È MEGLIO PROGETTARE IL TUO ARTICOLO IN ZAMA O IN ALLUMINIO?

Quante volte ti è capitato di porti questo interrogativo, soprattutto nei momenti di speculazione sulla materia prima, quando il costo di acquisto raggiunge livelli talmente elevati che i tuoi margini di guadagno diventano pari a zero?

In effetti, molti pensano che il solo motivo per il quale conviene stampare pezzi in zama è probabilmente legato al basso costo di lavorazione di una materia prima dalle scarse qualità, che permette l’utilizzo di macchinari economici, un costo energetico inferiore ed una maggiore semplicità di gestione del processo rispetto all’alluminio.

Potrei confermarti che, in parte, questa affermazione è vera, ma, come sempre, sotto questa fantomatica verità c’è un mondo tutto da scoprire.

Ecco, un paio di domande decisamente più intelligenti, alle quali puoi risponderti, dimostrandomi che non stai navigando a vista, nella nebbia e senza radar.

Esistono caratteristiche tecniche della zama che la rendono migliore rispetto all’alluminio in determinate applicazioni?

Quando l’articolo che stai progettando dovrebbe essere stampato in zama piuttosto che in alluminio?

Attenzione: dobbiamo andare alla ricerca di risposte di carattere tecnico se vogliamo evitare di commettere errori strategici nella scelta della materia prima che comporrà le tue fusioni.

Purtroppo, questo tipo di risposte non ti potrà essere fornito da tutti coloro che frequentano la tua fonderia identificandosi come veri esperti del processo di pressofusione zama.

Io stesso sono ingegnere elettronico, specializzato in automazione di processo e ho dovuto scovare queste informazioni nei luoghi più remoti, provandole sul campo per validarle e considerarle attendibili a tutti gli effetti.

Nel corso del tempo ho dovuto necessariamente incrementare le mie conoscenze di processo per riuscire a risolvere i problemi che perseguitano da anni le nostre fonderie di zama.

Naturalmente, nel corso delle mie ricerche in pressofusione, ho commesso moltissimi errori legati alla mancanza di esperienza e di conoscenza di alcuni argomenti non toccati nella fase degli studi universitari, ma questi errori sono stati essenziali per collegare la fonderia ai relativi numeri legati all’analisi scientifica del processo.

Hai perfettamente ragione: pochissimi hanno affrontato seriamente la provocazione che ti sto per lanciare.

Allora, sei pronto a progettare il tuo nuovo articolo in zama, rispettando alla perfezione i requisiti estetici, meccanici e funzionali che ti sei preposto?

Sei convinto che questa lega sia adatta a stampare solo fibbie, bottoni, maniglie, leve monocomando o potrei convincerti che potresti realizzarci molte più cose?

Si tratta realmente della lega metallica più scadente in commercio, adatta solo per realizzare oggettini di scarso valore tecnico o nasconde doti inaspettate che la rendono la regina indiscussa di alcune applicazioni?

Preparati ad analizzare i dati che sto per presentarti e inizia a sorprenderti: “…non è tutto oro quel che luccica…

Per mettere un po’ di ordine nella tua mente, voglio regalarti queste considerazioni.

Leggile e analizzale con attenzione perché inizierai, finalmente, a darti le risposte alle domande che ti stai facendo da anni: basta mutismo, risposte sbagliate, teorie strane e infondate o improvvisi cambiamenti di argomento di chi non conosce la  materia “pressofusione”!

La composizione principale delle leghe di zama comprende alcune materie prime, tra le quali lo zinco (l’elemento principale), l’alluminio (in percentuale molto più ridotta), il magnesio (estremamente volatile nei processi ad alta temperatura), il rame (per migliorarne le caratteristiche tecniche) e altri materiali in quantità decisamente inferiore, che potremmo definire impurità.

La diversa presenza percentuale dei composti di base genera differenti tipi di leghe.

Iniziamo ad analizzare alcune caratteristiche tecniche delle due leghe di riferimento (zama e alluminio).

Innanzitutto, il modulo elastico della zama risulta essere circa 1,5 volte rispetto a quello dell’alluminio (attenzione: sto parlando di parametri medi, considerando il fatto che esistono differenti tipi di leghe in commercio).

Anche il carico di rottura, con le medesime considerazioni effettuate, risulterebbe essere a vantaggio della zama: circa 1,5 volte rispetto a quello dell’alluminio.

Cosa possiamo affermare per quanto riguarda il carico di snervamento?

In questo caso il vantaggio aumenta, essendo quello della zama circa il doppio rispetto a quello dell’alluminio.

Attenzione: sto parlando di lega allo stato puro; è ovvio che dopo aver subito il processo di pressofusione, le sue caratteristiche si modificano.

In quale misura si modificano?

È ovvio che una fusione stampata male presenterà pessime caratteristiche meccaniche rispetto ad una fusione stampata sfruttando al meglio le potenzialità dell’impianto per pressofusione.

Potrebbe essere, forse, questo uno dei motivi per i quali la zama è considerata una lega di scarsa qualità?

Ho accennato al fatto che esistono differenti tipi di leghe di zama, con caratteristiche meccaniche estremamente differenti tra loro.

Allora quale lega ti conviene scegliere se desideri progettare un pezzo in zama?

In effetti, posso confermare che nei settori estetici, la zama 5 (o zama 15) sta dettando legge.

Nei settori tecnici, invece, la zama 2 (o zama 12) presenta caratteristiche decisamente più interessanti.

Ad esempio, la zama 2 presenta una resistenza a taglio superiore del 35% circa rispetto alla zama 3, lo stesso vale per la durezza, lo snervamento a compressione, il carico di snervamento, mentre presenta una resistenza a trazione superiore del 25% circa.

In genere, la zama 2 (o 12) presenta caratteristiche meccaniche migliori ma tende a essere più soggetta ad invecchiamento.

Questa ultima caratteristica migliora nella zama 3 (o 13), presentando anche una migliore stabilità dimensionale nel tempo.

La zama 5 (o 15), invece, cerca di essere un compromesso tra le 2 e la 3, presentando una elevata resistenza all’impatto, buone caratteristiche meccaniche e buona stabilità dimensionale.

Penso che queste indicazioni possano già tracciare una linea guida per le tue scelte.

Torniamo alla competizione tra le leghe di zama e le leghe di alluminio e iniziamo a fare una lista di considerazioni che possono darti indicazioni importanti, se stai cercano di chiarirti alcune idee rispetto alla scelta della lega migliore per la tua applicazione.

In effetti, l’alluminio viene utilizzato in molte applicazioni tecniche (tra le quali ti ricordo l’automotive, il navale, il ferroviario, lo spaziale, ecc…) soprattutto perché il suo peso ridotto è un enorme vantaggio per la riduzione delle emissioni inquinanti e per i veicoli che devono autosostenersi in atmosfera e fuori dall’atmosfera (ha un peso specifico pari a circa 2,7 g/cm3  contro i 6,7 g/cm3 circa della zama); tuttavia la zama ha caratteristiche molto interessanti.

Infatti, se la metti a confronto con l’alluminio presenta alcune caratteristiche migliorative.

Innanzitutto ti dà la possibilità di effettuare finiture superficiali semplici e di qualità nettamente superiore: ecco per quale ragione sta spopolando nei settori estetici, sfidando le leghe di ottone (di qualità superiore a costi nettamente più alti di produzione).

La zama è una lega che si fa ricoprire molto facilmente dal rame durante i processi galvanici: il rame, di conseguenza, rappresenta la base per quasi tutte le ricoperture galvaniche che esistono nei settori estetici e nei settori tecnici.

A parte l’anodizzazione, l’alluminio ha una gamma di finiture estetiche quasi inesistente.

La zama presenta una tenuta a pressione superiore rispetto all’alluminio: i corpi dei regolatori GPL, infatti, sono quasi sempre in zama.

La zama, inoltre, ti offre la possibilità di ottenere spessori di parete dei pezzi nettamente inferiori rispetto a quanto ti permette l’alluminio.

Gli impianti per pressofusione a camera calda, oggi, hanno raggiunto caratteristiche dinamiche talmente elevate da poter permettere il riempimento di cavità di pochi decimi di mm (impensabile fino a qualche anno fa) senza il minimo problema.

L’alluminio, purtroppo, non è in grado di riempire spessori di parete così sottili.

Gli impianti per pressofusione a camera calda che stampano zama, rappresentano a tutti gli effetti un processo a risparmio energetico, avendo i forni a temperature di esercizio prossime a 430 °C contro i 700 °C circa dell’alluminio.

Ma non finisce qui.

Mentre le leghe di alluminio hanno un intervallo di solidificazione di ben 57°C, le leghe di zama solo di 6°C circa: questa caratteristica rende molto più rapido il tempo di solidificazione a estremo beneficio del tempo ciclo dell’impianto per pressofusione.

Il calore specifico delle leghe di zama è circa la metà rispetto a quello delle leghe di alluminio (per intenderci, spendi meno energia per riscaldare un pane di zama), mentre il calore latente di fusione delle leghe di zama è circa un quanto rispetto a quello delle leghe di alluminio (con la zama, durante la fase di scioglimento della lega, ovvero durante il passaggio di stato da solido a liquido) garantendo un minore dispendio energetico.

Ecco a quale conclusione ti voglio portare.

Se consideri il fatto che il calore necessario per portare a fusione una lega è dato dalla somma di due termini fondamentali (Innalzamento della temperatura per portare la lega alla temperatura di fusione e passaggio di stato della lega da solido a liquido), puoi osservare che che una lega di zinco, rispetto ad una lega di alluminio, presenta una temperatura di colata inferiore, un minore intervallo di solidificazione e un minore calore specifico e latente.

In sostanza, questo si traduce nella conclusione sottostante.

La quantità di calore presente nel forno della pressa, necessaria per portare 10.000 Kg di zama in condizioni tali da essere stampata è di circa 700.000 Kcal contro le circa 2.500.000 Kcal della corrispondente lega di alluminio.

Naturalmente devo ricordarti che la differenza di peso specifico tra le due leghe (circa 2,7 g/cm3   per l’alluminio contro 6,7 g/cm3 circa per la zama), riduce pesantemente questo vantaggio per la zama.

Tuttavia, questa caratteristica della zama, ha come conseguenza diretta il fatto che la vita di uno stampo di zama risulta essere molto più elevata rispetto a quello di una analogo stampo di alluminio.

Infatti, ogni volta che deve essere progettato uno stampo per alluminio con elevatissimi numeri, va sempre preventivato anche uno o più rifacimenti del medesimo nella vita totale del prodotto che deve essere commercializzato.

Ti posso confermare di avere visto con i miei occhi stampi di zama di oltre 20 anni compiere ancora il loro lavoro (ovviamente zoppicando o producendo pezzi di qualità non eccelsa).

Nel caso della zama, ti posso confermare il fatto che puoi trovare in commercio leghe di elevata purezza.

Sei ancora convinto che la zama sia una lega di pessima qualità, adatta solo per produrre oggettini di poche pretese, che invadono mercati a basso costo e poco esigenti nei target qualitativi?

Finalmente sei riuscito a capire per quale ragione, in alcune occasioni, conviene valutare seriamente anche questa lega, per ottimizzare i costi di produzione e gli asset qualitativi delle tue fusioni?

Allora rifletti e pensa a quello che ti sto per dire!

Ecco perché è assolutamente disastroso e controproducente continuare a seguire le vecchie valutazioni nella scelta delle migliori strategie di produzione della tua azienda.

Ti prego di focalizzare la tua attenzione su tecniche di analisi del processo scientificamente provate, con lo scopo di arrivare a un punto di equilibrio della fonderia asintoticamente stabile e imperturbabile nel tempo.

In particolare ecco su cosa dovresti concentrare tutti i tuoi sforzi.

Concentrati sull’ottimizzazione del processo, studia e applica il primo metodo certo per abbattere gli scarti nel processo di pressofusione zama che si appoggia su regole matematiche certe e si dissocia completamente dai 5 sensi, effettua calcoli mirati e misura in fonderia le tue regolazioni.

Evita in maniera assoluta i soliti metodi improvvisati per regolare le tue presse in fonderia.

Oggi non puoi permetterti di avere il processo fuori controllo!

Seleziona con la massima attenzione i tuoi fornitori, evitando quelli che si presentano nella tua azienda con soluzioni improvvisate: oramai siamo nel terzo millennio e nel pieno della rivoluzione portata dal piano industria 4.0.

Purtroppo, se vuoi fare queste considerazioni in maniera corretta, devi avere la materia “pressofusione” perfettamente chiara e sotto controllo.

Non puoi pensare di delegare queste supposizioni a persone che non sono perfettamente preparate.

Ecco perché.

Perché per arrivare a queste conclusioni, devi aver affrontato le problematiche di regolazione del processo direttamente sul campo, in fonderia, dove si accumulano tutti i problemi, dove non puoi avere margini di errore, dove non puoi più improvvisare per regolare gli impianti di ultima generazione, dove le non conformità di processo che potesti ricevere dal tuo cliente migliore si rivelerebbero come boomerang devastante.

Basta essere in balia delle inutili soluzioni che non ti hanno portato alcun vantaggio in passato!

Ecco, invece, cosa puoi fare per cambiare marcia e far decollare definitivamente la qualità delle tue fusioni in zama!

Rivolgiti a chi ti può aiutare realmente ad analizzare e controllare il processo di pressofusione con regole matematiche certe, testate e provate in tante fonderie con ottimi risultati.

Ecco come devono essere analizzati i problemi che ti ho esposto puntando sempre all’eccellenza produttiva della tua fonderia.

Con l’analisi, la conoscenza, la competenza e con un approccio matematico che, associato alla tua esperienza, può fare la vera differenza nella tua fonderia, all’interno dei tuoi stampi, nella  scelta ottimale delle tue presse, nella scelta dei migliori parametri di lavoro, nel monitoraggio della tua produzione.

Strategie di analisi scientifiche e deterministiche ti porteranno sempre alla scelta della migliore lega in commercio.

La corretta lettura e la corretta interpretazione delle le curve di iniezione della macchina ti aiuteranno a capire quale parte della stampata sta mettendo in crisi il tuo processo produttivo.

La matematica, unita alla tua esperienza, ti aiuterà a trovare sempre le migliori soluzioni per la tua fonderia.

In questo modo portai capire dove sono realmente focalizzati i limiti e i problemi dei reparti produttivi strategici della tua azienda.

Le curve di iniezione dei tuoi impianti saranno il radar che ti permetterà di misurate tutte le performance dello stampo che hai appena progettato.

Ma, soprattutto, ricorda questa grande verità!

Appoggiandoti a chi è realmente esperto nel processo di pressofusione zama, potrai applicare anche alla tua fonderia criteri di regolazione del processo di pressofusione ottimali volti all’incremento della tua efficienza produttiva e del tuo fatturato.

Se invece, per qualsiasi altra ragione, vorrai continuare a rivolgerti a chi continua inesorabilmente ad analizzare il tuo processo produttivo a caso e senza riscontri scientifici, con i vecchi e deleteri 5 sensi, allora puoi appoggiarti ai soliti fornitori con soluzioni improvvisate.

Allora, ti ricordo cosa può capitare rivolgendoti a chi non ha le idee molto chiare riguardo il processo di pressofusione della zama in camera calda:

-Continuerai a utilizzare materia prima di scarsa qualità, costosa ed estremamente inadatta alle tue applicazioni.

-Di conseguenza non potrà mai decollare la tua produttività.

-Anche gli scarti di produzione non potranno calare vistosamente in queste condizioni di lavoro.

Ecco gli importanti risultati che otterrai nella tua fonderia di pressofusione zama, se ti affidi al metodo di lavoro giusto.

-Riuscirai ad accorgerti in tempo quando stai producendo fusioni problematiche, prima di buttare i pezzi nell’immondizia.

-Finalmente, lavorando con leghe corrette e adatte perfettamente alle tue applicazioni, ridurrai drasticamente le non conformità dei tuoi clienti.

-Sarai in grado di scegliere alla perfezione gli impianti che dovranno alloggiare i tuoi nuovi stampi.

-I problemi di qualità delle tue fusioni saranno un amarissimo ricordo.

-Risparmierai montagne di soldi lavorando con impianti correttamente dimensionati e velocissimi.

-I tuoi tempi di consegna si abbatteranno drasticamente.

Finalmente potrai anche tu tornare ad avere i margini di guadagno di una volta!

Allora, vuoi sostituire i soliti fornitori con soluzioni improvvisate con un metodo certo per abbattere gli scarti della tua fonderia?

Se veramente sei interessato ad approfondire quanto ti ho appena raccontato…

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Roberto Camerin

L’esperto del processo di pressofusione zama

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