PRESSOFUSIONE DI LEGHE DI ZINCO PER PORTE E FINESTRE

VARIETÀ DEI COMPONENTI IN LEGHE DI ZINCO PER PORTE E FINESTRE

I pressofusi in lega di zinco sono tradizionalmente impiegati nel settore della serramentistica, ma la versatilità del processo di pressofusione consente una continua evoluzione della tipologia di prodotto, adattandosi alle esigenze delle più moderne soluzioni utilizzate nel settore. Tra i vari prodotti realizzati in lega di zinco ci sono componenti più tradizionali come gli angolari di rinvio per finestre in alluminio, le casse per cremonesi e le cuffie dei maniglioni antipanico, oppure prodotti più moderni e legati ai recenti sviluppi della domotica, ad esempio le tastiere per accessi o le placche di copertura delle serrature per hotel. In quest’articolo approfondiremo il processo produttivo di alcuni componenti per porte e finestre.

VANTAGGI COMPETITIVI DELLA ZAMA

Realizzare i prodotti sopra citati in lega di zinco si rivela un grande vantaggio sia per il consumatore finale sia per il produttore di porte e finestre. L’impiego delle leghe di zinco come materia prima per il processo di pressofusione a camera calda permette infatti di ridurre il numero delle lavorazioni meccaniche di finitura, di sottoporre i componenti a numerosi trattamenti superficiali di tipo protettivo oppure estetico e di accorciare i tempi di produzione. A differenza di altri materiali che necessitano di lavorazioni diverse, la zama permette di ottenere, con un processo quasi interamente automatizzato, pezzi già pronti per l’assemblaggio. Inoltre, grazie alle proprietà chimico-fisiche della zama, è possibile ottenere tolleranze centesimali ed evitare così le onerose lavorazioni meccaniche. Un ulteriore vantaggio consiste nella possibilità di raggiugere spessori sottili intorno ai 0,3 mm che, unitamente alla capacità di ottenere forme geometriche complicate, consente una grande libertà progettuale. Per un approfondimento sui trattamenti superficiali per i componenti del settore edilizio clicca qui.

REQUISITI DEI COMPONENTI IN ZINCO PER SERRAMENTI

I componenti in leghe di zinco per serramenti devono avere requisiti estetici e funzionali. Inoltre, in molti casi devono essere resistenti agli agenti atmosferici. È quindi necessario garantire una resistenza superficiale che si mantenga invariata nel tempo. Tuttavia non bisogna dimenticare la valenza estetica dei componenti poiché in molti casi diventano elementi di arredamento. Andiamo ora ad analizzare questi componenti nel dettaglio: prendendo in esame il loro processo produttivo, le possibilità e i vantaggi che offrono in termini di progettazione, design e risparmio economico.

COMPONENTI IN LEGA DI ZINCO PER SERRAMENTI TRADIZIONALI

Analizziamo uno dei componenti in leghe di zinco tradizionalmente impiegati nei meccanismi di serramenti. A seguire alcuni brevi case study che descrivono il processo di realizzazione.

CORPO RINVIO

Il corpo rinvio è un componente a vocazione prettamente funzionale: è parte del meccanismo interno che trasmette il moto di apertura per finestre vasistas. Diventando però visibile nel momento in cui si apre la finestra è necessario che rispetti i requisiti estetici. Per questo motivo i designer hanno avuto la necessità di progettare prodotti che potessero rispettare entrambe le caratteristiche. L’impiego della lega di zinco a consentito di raggiungere l’obiettivo. Nel caso del corpo rinvio la pressofusione ha consentito di ottenere un oggetto con spessori al minimo nel rispetto di strette tolleranze e con valori estetici adeguati.

CASSA PER CREMONESE

La funzione principale della cassa per cremonese è la copertura del meccanismo di apertura e chiusura di porte e finestre. La parte esterna presenta dei requisiti puramente estetici mentre l’interno è parte integrante del meccanismo. Anche in questo caso è necessario che il processo produttivo segua parallelamente la valenza estetica e funzionale del prodotto. Proprio per questo la cassa può essere infatti verniciata o cromata. Scegliere la zama è vantaggioso dal punto di vista economico. Come già osservato, le leghe di zinco permettono infatti di diminuire il numero di operazioni secondarie e grazie alle loro caratteristiche di fluidità, permettono di realizzare geometrie e sagome complesse. Per un approfondimento sulle caratteristiche dello zinco consigliamo di visitare la pagina dell’International Zinc Association. Inoltre, sempre in tema di risparmio, la possibilità di automazione dei processi data dalla sue caratteristiche tecniche rende la zama competitiva rispetto ad altri metalli. Nel caso specifico della realizzazione di questo componente si è riusciti infatti ad automatizzare il processo dallo stampaggio fino alla completa filettatura dell’oggetto senza l’apporto di personale e quindi con un consistente risparmio sul costo degli operatori diretti.

CUFFIE DI COPERTURA DEI MANGLIONI ANTIPANICO

La cuffia di copertura del maniglione antipanico è l’alloggiamento del meccanismo a cui è collegata la barra centrale che consente l’apertura della porta. Ogni maniglione antipanico ha due cuffie laterali che coprono i meccanismi di apertura assolvendo sia una funzione di azionamento sia una funzione estetica. In questo caso è rilevante il requisito estetico poiché il prodotto diventa parte dell’arredamento perciò è importante avere la possibilità di scelta tra i più disparati trattamenti superficiali per l’individuazione del giusto abbinamento. La grande varietà di finiture applicabili ai prodotti in lega di zinco ha consentito di raggiungere gli obiettivi previsti. Anche la funzione di copertura del meccanismo è un requisito importante. L’impiego di software di simulazione dedicati al processo di pressofusione ha consentito in questo caso di ottenere un prodotto ottimizzato con una notevole riduzione degli spessori. È stato possibile infatti realizzare un prodotto che rispettasse i necessari requisiti di resistenza, ma con l’impiego di minore materia prima; una soluzione che ha portato ad un evidente vantaggio economico. La versatilità delle leghe di zinco permette una grande libertà di scelta per i designer di prodotto che possono progettare nel rispetto dei requisiti funzionali senza rinunciare alle esigenze estetiche.

LEGHE DI ZINCO PER PORTE E FINESTRE DOMOTICHE

Se per alcuni componenti in lega di zinco per serramenti la pressofusione è una tecnologia impiegata da molto tempo, per altri componenti più innovativi e moderni l’impiego di questo tipo di produzione è invece un campo nuovo. La domotica e le tecnologie associate sono in forte sviluppo, di conseguenza è necessario ripensare componenti come cardini, serrature e maniglie idonei per il supporto di automazione ed elettronica. Nuove funzionalità richiedono quindi la progettazione di nuove soluzioni. Le leghe di zinco lavorate con il processo di pressofusione, grazie alla fluidità e alle caratteristiche chimico-fisiche che le contraddistinguono, consentono di creare geometrie complesse e spessori sottili, risultando inoltre adatte alla realizzazione di componenti destinati alla domotica. In particolare, due componenti quali la tastiera per accessi e la placca di copertura delle serrature elettroniche, sono sempre più richiesti dal mercato e possono essere realizzati (interamente) in zinco.

PLACCA PER SERRATURE ELETTRONICHE

Il primo di questi componenti in lega di zinco per porte e finestre è la placca di copertura delle serrature elettroniche. La placca, assolve una funzione sia tecnica per quanto riguarda l’alloggiamento della componentistica elettronica che consente l’apertura delle serrature, ma anche estetica considerando la sua funzione di copertura. Il pressofuso, una volta stampato, viene separato dal canale di alimentazione quindi sbavato termicamente e filettato. In seguito, è predisposto al trattamento superficiale con pulitura e lucidatura ed è poi trattato galvanicamente per ottenere le finiture di cromatura lucida, satinata e doratura. Questi trattamenti migliorano la valenza estetica, la resistenza superficiale e quindi la durata di vita. Le leghe di zinco, anche in questo caso, consentono di ottenere tramite processi ottimizzati e automatizzati, prodotti con ottima qualità superficiale a prezzi competitivi rispetto a quelli che si otterrebbero per lo stesso prodotto ma realizzato con altri metalli.

PORTA TASTIERINO NUMERICO PER APERTURA DI PORTE E CANCELLI

Un secondo componente in lega di zinco per serramenti sempre più comune è la tastiera per accessi tramite codice di porte e cancelli. Ancora una volta i requisiti sono sia tecnici che estetici. Il pezzo, esposto agli agenti atmosferici esterni, deve opportunamente resistere a determinati test in nebbia salina, preservare un’ottima qualità estetica nel tempo ed essere in grado di alloggiare, proteggendola, la componentistica elettronica interna. Lo zinco, contraddistinto da stabilità dimensionale e resistenza alle diverse condizioni climatiche e metereologiche, rappresenta una scelta ottimale. Infine, la capacità di assumere geometrie complesse e di raggiungere un alto grado di precisone permettono al cliente di disegnare e progettare il componente con libertà in modo tale da ottenere un prodotto soddisfacente.

CONCLUSIONE

L’impego delle leghe di zinco attraverso il processo di pressofusione in camera calda, al confronto con altre leghe o tecnologie, si traduce spesso in vantaggi economici per il produttore di componentistica di serramenti. La zama, permette infatti di ridurre le lavorazioni secondarie e di automatizzare buona parte dei processi con grande risparmio sia in termini di tempo che di costi. Infine, la libertà di progettazione, le possibilità offerte dall’ottimizzazione e la varietà di trattamenti superficiali che è possibile effettuare sui componenti leghe di zinco per serramenti consentono di ottenere, senza sprechi di tempo e materiale, prodotti in linea con i requisiti definiti dal cliente e pronti per il cliente finale. Per ulteriori informazioni e aggiornamenti iscriviti al nostro blog, se invece desideri consultare il nostro ufficio tecnico per scoprire ulteriori applicazioni dei componenti in leghe di zinco per serramenti compila il form.   [gravityform id=”2″ title=”false” description=”false”]

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Negli ultimi anni, i rallentamenti nello sviluppo economico e i cambiamenti nella domanda industriale globale hanno determinato piccole fluttuazioni nella richiesta di prodotti in leghe di zinco. Nonostante queste sfide, l’industria automobilistica ha mantenuto una crescita costante, confermandosi un importante punto di domanda per i componenti in lega di zinco. Grazie alla loro capacità di soddisfare gli elevati standard di prestazioni e durata le leghe di zinco sono un materiale cruciale per il settore automobilistico perché offrono ai produttori una soluzione versatile e affidabile per rispondere alle mutevoli esigenze industriali, promuovendo al contempo l’innovazione e la sostenibilità richieste dal settore.

Infatti, le leghe di zinco sono apprezzate anche per la loro sostenibilità ambientale. Lo zinco è un materiale notevolmente riciclabile, con tassi di riciclaggio delle leghe di zinco che sono aumentati fino all’80% a livello globale negli ultimi anni. La sua riciclabilità contribuisce alla conservazione delle risorse naturali e alla riduzione del consumo di energia, nonché delle emissioni di gas serra, associate all’estrazione del metallo.

Qualità delle leghe di zinco

Vediamo nel dettaglio le principali caratteristiche chimiche e meccaniche delle leghe di zinco:

• Forza e durabilità

Nel corso del tempo, sono stati compiuti significativi progressi nel potenziare la forza e la durabilità delle leghe di zinco. Grazie a formulazioni precise e a metodologie di lavorazione innovative, i ricercatori hanno sviluppato leghe caratterizzate da maggiore robustezza, ampliando notevolmente il loro campo di utilizzo in settori in crescita. Questo ha comportato benefici considerevoli per i produttori, consentendo una produzione di componenti più efficiente e in grado di rispondere alle esigenze degli acquirenti in termini di prestazioni e durata.

Tra le varie leghe di zinco disponibili, la zama emerge come la più promettente grazie alla sua composizione di zinco, alluminio, magnesio e rame. Infatti, la zama è conosciuta per la sua eccezionale resistenza e stabilità dimensionale, che la rende ideale per la pressofusione di componenti con forme complesse. La versatilità delle leghe di zinco consente quindi ai progettisti e agli ingegneri di selezionare il materiale più adatto alle loro esigenze specifiche. Questa flessibilità non solo ottimizza l’efficienza della produzione, ma sottolinea anche il ruolo cruciale delle leghe di zinco nell’innovazione e nell’apertura di nuove opportunità nel campo dell’ingegneria e del design.

• Resistenza alla corrosione

In diversi settori, come l’industria automobilistica e quella edilizia, la resistenza alla corrosione rappresenta un fattore chiave nella scelta del materiale per progetti e prodotti. Le leghe di zinco, come la zama, sono da tempo apprezzate per la loro capacità di resistere alla corrosione, grazie alla formazione di strati protettivi di ossido sulla superficie. Recentemente, gli sforzi nella ricerca e nello sviluppo hanno ulteriormente potenziato questa capacità, posizionando le leghe di zinco, e in particolare la zama, tra i migliori materiali capaci di resistere anche alle condizioni più estreme. Questi progressi non solo hanno migliorato la resistenza alla corrosione, ma hanno anche significativamente esteso la durata delle leghe di zinco.
In particolare, la zama, grazie alla sua composizione precisa e alla microstruttura controllata, offre una resistenza superiore alla corrosione rispetto ad altre leghe, garantendo una maggiore affidabilità e una durata prolungata nei contesti più impegnativi. Che si tratti di esposizione a sali stradali o condizioni atmosferiche avverse nel settore automobilistico, o a agenti inquinanti nell’edilizia, le leghe di zinco dimostrano una resistenza eccezionale, assicurando lunga durata e affidabilità.

• Personalizzazione

Una delle evoluzioni più apprezzate nella tecnologia delle leghe di zinco è la capacità di personalizzazione. Attraverso regolazioni precise sulla composizione e la microstruttura dei materiali, gli ingegneri possono creare leghe di zinco su misura per ottenere le proprietà desiderate. Questo livello di personalizzazione non solo migliora la versatilità delle leghe di zinco, ma contribuisce anche a stimolare l’innovazione nel design dei prodotti. I produttori ora hanno la libertà di creare componenti che si allineano perfettamente alle esigenze dei clienti, sfruttando al massimo le caratteristiche uniche della zama per ottenere prestazioni ottimali.

• Produzione sostenibile

In un’epoca di crescente consapevolezza ambientale, la sostenibilità è diventata una considerazione primaria nello sviluppo e nella produzione dei materiali. Le leghe di zinco, inclusa la zama, offrono numerosi vantaggi in questo contesto, tra cui la loro riciclabilità e il basso consumo energetico durante la lavorazione. Recentemente, c’è stata un’attenzione crescente sul miglioramento della sostenibilità nella produzione di leghe di zinco, con l’implementazione di metodi efficienti di riciclaggio e l’adozione di pratiche produttive più ecologiche. Questi sforzi dimostrano un impegno tangibile nella riduzione dell’impatto ambientale della produzione di leghe di zinco, in linea con gli obiettivi più ampi di gestione responsabile delle risorse.

Innovazioni nello sviluppo delle leghe di zinco

Gli avanzamenti nello sviluppo delle leghe di zinco hanno aperto la strada ad applicazioni innovative in diversi settori. Vediamo brevemente qualche esempio:

• Automobilistico

Nel settore automobilistico, ad esempio, le leghe di zinco contribuiscono a migliorare i meccanismi di sicurezza dei veicoli, ad aumentarne le prestazioni e l’affidabilità.

• Elettronico

Le leghe di zinco, inclusa la zama, stanno trovando sempre più applicazioni anche nel settore dell’elettronica grazie alla loro conducibilità e lo schermaggio EMI (interferenza elettromagnetica).

• Medico

Inoltre, le leghe di zinco, come la zama, stanno venendo sempre di più impiegate nel settore medico per strumenti chirurgici e impianti, beneficiando della loro biocompatibilità e resistenza alla corrosione.
L’applicazione e il costante investimento in ricerca e sviluppo delle leghe di zinco ha permesso alle aziende di produrre componenti applicabili in diversi settori e prodotti, capaci di soddisfare i requisiti dei propri clienti. I produttori infatti hanno studiato e sperimentato nuove tecniche di produzione per raggiungere standard qualitativi e produttivi sempre più alti.

La produzione additiva, o anche nota come stampa 3D, è un processo di fabbricazione che crea oggetti tridimensionali aggiungendo materiale strato dopo strato, seguendo un modello digitale o un file CAD (Computer-Aided Design). Questa tecnica utilizzata per lo più materiali plastici si è dimostrata un’ottima soluzione per leghe di zinco con nuove composizioni di materiali contribuendo ad aprire nuove porte all’applicazione dei prodotti in zinco. Infatti, sempre più aziende del settore stanno investendo nella ricerca e lo sviluppo per creare nuove leghe in grado di offrire prestazioni superiori, e al contempo efficienza energetica e vantaggi ambientali, che aiutino egualmente sia produttori che clienti.

Prospettive future

Rivolgendo uno sguardo al futuro: lo sviluppo delle leghe di zinco appare promettente. Con l’aiuto di tecniche avanzate di modellazione computazionale e tecnologie di produzione additiva, ci si può aspettare ulteriori innovazioni e diversificazioni nel design e nell’applicazione delle leghe di zinco.
Sicuramente però uno dei principali trend che influenzano drasticamente il mercato delle leghe di zinco è la crescente domanda per materiali sostenibili. Infatti, si prevede che le leghe, incluse quelle in zama, si evolveranno e forse anticiperanno regolamentazioni ambientali sempre più rigide nella catena produzione.

Conclusione

In conclusione, gli avanzamenti nello sviluppo delle leghe di zinco segnano un traguardo importante dell’ingegneria dei materiali. Le principali caratteristiche dello zinco includono la forza del metallo, la sua durabilità, e infine la possibilità di personalizzazione del materiale e la sua sostenibilità. Tutte queste proprietà insieme consentono alle leghe di zinco, come la zama, di continuare a trovare nuovi limiti nella produzione moderna.
Abbiamo visto come il mercato delle leghe di zinco sia dinamico, esponendo quindi le aziende del settore a una varietà di sfide, ma soprattutto opportunità. Attraverso decisioni strategiche e l’uso di dati e analisi complete, i maggiori player del mercato possono anticipare e capitalizzare sui cambiamenti più critici. Con un approccio proattivo e uno sguardo all’innovazione, le aziende possono garantire un futuro di successo per il mercato delle leghe di zinco, poiché promette di essere uno dei settori più resilienti grazie proprio alla sua flessibilità.

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Applicazioni di prodotti pressofusi in zinco

Grazie alla loro durata e resistenza i prodotti pressofusi in zinco trovano molteplici applicazioni in svariati settori produttivi, vediamo quindi nel dettaglio alcuni settori merceologici e applicazioni in cui i componenti di pressofusione di zinco vengono comunemente utilizzati.

• Elettrodomestici

Nel settore degli elettrodomestici, la pressofusione di zinco trova applicazione in una vasta gamma di componenti. Ad esempio, le maniglie delle porte dei frigoriferi e degli altri elettrodomestici sono spesso realizzate utilizzando componenti pressofusi in zinco poiché devono essere resistenti e durare nel tempo. Allo stesso modo, i piedini di supporto dei grandi elettrodomestici, come lavatrici e asciugatrici, possono essere realizzati in zinco pressofuso per garantire stabilità e resistenza alla corrosione.

• Settore automobilistico

Nel settore automobilistico, la pressofusione di zinco trova impiego principalmente per la produzione di componenti del motore e accessori interni. Parti come cuscinetti, supporti e ingranaggi del motore possono essere prodotte tramite pressofusione in zinco per garantire resistenza e durata nel contesto delle condizioni operative automobilistiche. Allo stesso tempo, alcuni accessori interni come manopole degli interni, supporti per sedili e alloggiamenti per interruttori possono essere realizzati in zinco pressofuso per la loro robustezza e design flessibile.

• Settore meccanico

Nel settore meccanico, la pressofusione di zinco è ampiamente utilizzata per la produzione di componenti per macchinari e strumenti di fissaggio. Parti di macchinari industriali, come ingranaggi, ghiere e supporti, possono essere realizzate in zinco pressofuso per garantire resistenza e versatilità nell’ambiente operativo. Allo stesso modo, elementi come bulloni, dadi e staffe utilizzati per il fissaggio e il montaggio di componenti meccanici possono essere prodotti tramite pressofusione in zinco per la loro robustezza e durata.

• Elettronica

Nell’industria elettronica, la pressofusione di zinco viene impiegata per la produzione di alloggiamenti di dispositivi e componenti di connessione. Gli alloggiamenti esterni dei dispositivi elettronici, come telecomandi, telefoni cellulari e dispositivi di automazione domestica, possono essere realizzati in zinco pressofuso per la loro capacità di fornire protezione elettrica e meccanica. Allo stesso modo, connettori, morsetti e terminali utilizzati per collegare componenti elettronici possono essere realizzati in zinco pressofuso per la loro conducibilità elettrica e resistenza alla corrosione. Vediamo nel dettaglio però quali sono i motivi principali che rendono i componenti pressofusi in zinco un’ottima opzione di impiego per il settore dell’elettronica.

Perché la pressofusione viene utilizzata nell’industria elettronica?

Una delle caratteristiche tipiche della pressofusione di zinco è la possibilità di poter produrre componenti metallici complessi con estrema precisione e soprattutto in grandi quantità. Questa peculiarità garantisce la creazione di componenti uniformi dalla superficie lisce, con pareti sottili con tolleranze ristrette, caratteristiche fondamentali richieste nelle applicazioni elettroniche. Inoltre, grazie alla sua buona colabilità lo zinco consente la modellazione in forme complesse, con la possibilità di creare vuoti interni e canali per connessioni elettriche e meccaniche, rendendolo ideale per la pressofusione di componenti dalle geometrie complesse. Oltre alle sue caratteristiche strutturali i componenti in zinco hanno anche dei vantaggi che lo rendono determinanti per l’impiego nell’industria elettronica, come: la resistenza alla corrosione e la sua buona conducibilità.

Impiego della pressofusione di zinco nell’elettronica

Come abbiamo visto precedentemente i prodotti pressofusi in zinco vengono impiegati in molteplici componenti e con diverse funzioni, alla luce però dei vantaggi strutturali, tecnici e chimici dello zinco che abbiamo analizzato poco prima vogliamo rivedere nel dettaglio in quali prodotti e con quali vantaggi i componenti pressofusi in zinco vengono impiegati dall’industria elettronica.

• Connettori e alloggiamenti

I connettori e gli alloggiamenti in zinco pressofuso sono ampiamente utilizzati nei dispositivi elettronici per fornire connessioni robuste e affidabili. L’elevata precisione ottenibile attraverso la pressofusione garantisce che questi componenti soddisfino le specifiche esigenze dei moderni dispositivi elettronici.

• Involucri per dispositivi e componenti elettronici

Gli involucri dei dispositivi elettronici svolgono un ruolo cruciale nella protezione dei componenti interni da elementi esterni come polvere, umidità e danni fisici. Le custodie in zinco pressofuso offrono una soluzione duratura ed economicamente vantaggiosa che garantisce l’integrità e la longevità dei sistemi elettronici racchiusi. L’eccellente conduttività elettrica dello zinco fornisce anche una buona schermatura EMI, RFI e ESD.

• Dissipatori di calore

Grazie alla sua efficiente conduttività termica i componenti pressofusi in zinco consentono una dispersione efficace del calore generato dai dispositivi elettronici. L’eccellente fluidità dello zinco consente di produrre dissipatori con alette più sottili, numerose e ravvicinate che forniscono una superficie maggiore ad un volume inferiore. I componenti pressofusi in zinco sono quindi un’opzione leggera, resistente alla corrosione e a costo competitivo per mantenere bassa la temperatura interna dei dispositivi, migliorandone le prestazioni e la durata nel tempo.

• Telai

La pressofusione di zinco per chassis e telai offre una soluzione leggera ma robusta che contribuisce all’integrità strutturale complessiva e alla stabilità meccanica dei dispositivi elettronici.

• Basi e piastre di montaggio

Le basi e le piastre di montaggio in pressofusione di zinco forniscono una base solida e affidabile che consente un’installazione sicura e una funzionalità ottimale delle apparecchiature elettroniche.

• Maniglie e manopole

Le maniglie e le manopole in pressofusione di zinco offrono una combinazione ideale di durata, solidità e ottima esperienza tattile.

• Componenti di schermatura contro le interferenze elettromagnetiche

Le leghe di zinco possiedono proprietà intrinseche di schermatura contro le interferenze elettromagnetiche che le rendono adatte per componenti che richiedono protezione dalle radiazioni esterne. Ciò è particolarmente importante nei dispositivi elettronici sensibili dove le interferenze possono portare a malfunzionamenti.

• Staffe e supporti

Le staffe e i supporti in pressofusione di zinco offrono un supporto strutturale affidabile garantendo il corretto allineamento e la funzionalità di vari elementi all’interno dei sistemi elettronici.

• Pressacavi

I pressacavi in zinco pressofuso offrono una solida protezione contro l’umidità e altri fattori esterni garantendo l’integrità dei collegamenti elettrici nei dispositivi elettronici.

• Cornici e finiture

Le cornici e le finiture in zinco pressofuso offrono una combinazione di versatilità, design accattivante e durata permettendo di migliorare l’estetica delle apparecchiature elettroniche.

Benefici della pressofusione di zinco per l’elettronica

• Proprietà meccaniche migliorate: le leghe di zinco presentano eccellenti proprietà meccaniche tra cui elevata robustezza, durata e resistenza alla corrosione. Lo zinco è un materiale versatile con un’ottima resistenza alla corrosione e stabilità. Queste caratteristiche rendono i componenti pressofusi in zinco ideali per le applicazioni elettroniche in cui l’affidabilità e la longevità sono fondamentali.
• Produzione economicamente vantaggiosa: l’efficienza del processo di pressofusione contribuisce a una produzione economicamente vantaggiosa. I produttori beneficiano di un ridotto spreco di materiale, di cicli di produzione più brevi e di un minore consumo energetico, rendendo la pressofusione di zinco un’opzione economicamente valida.
• Flessibilità e Precisione di progettazione: la pressofusione di zinco consente la produzione di componenti dalle geometrie complicate con tolleranze ristrette. Ciò è fondamentale nel settore dell’elettronica, dove spesso sono necessarie parti piccole progettate con precisione per dispositivi come smartphone, tablet e PC.
• Finitura superficiale: i componenti pressofusi in zinco sono ideali per essere verniciati o placcati, eliminando così la necessità di ulteriori operazioni di finitura e rendendo il prodotto finale esteticamente accattivante.
• Produzione rapida: la fusione di zinco è un metodo di produzione efficiente e rapido che lo rende particolarmente adatto alla produzione su larga scala.

Conclusione

La pressofusione di zinco è emersa come un attore chiave nel settore elettronico offrendo una combinazione vincente di precisione, convenienza con proprietà meccaniche superiori. Poiché i dispositivi elettronici continuano ad avanzare in complessità e miniaturizzazione, è probabile che il ruolo della pressofusione di zinco si espanda ulteriormente, contribuendo anche all’evoluzione del panorama elettronico. Produttori e ingegneri stanno adottando questo versatile processo di produzione per soddisfare la crescente domanda di componenti elettronici di alta qualità nell’era digitale. Inoltre, grazie alla sua riciclabilità e alla produzione minima di rifiuti durante la produzione, la pressofusione di zinco si allinea con gli obiettivi delle pratiche di produzione sostenibili. Inoltre, la versatilità delle leghe di zinco consente la creazione di diversi design e forme che aiutano a soddisfare le preferenze estetiche dei consumatori nel mercato elettronico. Su queste basi, il futuro della pressofusione di zinco sembra essere promettente e ha anche il potenziale per avere un ruolo fondamentale nel dare forma alla prossima generazione di dispositivi elettronici, soddisfacendo al tempo stesso le richieste dei produttori e dei consumatori.

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Nel contesto dell’industria automobilistica, l’evoluzione è una costante. Con il passare degli anni, il settore ha continuamente abbracciato innovazioni tecnologiche e soluzioni avanzate per soddisfare le crescenti esigenze di mobilità e sostenibilità. Una delle più grandi sfide che le aziende automobilistiche hanno sempre affrontato riguarda l’ottimizzazione del peso del veicolo, delle prestazioni e dei consumi. Proprio per rispondere a questa sfida, negli ultimi tempi, sempre più aziende hanno fatto ricorso alla pressofusione per produrre componenti per i propri veicoli.
In questo panorama in continua evoluzione, ricerca e sviluppo vogliamo analizzare nel dettaglio quali siano i vantaggi nell’utilizzo di componenti pressofusi nell’industria automobilistica:

Maggiore precisione, efficienza e convenienza economica

La pressofusione rappresenta una tecnologia fondamentale per migliorare la precisione, l’efficienza e la convenienza economica nel settore automotive. È stata ed è una delle principali forze trainanti di numerosi progressi nel settore automobilistico, offrendo la possibilità di modellare materiali come leghe di zinco, alluminio e magnesio. Grazie a questa capacità, la pressofusione apre diverse opportunità per potenziare le prestazioni dei veicoli e favorire la crescita complessiva dell’industria automobilistica.

Contribuisce all’efficienza del carburante

L’utilizzo di componenti pressofusi nelle automobili, principalmente nei motori, contribuisce all’efficienza nel consumo di carburante poiché riduce il peso complessivo del veicolo, portando a emissioni inferiori e migliorando le prestazioni. L’utilizzo di prodotti pressofusi quindi favorisce una produzione più efficace ed efficiente e contribuendo a ridurre l’inquinamento.

Maggiore automazione e flessibilità

La tecnica di pressofusione applicata all’industria automobilistica e non solo, aiuta a creare componenti con forme e dimensioni complesse, rendendo molto più agevole il processo di installazione, questo vantaggio si traduci in processi di produzione nel mondo automotive molto più efficienti. Questi vantaggi sono i motivi per cui sempre più aziende automobilistiche fanno affidamento su prodotti pressofusi per la propria produzione.

Come abbiamo visto, la pressofusione aiuta a produrre parti con forme complesse, con alta durabilità e con design migliori. Vediamo nel dettaglio quali sono i principali componenti pressofusi utilizzati nell’industria automobilistica:

• Parti del motore
• Supporti di montaggio per i motori
• Coperture elettroniche per il cambio
• Alloggiamenti per sensori e airbag
• Parti di aspirazione del carburante
• Sistemi di condizionamento dell’aria
• Bobine retrattili per cinture di sicurezza
• Componenti della trasmissione
• Sensori
• Componenti del telaio
• Sistemi di servosterzo e frenata

Tecniche di pressofusione

Nel contesto di un settore automotive in rapida evoluzione, caratterizzato da una competizione costante per rimanere all’avanguardia dell’innovazione, la tecnologia di pressofusione ha subito un’evoluzione significativa per adattarsi alle crescenti esigenze di questo settore in continua trasformazione. Questa evoluzione è stata guidata dalla necessità di fornire soluzioni sempre più avanzate e tempestive per soddisfare e anticipare le nuove richieste del mercato automobilistico. In particolare, alcune delle principali tecniche avanzate di pressofusione stanno giocando un ruolo cruciale nel raggiungimento di livelli sempre più elevati di precisione ed efficienza nell’industria automobilistica. Vediamo nel dettaglio quali sono queste tecniche.

Pressofusione ad alta pressione

La pressofusione ad alta pressione implica l’iniezione di metallo fuso in uno stampo di acciaio a pressioni elevate, garantendo tempi di ciclo più rapidi e un’ottima integrità delle parti automobilistiche. Questa tecnologia è particolarmente efficace nella produzione di componenti complessi con bassa porosità, garantendo la massima qualità e durata dei componenti pressofusi.

Pressofusione sotto vuoto

La pressofusione sotto vuoto, al contrario, si svolge in un ambiente controllato con pressione dell’aria ridotta. Questo metodo mira a ridurre la porosità del gas nel prodotto finito, contribuendo a migliorare ulteriormente l’integrità strutturale dei componenti automobilistici. Recentemente, i produttori dell’industria automobilistica stanno sempre più adottando questa tecnica per la produzione di parti critiche, come i componenti del motore e i meccanismi di sicurezza poiché offre una maggiore integrità strutturale e riduce la presenza di difetti come le inclusioni di gas, garantendo così componenti più resistenti e affidabili.

Innovazioni dei materiali per la pressofusione

Come abbiamo definito all’inizio, l’industria automobilistica cerca costantemente di produrre componenti che siano leggeri ma allo stesso tempo resistenti e performanti, per migliorare l’efficienza e le prestazioni dei veicoli. In questo contesto, la tecnologia della pressofusione gioca un ruolo cruciale. Negli ultimi anni, si sono verificati significativi progressi nella ricerca e nello sviluppo di materiali e leghe per la pressofusione. Una delle innovazioni più importanti è stata l’introduzione di leghe avanzate, come le leghe di zinco e alluminio, in grado di offrire numerosi vantaggi, tra cui: leggerezza, ma al contempo resistenza e durevolezza.
Un’altra caratteristica importante di queste leghe è la loro capacità di essere personalizzate in base alle specifiche esigenze di prestazioni. Ciò significa che è possibile adattare la composizione dei materiali in modo da ottenere le proprietà desiderate, come una maggiore resistenza meccanica oppure una migliore resistenza alla corrosione. Questo livello di flessibilità consente ai produttori di ottimizzare le prestazioni delle parti automobilistiche pressofuse per soddisfare le esigenze specifiche dei loro veicoli. È importante quindi sottolineare che l’evoluzione dei materiali per la pressofusione non riguarda solo il soddisfacimento delle attuali esigenze del settore, ma anche l’anticipazione e l’adattamento alle future tecnologie e sfide nell’industria automobilistica.

Pratiche sostenibili nella pressofusione

In risposta alle crescenti preoccupazioni ambientali, l’industria automobilistica, insieme ad altre industrie, sta sempre più concentrando l’attenzione sulla conversione dei propri processi produttivi per allinearli ad una filosofia più sostenibile. Proprio per questo le fonderie di pressofusione collaborano con i produttori automobilistici per implementare misure eco-friendly nella produzione come: l’uso di attrezzature a basso consumo energetico, il riciclo dell’acqua di processo e pratiche di produzione green. Questo impegno si allinea con la volontà dell’industria automobilistica di ridurre la propria impronta di carbonio, portando a un approccio più responsabile e sostenibile dal punto di vista ambientale che sarà vantaggioso sia per l’ambiente che per le aziende nel lungo periodo.

Il futuro della pressofusione

Nell’industria in continua evoluzione della pressofusione, stanno emergendo numerose, nuove ed interessanti opportunità che stanno contribuendo a spingere il settore verso capacità di produzione più efficienti e migliorate. Esploriamo ora alcune delle prospettive future per la produzione di componenti pressofusi nell’industria automobilistica, evidenziando le opportunità che si presentano per migliorare l’efficienza e la competitività del settore.

Manifattura intelligente e principi dell’industria 4.0

L’integrazione di tecnologie intelligenti e dei principi dell’industria 4.0 consente il monitoraggio e il controllo in tempo reale dei processi di pressofusione. Questo non solo ottimizza l’efficienza e riduce i tempi di inattività, ma anche favorisce una produzione più agile e responsiva. Ciò si traduce in una maggiore capacità di adattamento alle fluttuazioni della domanda e dell’offerta dell’industria automobilistica, consentendo agli operatori di rimanere competitivi e di anticipare le esigenze del mercato in continuo cambiamento.

Stampa 3D e prototipazione

L’integrazione della stampa 3D nei processi di pressofusione offre vantaggi come la personalizzazione dei componenti, la riduzione dei tempi di sviluppo, l’ottimizzazione della geometria, la produzione di attrezzature ausiliarie e la riduzione degli sprechi di materiale. Questa combinazione migliora l’efficienza, la precisione e la sostenibilità della produzione, consentendo la realizzazione di componenti complessi e personalizzati con maggiore flessibilità e competitività.

Conclusione

In conclusione, l’integrazione della pressofusione nell’industria automobilistica rappresenta un’innovazione cruciale che porta numerosi vantaggi, tra cui maggiore precisione, efficienza, e convenienza economica. La tecnologia di pressofusione, supportata da avanzamenti nella produzione di materiali e tecniche, ha rivoluzionato la produzione di componenti automobilistici, consentendo la realizzazione di parti più leggere, resistenti e complesse. Inoltre, l’adozione di pratiche sostenibili e l’impiego di tecnologie emergenti come la stampa 3D promettono un futuro ancora più efficiente e competitivo per l’industria, guidando il settore verso una maggiore innovazione e sostenibilità.

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Vantaggi estetici

Le leghe di zinco offrono numerosi vantaggi estetici tra cui, il principale, un ottimo feeling tattile che trasmette una sensazione di robustezza e solidità all’oggetto ed è gradevole anche alla vista per le sue qualità tecniche e tecnologiche.

In aggiunta, il design dei componenti in lega di zinco è personalizzabile, sia attraverso la verniciatura che offre una vasta gamma di colori e finiture per adattarsi al design desiderato, sia attraverso numerosi trattamenti galvanici come ad es. la nichelatura o la cromatura per ottenere un aspetto brillante e resistente all’usura nel tempo.

Vantaggi funzionali

Le funzionalità delle leghe di zinco negli apparati degli elettrodomestici invece sono molteplici.

Il processo di pressofusione dello zinco offre un risultato unico nel campo delle leghe: fornendo un prodotto finito al primo stadio della sua lavorazione. Ciò si traduce automaticamente in un notevole risparmio in termini di costi e tempi di produzione.

Inoltre, la fluidità superiore delle leghe di zinco consente di realizzare spessori più sottili (a differenza di altri materiali, soprattutto plastici) riducendo i costi delle materie prime impiegate senza rinunciare ai requisiti di rigidità del prodotto che sono fondamentali per ottenere dei componenti ugualmente funzionali ma con ingombro ridotto. In aggiunta poi la stabilità dimensionale, la resistenza alle vibrazioni e agli urti sono ulteriori vantaggi offerti dalle leghe di zinco, rendendole ideali per parti interne ed esterne dei piccoli elettrodomestici.

La duttilità delle leghe di zinco è inoltre un altro aspetto fondamentale di questo materiale e porta grandi vantaggi per la creazione di elettrodomestici. Questa proprietà, infatti, permette di utilizzare la ribaditura come metodo di fissaggio alternativo alle viti; riducendo i costi di lavorazione necessari per la filettatura ed i tempi di assemblaggio necessari per il serraggio delle viti; non meno importanti sono i risultati estetici e di costo per gli assemblaggi con ribaditure, che a differenza delle viti possono essere nascoste alla vista e tradursi in un efficientamento economico poiché saranno necessari meno componenti per la creazione dello stesso pezzo finito.

Infine, fra le qualità funzionali delle leghe di zinco, possiamo ricordare anche l’ottimo livello di schermatura dai campi magnetici di questo materiale, impedendo infatti ai componenti elettronici ed elettrici di interferire fra loro compromettendo le prestazioni del prodotto.

Benefici ambientali

Dal punto di vista ambientale, le leghe di zinco rappresentano una scelta ecologica, ecosostenibile ed ideale per un’economia circolare. Essendo totalmente riciclabili le parti in lega di zinco possono essere recuperate e riutilizzate infinite volte, contribuendo a ridurre l’impatto ambientale dei rifiuti di plastica e di altri materiali non riciclabili. Richiedendo meno energia per la loro trasformazione il loro impiego è anche più sostenibile dal punto di vista energetico.

Vantaggi economici

L’utilizzo delle leghe di zinco a differenza di altre leghe da pressofusione ha indubbiamente dei benefici economici nella produzione. La trasformazione dallo stato solido a liquido delle leghe di zinco per la pressofusione, infatti richiede temperature meno elevate e quindi consuma molta meno energia rispetto ad esempio delle leghe di alluminio. Ciò si traduce anche in notevole maggior durata degli stampi. A parità di utilizzo, uno stampo per la pressofusione in zinco può essere utilizzato anche fino a un milione di cicli senza subire deterioramenti, consentendo un notevole risparmio nei costi di produzione.

Questo aspetto è particolarmente evidente quando si considera il costo degli stampi per la produzione di parti in alluminio, che richiedono sostituzioni più frequenti.

Esempi pratici

Un esempio significativo dell’applicazione delle leghe di zinco nei piccoli elettrodomestici la si nota soprattutto in cucina. La maggior parte dei produttori di elettrodomestici di qualità utilizza componenti in lega di zinco o zama per conferire solidità, stabilità e rifiniture estetiche ai propri prodotti.

Ad esempio: gli housing, sia esterni che interni, dei piccoli elettrodomestici sono spesso realizzati in lega di zinco per garantire una struttura resistente e duratura. Questo approccio è particolarmente evidente nelle parti che richiedono una maggiore stabilità dimensionale, come gli alloggiamenti per cuscinetti ed i supporti interni degli elettrodomestici.

Anche i supporti dei motorini elettrici sono un altro esempio che riguarda l’utilizzo delle leghe di zinco. Questi componenti, presenti in molti piccoli elettrodomestici, possono essere realizzati in lega di zinco anziché nelle costose plastiche rinforzate, offrendo una soluzione più sostenibile dal punto di vista ambientale e dei costi.

Conclusioni

Le leghe di zinco si confermano come una scelta eccellente per i piccoli elettrodomestici, offrendo numerosi vantaggi estetici, funzionali, ambientali e di costo. La loro capacità di essere lavorate con precisione, la resistenza alle vibrazioni e agli urti, la totale riciclabilità e il risparmio di costi di processo le rendono ideali per soddisfare le esigenze degli elettrodomestici moderni.  Guardando nelle nostre cucine possiamo apprezzare come le leghe di zinco siano applicate con successo nel settore dei piccoli elettrodomestici.  Scegliere le leghe di zinco per la produzione di parti e componenti significa unire design accattivante, prestazioni affidabili, sostenibilità ambientale e vantaggi economici.

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In tema di resistenza meccanica e più in dettaglio di carico di rottura in questo post sarà brevemente definita la funzione dei test di rottura nel controllo della qualità strutturale di pressofusi in zama nel corso della produzione. Sarà inoltre descritto lo strumento utilizzato per l’esecuzione di queste prove atte a garantire il rispetto delle specifiche del componente. Di seguito verrà descritta qualche case study relativa all’argomento principale.

Carico di rottura: prova di resistenza a rottura di un pezzo o di un assieme

Come anticipato il carico di rottura è la forza che è necessario applicare ad un pezzo per provocare snervamento e/o rottura e si misura in mega-pascal, indicato con il simbolo MPa, che è la principale unità di misura della pressione, cioè della forza sull’unità di superfice.

Per procedere con questo test si applica la forza in un punto del pezzo, prestabilito e concordato con il cliente, allo scopo di osservare il carico necessario per provocare la sua rottura o il suo snervamento. In questo modo si può testare la quantità di forza necessaria affinché il pezzo posto in esame perda le specifiche proprietà meccaniche, ovvero la capacità del componente di resistere ai carichi esterni e sia, di conseguenza, inutilizzabile.

Per effettuare questo processo è necessaria una macchina specifica per prove di trazione/compressione da laboratorio.

Questa macchina è quindi estremamente importante perché le prove di resistenza a rottura sono tra gli elementi chiave per la verifica funzionale di un prodotto finito. Spesso infatti singoli componenti pressofusi in zama vengono montati in un ambiente o in un assieme che subisce varie sollecitazioni dall’esterno e queste forze, se non opportunamente considerate ed analizzate, potrebbero compromettere uno o più elementi del sistema mettendo a rischio la funzione del prodotto stesso. Un esempio molto chiaro di questo concetto è certamente il gruppo sterzo di un’automobile che subisce sollecitazioni differenti a seguito di diversi conducenti. I singoli elementi ed il sistema devono necessariamente essere in grado di svolgere la propria funzione senza rompersi anche in caso di forze eccessive applicate da conducenti con stili di guida estremi. Perciò il fatto di evitare la compromissione della funzionalità e quello di garantire la corretta resistenza meccanica dei componenti dello sterzo, costituiscono un fattore di sicurezza essenziale per la persona al volante.

Il carico di rottura: prove reali e simulazioni al computer (FEM)

Questo genere di test può anche essere simulato all’interno degli applicativi CAD (FEM) ma come è noto il processo di pressofusione, anche utilizzando la tecnologia del vuoto, non permette lo stampaggio di pezzi a densità teorica del materiale poiché a seguito del ritiro volumetrico durante il raffreddamento all’interno delle zone del pressofuso a massa maggiore si creano micro cavità, chiamate tipicamente “cavità da ritiro”, che potrebbero compromettere le prestazioni del prodotto in termini di resistenza meccanica. Queste variazioni di densità non sono completamente intercettate dai sistemi software di simulazione i quali possono risultare molto utili in fase di progettazione ma che, in termini di produzione, potrebbero mettere in discussione il raggiungimento delle specifiche richieste a causa dei risultati imprecisi rilevati dal programma di simulazione. Per questa ragione è consigliato utilizzare i programmi di simulazione per definire un’idea di realtà, una linea guida per la produzione e poi, direttamente in fonderia, procedere invece con controlli a campione durante lo stampaggio e verificare nel dettaglio ogni singolo aspetto legato alla resistenza meccanica.

Avere un costante controllo in tempo reale sulla produzione, verificando ciclicamente a campione, è quindi fondamentale per verificare se la produzione è conforme alle specifiche del cliente. Il vantaggio di utilizzare questi strumenti di controllo direttamente in produzione comporta quindi un controllo continuo e la capacità in tempo reale di agire per evitare eventuali interruzioni di linea.

In conclusione

Come abbiamo brevemente osservato precedentemente le prove in produzione del carico di rottura non sostituiscono le simulazioni, ma le affiancano con diversi obiettivi. Si tratta di prove importanti, periodiche durante la produzione, per garantire un processo affidabile e conforme alle specifiche.

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In questo blog post l’obiettivo è quello di immaginare le tendenze e gli scenari futuri di questo processo, dal momento che la pressofusione moderna ha intrapreso un percorso di evoluzione deciso rispetto a qualche decennio fa.

Parlando della pressofusione di zinco del futuro, non si può prescindere dal considerare quelle che sono le opportunità date dai software di simulazione.

La simulazione numerica nella pressofusione di zinco

La simulazione numerica di tutti i processi permette di apportare valore aggiunto all’attività di pressofusione perché consente di ridurre i tempi del time to market, ottimizzando la fase di prove e verifiche e ottenendo quindi un risparmio notevole dei costi.

Normalmente le simulazioni numeriche vengono già considerate per tutto il processo di riempimento (vedi blog post: “Simulazione per pressofusione: studio per la riduzione degli scarti”), ma il loro utilizzo si potrebbe estendere sempre più allo studio generale del comportamento dell’oggetto pressofuso durante la fase di ritiro o nella rilevazione di eventuali tensioni interne, fino ad analizzare ogni possibile anomalia nella sua struttura e superficie.

In questo modo l’approccio all’attività di pressofusione diventa decisamente più strutturato, passando da criteri empirici (o “trial learn”) verso metodologie data-driven, in grado di consentire saving di costi e risorse e di prendere decisioni più consapevoli.

Inoltre, le simulazioni di processo e di prodotto possono servire come base dati per portare la pressofusione di zinco verso la scoperta di nuovi settori di applicazione. In Bruschi, ad esempio, le simulazioni sugli spessori sottili hanno dato risultati utili per diversi campi di utilizzo e anche in ambito automotive, grazie all’attività di simulazione, si sono realizzati nuovi componenti in zinco, che magari senza questo tipo di analisi non sarebbero mai nati.

L’impatto della tecnologia sui nuovi processi di pressofusione

Anche a livello di processi la pressofusione di zinco ha in serbo importanti novità, specialmente in Bruschi, e tutte legate proprio all’apporto della tecnologia alle esigenze operative.

Per sopperire al problema della cavitazione, ad esempio, attualmente si compiono determinate analisi per minimizzarne l’impatto, ma è allo studio l’impiego di simulazioni fluidodinamiche, sempre attraverso software, in modo da poter modificare all’origine il canale di alimentazione e il sistema di flusso per evitare che questo fenomeno danneggi lo stampo.

In riferimento alle nuove tecniche di pressofusione, invece, è al vaglio il tentativo di applicare il processo di iniezione a canale caldo, tipicamente utilizzato nello stampaggio della plastica, alla lega di zinco. Questa tecnica permetterebbe di evitare la generazione della cosiddetta “materozza” (ovvero, il canale di colata), riducendo i costi nella gestione del processo connessi alla sua successiva eliminazione. La quantità di calore risparmiata dalla mancata eliminazione della materozza porterebbe con sé anche conseguenze importanti in ottica green come quelle della produzione di meno CO2 e quindi di un maggior rispetto dell’ambiente.

Anche per quanto riguarda le macchine, il progresso tecnologico permette di avere sistemi sempre più sofisticati per il controllo dei parametri principali del processo di pressofusione, dando anche la possibilità di approfondire le correlazioni tra quelli in ingresso (velocità, pressioni e caratteristiche del profilo di iniezione) con quelli in uscita (peso, bave, qualità superficiale), attraverso l’ausilio di software di analisi statistica di processo.

Infine, segnaliamo gli studi condotti per la produzione di nuove leghe di zinco sostenibili, realizzate esclusivamente attraverso il trattamento ed il riciclo di rottami nuovi di zama derivanti dal processo di pressofusione. Questo tipo di prodotto consente di abbracciare i temi dell’economia circolare, di quello zero waste e del riciclo che fino a qualche decennio fa sembravano utopia, se rapportati al mondo delle fonderie. Per approfondimenti sul tema consigliamo di contattare Bruschi compilando il form al link: https://www.bruschitech.it/contatti/.

I vantaggi della pressofusione in zinco

I vantaggi della pressofusione in zinco, rispetto all’uso di altri materiali come l’alluminio, sono numerosi.

Il primo vantaggio è la maggiore facilità di gestione del trattamento superficiale finale (cromatura, verniciatura…). Questo plus legato all’uso dello zinco è molto utile per tutte quelle applicazioni che devono soddisfare sia requisiti estetici che funzionali (ad esempio, la resistenza alla corrosione) ed è sempre più richiesto sul mercato.

Inoltre, la pressofusione in zinco ha un minor costo di processo, perché lo stampo della lega di zinco dura fino a cinque volte quello dell’alluminio, che viene deteriorato molto più rapidamente a seguito della più alta temperatura di fusione (650° dell’alluminio contro 400° circa della zama).

Poi, il tempo di ciclo del processo è molto più rapido perché lo zinco può essere trattato a camera calda, mentre l’alluminio solo a camera fredda. Rimandiamo al blog post “Pressofusione di zinco: uno sguardo verso il futuro” per la spiegazione tecnica della differenza dei due processi. Quello che qui occorre sottolineare è che il processo a camera calda, utilizzato da sempre in Bruschi per la produzione di componenti in lega di zinco, permette una maggiore rapidità nel processo produttivo e una importante riduzione di lavorazione meccaniche successive alla fase di pressofusione.

In conclusione: il futuro del mercato della pressofusione di zinco

Nonostante la congiuntura economica attuale, il mercato della pressofusione mostra alcune tendenze incoraggianti. Da oggi al 2026 le stime parlano di un incremento globale del 6%, a cui anche il mercato della zama sembra conformarsi.

Sicuramente il progresso tecnologico a cui la pressofusione di zinco sta andando incontro e che passa, come abbiamo detto, per l’uso sempre più crescente di software e tecnologia di simulazione, può contribuire a spostare l’interesse di quei potenziali clienti che abitualmente si rivolgono al mercato della plastica o dell’alluminio verso quello della zama.

Tutto sta nella continua innovazione, che può portare a realizzare oggetti pressofusi in leghe di zinco di qualità elevata dal punto di vista estetico e funzionale e con un saving importante dal punto di vista dei costi di produzione. Bruschi si pone l’ambizioso obiettivo di essere all’avanguardia sul mercato della pressofusione e continuamente recettiva verso tecniche e metodologie nuove da applicare all’operatività di tutti i giorni per contribuire al miglioramento del settore.

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Il processo di pressofusione si divide in due tipologie principali: pressofusione a camera fredda e pressofusione a camera calda. La differenza consiste nel fatto che nel processo a camera fredda il metallo liquido, nella giusta quantità, viene versato ad ogni ciclo in una camera esterna al crogiolo in cui si trova il metallo fuso, mentre nel processo a camera calda la camera di pressione è immersa nel crogiolo in cui si trova il metallo fuso. In questo articolo parleremo del processo a camera calda, che da oltre settant’anni è il processo praticato dalla Bruschi per la produzione di parti in lega di zinco. I principali vantaggi del processo a camera calda consistono in:

• Rapidità del processo produttivo, a seguito della relativamente bassa temperatura di fusione;
• Maggiore durata degli stampi e delle attrezzature;
• Quasi totale assenza di lavorazioni meccaniche successive.

Gli elementi principali del processo di pressofusione a camera calda sono:

• la pressa, con le relative periferiche (robot, centralina termica, attrezzature per l’eliminazione delle materozze);
• lo stampo.

La pressa e i suoi componenti

La pressa si compone principalmente di due parti: il gruppo iniezione e il gruppo chiusura. Sul gruppo chiusura viene installato lo stampo nel quale sono incise le sagome (cavità) da riempire per ottenere i prodotti pressofusi.

Il gruppo iniezione

Il gruppo iniezione è composto dal forno (1) nel quale è inserito il crogiolo (2), dal sifone (3) e dal cilindro di iniezione (5). Nel crogiolo (2), abitualmente riscaldato elettricamente, si trova il metallo liquido (nel nostro caso, trattandosi di leghe di zinco, a 400°C) nel quale è immersa la camera di pressione (8), da qui la definizione “a camera calda”.  La camera di pressione viene riempita per gravità attraverso i fori di rabbocco. Un pistone (4) verticale azionato dal cilindro di iniezione (5) spinge il metallo liquido verso il basso. Il metallo liquido, attraverso un condotto chiamato “collo d’oca” (7), viene così indirizzato verso l’ugello (6) che, essendo in appoggio sullo stampo consente al flusso del metallo di raggiungere le cavità, dette anche impronte, da riempire.

La pressione di circa 30 Mpa (300 bar) applicata sul metallo garantisce il rapido riempimento delle cavità. Infatti il tempo di riempimento delle cavità è uno dei fattori più importanti di cui tenere conto poiché per la buona riuscita del getto è necessario che il metallo non solidifichi fino al completo riempimento della cavità. Si parla infatti di millesimi di secondo e di conseguenza di velocità molto alte nelle zone di ingresso colata, fino a 60 mt/sec.

Il gruppo chiusura

Il gruppo chiusura provvede a tenere serrato lo stampo al momento dell’iniezione tramite un sistema a ginocchiere (4) azionato da un cilindro oleodinamico (2). Si compone di un piano fisso (7) in prossimità del gruppo iniezione e di un piano mobile (5) scorrevole su 4 colonne guida (6). Nella parte posteriore della piastra mobile è fissato il cilindro di estrazione (3) collegato all’elemento mobile dello stampo chiamato “Tavolino di estrazione”.

Lo stampo

Lo stampo si compone di due parti separate del piano di chiusura principale ognuna delle quali contiene parte delle cavità da riempire. La parte fissa (1) ancorata al piano fisso della pressa, e la parte mobile (2), ancorata al piano mobile della pressa. Nelle due metà stampo sono ricavate le cavità (4) da riempire (il negativo del prodotto da ottenere). Nello stampo avviene infatti la fase di raffreddamento e solidificazione. È la fase in cui in pochi secondi il prodotto prende la forma definitiva. Il riempimento avviene attraverso un ingresso sottile circa 0,4 mm che consente di evitare eccessivo testimone sul prodotto. Nel tavolino di estrazione (3) sono fissati i perni estrattori, così chiamati perché, azionati dal cilindro di estrazione, esercitano una spinta sui prodotti solidificati per estrarli dalle cavità dello stampo.

Le apparecchiature periferiche

Al termine della fase di estrazione entrano in gioco le apparecchiature periferiche. L’intero grappolo (o stampata) viene prelevato dal robot (in Bruschi tutte le macchine sono dotate di robot antropomorfi ABB) ed un sistema di fotocellule o telecamere ne controlla la completezza. Il robot deposita poi il grappolo alla fase successiva di eliminazione della materozza e dei canali di colata (alimentazione). Vi sono diverse possibili soluzioni per l’eliminazione delle “materozze”: presse di tranciatura, apparecchiature specifiche per l’utilizzo della movimentazione del robot che simula l’azione umana, o automazioni dedicate.

Pressofusione di zinco: quali prospettive?

La pressofusione moderna è molto diversa da quella di qualche decennio fa. Le attività e le soluzioni che una volta erano affidate alla maestria ed alla abilità dell’operatore sono oggi demandate a sistemi avanzati di controllo del processo gestibili direttamente a bordo macchina ed in remoto. Il progresso tecnologico mette oggi a disposizione macchine dotate di sistemi sofisticati per il controllo dei parametri principali del processo di pressofusione (pressioni, temperature, velocità del metallo e degli azionamenti, tempi di compressione e raffreddamento). L’evoluzione delle macchine di pressofusione va infatti di pari passo con i sistemi avanzati di progettazione. La definizione delle strutture ottimali del prodotto tramite analisi ad elementi finiti porta alla creazione di sagome sempre più complesse e con tolleranze sempre più ristrette che non possono essere realizzate senza l’utilizzo di apparecchiature all’avanguardia.

È perciò indispensabile l’approccio scientifico nella progettazione e pianificazione del processo così come nella soluzione dei problemi produttivi e di qualità sia strutturale sia estetica. Bruschi si è perciò dotata da tempo del programma di simulazione che consente una approfondita analisi di riempimento ed una verifica dei cicli produttivi per la corretta individuazione dei punti di iniezione e l’eliminazione di possibili aree a bassa qualità del pressofuso. Già dagli anni ’80 Bruschi ha costruito e sviluppato il proprio sistema di stampaggio sottovuoto (ad oggi ancora non comune per la pressofusione delle leghe di zinco). Lo stampaggio sotto vuoto consente di ottenere fusioni prive di soffiature per garantire il rispetto dei requisiti sia di resistenza meccanica sia di esigenza estetica.

Le possibilità attuali della pressofusione delle leghe di zinco sono spesso poco conosciute, l’applicazione di adeguate procedure di progettazione e controllo del processo, unite al grado di raffinazione delle leghe, consentono al giorno d’oggi di ottenere risultati inaspettati sia in termini di qualità prodotto che in termini di riduzione dei costi produttivi. Le approfondite analisi delle fasi di solidificazione e raffreddamento danno la possibilità di ottenere un alto grado di precisione nei pezzi ad elevato contenuto tecnico: le attuali conoscenze e possibilità di controllo del processo consentono infatti di ottenere prodotti con precisioni superiori rispetto a quelle abitualmente conosciute e riportate negli attuali standard di riferimento.

Il corretto bilancio termico dello stampo può essere analizzato a fondo con gli strumenti di simulazione e questo dà la possibilità di individuare e correggere le problematiche legate alla produzione di oggetti a spessore molto sottile per ridurre i problemi di peso e di ingombro, ma garantendo la necessaria resistenza del prodotto. Infine, lo studio dei flussi e la conseguente corretta definizione dei canali di alimentazione, nonché dei punti di iniezione e di deflusso, sono indispensabili per il raggiungimento della qualità superficiale necessaria per i prodotti verniciati o trattati galvanicamente. Nella quasi totalità dei prodotti per ogni settore, sia per motivi di protezione, sia per motivi estetici, è previsto un adeguato trattamento superficiale.  Pertanto la comprensione delle criticità dei trattamenti superficiali e l’individuazione di adeguate soluzioni si rendono indispensabili per garantire un processo stabile ed affidabile anche nelle fasi a valle della pressofusione.

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Quello dei sistemi di autochiusura è infatti un settore molto importante per l’industria in termini di sicurezza considerato l’importanza che riveste in caso di emergenze. Questi sistemi sono sviluppati partendo quindi da componenti critici, che devono garantire performance funzionali estremamente alte.

Il fuoco e i fumi che sviluppa un incendio rappresentano una minaccia per le persone e per i beni negli edifici. In caso di emergenza un’efficiente protezione antincendio salva vite umane, aiuta a minimizzare i danni alle proprietà e assicura la continuità delle attività nelle aziende oltre a supportare i lavori di soccorso, a favorire l’estinzione delle fiamme e la gestione dei fumi.  Serve quindi una soluzione funzionale che permetta di lavorare in sicurezza negli impianti produttivi.

La migliore protezione contro la diffusione delle fiamme e quindi dei fumi è ottenuta tramite il controllo dei condotti di ventilazione. I condotti sono infatti pensati per la gestione di queste emergenze e le loro performance, in caso di pericolo, sono fornite dagli attuatori di sicurezza motorizzati, appositamente progettati per l’azionamento automatico delle serrande tagliafuoco. Si tratta di apparecchiature i cui componenti sono costruiti con tolleranze di precisione, affidabili in condizioni estreme. Gli attuatori sono installati per fare qualche esempio nelle bocchette degli impianti di condizionamento dei grandi edifici come complessi industriali, ospedali e grattacieli.

Cosa sono e come funzionano gli attuatori tagliafuoco

Come precedentemente definito i pezzi cardine di questi sistemi di autochiusura dei grandi impianti di condizionamento sono gli attuatori.

Questi componenti sono assemblati nei sistemi di autochiusura e, nel momento in cui viene rilevata una fiamma o fumo, si chiudono automaticamente per pressurizzare determinate aree, estrarre il fumo o isolare zone in base alle necessità. E non è tutto. Gli attuatori possono infatti, oltre a garantire il funzionamento in situazioni estreme ma con sistemi non danneggiati, continuare la loro funzione anche senza energia elettrica. Gli attuatori di smorzamento applicati alle bocchette dell’aria condizionata possono funzionare anche in assenza di energia elettrica grazie ad un meccanismo interno azionato da molle ed ingranaggi. In caso di incendio garantiscono perciò in modo costante le condizioni di sicurezza anche al verificarsi di un malfunzionamento del sistema tagliafuoco. Infatti l’autochiusura delle bocchette negli impianti di condizionamento è importante per evitare la diffusione dell’incendio e quindi dei fumi all’interno dell’edificio.

Le proprietà delle leghe di zinco negli attuatori taglia fuoco

Entriamo ora nel dettaglio della scelta del materiale per realizzare questi attuatori. Un’ottima soluzione consiste nel creare attuatori in leghe di zinco. Infatti, le leghe di zinco sono dotate di eccellenti proprietà che la rendono un materiale perfetto per la realizzazione degli attuatori taglia fuoco.

Lo zinco infatti viene scelto, a differenza di altri componenti, per:

• Rigidità – Le leghe di zinco sono materiali tecnici rigidi. La Loro forza per taglio, torsione, flessione e compressione, è superiore a alluminio, magnesio e plastica.

• Costo di produzione – Le leghe di zinco comunemente usate nel processo di pressofusione hanno proprietà che le rendono competitive rispetto ad altri metalli. Queste proprietà, di natura chimico-fisica, permettono di ottenere una riduzione dei costi relativa sia ai processi di produzione sia alle fasi successive come per esempio le differenti finiture. Altri materiali, come ad esempio l’alluminio non consentono questa stessa precisione e hanno costi decisamente superiori per le lavorazioni secondarie e per le finiture.

• Proprietà Antiscintillante e resistenza alle alte temperature – Tutte le leghe di zinco infatti, eccetto la lega ZA-27, sono classificate come “Antiscintillanti” e sono la perfetta alternativa economica ad altri materiali. Lo zinco infatti a differenza della plastica e dell’alluminio è un materiale resistente al fuoco.

Per maggiori informazioni sulla composizione e le caratteristiche delle diverse leghe di zinco note come Zamak vi consigliamo di leggere gli approfondimenti sul Blog di Bruschi “Composizione della ZAMAK per pressofusione”.

Caratteristiche degli attuatori taglia fuoco in zama

L’adattabilità delle leghe di Zinco si dimostra così particolarmente utile nell’ambito degli attuatori taglia fuoco in zama: la scelta del materiale migliora già in fase di progettazione la performance e le caratteristiche funzionali del prodotto. È per questo che scegliere degli attuatori in leghe di zinco può fare la differenza. La zama infatti costituisce un ottimo materiale per la produzione di componenti resistenti e garantisce elevati standard di performance, sia dal punto di vista funzionale che relativamente all’estetica del prodotto.

La giusta lega di zinco, nel caso degli attuatori taglia fuoco, permette infatti di ottenere:

• Maggiore precisione esecutiva senza lavorazioni meccaniche – Le dentature e gli ingranaggi possono essere infatti costruiti con adeguata precisione di funzionamento direttamente in fase di stampaggio. In questo caso, per esempio, si può produrre con anime senza sformatura in un particolare sistema di stampaggio che consente di accoppiare il componente con gli altri elementi parte del sistema tramite la parete dentata interna senza sformo. La mancanza di angolo di sformo costituisce un vantaggio già in fase di progettazione. Le leghe di zinco permettono questa precisione date le loro caratteristiche.

• Precisione nelle linee di chiusura – La possibilità di realizzare stampi con alta precisione nelle linee di chiusura consente di realizzare sedi per elementi di fissaggio direttamente durante il processo di pressofusione. La precisione dei sistemi di fissaggio richiede abitualmente l’esecuzione tramite lavorazione meccanica, i prodotti in lega di zinco pressofusa consentono invece di evitarle con conseguenti benefici economici e tempistici.

Per approfondimenti sui vantaggi delle leghe di zinco leggi il PDF dettagliato redatto da International Zinc Association “The Advantages of Zinc Casting Alloys”.

Perché scegliere la zama negli attuatori taglia fuoco

Gli attuatori taglia fuoco sono prodotti che hanno una storia nata all’inizio degli anni 2000. Inizialmente non venivano realizzati con la zama, ma grazie all’esperienza produttiva si sono iniziate a capire le potenzialità di creare degli attuatori in leghe di zinco e ciò ha fatto in modo che proprio questo materiale diventasse il vero vantaggio competitivo. Le leghe di zinco assicurano infatti precisione con tolleranze centesimali, sicurezza e risparmio, sia in termini di materia prima che in termini di lavorazioni secondarie e finiture.

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L’industrializzazione del prodotto nella pressofusione di zinco

Industrializzare il prodotto significa affrontarne la progettazione dell’intero processo tenendo conto delle specifiche funzionali, qualitative ed estetiche del cliente e della tecnologia costruttiva, che in questo caso è la pressofusione a camera calda di leghe di zinco.

L’industrializzazione del prodotto è quindi un percorso complesso e composto da varie fasi in cui intervengono diversi reparti aziendali. Analizziamo allora il delicato processo che conduce alla mass production.

DFM

Già in fase di RFQ (Request For Quotation), quindi ancora nella fase commerciale, il progetto proposto dal cliente viene valutato ed analizzato al fine di presentare un’offerta. Successivamente, una volta terminato il processo di vendita e arrivato l’ordine del cliente, vengono intraprese le attività più sostanziali e verticali al progetto, come per esempio la fase di co-design in cui gli uffici tecnici di cliente e fornitore lavorano all’unisono per ottimizzare il prodotto.

Lo studio intrapreso sul prodotto, il co-design di cui accennato precedentemente, permette così di proporre una serie di attività che abbiano come obiettivo l’aumento del valore e la riduzione dei costi, sia per quanto riguarda il prodotto sia dal punto di vista del processo di produzione. Il lavoro condotto a livello di co-design culmina con la stesura del Design For Manufacturing, chiamato in gergo tecnico DFM, un documento che definisce le sagome più adatte al processo produttivo del pressofuso e le attrezzature necessarie nelle varie fasi del processo produttivo: stampo, automazioni, frame per trattamenti superficiali e altre ancora.

Per una definizione di DFM approvata dalla comunità scientifica e per altre informazioni correlate consigliamo di visitare il sito web della Society of Manufacturing Engineers.

È importante sottolineare come le modifiche proposte in questa fase non solo riguardino l’aspetto estetico o la funzionalità del prodotto, ma anche la risoluzione delle problematiche emerse in fase di studio: siano queste di produzione o relative ai requisiti del prodotto in tema di qualità. Queste infatti possono essere a livello del prodotto, ad esempio aree critiche e di deformazione o tolleranze troppo ristrette, o a livello di processo, potrebbe per esempio essere necessario trovare delle soluzioni alternative per la configurazione degli estrattori dello stampo.

Per un approfondimento sul DFM si consiglia di leggere l’articolo Design del prodotto per pressofusione: ottimizzare il DFM.

Kick off

Una volta terminata questa fase iniziale arriva il momento di riunire per una seconda volta tutti gli attori del processo con un meeting chiamato kick off. Il kick off è il momento del lancio, tipicamente si tratta di una riunione convocata dal Project Manager in cui tutti i reparti coinvolti nella realizzazione del progetto si riuniscono per discutere insieme gli aspetti produttivi. Nel corso della riunione, condotta dal Project Manager, intervengono

• Progettazione: evidenzia gli aspetti critici del prodotto e le soluzioni individuate a livello progettuale
• Qualità: sulla base delle osservazioni dei designer individua gli elementi sui quali dovrà focalizzare la propria attenzione e il tipo di analisi che sarà necessario effettuare per garantire il rispetto delle specifiche del cliente
• Produzione: valuta gli aspetti tecnici del processo produttivo e le relative criticità, stabilendo macchine, automazioni e processi necessari alla realizzazione del prodotto
• Logistica: valuta le modalità o le criticità relative alla gestione del magazzino e alla spedizione della merce presso il cliente
• Ufficio commerciale e marketing: presidiano la comunicazione con il cliente in ogni fase della vita del progetto fornendo feedback sullo stadio di avanzamento dei processi

Il kick off è un momento molto importante perché al termine dell’incontro tutti i reparti sono pronti ad agire in concerto per il buon esito del progetto. Al termine del kick off è quindi possibile dare avvio alla costruzione delle attrezzature necessarie per la produzione.

Campionatura

Durante la fase di campionatura vengono realizzati i primi campioni, definiti first off tool. È in questa fase che si procede alla prova dello stampo di pressofusione e di tutte le attrezzature che serviranno in fase di produzione di massa.

Tutti i reparti produttivi concorrono alla valutazione dei campioni che sono in seguito inviati al cliente per l’ottenimento del benestare.

I campioni consentono di verificare la conformità dei prodotto alle specifiche del cliente e le analisi necessarie sono condotte dal reparto qualità e successivamente dal cliente.

I campioni, oltre al processo di pressofusione, possono subire trattamenti di vario tipo. In alcuni casi al cliente sono inviati campioni grezzi, in altri casi invece si rendono necessarie lavorazioni meccaniche o trattamenti superficiali.

Nel caso di campioni trattati superficialmente sono coinvolti fornitori esterni. In questo caso diventa necessario effettuare le verifiche sui prodotti in arrivo dai fornitori e conseguentemente su quelli in consegna verso il cliente. È importante infatti presidiare la qualità lungo tutta la supply chain in modo da garantire al cliente prodotti sempre conformi e che abbiano superato rigorosi controlli.

Pre-serie

Se la campionatura è volta all’analisi della qualità e delle dimensioni dei campioni la pre-serie permette invece di verificare, su scala ridotta, la rispondenza agli standard individuati per il processo produttivo.

In fase di pre-serie infatti i prodotti vengono realizzati con tutte le tecniche e i processi che verranno intrapresi in fase di produzione di massa consentendo la verifica del tempo ciclo, della capacità produttiva dello stabilimento e del rispetto dei parametri previsti in fase di progettazione.

Poiché le tirature della pre-serie sono limitate e a volte il prodotto o lo stampo devono essere sottoposti a modifiche, nel campo della pressofusione di leghe di zinco è consigliabile effettuare la pre-serie, e la precedente campionatura, con degli stampi prototipali. Gli stampi prototipali non hanno la durata di vita degli stampi destinati alla produzione di massa ma si prestano più facilmente all’esecuzione di interventi di modifica.

Importanza della collaborazione

Abbiamo quindi visto come nell’industrializzazione del prodotto intervengano expertise appartenenti a diversi reparti aziendali a diversi livelli e in diverse fasi del processo. I legami operativi tra i diversi reparti diventano in questa fase particolarmente evidenti e sono determinanti nelle funzioni di coordinamento, timing, gestione delle risorse e project management.

In fase di industrializzazione, poi, la collaborazione travalica i confini dell’azienda per arrivare a coinvolgere clienti e fornitori. Il processo di co-design avviene infatti solamente in concerto con il cliente ed è grazie alla collaborazione con quest’ultimo che è possibile stabilire strategie mirate alla riduzione dei costi e all’ottimizzazione del prodotto.

Anche la collaborazione con i fornitori diviene fondamentale perché è solo attraverso un monitoraggio attento dell’intera filiera produttiva che è possibile garantire la qualità dei prodotti ed ottenere il benestare del cliente.

 Conclusioni

In questo breve articolo abbiamo descritto le fasi che precedono la produzione di massa di un componente, soffermandoci poi sulla collaborazione che è necessaria per la buona riuscita di qualsiasi progetto, soprattutto in una fase delicata come quella dell’industrializzazione del prodotto.

In conclusione riteniamo importate sottolineare come, in questo processo, il Project Manager sia una figura cardine che deve monitorare costantemente i processi e l’apporto di ogni reparto verificando che, tappa per tappa, siano eseguiti tutti i passaggi necessari. È solo attraverso la giusta coordinazione che, lungo un percorso articolato e composto da numerosi passaggi, è possibile infatti raggiungere l’obiettivo nel più efficiente e migliore dei modi.

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