È meglio la Zama o la Plastica per i tuoi componenti in serie?

La plastica è al terzo posto tra i materiali più prodotti dall’uomo.

Dal 1950 è stata introdotta nell’industria in larga scala ed è stata per lungo tempo tra i materiali preferiti nelle fabbricazioni in serie degli articoli più svariati. Ad oggi, molte aziende stanno riconvertendo la loro produzione, abbandonando le sostanze plastiche a favore di altre materie prime più ecosostenibili.

Infatti, uno dei problemi principali legati a questo composto è l’elevato tasso di inquinamento che causaOgni anno almeno 8 milioni di tonnellate di plastica invadono i nostri mari e si stima che negli oceani siano già stati accumulati oltre 150 milioni di tonnellate di questo materiale. Se non si limita la produzione di oggetti realizzati con questa sostanza, nel 2050 potremmo ritrovarci con più plastica che pesci in mare (valori calcolati in base peso). Secondo un rapporto dell’Ocse sul mercato della plastica, solo il 15di questo materiale viene davvero riciclato. Il 25% viene incenerito, mentre il restante 60% finisce in discarica. Una volta lì o viene bruciato all’aperto - rilasciando sostanze inquinanti- o resta disperso nell’ambiente.

Se stai pensando di avviare una produzione di componenti in plastica, non puoi non tenere conto di questo aspetto, che ha sensibilizzato ormai sempre più aziende.

Tra le alternative dei materiali che potresti valutare c’è la zama: un’alternativa più ecologica e al 100% riciclabile.

In realtà, la zama non si può considerare come una vera e propria alternativa diretta della plastica. Le caratteristiche dei due materiali sono talmente differenti che il risultato del prodotto finale non è esattamente lo stesso.

Perciò, realizzare un articolo in zama anziché in plastica potrebbe essere percepito come un’evoluzione della qualità del tuo prodotto. 

Sempre che le esigenze del componente siano tali da permettere una sostituzione tra i due materiali. Se la plastica è una soluzione più leggera ed economica, la zama è un’alternativa più prestigiosa e destinata a durare nel tempo.

Immagina, infatti, di avere davanti a te lo stesso pezzo, ma realizzato in due versioni differenti: la prima interamente in zama, la seconda in plastica. Ti basterà guardarli per percepire la differenza, ma sarà toccandoli e maneggiandoli che capirai davvero quale dei due pezzi risponde meglio alle tue esigenze. La zama, infatti, appare subito robusta e più fredda.

Trasmette anche una sensazione di solidità ed efficacia strutturale.

Un prodotto in lega di zinco si presenta, pertanto, come un componente massiccio, sinonimo di resistenza e sicurezza, in termini di qualità.

La plastica, invece, si mostra più leggera, pratica e veloce. La ritroviamo quotidianamente proposta in prodotti “usa e getta” o comunque destinati a durare non troppo a lungo.

Se dopo aver effettuato una prima analisi superficiale, decidi di studiare le singole caratteristiche del materiale a livello tecnico, allora puoi notare come tali proprietà influenzino non solo la resa del prodotto finale, ma anche il processo di lavorazione (con annessi i tempi di produzione e gli aspetti economici, per niente secondari).

Faremo ora un confronto dettagliato tra la famiglia delle leghe di zinco e le materie plastiche.

Lo scopo del mio articolo è quello di renderti più semplice e comprensibile quale materiale sia più indicato alla tua produzione in serie.

Di seguito, ti mostrerò anche dei grafici utili a darti subito un’idea visiva del paragone tra le diverse materie prime.

Ovviamente, mi sono limitato a prendere in esame - e a rappresentare nei grafici - solo alcuni dei materiali tra quelli più utilizzati. Solo per le materie plastiche, infatti, potremmo considerare migliaia di composti differenti, tra famiglie ed ulteriori divisioni in sottofamiglie. Discorso analogo per la zama: non ho preso in esame tutte le leghe esistenti, ma ho voluto limitarmi a quelle più impiegate nelle produzioni di componenti, ovvero la zama 2, 3, 5, 8.

Confronto tra le caratteristiche di leghe di zama e materie plastiche

Densità

La zama risulta essere circa 6 volte più densa della plastica.

La densità influenza ovviamente il peso del materiale, e questo può rappresentare uno svantaggio o una qualità ricercata, a seconda del componente da realizzare.

Se ai tuoi prodotti desideri conferire leggerezza, allora dovrai preferire la plastica.
Ma se vuoi invece attribuire loro la consistenza e la sensazione di robustezza, unita ad un’alta qualità percepita, allora la zama è la scelta giusta per te.

Allungamento % a rottura

L’allungamento percentuale a rottura della zama è del 4 - 8 %, inferiore a quello possibile con le materie plastiche in generale.

Trattandosi di una caratteristica inversamente proporzionale alla durezza, è naturale che materiali morbidi come le plastiche si prestino meglio all’allungamento.

La zama, pertanto, sarà indicata nelle produzioni in cui si cerca la rigidità, accompagnata da una maggior precisione.

La plastica, in generale, andrà bene per pezzi che dovranno risultare più malleabili.

A questo proposito però va fatta un’osservazione: il valore di allungamento percentuale può variare di molto in base alla tipologia di plastica presa in esame. Un esempio lo hai subito osservando il grafico e facendo un confronto tra il poliossimetilene (POM-resina acetalica) e il policarbonato.

Un discorso a parte andrebbe fatto anche per le resine caricate a vetro. In questo caso, maggiore è la quantità di fibra di vetro presente all’interno, minore sarà l’elasticità conferita al componente.

Resistenza allo snervamento

Anche qui notiamo delle differenze importanti.

Di fatto, un metallo come la zama offre delle caratteristiche migliori per un uso strutturale.

Tra queste caratteristiche c’è proprio la resistenza allo snervamento che risulta di molto superiore a quella delle plastiche.

Di conseguenza, il maggior carico di snervamento rende la zama molto più resistente nel sopportare:

  • Sforzi a taglio;
  • Torsioni;
  • Piegature;
  • Compressioni.

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Resistenza all'urto

Questa è un’altra di quelle caratteristiche che - come precisato al punto precedente - conferiscono maggior resistenza strutturale al tuo componente.

In particolare, se paragonate alle plastiche, le leghe di zinco hanno un valore di resilienza medio di circa 8 volte maggiore.

Modulo di elasticità

Il modulo di elasticità è un valore strettamente correlato alla resistenza allo snervamento e alla resistenza all’urto.

Questi 3 aspetti offrono un grande vantaggio se si sceglie la zama come materiale: infatti, sono responsabili della solidità strutturale e della maggior durata di un componente realizzato in metallo.

Stessa cosa non si può dire per i materiali plastici, che offrono valori di resistenza ed elasticità decisamente inferiori.

Carico di rottura

Si tratta di una proprietà inversamente proporzionale all’allungamento.

La zama presenta un valore di carico di rottura mediamente 5-6 volte più resistente delle plastiche.

E questo non fa altro che confermare quanto le plastiche siano poco indicate per impieghi strutturali rispetto alla zama, che invece offre maggiore resistenza al prodotto.

Durezza

Come si può notare dal grafico, utilizzando le stesse scale di durezza, di fatto, non si riesce a paragonare la plastica con un metallo, perché riportano valori decisamente differenti.

Le plastiche, infatti, sono infinitamente più morbide e la loro durezza andrebbe misurata con le scale “Shore” (delle apposite scale che riportano la durezza dei diversi materiali).

Esistono anche delle schede di conversione tra le varie unità di misura, ma i valori sovrapponibili sono davvero pochi, poiché ogni scala si riferisce a livelli di grandezza diversi.

Conduttività termica

È nota a tutti la grande capacità di isolamento termico delle plastiche e, al contrario, la grande conduttività dei metalli.

Basta pensare alla sensazione che si ha toccando due oggetti (uno di plastica, uno di metallo) in situazioni differenti.

In inverno un oggetto in metallo, al tatto, sembra più freddo di quello di plastica. Mentre in estate accade il contrario. Ciò avviene nonostante la temperatura esterna alla quale vengono esposti i due oggetti sia sempre la stessa. Questa differenza è da attribuire proprio alla diversa capacità di conduzione termica dei 2 materiali.

Quindi, la zama è indicata per la realizzazione anche di quei componenti che devono fungere da dissipatori di calore.

Per contro, la plastica, in un caso come questo, andrebbe assolutamente evitata.

Resistenza elettrica

Allo stato naturale, i metalli sono conduttivi e le plastiche sono degli isolanti.

Entrambe le caratteristiche sono molto importanti e il materiale più idoneo va valutato quindi caso per caso.

In realtà, negli ultimi anni si sono sviluppati dei trattamenti superficiali che permettono di invertire le proprietà dei materiali, ma si tratta di una soluzione che fa lievitare i costi e va utilizzata solo in casi estremi.

Si ricorre a questo espediente, infatti, solo se tutti gli altri parametri sono così determinanti da far propendere per la scelta del materiale che non offre la resistenza elettrica richiesta.

Se hai ancora dei dubbi o scoprire altri caratteristiche delle differenze tra la zama e le materie plastiche, non esitare a contattarmi!

Inoltre ti invito a condividere questo articolo con tutti i tuoi amici e colleghi, in modo da contribuire a diffondere la conoscenza sulla zama.

"Maneggio la Zama sin da bambino e me ne occupo professionalmente a tempo pieno a partire dal lontano 1992. Amo aiutare aziende, tecnici e progettisti a trasformare le loro idee ed i loro progetti in componenti pressofusi in zama." 

Alberto Giretti