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Zamak 5の密度と300 gの重量配分

6.6 g/cm³ が決めること

300 g の予算：ベースを先、壁を後

起き上がり：決めるのは重心

一つの鋳物に二つの断面：12 mm と 1.2 mm

鋼インサートが答えにならない理由

ひけ：12 mm の境界がどこにあるか

密度と公差：二つの別の確認

計算例：300 g のベースパッド

検査：秤では証明できないこと

繰り返す四つの計算違い

FAQ

Zamak 5 の密度は 6.6 g/cm³ で、300 g の重量配分のうち、固定されている入力はこの数値だけです。残りはすべて図面の判断になります。6.6 g/cm³ は体積をグラムに換算する数なので、問いは体積をどこへ置くかであって、部品が最終的に何グラムになるかではありません。300 g の貯金箱でも、その質量が Zamak 5 の胴の高い位置にあれば倒れます。その釣り合いを決める分割位置は、金型を切る前に決まります。

6.6 g/cm³ が決めること

密度は化学組成で決まり、工程では変わりません。ASTM B86 の Zamak 5 は 6.6 g/cm³（一般的な値）を保ち、壁厚、射出圧力、金型温度を変えても動きません。図面と秤の間の交換レートは固定です。合金 1 cm³ は 6.6 g です。

Zamak 3 も同じ 6.6 g/cm³ なので、重い貯金箱をグレードの変更で作ることはできません。密度は決まった体積に質量を買いますが、比例の範囲でしか買えません。硬さと耐摩耗性は組成と断面に従い、1 cm³ あたりの質量には従いません。亜鉛合金が持つ数値と、図面が持つ数値を、レビューの前に切り分けてください。

300 g の予算：ベースを先、壁を後

300 g という目標は、プロジェクトの最後に合わせる質量ではありません。目標は 45.5 cm³ の金属という予算で、図面は金型を切る前にその体積を配置しなければなりません。まずベースに 12 mm の断面で取り分を与え、残りを二つの外殻へ 1.2～1.5 mm で配分します。グレードと強さは合金の選択の話で、グラムは図面の話です。

項目	断面（mm）	体積（cm³）	質量（g）	決める制約
ベースパッド	12	21.5	142	ひけの境界
二つの外殻	1.2	24.0	158	充填できる最小壁厚
合計	混在	45.5	300	質量の窓 ±10 g

順序が効くのは、壁に幅があるからです。二つの外殻を 1.2 mm にすると 158 g、同じ面積を 1.5 mm にすると 198 g です。20 g の窓に対して 40 g 振れるのですから、その壁を目分量で選ぶことはできません。

起き上がり：決めるのは重心

貯金箱が起き上がるのは、重心がベースの曲率中心より下にあるからです。胴を傾けると、重さはその二点の高さの差で決まる腕の長さに働きます。質量は釣り合いの両側にあり、打ち消し合います。だから重心が高い重い貯金箱は、軽い貯金箱と同じ角度で倒れます。

その試験に予算を通してみます。ベース面から 6 mm の位置に 142 g、高さ 50 mm のほぼ中間に 158 g を置くと、合成した重心は 30 mm 付近、95 mm の高さのおよそ三分の一に来ます。ベースから壁へ 30 g を移すと重心は上がりますが、秤は今も 300 g を指します。

一つの鋳物に二つの断面：12 mm と 1.2 mm

ベースの断面は 12 mm、壁は 1.2～1.5 mm で、一つの鋳物の内部に 8:1～10:1 の比があります。この比が凝固の順序を決めます。薄い壁が先に固まり、ベースが最も長く液状で残り、両者の間の供給路はベースがまだ収縮しているうちに狭くなります。壁の 1 cm² は 0.79 g の金属を運び、同じ面積のベースは 7.9 g を運びます。

亜鉛ダイカストでベースを外殻の一部として鋳込めば、質量は一サイクルで揃います。別体の重りを嵌める必要も、座ぐりを削る必要もありません。同じ形状が、どの変数がまだ自由かを決めます。12 mm の断面はひけの境界と冷却で押さえられているので、質量を増やすならパッドの厚さではなく面積から取ります。逆にベースを薄くすると、壁が使えないグラムを節約することになります。1.2 mm はすでに充填の限界だからです。

鋼インサートが答えにならない理由

鋼の重りは、ベースを重くする安い道に見えます。7.85 g/cm³（一般的な値）の鋼は Zamak 5 より 19% 密度が高く、鋼 100 g は 12.7 cm³、亜鉛 100 g は 15.2 cm³ を要します。インサートが買うのは 2.4 cm³ の空間だけで、それ以外は何もありません。

その空間の節約と引き換えに、座ぐりの切削、抜け止めの形状、コーティング工程に入る二つ目の材料、硬貨のスリットにおける異種金属の接触が残ります。ベースは一つの鋳物の一部ではなくなり、そのどれもが図面変更です。鋳込みのパッドを広げれば同じ 300 g に届くなら、インサートに直せる不具合は残りません。

ひけ：12 mm の境界がどこにあるか

12 mm の断面は熱を抱えたまま、1.2 mm の壁はすでに固まっています。だからベースは、最も近い液状の金属から収縮分を引き出します。その金属は見える面の下にあり、面が引けます。研磨は局所の粗さをならしますが、装飾コーティングはその浅いくぼみを今も明るい輪として読みます。

三つの設定が境界を外へ動かします。ゲートを厚い断面へ入れてベースを最後に給湯し、遷移部にテーパーを付け、ベースを専用の冷却回路で冷やします。三つが揃わなければ、正直な限界は 12 mm を下回り、12 mm を前提に組んだ予算はもちません。コーティングの後にだけ現れるひけは高くつく版です。その時点で部品はすでに研磨されています。

密度と公差：二つの別の確認

密度の数値が支えるのは質量の確認で、形状の確認ではありません。300 ±10 g の窓は目標の ±3.3% で、亜鉛 10 g は 1.5 cm³ の金属です。その 1.5 cm³ を壁からベースパッドへ移しても、部品は 300 g のままです。その間に重心は動き、ひけの危険は上がります。

合わせ目は測るもので、秤るものではありません。すきまゲージが合わせ目を読み、質量の読みがその代わりになることはありません。同じ 300 g は、合わせ目が開いていても閉じていても届くからです。秤が捕まえるのはリブの欠けで、研磨が丸めたエッジは決して捕まえません。質量公差は図面で最も緩い数値であり、嵌め合いには最も役に立たない数値です。

計算例：300 g のベースパッド

300 g の目標を 6.6 g/cm³ で割ると、部品は 45.5 cm³ の金属を配置できます。二つの外殻が持つ表面はおよそ 200 cm² で、Ø60、高さ 95 mm の胴に二つの半キャップを足した面積です。1.2 mm の薄い側では、その表面が 24.0 cm³、つまり 158 g を消費します。

残るのはベース用の 21.5 cm³、142 g です。12 mm の断面に広げると、その体積は 17.9 cm²、およそ 48 mm 径のパッドになります。同じ 12 mm で Ø60 の全面パッドにすると 33.9 cm³、224 g を要し、完成品は 382 g となって窓を 82 g 超えます。この四つの手順は合金の密度と図面の断面しか使わないので、形の違う鋳放し・コート仕上げの Zamak 部品にもそのまま移せます。