Por que um cofrinho joão-bobo precisa de base de Zamak?

Um cofrinho joão-bobo volta à posição vertical porque a massa fica baixa, não porque a peça é pesada. Uma carcaça de fundição por injeção de zinco com base de Zamak com contrapeso de 12 mm faz o trabalho: a 6,6 g/cm³ a liga concentra massa na seção de baixo, e os 300 ± 10 g de peso acabado ficam abaixo da superfície de balanço. O peso total sozinho explica pouco.

Massa baixa, centro abaixo da curva

O cofrinho balança sobre um fundo curvo. Incline e o ponto de contato se desloca, a massa sobe e a gravidade a puxa de volta. O retorno só acontece enquanto o centro de gravidade fica abaixo do centro do arco, dentro do raio de balanço. Suba esse centro para cima da curva e a mesma inclinação vira queda.

Metal denso na seção de base de 12 mm compra essa margem no ponto mais baixo da carcaça. As paredes de 1,2–1,5 mm acima dela acrescentam pouco ao total. Coloque a mesma massa mais alto e o cofrinho ganha peso sem ganhar estabilidade.

Centro de gravidade, não peso total

Os 300 ± 10 g são um orçamento, não uma meta a perseguir para cima. Onde essa massa fica importa mais do que quanto há dela. Peso na base baixa o centro; peso na carcaça sobe o centro e come a margem de retorno. A liga Zamak 5 a 6,6 g/cm³ torna esse arranjo com peso na base prático, porque uma seção de 12 mm carrega massa de verdade sem parede mais grossa atrás.

Duas peças podem ficar dentro dessa faixa e se comportar de modo diferente. A que tem massa na base volta à posição vertical a partir de um empurrão mais forte. A que tem carcaça superior pesada pode parecer boa na prateleira e ainda reprovar o ensaio de tombamento. Julgue o centro, depois o total.

Por que a base é fundida, não inserida

A base é fundida no mesmo disparo que a carcaça, em Zamak 5 conforme a ASTM B86 AC41A. Nenhum tarugo de aço fica dentro dela e nenhum alojamento espera por um. Um peso inserido precisa de cavidade para segurá-lo e de um modo de impedir que se desloque, o que acrescenta uma cadeia de tolerâncias entre inserto e carcaça. Cada um desses pontos é um lugar onde o equilíbrio deriva.

Um disparo só também mantém a massa onde o desenho a coloca. A base de Zamak com contrapeso de 12 mm é feição da matriz, então cada peça herda a mesma geometria e a mesma densidade. Um peso separado pode ficar um pouco alto ou um pouco baixo, e um cofrinho que passou na bancada pode não passar na rodada seguinte. Fundir remove essa variável na origem.

O que a carga de moedas faz com o equilíbrio

Cofrinho vazio é o caso fácil. Jogue 200 moedas pela fenda e elas se acomodam acima da base, o que sobe o centro de gravidade combinado. A base ainda precisa trazer a carcaça carregada de volta. Base fina com carcaça superior pesada começa a inclinar e fica inclinada.

O ensaio é especificado com 200 moedas por isso. As moedas se empilham onde caem, então a carga não forma um anel organizado no fundo. Algumas ficam mais altas que outras, e o centro se move com elas. Um cofrinho que volta com 200 moedas dentro tem margem para o modo como um cofrinho real é abastecido; um que só volta vazio não tem nenhuma.

Como o ensaio é feito

Coloque o cofrinho numa superfície plana, incline a 20° e solte. A peça correta balança além do ponto de soltura, para e volta à posição vertical. Repita a rodada vazio e outra vez com 200 moedas dentro. Aprovar vazio não é aprovar, porque a rodada vazia deixa de fora a massa que vai ficar acima da base.

Registre o ângulo, a carga e o resultado na ficha de inspeção. Um empurrão de 20° é verificação, não afirmação sobre a força com que uma criança vai empurrar o cofrinho. O ângulo dá um parâmetro repetível, que separa a peça com margem daquela que volta por pouco.

Acrescente estas linhas ao desenho: seção de base 12 mm, peso acabado 300 ± 10 g e ensaio de retorno a 20° com 200 moedas dentro. Depois confirme o assento da base após a usinagem CNC, porque um corte mais fundo que o desenho tira massa do ponto mais baixo.