Nello specifico, questo post è dedicato alla produzione di pressofusi destinati ai trattamenti superficiali di cromatura e di verniciatura.

Cromatura

Un pressofuso cromato presenta importanti caratteristiche estetiche e metallurgiche, che lo rendono tecnologicamente molto interessante.                                                                                                 Tale rivestimento permette infatti di conferire al pezzo una vasta gamma di finiture, che ne influenzano profondamente la resa estetica finale: oltre alla cromatura bianca sono ottenibili differenti colorazioni e finiture superficiali (lucida, perlacea o satinata grazie a particolari pretrattamenti). Inoltre, questo trattamento superficiale garantisce al pressofuso una maggiore resistenza ai fenomeni di corrosione, incrementandone anche la resistenza all’abrasione e all’usura superficiale.

Applicare questo trattamento con successo presenta tuttavia sfide non indifferenti: data la reattività della zama ai processi elettrochimici necessari per la cromatura, che avvengono in ambienti acidi, le discontinuità superficiali vengono amplificate e risultano in difettosità che ne compromettono la resa estetica e le proprietà funzionali.

La condizione superficiale richiesta viene spesso raggiunta attraverso trattamenti di pulitura superficiale, avendo cura di non eliminare lo strato a grano fine del pressofuso.

La cromatura risulta pertanto uno dei trattamenti superficiali più difficili da applicare ad un getto in zama: è dunque cruciale un attento design dello stampo e del processo produttivo, che deve essere particolarmente stabile. Il co-design del processo galvanico è inoltre un importante valore aggiunto per ottenere un pressofuso cromato di elevata qualità.

Valenza estetica e funzionale della cromatura

Come anticipato, questo rivestimento può avere due finalità differenti: estetica o funzionale. Nonostante esse non siano necessariamente disgiunte, distinguiamo quindi due processi differenti.

Il primo, per finalità estetiche, prevede la deposizione sulla superficie di zama di tre diversi strati metallici: rame, nickel ed infine un flash di cromo. Il rame alcalino proteggerà la zama dai successivi ambienti acidi, mentre il rame acido (in bagno di acido solforico) uniformerà la superficie e fornirà una base compatibile per il nickel, che garantirà resistenza alla corrosione e una superficie lucida. Infine, un flash di cromo conferirà il colore bianco.

Il processo di cromatura a spessore, per componenti funzionali, prevede invece il deposito diretto di uno spesso strato di cromo sulla superficie di zama. In questi casi lo spessore può superare i 15 micron (un valore decisamente superiore se paragonato ai 0,2 micron della cromatura con funzione estetica). La superficie finale sarà grigia ed opaca, e garantirà ottima resistenza alla corrosione e all’abrasione.

Difettosità riscontrabili in un pressofuso cromato

Soffermiamoci ora su alcune difettosità in particolare, che si possono riscontrare sui pezzi cromati, analizzandone brevemente le cause e le strategie risolutive adottabili, sia in pressofusione, sia durante il trattamento superficiale. Nello specifico, tratteremo le seguenti difettosità:

• Porosità
• Delaminazione
• Solchi

Porosità

Un primo difetto particolarmente diffuso è rappresentato dalla formazione di porosità (anche chiamate vaiolature), ovvero di piccoli crateri circolari (con diametro fino a 0.5mm). Sono solitamente causate da bolle di gas generate durante l’elettrodeposizione non correttamente evacuate, dipendenti da porosità presenti nel substrato di zama, da una superficie non correttamente preparata (con una bagnabilità errata) o da un design non ottimale dei telai. Per evitarle è fondamentale una ottimizzazione del design dello stampo, intervenendo su omogeneità di riempimento e termoregolazione e minimizzando la presenza di zone fredde particolarmente sensibili al difetto. È altresì importante che il processo di stampaggio operi in una condizione di stabilità termica, garantendo pressofusi il più possibile ripetibili per la preparazione successiva. Infine, è bene studiare i telai da utilizzare in galvanica in funzione della geometria del getto, evitando superfici parallele al pelo libero del bagno, per non generare ristagni di bolle di gas.

Delaminazione

Un secondo difetto comune è la mancata aderenza tra i diversi layer, chiamata delaminazione. Essa è causata da porosità intrappolate nel substrato o da fenomeni di corrosione che avvengono tra i diversi strati.

Una corretta analisi della distribuzione delle porosità superficiali è fondamentale per capire come intervenire su stampo e processo produttivo e permetterà di ottimizzare il processo di pulitura e preparazione della superficie. È inoltre importante controllare la stabilità delle condizioni dei bagni galvanici, riducendo i tempi tra le fasi per minimizzare i fenomeni di corrosione.

Solchi

Infine, è possibile riscontrare la presenza di solchi, all’apparenza graffi, su determinate superfici: la loro origine è da ricercarsi in un deposito disomogeneo del rivestimento galvanico che non è in grado di coprire completamente i solchi lasciati dalla lucidatura.

Pur trattandosi di un difetto che non dipende direttamente dal pressofuso (e quindi risolvibile intervenendo sugli spessori depositati e sul design dei telai), anche in questo caso si evidenzia l’importanza di un approccio verticale per ottimizzare il prodotto finito: una superficie del getto omogenea richiederà una lucidatura meno invasiva.

Verniciatura

Un ulteriore trattamento superficiale è la verniciatura.

Similmente alla cromatura, l’applicazione di un film sulla superficie di un pressofuso da un lato conferisce una maggiore resistenza a fenomeni corrosivi e di usura, e dall’altro ha un ruolo fondamentale nel definire le caratteristiche visive finali del prodotto, colore e texture. La finalità è quindi duplice: funzionale e decorativa.

Pur tollerando una condizione superficiale del pressofuso più disomogenea (non è prevista infatti una preparazione meccanica della superficie prima dell’applicazione del rivestimento), la verniciatura di un pressofuso in zama presenta specifici requisiti e difettosità.

Tipologie di verniciatura

Fra i processi di verniciatura più comuni ricordiamo la verniciatura a liquido, che permette di contenere gli spessori depositati e la temperatura di indurimento. Nella verniciatura a polvere, invece, il pigmento viene applicato in forma di polvere sul pezzo e quindi indurito, ottenendo un rivestimento spesso e robusto. Infine, nel processo elettrochimico di cataforesi, il pigmento è depositato immergendo il pezzo in appositi bagni (come nel processo galvanico), garantendo così la copertura di tutte le superfici del pezzo (e non solo quelle raggiungibili con una pistola).

Difettosità riscontrabili in un pressofuso cromato

Buccia d’arancia

Uno dei difetti più comuni del processo di verniciatura è una superficie irregolare detta buccia di arancia, dovuta ad un deposito di vernice eccessivo, o ad una distanza pezzo-ugello ridotta.

Tale difettosità può essere risolta principalmente definendo correttamente i parametri di verniciatura (automatizzando il processo) e migliorando la qualità superficiale del getto, riducendo la presenza di marezzature, sfogliature.

Schivature

Un secondo difetto comune sono le schivature (o occhi di pernice), che si presentano come piccoli crateri (0,2-0,4 mm) dove la vernice non riesce ad aderire.

La mancata adesione è solitamente dovuta ad una contaminazione della superficie di zama da residui oleosi o dei prodotti di verniciatura da additivi siliconici.

Un approccio statistico all’analisi del processo, con l’ausilio di un piano sperimentale ben strutturato, permette di approcciare un fenomeno complesso che coinvolge due tecnologie differenti, identificando le variabili fisiche che influenzano la formazione del difetto per ottimizzare il risultato.

Blistering

Un ulteriore difetto rilevante è quello del blistering: gas o aria intrappolati nel pressofuso, espandendosi durante la cottura della vernice, possono portare alla formazione di “bolle”, ovvero a deformazioni rigide della superficie del pezzo, specialmente in corrispondenza di pareti sottili.

Questo fenomeno è difficilmente risolvibile in verniciatura (le temperature e i tempi di indurimento sono legate al tipo di vernice utilizzata). Diventa quindi fondamentale ottimizzare il processo di riempimento dello stampo, definendo il design più adeguato dei canali anche con l’ausilio dei software di simulazione CFD, al fine di minimizzare le turbolenze che portano ad intrappolamenti di aria. Inoltre, l’adozione di un sistema per lo stampaggio sottovuoto aiuta fortemente a ridurre l’incidenza di questa anomalia.

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La Bruschi ha da sempre considerato la coesistenza di caratteristiche funzionali ed estetiche in un unico prodotto una questione centrale. Questa convinzione ha portato alla concezione della filosofia aziendale denominata bellezza funzionale. Secondo questa filosofia un prodotto è composto da elementi funzionali e caratteristiche estetiche che coesistono e si influenzano a vicenda.

L’intersezione di co-design e bellezza funzionale, unitamente alle competenze dei propri ingegneri e ai processi di produzione, ha permesso alla Bruschi di produrre Nespresso KitchenAid Artisan 5KES0503. La creazione di questa macchina del caffè di design ha condotto la Bruschi alla vittoria della prestigiosa European Zinc Die Casting Competition per il design nel 2016.

Co-design

Il co-design è fondamentale per ottenere un prodotto capace di soddisfare requisiti tecnici di funzionalità ed essere allo stesso tempo conforme al processo di pressofusione. Questo tipo di approccio è strettamente collegato alla relazione tra fornitore e cliente. Il co-design permette di analizzare approfonditamente ogni dettaglio del design di un prodotto e di un processo e aiuta a consolidare la collaborazione giorno per giorno. Adottando questo metodo, tutti gli eccessi stilistici e le caratteristiche inutili vengono eliminati. Nel momento in cui rimane solamente la parte funzionale, è possibile concentrare tutti gli sforzi nel miglioramento dell’estetica della parte meccanica, garantendo prodotti dall’aspetto accattivante. Questo approccio aiuta a migliorare il processo di produzione, a ridurre i costi e a realizzare prodotti esteticamente attraenti, coerentemente con la teoria della bellezza funzionale.

Bellezza funzionale

Secondo la Bruschi, la bellezza funzionale è basata sulla rimozione di dettagli superflui e sul contemporaneo miglioramento delle qualità estetiche delle rimanenti parti funzionali. La coesistenza di estetica e performance è il nucleo della bellezza funzionale. Un requisito estetico può quindi trasformarsi in un vantaggio funzionale e viceversa. Queste teorie sono state formulate attraverso la collaborazione tra la Bruschi e KitchenAid. Le due società hanno profuso sforzi comuni in merito alla scelta della lega, alla forma del coperchio, alla modalità di riduzione del peso e alla finitura della superficie. L’idea alla base del progetto era di ridurre al minimo i dettagli superflui e di migliorare esteticamente le parti funzionali.

Il caso di Nespresso KitchenAid Artisan

Lo zinco costituisce il materiale ideale per comunicare questo concetto. Infatti può essere utilizzato per ottenere sia componenti strettamente funzionali che componenti esterni estetici, e tutto ciò che è compreso tra questi due estremi. Questa adattabilità del materiale è particolarmente apprezzabile nella custodia in Zama realizzata dalla Bruschi per Nespresso KitchenAid Artisan. La macchina del caffè di design è composta da otto pressofusi di zinco, con peso tra 2.2 kg e 75 g.

La cooperazione tra Bruschi e KitchenAid ha avuto inizio con l’idea di creare una nuova macchina del caffè caratterizzata da splendide forme e finiture innovative. Il design includeva forme rotonde e sinuose, valorizzate da una verniciatura a polvere rosso brillante.
La finitura della superficie costituiva un ulteriore punto focale. Il nuovo design avrebbe dovuto attirare l’attenzione dei consumatori e la scelta del colore distintivo di KitchenAid, noto come Bright Candy Apple Red, avrebbe garantito il risultato. Tuttavia, l’applicazione di una verniciatura a polvere avrebbe sicuramente accentuato ogni imperfezione della finitura della superficie.

Scelta del materiale

Durante il processo di co-design, la prima scelta da operare era quella relativa al materiale da utilizzare. Era necessario scegliere un materiale che rappresentasse la filosofia della bellezza funzionale. La lega selezionata avrebbe dovuto essere adatta per creare forme complesse e resistere ai trattamenti di finitura e verniciatura richiesti, allo scopo di soddisfare sia i requisiti funzionali che i requisiti estetici del prodotto.

ZP5 è stato scelto per la sua eccellente finitura superficiale, resistenza, colabilità (capacità di realizzare attraverso stampaggio pezzi con spessori sottili) e texture di qualità al tatto. Le forme desiderate sarebbero state irrealizzabili con altri metalli. Lo zinco pressofuso permette infatti la creazione di angoli di sformo ridotti, fori più piccoli e lunghi e spessori più sottili, mantenendo al contempo la superficie liscia.

Questo è un eccellente esempio di come la funzionalità della lega influenzi l’estetica del prodotto. La funzionalità e le caratteristiche meccaniche del materiale avrebbero limitato la creatività dei designer, impedendogli di progettare design audaci e innovativi.

Nessuna ulteriore lavorazione

L’obiettivo principale consisteva nell’ottenere una superficie perfettamente liscia. La Bruschi ha collaborato con i designer di KitchenAid per realizzare un design elegante, con il minor numero di lavorazioni e operazioni di assemblaggio possibile. Attraverso un’analisi approfondita delle tolleranze e delle geometrie in posizioni di accoppiamento, tutte le otto parti sono state fuse senza ulteriore bisogno di operazioni di lavorazione. Uno studio sugli angoli di sformo dei componenti che si devono accoppiare ha consentito di evitare ulteriori operazioni nel processo di assemblaggio. In questo modo è stato possibile garantire la continuità estetica a cui miravano i designer di KitchenAid. Le tolleranze del pressofuso di 0.05 mm tra i fori di assemblaggio sono state raggiunte, senza bisogno di adattamento durante l’assemblaggio e di operazioni secondarie.

Inoltre, questa qualità puramente estetica ha condotto a due vantaggi funzionali:

• la lavorazione ridotta ha determinato una riduzione dei costi nella produzione di componenti
• il controllo della compatibilità dei pezzi è diventato più rapido, poiché consente di riconoscere istantaneamente getti difettosi

Planarità della superficie

L’ultima sfida riguardava la planarità della superficie. Le difficoltà del progetto sono state superate attraverso la stretta collaborazione tra la Bruschi e i tecnici di KitchenAid. Definire insieme le criticità ha permesso di gestirle al meglio sin dalla fase iniziale di design, evitando errori nella prototipazione e riducendo gli scarti.

Al fine di ottenere la qualità superficiale richiesta la struttura interna del pressofuso avrebbe dovuto essere eccellente e senza porosità. Questo perché durante il processo di verniciatura a polvere i pressofusi sono scaldati fino a 200°C. Inoltre, gli estrattori e i punti di iniezione avrebbero dovuto essere posizionati nella parte interna del componente per evitare di lasciare tracce sulla superficie esterna.

Per questa ragione, la giusta posizione dei punti di iniezione e degli sfoghi è stata progettata con MAGMASOFT. L’utilizzo di un software di simulazione per determinare il posizionamento degli estrattori e dei punti di iniezione ha assicurato il corretto riempimento senza lasciare alcun segno sulla superficie, evitando così inclusioni d’aria e porosità indesiderate.

Per ridurre ulteriormente il rischio di inclusioni d’aria, la Bruschi ha adottato il metodo di pressofusione sottovuoto. L’utilizzo della valvola del vuoto permette la produzione di pressofusi senza problemi di creazione di bolle, determinando un tasso di scarto vicino allo zero.

Tutti questi sforzi hanno portato a risultati altamente soddisfacenti. Alla fine della cottura termica la planarità della superficie rientrava ancora in una tolleranza di 0.3 mm. Un notevole risultato, che è ulteriormente valorizzato dalla lucentezza della verniciatura finale in un rosso brillante.

L’approvazione di KitchenAid

Alla fine della collaborazione con la Bruschi, Darrin Keiser – Kitchen Aid Small Appliances Global Senior Quality Manager – era soddisfatto e impressionato dal risultato. Keiser ha affermato:

“La mia esperienza con la Bruschi è stata un percorso molto gratificante. Fin dai primi giorni del progetto, durante i quali si doveva procedere alla selezione di un fornitore con dipendenti, metodi e processi di produzione altamente competenti e performanti, per me era chiaro che la Bruschi sarebbe stata una scelta vincente. Il suo team è dedito alla prospettiva di alta qualità alla quale è associato il nostro brand”.

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Specifiche tecniche dello zinco

La grande maggioranza dei pressofusi richiede delle lavorazioni specifiche per andare incontro ai requisiti estetici, per migliorare la resistenza all’usura o per ottenere una barriera protettiva contro la corrosione: molte parti hanno bisogno di essere migliorate tramite operazioni secondarie, prima di essere spedite.

Alcuni metalli sono più adatti a subire trattamenti galvanici, verniciature e smaltature di altri: uno di questi metalli è lo zinco. Lo zinco è un metallo denso, molto durevole e più forte rispetto a materiali plastici, come i polimeri. Lo zinco pressofuso permette inoltre di ottenere angoli di sformo più stretti, fori più piccoli e lunghi e pareti più sottili, dando la possibilità di sviluppare forme innovative. Questo, unito alla possibilità di utilizzare dei trattamenti superficiali non-convenzionali, offre dei vantaggi competitivi rispetto alla concorrenza. Scegliendo di lavorare con lo zinco, i designer possono scegliere tra un’ampia gamma di rivestimenti superficiali, in grado di impartire diverse texture e miglioramenti superficiali.

I designer e i project manager sono sempre in cerca di nuovi modi per migliorare i propri prodotti: una collaborazione con un fornitore può aiutarli ad identificare i punti critici nel progetto o a risolvere problemi pre-esistenti. In una collaborazione di co-design, il fornitore può suggerire al cliente il modo migliore di ottimizzare il prodotto per le finiture, basandosi sulla sua esperienza.

La scelta del materiale e del rivestimento

Durante la collaborazione, il primo passo è la scelta della giusta lega e della valutazione delle sue performance tenendo conto dell’uso finale del componente. Il primo punto da chiarire è se il componente deve essere utilizzato all’interno o all’esterno: nel secondo caso, sarebbe consigliabile applicare un trattamento di resistenza alla corrosione. Ci sono diversi tipi di corrosione, che dipendono dal metallo scelto e dall’ambiente circostante.

Un altro criterio di cui tenere conto è la necessità di un trattamento estetico: a seconda dell’utilizzo finale del componente, i clienti potrebbero richiedere una verniciatura, smaltatura, cromatura o placcatura.

Dopo aver analizzato ogni aspetto tecnico, è importante studiare i vantaggi dei diversi tipi di rivestimenti superficiali: tra questi vedremo lo zinco nero, i rivestimenti a conversione chimica-elettrica, i rivestimenti liquidi spray e cotti, placcatura in rame-stagno-zinco, placcatura in rame-nichel-cromo, placcatura meccanica e rivestimenti in polvere epossidica e poliestere.

Zinco Nero

Durante questo processo, uno spesso strato di fosfato nero viene applicato al pressofuso e funge da protezione contro l’umidità e gli ambienti corrosivi. È solitamente un pre-trattamento, in cui la placcatura è seguita da un rivestimento di conversione al cromo nero.

Rivestimenti a conversione chimica-elettrica

Questi rivestimenti superficiali prevedono un immersione chimica che forma una pellicola protettiva sulla superficie dello zinco. Il loro scopo è di proteggere i componenti durante lo stoccaggio e negli ambienti interni. Solitamente i rivestimenti di conversione sono seguiti dall’applicazione di sostanze idrorepellenti o di vernici per potenziare l’effetto.

Rivestimenti liquidi spray e cotti

Questo tipo di rivestimenti include diversi componenti chimici come epossidici, poliesteri, fenolici e uretani.

Placcatura in rame-stagno-zinco

Il risultato di questa lavorazione è un finish opaco e argenteo sulla superficie dello zinco. Fornisce un’ottima protezione, ma il rivestimento tende ad ossidarsi col tempo, diventando nero.

Placcatura in rame-nichel-cromo

Questo trattamento è uno dei migliori per resistere alla corrosione. Protegge la superficie dello zinco contro l’acidità dei bagni successivi, e permette di uniformare la superficie garantendo allo stesso tempo una buona conduttività elettrica.

Placcatura meccanica

Questa procedura prevede il posizionamento delle parti in un tamburo, insieme ad una mistura di polveri metalliche e un attivatore chimico, seguiti dalla burattatura dei componenti fino a che il rivestimento raggiunge lo spessore desiderato. Il rivestimento si forma quindi grazie ad un’azione meccanica e chimica combinata. Il vantaggio di questa lavorazione è che può essere applicata a tutte le superfici, anche negli angoli interni. La colorazione finale dipende dalle diverse combinazioni dei metalli.

Rivestimenti in polvere epossidica e poliestere

Questi rivestimenti superficiali vengono applicati come polveri tramite un processo elettrostatico asciutto, e successivamente vengono fusi in un forno. Il fatto di non utilizzare solventi fornisce un grosso vantaggio, poiché previene la formazione di alcuni difetti legati al loro utilizzo.

Questa non è una lista completa di tutti i possibili trattamenti di finitura, ma è solo una selezione dei più comuni nell’ambito della pressofusione dello zinco.

Ora presenteremo una raccolta di casistiche in cui queste tecnologie sono state implementate e modificate su misura per le richieste del cliente, tramite una collaborazione tra cliente e fornitore.

CASI REALI

L’uso della ZAMAK nei processi di pressofusione rende i componenti adatti a ricevere una serie di finiture diverse, che sarebbero impossibili da ottenere con altre leghe, portando ad ottenere prodotti che hanno sia alti livelli di funzionalità che notevoli caratteristiche estetiche.

Bruschi ha 70 anni di esperienza con i clienti di diverse industrie, che includono l’automotive, l’illuminotecnica, piccoli elettrodomestici per la casa, chiusure per porte e finestre. Grazie a queste conoscenze trasversali, i nostri designer possono offrire soluzioni alternative, provenienti da altre industrie e che garantiscono sempre il massimo della qualità nel materiale, nei procedimenti, nella produzione e nella durata dei prodotti.

CASO 1 – Un nuovo rivestimento per evitare le bolle

Un cliente importante nel settore dell’automotive aveva chiesto a Bruschi di ricreare un componente che veniva in precedenza prodotto da un diverso fornitore. Il cliente voleva una nuova soluzione poiché il prodotto aveva una percentuale di scarto superiore al 25% a causa delle bolle che si formavano dopo il trattamento galvanico.

Bruschi ha lavorato concentrando i suoi sforzi, anche tramite la sua rete di fornitori, per evitare la formazione delle bolle. La soluzione è stata cambiare il rivestimento: passando da un rivestimento galvanico alla passivazione, la percentuale di scarti causate dalle bolle è calata dal 25% a poche parti per milione.

CASO 2 – Migliorare la resistenza allo spray salino

Un importante cliente del settore automotive ha chiesto a Bruschi una soluzione per migliorare la resistenza al test dello spray salino di un componente pre-esistente. Questo componente era prodotto da Bruschi ed era destinato ad essere assemblato su automobili subcompatte. Per un nuovo progetto, il componente avrebbe dovuto ricevere un trattamento migliore per soddisfare i requisiti necessari ad essere utilizzato su macchine di lusso. Generalmente, la resistenza allo spray salino è data dall’uso di particolari trattamenti.

Per il componente destinato alle subcompatte, la resistenza garantita era di 120 ore, grazie ad un trattamento chiamato Fe/Zn: tuttavia, questo trattamento non era adatto alle auto di lusso. Per raggiungere il nuovo obiettivo, Bruschi doveva aumentare la resistenza a oltre 1000 ore.

Grazie all’esperienza di Bruschi e alla sua rete di fornitori, il cliente ha raggiunto il suo obiettivo, implementando un trattamento galvanico speciale, che garantiva la resistenza SST di oltre 1000 ore.

CASO 3 – Vernici speciali invece del trattamento al cromo opaco

Per un importante cliente del settore delle serrature, Bruschi ha sviluppato una lavorazione diversa in modo da diminuire la percentuale di scarto. In particolare, il cliente richiedeva un trattamento superficiale al cromo opaco per alcuni suoi componenti, ma a causa della loro geometria complessa e ricca di angoli, era impossibile garantire la qualità richiesta e il tasso di scarti era fuori controllo.

Collaborando con la sua rete di fornitori, in particolare il verniciatore e la compagnia chimica, Bruschi ha sviluppato una vernice speciale per assicurare le stesse caratteristiche ai componenti senza utilizzare il trattamento al cromo opaco. Cambiando la tecnica utilizzata, il cliente aveva gli stessi componenti, ma un tasso di scarti minore.

Questi case study confermano l’importanza dei rivestimenti superficiali e di come una collaborazione con i propri fornitori possa aiutare a ridurre la percentuale di scarto, trovando soluzioni alternative o creando finiture superficiali su misura per ottenere le migliori performance possibili da un componente.

Se vuoi saperne di più sui processi di finitura, puoi leggere altri articoli sull’argomento:

1- Focus sui trattamenti superficiali

2- Tecniche di lavorazione per la finitura dei metalli

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I trattamenti superficiali sono solitamente le ultime lavorazioni a cui deve essere sottoposto un prodotto pressofuso, prima dell’assemblaggio: essi possono essere divisi in trattamenti di rivestimento e trattamenti post-fonditura. I trattamenti di rivestimento includono la verniciatura, la cromatura e la placcatura, e determinano l’aspetto finale del componente. I trattamenti post-fonditura invece possono assolvere due funzioni: la prima è di migliorare la funzionalità del componente, la seconda è di migliorare le sue qualità superficiali ed estetiche.

Solitamente, i trattamenti post-fonditura sono  utilizzati per preparare la superficie al rivestimento finale, ma possono anche essere usati per determinare la texture finale dei componenti metallici.

Lavorazioni superficiali: semplice preparazione o trattamento finale?

Il termine “Lavorazione superficiale” è molto generico, ed identifica tutti i processi industriali mirati a modificare un prodotto industriale, un componente o parte della sua superficie per migliorare le loro proprietà e qualità.

Nell’ambito della finitura dei metalli, queste tecniche possono essere sia meccaniche che chimiche e possono includere un’ampia varietà di trattamenti ed effetti: dai miglioramenti all’ergonomia di un componente, ottenibili con trattamenti come la zigrinatura, allo smussamento dei bordi taglienti, ottenibile con la sabbiatura.

Questo significa che le lavorazioni superficiali possono essere utilizzate come ultima lavorazione di un componente prima dell’assemblaggio o della spedizione: la maggior parte delle lavorazioni lascia una texture riconoscibile sulla superficie del prodotto, dandogli un aspetto generalmente piacevole anche senza l’uso di rivestimenti.

L’uso più diffuso dei trattamenti post-fonditura rimane però la preparazione della superficie dei componenti al rivestimento: avere una superficie pulita è fondamentale per prevenire la formazione di  difetti al momento del rivestimento.  Qui sotto potete trovare una lista delle tecniche di lavorazione più comunemente utilizzate per le finiture dei pressofusi in lega di zinco:

• Abrasione
• Brunitura
• Planarizzazione chimico-meccanica (CMP)
• Elettro-lucidatura
• Molatura
• Fresatura chimica
• Limatura
• Burattatura
• Vibratura
• Lucidatura chimica e meccanica
• Sbavatura termica

Abrasione

L’abrasione è uno dei processi di finitura dei metalli più comune, e consiste nel condurre un flusso di materiale abrasivo ad alta pressione contro una superficie. Può essere usato per diminuire o aumentare la ruvidità della superficie, ma anche per modellarla o per rimuovere dei contaminanti.

Tra i diversi tipi di abrasione, uno dei più efficaci è la sabbiatura, che usa la sabbia come materiale abrasivo: il risultato finale è simile a quello che si avrebbe utilizzando carta vetrata.

Brunitura

La brunitura è una levigatura solitamente ottenuta dall’azione di palline in acciaio poste in una macchina vibrante: quest’azione rende la superficie dello zinco più liscia e luminosa.

Planarizzazione chimico-meccanica (CMP)

La planarizzazione chimico-meccanica (CMP) è una lavorazione che unisce le forze chimiche e meccaniche: è implementata attraverso l’utilizzo di una spazzola rotante che permette di applicare uniformemente un composto lucidante, che risulta in superfici zincate più lisce.

Elettro-lucidatura

Con l’elettro-lucidatura è possibile rimuovere ogni materiale estraneo dai componenti metallici. Il processo è simile alla galvanica, ma agisce al contrario: un componente metallico viene immerso in un bagno elettrolitico e funge da anodo: alcune particelle superficiali si staccano e vengono attirate dal catodo, risultando in una superficie più liscia.

L’elettro-lucidatura ha molte applicazioni nell’ambito della finitura dei metalli  perché può efficacemente essere utilizzata su oggetti dalla forma irregolare. È normalmente usato per lucidare e passivare, ma può anche essere usato per rimuovere le bave: la dissoluzione anodica in condizioni di elettro-pulitura sbava gli oggetti metallici tramite l’aumento della densità di corrente sugli angoli e sulle bave.

Molatura

La molatura è una forma di abrasione ed è utilizzato per ottenere un finish liscio su superfici piane. È inoltre una tecnica molto precisa, poiché può essere utilizzata per produrre incisioni profonde pochi micrometri sulle superfici metalliche.

Fresatura chimica

La fresatura chimica, è una tecnica utilizzata sia per pulire che per incidere le superfici metalliche. Durante questo processo, si utilizzano bagni di sostanze chimiche a temperatura controllata per rimuovere materiale in eccesso e dare al prodotto la forma desiderata.

Limatura

La limatura è prevede l’uso di tecniche simili alla molatura per rendere una superficie piana o per lucidarla.

Burattatura

La burattatura è una procedura che si applica a piccoli component in metallo per rendere lisce le superfici ruvide. È una finitura molto comune, dal momento che può essere utilizzata anche per rimuovere le bave e la ruggine, oltre a rendere più brillante l’intera superficie.

Vibratura

La vibratura è una particolare tecnica che permette di rimuovere le bave, di lustrare, pulire e rendere più brillanti piccole parti o componenti. Durante la lavorazione, le parti sono inserite all’interno di un contenitore vibrante al fine di ottenere l’effetto desiderato: il contenitore e i pezzi al suo interno cominciano quindi a vibrare.

Questo procedimento è diverso dalla burattatura, dal momento che permette di rifinire anche le caratteristiche interne, come i buchi, ed è anche più rapido e meno rumoroso.

Lucidatura chimica e meccanica

La lucidatura utilizza sempre degli strumenti di abrasione per lisciare la superficie del prodotto. La lucidatura meccanica si esegue solitamente con cinture o dischi abrasivi per livellare le superfici, rimuovere graffi e scanalature, e per lucidare la superficie lasciando un finish spazzolato o rigato.

La lucidatura chimica viene spesso impiegata per rimuovere questo finish: solitamente, un disco di stoffa rotante viene impregnato di componenti abrasivi e applicato alla superficie, donando alla superficie un finish lucido.

Sbavatura termica

Durante la sbavatura termica, la combustione del gas metano contenuto in una camera pressurizzata è utilizzato per rimuovere le bave, le irregolarità o contaminanti nascosti attraverso una reazione di ossidazione. La lavorazione è particolarmente efficace per i fori interni e i canali che sarebbero difficili da raggiungere e sbavare con altre tecniche.

Questi sono solo alcune tra le tecniche esistenti per la finitura dei metalli, e i più comunemente usati con i prodotti pressofusi in lega di zinco. A seconda del prodotto e del suo materiale, ci possono quindi essere diversi processi di finitura tra cui scegliere: al fine di assicurarsi di scegliere il più adatto alle proprie necessità, è consigliabile contattare il proprio fornitore per ottenere dei consigli.

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