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Pressofusione di zinco con produzione additiva – Zamak 5
Stampa 3D con zinco
I componenti realizzati in lega di zinco Zamak 5 sono molto diffusi nell’industria. Questo materiale è affermato come materiale standard per la pressofusione di zinco. Con questo processo produttivo è possibile realizzare componenti in grandi quantità in modo economicamente vantaggioso.
In questo processo, il metallo fuso viene pressato ad alta pressione in uno stampo in acciaio precedentemente realizzato. Questo stampo – l’utensile – definisce la geometria del componente ed è il principale fattore di costo nella pressofusione di zinco. Ogni modifica alla geometria del componente richiede un adattamento o addirittura una nuova realizzazione dell’utensile. Nello sviluppo del prodotto, i prototipi realizzati con il materiale di serie vengono quindi prodotti solo quando la geometria del componente è in gran parte finalizzata. Ciò limita inutilmente il processo di sviluppo del prodotto.
PROTIQ è riuscita, come primo fornitore di stampa 3D al mondo, a sviluppare un processo per la lavorazione additiva del materiale di serie Zamak 5, attraverso il quale sono stati superati gli elevati tempi e costi tipici della pressofusione di zinco. Per questo motivo, nel 2022 PROTIQ è stata premiata con il riconoscimento “Intelligent Manufacturing” all’International Zinc Die Casting Competition.
Che cos’è lo Zamak? Introduzione a un materiale versatile
Lo Zamak indica una famiglia di leghe costituita principalmente da zinco e rinforzata dall’aggiunta di alluminio, magnesio e rame. Questa combinazione conferisce allo Zamak una serie di proprietà vantaggiose che lo rendono interessante per diverse applicazioni industriali.
Composizione e proprietà uniche
Il componente principale dello Zamak è lo zinco, noto per la sua buona colabilità e durabilità. L’alluminio, il secondo elemento più importante della lega, aumenta la resistenza e la durezza. Il magnesio contribuisce a migliorare la resistenza alla corrosione, mentre il rame rafforza le proprietà meccaniche e prolunga la durata della lega.
Molteplici possibilità di impiego
Lo Zamak viene utilizzato in numerosi settori industriali grazie alle sue eccellenti proprietà di colata e alla resistenza meccanica. È particolarmente adatto alla produzione di componenti di precisione, in cui sono richiesti resistenza, durata e una finitura superficiale di alta qualità. Applicazioni tipiche si trovano nell’industria automobilistica, nella produzione di elettrodomestici, nell’elettronica e negli elementi decorativi.
Zamak 5 – Una variante popolare
All’interno della famiglia Zamak, lo Zamak 5 merita una particolare attenzione. Questa variante contiene una percentuale più elevata di rame, il che porta a proprietà meccaniche migliorate. La maggiore resistenza e durabilità rendono lo Zamak 5 ideale per applicazioni impegnative, in cui è richiesta una capacità prestazionale superiore alla media.
Ambiti di applicazione
Industria automobilistica: Nell’industria automobilistica, lo Zamak 5 viene utilizzato per la realizzazione di componenti come maniglie per porte, emblemi, modanature decorative e altri elementi decorativi e funzionali. La lega offre un’eccellente qualità superficiale e una solida resistenza meccanica, aspetti fondamentali per i componenti dei veicoli.
Dispositivi elettronici: Nei dispositivi elettronici, lo Zamak 5 trova impiego in componenti come involucri, pulsanti e interruttori. La lega è ideale per componenti di precisione che richiedono elevata resistenza e capacità di sopportare stress meccanici.
Industria del giocattolo: Nell’industria del giocattolo, lo Zamak 5 viene utilizzato per la produzione di componenti robusti e durevoli, in particolare nei giocattoli che devono sopportare sollecitazioni elevate.
Elettrodomestici: Negli elettrodomestici, lo Zamak 5 viene impiegato per parti come maniglie, pulsanti ed elementi decorativi. La lega offre una superficie attraente e una buona durabilità, caratteristiche importanti per gli oggetti di uso quotidiano.
Edilizia e arredamento: Nell’edilizia e nel settore dell’arredamento, lo Zamak 5 trova applicazione in ferramenta, maniglie ed elementi decorativi. La sua resistenza e la protezione contro la corrosione lo rendono ideale per applicazioni che richiedono sia estetica sia funzionalità.
Proprietà tecniche dello Zamak 5
Resistenza a trazione
218+/-40MPa
Allungamento a rottura
1,5+/-0,5%
Modulo elastico
28+/-3GPa
Precisione
+/-0,1mm
Spessore minimo delle pareti
0.6mm
La pressofusione classica dello zinco
La pressofusione dello zinco è un processo di precisione che si distingue per l’elevata efficienza e la capacità di produrre componenti complessi con un alto grado di accuratezza. Il processo inizia con la fusione della lega di zinco, che viene poi introdotta in una macchina per pressofusione. In questa macchina, la lega fusa viene iniettata ad alta pressione in uno stampo in acciaio (lo stampo di pressofusione). Questo stampo è progettato per riprodurre esattamente la geometria del componente da realizzare.
Non appena la lega fusa viene iniettata nello stampo, essa solidifica rapidamente, dando origine al componente desiderato. L’elevata pressione applicata durante la fase di iniezione garantisce che il materiale riempia completamente tutte le cavità dello stampo. Ciò consente un’elevata precisione dei dettagli e un’ottima qualità superficiale. Dopo la solidificazione, lo stampo si apre e il componente finito viene espulso.
Il processo di pressofusione dello zinco non consente soltanto un’elevata velocità di produzione, ma garantisce anche un’eccellente precisione dimensionale e qualità superficiale. Questo lo rende ideale per la produzione in serie di componenti di piccole e medie dimensioni, come quelli richiesti nell’industria automobilistica, nella costruzione di macchine e in molti altri settori.
Il vostro prossimo progetto in zinco
Produzione additiva con Zamak 5 per prototipi funzionali e piccole serie. Elevata libertà di design, qualità riproducibile, lavorazioni superficiali opzionali in base alle esigenze. In questo modo portate i componenti più rapidamente alla fase di validazione – e trasferite le modifiche direttamente dai dati CAD alla produzione.
Prototipi e componenti di serie realizzati tramite stampa
Grazie alla produzione additiva è possibile realizzare già nelle prime fasi dello sviluppo del prodotto prototipi funzionali in Zamak 5 con le proprietà del successivo componente di serie. Non sono necessari utensili costosi, poiché la produzione avviene direttamente a partire dai dati CAD 3D.
I pezzi realizzati con la stampa 3D possono essere rivestiti galvanicamente come di consueto per ottenere, ad esempio, un’elegante finitura cromata ad alta brillantezza. A differenza della pressofusione dello zinco, che diventa conveniente solo a partire da quantità molto elevate, la produzione additiva consente una realizzazione economica di pezzi singoli e di piccole serie, i cosiddetti low runner.
Grazie ai processi standardizzati e digitalizzati di PROTIQ, i componenti in Zamak 5 sono pronti per la consegna entro pochi giorni lavorativi. In questo modo gli sviluppatori di prodotto risparmiano settimane di attesa e possono effettuare test significativi già molto prima.
Inoltre, ogni modifica al modello 3D può essere applicata rapidamente e in modo conveniente a un nuovo prototipo, garantendo una maggiore flessibilità e un valore aggiunto significativo nello sviluppo del prodotto.
Vantaggi della stampa 3D rispetto alla pressofusione dello zinco
- Minore impiego di tempo e costi
- Produzione diretta sulla base del modello 3D, senza utensili costosi
- Produzione conveniente a partire da un lotto di un singolo pezzo
