzi pressofusi possono essere prodotti con tollerante più ristrette di quelle di altri processi tridimensionali: le dimensioni di solito sono almeno 10 volte più precise e costanti che nel caso dell’estrusione, dello stampaggio e della fusione a cera persa.
Le leghe di zinco pressocolate garantiscono tolleranze tali che con altri materiali si otterrebbero solo tramite lavorazioni meccaniche.
Sono facilmente ottenibili tolleranze centesimali, mentre con le leghe di alluminio di solito si ottengono tolleranze doppie e per il magnesio una volta e mezzo.
Le leghe di zinco sono dimensionalmente più stabili di quelle in alluminio o magnesio e inoltre necessitano di un angolo di spoglia, per l’estrazione del getto, generalmente inferiore. Infatti si ottengono fori paralleli e pareti esterne con una conicità anche di 0,5°, mentre generalmente si lavora con 2°. I fori possono essere praticati con così poca rastrematura che la filettatura può essere maschiata direttamente.
• Facilità di assemblaggio: l’elevata duttilità delle leghe di zinco (zama) permette, dove necessario, di prevedere parti della fusione che potranno essere ripiegate, ribadite o ricalcate, in modo da permettere un semplice assemblaggio con altri particolari adiacenti.
• Bassa usura degli stampi: Gli stampi per la pressofusione delle leghe di zinco (zama), normalmente hanno durate superiori ai 2 milioni di cicli. La durata è simile a quella di molti stampi usati nell’iniezione di materie termoplastiche, di circa dieci volte superiore a quelli impiegati nella pressofusione dell’alluminio ed è maggiore di quelli per il magnesio.
E’ possibile utilizzare lo stesso stampo per produrre oggetti simili con l’aggiunta di inserti mobili e sostituibili, nei casi in cui non è economico costruire un nuovo stampo.
Ciascun progetto deve essere valutato attentamente per garantire l’impiego più efficiente delle attrezzature per ottenere il minimo costo unitario.
• Sicurezza: a differenza di alluminio e soprattutto magnesio, la zama non presenta alcun rischio di incendio con il fenomeno dello scintillio, sia in fase di lavorazione, sia durante il successivo utilizzo della fusione.
• Complessità del progetto: Esistono alcuni principi fondamentali da seguire nella progettazione per ottenere i massimi vantaggi possibili della pressofusione
Nessuno dei punti elencati di seguito deve essere inteso come una regola rigida, ma usati con criterio contribuiranno a realizzare un progetto logico, efficiente e conveniente. La nostra vasta esperienza consente di suggerire modifiche anche modeste al progetto che possono influenzare notevolmente l’efficienza e l’economia di produzione di un dato componente.
• Spessore delle pareti
Le sezioni devono avere il minore spessore possibile e adeguata resistenza e rigidità.
Sono molte usate le sezioni da 1 mm, ma non sono rare quelle fino a 0,3 mm.
Ciò riduce al minimo il peso del metallo necessario e rende più rapida la solidificazione nello stampo aumentando la velocità di produzione.
• Angoli e raccordi
Per quanto possibile si dovrebbero evitare gli angoli acuti.
I raccordi interni sono essenziali e di solito è auspicabile che ci sia un raccordo negli angoli chiusi esterni e interni. Un raccordo di mezzo millimetro ha un effetto rafforzate notevole ed è difficilmente rilevabile anche sui bordi esterni.
• Sottosquadri
Sono pochissime le forme geometriche che non si possono ottenere con la pressofusione.
Tuttavia i costi aumentano con i sottosquadri o altre caratteristiche che impongono l’uso di parti mobili (anime) nello stampo. Esiste una limitazione alle rientranze interne.
• Superfici
Per quanto possibile si dovrebbero evitare superfici lisce e ampie. Nei casi in cui è necessario, una leggera curvatura migliora l’aspetto e la rugosità e serve ad evitare piccoli difetti superficiali poco gradevoli alla vista.
• Filettatura
Le filettature esterne sono facili da stampare, in particolare se si trovano sulla linea di divisione dello stampo. Si possono stampare anche filettature interne, però di solito è più conveniente produrle maschiando i fori ottenuti da fusione. Alternativamente si potranno usare viti autofilettanti.
• Trattamenti superficiali:
La pressofusione in lega di zinco (zama) è il mezzo più diretto, e a volte il più economico, per produrre componenti precisi e resistenti per una vasta gamma di settori industriali. Molti pezzi vengono usati in applicazioni tecnicamente avanzate dove non è richiesto alcun trattamento superficiale. Comunque in alcuni casi sono necessari dei rivestimenti per:
- Ottenere effetti decorativi
- Migliorare la resistenza alla corrosione
- Aumentare la resistenza all’usura e all’abrasione.
La gamma di rivestimenti per la pressofusione delle leghe di zinco (zama) è estremamente vasta e nuovi processi di finitura vengono costantemente studiati e sviluppati.
• Finiture chimiche
I rivestimenti chimici offrono una superficie resistente alla corrosione a basso costo. Essi vengono ottenuti immergendo, a volte spruzzando il pezzo in una data soluzione. Esistono due tipi principali – cromatazione e fosfatazione – che offrono oltre alla protezione dalla corrosione anche una base per successive finiture organiche. Esistono anche rivestimenti colorati, ma possono essere usati solo in ambienti poco aggressivi e/o se il pezzo è soggetto a modesta manipolazione. Un processo di anodizzazione speciale trasforma la superficie di zinco in una pellicola molto resistente all’usura e alla corrosione. Questi rivestimenti sono esclusivamente funzionali e di solito assumono un colore verde oliva opaco.
Nonostante il nome, non sono simili all’anodizzazione dell’alluminio, perché i due processi e i rivestimenti che ne derivano hanno caratteristiche molto diverse.
• Finiture organiche
Le superfici dei getti in zinco lucidate sono gradevoli alla vista e all’applicazione di appositi rivestimenti organici serve a mantenere questo aspetto. Si tratta di lacche acriliche o poliuretaniche o polveri di poliestere, che possono essere trasparenti o colorate. I getti in zinco pressocolato verniciati o rivestiti con polveri si usano nelle automobili, negli elettrodomestici e nelle parti meccaniche di macchine in generale.
La verniciatura elettrolitica è un processo in base al quale il pezzo da ricoprire viene posto come catodo in una vasca (l’anodo) che contiene vernici speciali a base di resine solubili.
Oltre alla regolarità della pellicola depositata, questo processo ha il vantaggio di non necessitare di solventi organici volatili e infiammabili.
Un metodo sempre più utilizzato di finitura organica dei getti consiste nella copertura elettrostatica con polveri.
I pezzi sgrassati, cromati nei casi in cui è necessaria la massima resistenza alla corrosione, vengono spruzzati elettronicamente, di solito con una polvere epossidica o poliestere, riscaldati per “fluidificare” la polvere e ottenere una pellicola protettiva solida e aderente. I rivestimenti epossidici offrono la migliore resistenza alla corrosione, mentre quelli poliesteri hanno maggiore durezza.
• Rivestimenti galvanici
I getti in zinco (zama) pressocolato posso essere finiti con diversi tipi di trattamenti galvanici per fini estetici e protettivi o per ottenere caratteristiche speciali elettriche o superficiali. Il rivestimento in rame è indicato a fini estetici o per offrire una superficie molto conduttrice per usi elettrici ed elettronici e a volte per favorire la saldatura. Il deposito di rame a volte viene utilizzato come base per altri tipi di rivestimenti. Quella che di solita viene definita “cromatura” in realtà è un rivestimento composto da uno o più strati di rame, uno o più strati di nichel e uno stato finale di cromo. La doratura e l’argentatura (sempre su una base di rame o nichel) possono essere usate come finiture di lusso, che necessitano buona resistenza al contatto e conducibilità superficiale.
Altro trattamento superficiale spesso utilizzato è la nichelatura.
• Proprietà antifrizione: le leghe zama hanno buone caratteristiche autolubrificanti e da anni trovano impiego in particolari che necessitano di questa particolare proprietà. Esse sono un’ottima alternativa al bronzo, specie se il particolare è utilizzato dove i carichi sono modesti
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• Proprietà antivibrante e di smorzamento del rumore: la zama ha una capacità di smorzamento a temperatura ambiente compresa tra il 2% ed il 4%. Questo valore è superiore allo 0,5% dell’alluminio e dell’1,5% dell’ acciaio. Solamente la ghisa grigia ha un valore più elevato, attorno al 7-15%. Anche la capacità di assorbimento del rumore premia la zama nei confronti dell’alluminio.
• Ottima lavorabilità alle macchine utensili:
Con la pressofusione delle leghe dello zinco (zama), già in fase di progettazione, è possibile prevedere di ottenere getti complessi che in altri processi richiederebbero costose operazioni meccaniche successive. In ogni caso, se fossero ancora necessaria una lavorazione meccanica, i pezzi possono essere lavorati facilmente con gli utensili normali.
L’accuratezza oggi realizzabile nei getti in lega di zinco pressocolati ha quasi completamente eliminato la necessità di fresatura o molatura per avere una superficie piana, ottenibile direttamente da fusione; sebbene in alcuni casi la fresatura e la molatura possono risultare necessarie per le parti rientranti.
• Ottima compatibilità ambientale: le leghe di zinco sono completamente riciclabili e riutilizzabili nel tempo. L’ utilizzo della zama è omologato dalle più restrittive norme del settore.