Zamak 5 Dichte: Gewichtsbudget für Stehauf-Teile

Die Dichte von Zamak 5 liegt bei 6,6 g/cm³, und diese Zahl ist der einzige feste Eingang in einem Gewichtsbudget von 300 g. Alles andere ist eine Entscheidung der Zeichnung. Der Wert 6,6 g/cm³ rechnet Volumen in Gramm um, die eigentliche Frage lautet also, wohin das Volumen geht, und nicht, wie schwer das Teil am Ende wird. Eine Sparbüchse mit 300 g fällt trotzdem um, wenn diese Masse hoch im Körper aus Zamak 5 sitzt, und die Teilung entscheidet das vor dem Werkzeugbau.

6,6 g/cm³: was die Dichte festlegt

Die Dichte ist Chemie und nicht Prozess. Zamak 5 nach ASTM B86 hält typisch 6,6 g/cm³, und keine Änderung an Wandstärke, Einspritzdruck oder Formtemperatur verschiebt sie. Der Wechselkurs zwischen Zeichnung und Waage ist fest: 1 cm³ der Legierung wiegt 6,6 g.

Zamak 3 trägt dieselben 6,6 g/cm³, eine schwerere Sparbüchse kommt also nicht über einen Wechsel der Sorte zustande. Die Dichte kauft Masse in einem festen Volumen, aber nur im Verhältnis. Härte und Verschleiß folgen der Zusammensetzung und dem Querschnitt, nie der Masse pro Kubikzentimeter. Klären Sie, welche Zahlen den Zinklegierungen gehören und welche zur Zeichnung, bevor die Prüfung beginnt.

Das Budget von 300 g: erst der Boden, dann die Wand

Ein Ziel von 300 g ist kein Gewicht, das am Projektende getroffen wird. Das Ziel ist ein Budget von 45,5 cm³ Metall, und die Zeichnung muss dieses Volumen platzieren, bevor die Form gebaut wird. Geben Sie dem Boden zuerst seinen Anteil beim Querschnitt von 12 mm und teilen Sie dann den Rest auf die beiden Schalen mit 1,2–1,5 mm auf. Sorte und Festigkeit gehören zur Wahl der Legierung; Gramm gehören zur Zeichnung.

Der Wandbereich ist der Grund, warum die Reihenfolge zählt. Zwei Schalen mit 1,2 mm tragen 158 g; dieselbe Fläche mit 1,5 mm trägt 198 g. Eine Schwankung von 40 g gegen ein Fenster von 20 g bedeutet, dass niemand diese Wand nach Augenmaß wählen kann.

Selbstaufrichten: der Schwerpunkt entscheidet

Die Sparbüchse richtet sich auf, weil ihr Schwerpunkt unter dem Krümmungsmittelpunkt des Bodens liegt. Kippen Sie den Körper, wirkt das Gewicht auf einen Hebelarm, den der Höhenabstand zwischen diesen beiden Punkten festlegt. Masse liegt auf beiden Seiten dieser Balance und kürzt sich heraus, deshalb kippt eine schwere Sparbüchse mit hohem Schwerpunkt beim gleichen Winkel wie eine leichte.

Führen Sie das Budget durch diese Prüfung. Setzen Sie 142 g auf 6 mm über der Bodenfläche und 158 g nahe der halben Höhe auf 50 mm an, dann landet der gemeinsame Schwerpunkt bei knapp 30 mm, etwa einem Drittel der Höhe von 95 mm. Verschieben Sie 30 g vom Boden in die Wand, steigt der Schwerpunkt, während die Waage weiter 300 g zeigt.

Ein Guss, zwei Querschnitte: 12 mm und 1,2 mm

Der Bodenquerschnitt misst 12 mm, die Wand 1,2–1,5 mm, ein Verhältnis von 8:1 bis 10:1 innerhalb eines Gussstücks. Dieses Verhältnis legt die Reihenfolge der Erstarrung fest: Die dünne Wand friert zuerst, der Boden bleibt am längsten flüssig, und der Speiseweg dazwischen verengt sich, während der Boden noch schwindet. Ein Quadratzentimeter Wand trägt 0,79 g Metall; dieselbe Fläche Boden trägt 7,9 g.

Gießen Sie den Boden im Zink-Druckguss als Teil der Schale, kommt die gesamte Masse in einem Zyklus an, ohne separates Gewicht zum Einpassen und ohne Tasche zum Bearbeiten. Dieselbe Geometrie entscheidet, welche Variable noch frei ist. Der Querschnitt von 12 mm wird von der Einfallgrenze und von der Kühlung gehalten, zusätzliche Masse muss also über die Fläche der Bodenplatte kommen und nicht über ihre Dicke. In die andere Richtung spart ein dünnerer Boden Gramm, die die Wand nicht ausgeben kann, weil 1,2 mm bereits die Füllgrenze ist.

Warum eine Stahleinlage die falsche Antwort ist

Ein Gewicht aus Stahl sieht nach dem billigen Weg zu einem schwereren Boden aus. Stahl mit typisch 7,85 g/cm³ ist 19 % dichter als Zamak 5, also brauchen 100 g Stahl 12,7 cm³, während 100 g Zink 15,2 cm³ brauchen. Die Einlage erkauft 2,4 cm³ Bauraum und sonst nichts.

Gegen diese Ersparnis an Bauraum stehen eine gefräste Tasche, ein Halteelement, ein zweites Material in der Beschichtungslinie und ein galvanisches Paar am Münzschlitz. Der Boden ist außerdem nicht länger ein Teil eines einzigen Gussteils, und jeder dieser Punkte ist eine Änderung der Zeichnung. Wenn eine breitere gegossene Bodenplatte dieselben 300 g erreicht, bleibt der Einlage kein Fehlerbild mehr, das sie beheben könnte.

Einfallstellen: wo die Grenze von 12 mm liegt

Der Querschnitt von 12 mm hält Wärme, während die Wand von 1,2 mm schon fest ist, deshalb zieht der Boden seine Schwindung aus dem nächsten flüssigen Metall. Dieses Metall liegt unter der Sichtfläche, und die Fläche fällt ein. Das Polieren ebnet die örtliche Rauheit ein, und die dekorative Beschichtung liest die flache Wölbung weiterhin als hellen Ring.

Drei Einstellungen verschieben die Grenze nach außen. Gießen Sie in den dicken Querschnitt an, damit der Boden zuletzt gespeist wird, verjüngen Sie den Übergang und fahren Sie den Boden an einem eigenen Kühlkreis. Ohne alle drei liegt die belastbare Grenze unter 12 mm, und ein Budget auf Basis von 12 mm hält nicht. Eine Einfallstelle, die erst nach dem Beschichten sichtbar wird, ist die teure Variante, weil das Teil dann bereits poliert ist.

Dichte und Toleranz: zwei getrennte Prüfungen

Die Dichtezahl stützt eine Prüfung der Masse und keine Prüfung der Geometrie. Ein Fenster von 300 ±10 g entspricht ±3,3 % des Ziels, und 10 g Zink sind 1,5 cm³ Metall. Verschieben Sie diese 1,5 cm³ von der Wand in die Bodenplatte, wiegt das Teil weiter 300 g, während der Schwerpunkt wandert und das Einfallrisiko steigt.

Die Fuge wird gemessen und nicht gewogen. Eine Fühlerlehre liest die Montagefuge, und kein Massewert ersetzt das, weil dieselben 300 g bei offener und bei geschlossener Fuge ankommen. Das Wiegen findet eine fehlende Rippe; es findet nie eine Kante, die das Polieren verrundet hat. Die Massetoleranz ist die lockerste Zahl auf der Zeichnung und die am wenigsten nützliche für die Passung.

Rechenbeispiel: eine Bodenplatte für 300 g

Teilen Sie das Ziel von 300 g durch 6,6 g/cm³, dann hat das Teil 45,5 cm³ Metall zu platzieren. Die beiden Schalen bieten etwa 200 cm² Fläche: einen Zylinder von Ø60 mm und 95 mm Höhe plus die beiden Halbkappen. Am dünnen Ende mit 1,2 mm verbraucht diese Fläche 24,0 cm³, also 158 g.

Es bleiben 21,5 cm³ oder 142 g für den Boden. Auf einen Querschnitt von 12 mm verteilt, deckt dieses Volumen 17,9 cm² ab, eine Platte von etwa 48 mm Durchmesser. Eine volle Platte über Ø60 mm mit denselben 12 mm nähme 33,9 cm³ und 224 g auf und schöbe das Fertigteil auf 382 g, also 82 g über das Fenster. Diese vier Schritte nutzen nur die Dichte der Legierung und die Querschnitte der Zeichnung, deshalb lassen sie sich auf ein gegossenes und beschichtetes Zamak-Teil anderer Form übertragen.

Prüfung: was eine Waage nicht beweist

Drei Prüfungen decken das Budget ab, und nur eine davon braucht eine Waage. Die Waage bestätigt 300 ±10 g. Ein Kipp- und Freigabetest bestätigt, dass das Teil mit Münzen gefüllt wieder aufrecht steht. Eine Fühlerlehre bestätigt die Fuge.

Die Überschneidung zwischen den drei ist klein. Die Waage sieht das Gesamtvolumen, der Kipptest sieht den Schwerpunkt, und die Lehre sieht die Fuge. Eine Charge, die nur die erste Prüfung besteht, hat etwa ein Drittel dessen bestätigt, was die Zeichnung verlangt.

Rechenfehler: vier, die wiederkehren

Vier Fehler tauchen in den meisten Gewichtsprüfungen auf. Dichte mal Außenhülle zählt den Münzhohlraum als Metall. Ein dickerer Boden wird benutzt, um eine Unterdeckung zu schließen, und die Einfallstelle folgt innerhalb einer Charge.

Eine Einlage wird für Masse ergänzt, die eine breitere Platte geliefert hätte. Das Gewichtsfenster wird als Passungsprüfung gelesen, sodass die Fuge per Waage abgezeichnet wird. Die Abhilfe ist bei allen vier dieselbe: Rechnen Sie Gramm in cm³ um, bevor Sie die Zeichnung anfassen.

FAQ

1. Lässt sich Zamak 5 mit PVD beschichten?

2. Welche Oberfläche braucht PVD auf Zinkgussteilen?

3. Sollte die Passfläche vor dem Polieren bearbeitet werden?

4. Warum braucht eine Stehauf-Sparbüchse einen Gewichtsboden aus Zamak?

5. Kann PVD das Verchromen an Zamak-Teilen ersetzen?