Come prevenire la cavitazione?

Nello stampaggio di articoli tramite la pressofusione di zama si possono presentare notevoli difficoltà per raggiungere la qualità superficiale del getto in grado di soddisfare i requisiti estetici del cliente.
Per ottenere una buona qualità superficiale del pressofuso, cioè senza marezzature, è infatti necessario che il metallo liquido raggiunga tutte le zone dell’impronta nel minor tempo possibile e senza cedere temperatura. Da qui l’esigenza di alte pressioni ed alte velocità di scorrimento nella fase di riempimento.
Le alte pressioni danno luogo al fenomeno chiamato “colpo d’ariete” al termine della fase di riempimento, mentre le alte velocità generano turbolenza del flusso, entrambi fattori determinanti per l’insorgere della cavitazione.
Secondo l’esperienza di Bruschi, è stato riscontrato che utilizzando una velocità di iniezione della zama liquida inferiori a 60 m/s si riduce notevolmente l’insorgenza del fenomeno sulla superficie dello stampo: un dato importante di cui tenere conto in fase di progettazione dello stampo e del processo.

L’uso dei programmi di simulazione per combattere la cavitazione

Uno strumento molto utile utilizzato quotidianamente nell’area engineering di Bruschi sono i software di simulazione.
Con questi programmi il team engineering è in grado di simulare il riempimento del prodotto, così da progettare canali di colata e di sfogo in grado di ottenere la qualità richiesta dai clienti senza però causare il deterioramento prematuro dello stampo.
Durante la realizzazione dei progetti, dalla fase di progettazione a quella di produzione, con il software di simulazione è possibile prevenire tutte le eventuali difettosità sullo stampo.
In questo modo Bruschi è in grado di guadagnare tempo prevedendo possibili problematiche, raggiungendo nel migliore dei modi gli obiettivi dei clienti.
Queste simulazioni hanno una tale importanza che vengono tenute in grande considerazione anche durante la fase di offerta al cliente, poiché si rivelano essenziali per anticipare ogni evenienza.

Conclusione

L’obiettivo dell’engineering è quello di risolvere il problema della cavitazione studiando quotidianamente il comportamento del fluido all’interno degli stampi. Questi accertamenti vengono realizzati tramite il software di simulazione, con il quale Bruschi in grado di visualizzare parametri come la velocità del flusso, la pressione all’interno dello stampo e la temperatura di riempimento dei prodotti.
Considerando che ogni prodotto ha una geometria unica, quotidianamente si presentano problematiche sempre differenti e nuove sfide che vengono affrontate per garantire prodotti di qualità per la squadra Bruschi e i suoi clienti.

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Caratteristiche della zama

La zama è una lega composta da zinco, alluminio, magnesio e rame. A seconda delle diverse percentuali di questi componenti la lega assume caratteristiche variabili e si presta alla realizzazione di prodotti destinati a diversi settori di mercato. Per un approfondimento sui diversi tipi di zama e sulle loro caratteristiche consigliamo di leggere il post Composizione della ZAMAK per pressofusione.

Le caratteristiche della zama che risultano particolarmente vantaggiose nella realizzazione di componenti per prodotti elettronici sono:

Schermatura elettromagnetica

La zama ha buone proprietà schermanti nei confronti dell’interferenza elettromagnetica (Electromagnetic Interference, EMI). Risulta quindi particolarmente adatta nella realizzazione di housing per schede elettromagnetiche in cui si ha la necessità di ridurre le interferenze

Dissipazione del calore

Le proprietà di dissipazione del calore della zama sono simili se non superiori a quelli di altri materiali. In questo caso, a rendere competitivi i prodotti in zama, sono il costo di realizzazione del prodotto, la durata di vita dello stampo e la possibilità di ottenere prodotti che non necessitano di importanti lavorazioni meccaniche successive. Per approfondire questa proprietà della zama suggeriamo di leggere Zinc Heatsink Case Study: Loewe TV Heatsink

Spessori sottili e dimensioni ridotte

La fluidità della zama consente di ottenere spessori molto sottili e un elevatissimo grado di dettaglio nei particolari di dimensioni ridotte. Questo è particolarmente importante nel caso dei prodotti elettronici dove, a fronte di dimensioni molto contenute, i componenti presentano numerosi dettagli

Rigidità e proprietà antivibranti

Queste proprietà della zama sono particolarmente rilevanti nel caso di prodotti elettronici impiegati in ambienti critici. In ambito industriale, ad esempio, i collegamenti elettronici di alcuni tipi di macchine utensili potrebbero essere sottoposti a sollecitazioni meccaniche o vibrazioni: è evidente come in casi simili la zama offra una protezione e una capacità di smorzamento delle vibrazioni che la plastica non potrebbe offrire

Per scoprire di più sulle caratteristiche chimiche, fisiche e meccaniche della zama rimandiamo alla pubblicazione dell’International Zinc Association Engineering in Zinc, Today’s Answer  che contiene una serie di informazioni molto approfondite su questi temi, ai quali noi abbiamo brevemente fatto accenno.

Componenti in zama per prodotti elettronici: caratteristiche e vantaggi competitivi

Analizziamo ora alcuni componenti in zama destinati a prodotti elettronici per indagarne caratteristiche e vantaggi competitivi.

Case per hard disk

Nei case per hard disk è possibile riscontrare come le proprietà della zama contribuiscano alla funzionalità del prodotto sotto diversi punti di vista. Infatti i case realizzati in zama sono antivibranti e questo consente all’hard disk di lavorare in condizioni stabili. Inoltre, come si può osservare in fotografia, i prodotti presentano sia particolari molto piccoli che spessori sottili. Nel dettaglio, la zama ha consentito, direttamente in fase di stampaggio, la realizzazione del reticolo a nido d’ape che consente la dissipazione del calore nel server tramite la circolazione dell’aria. Con l’impiego di altri materiali il reticolo si sarebbe potuto ottenere solo mediante lavorazioni successive, come ad esempio la tranciatura, con inevitabili conseguenze in termini di tempi e costi.

Housing per bloccasterzo

Questo housing ospita la scheda elettronica del bloccasterzo. In questo caso sono le proprietà di schermatura elettromagnetica e di rigidità della zama a rendere il prodotto competitivo rispetto ad altri analoghi realizzati con altri materiali. La schermatura consente infatti alla scheda elettronica di lavorare in condizioni ottimali senza subire l’interferenza di campi elettromagnetici vicini. La rigidità rende poi, per questo particolare tipo di prodotto, la zama particolarmente competitiva nei confronti della plastica. Spesso infatti, quando sono installate in housing di plastica, le schede elettroniche si flettono mentre la rigidità della zama ne permette una maggiore protezione allungandone la durata di vita.

Apparecchiatura per il controllo, il conteggio e la separazione delle banconote

Nel caso di questo prodotto la zama ha sostituito l’acciaio inossidabile abbattendo i costi di produzione e la necessità di lavorazioni meccaniche e finiture. Tutto ciò è stato reso possibile dalle proprietà della zama e in particolare dalla capacità della lega di raggiungere spessori sottili ed un elevato grado di dettaglio. In questo modo il cliente ha ottenuto un prodotto che non necessita di essere assemblato, realizzato con stampi dall’alta durata di vita e che necessitano di poca manutenzione e con percentuali di scarto vicine allo zero.

Housing per connettori di reti aziendali

L’housing per connettori di reti aziendali è esplicativo delle proprietà di schermatura, rigidità e resistenza della zama. Le proprietà di schermatura della zama consentono, per questo tipo di prodotti, libertà al progettista elettronico che può ovviare agli inconvenienti legati alle onde elettromagnetiche senza particolari accorgimenti ma solo attraverso la scelta del materiale più opportuno. La rigidità e la resistenza del materiale rendono l’impiego del componente adatto ad ambienti particolarmente critici, come ad esempio i reparti produttivi di uno stabilimento.

Conclusioni

Con questa breve panoramica di articoli in zama destinati a prodotti elettronici abbiamo analizzato come alcune proprietà delle leghe di zinco consentano di ottenere componenti competitivi e performanti. Tuttavia, i compoenti per elettronica che è possibile realizzare in zama non si esauriscono qui, per una panoramica più completa potete visitare il sito www.bruschitech.com alla pagina Servizi.

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