เมื่อเลือกระหว่าง สังกะสีหล่อตาย และ อลูมิเนียมหล่อตาย การตัดสินใจจะขึ้นอยู่กับรูปทรงของชิ้นส่วน อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่ต้องการ ปริมาณการผลิต และความคาดหวังในการตกแต่งพื้นผิว การหล่อโลหะผสมสังกะสีให้ค่าความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดมากขึ้น อายุการใช้งานเครื่องมือยาวนานขึ้น และรายละเอียดพื้นผิวที่เหนือกว่าด้วยต้นทุนต่อชิ้นส่วนที่ต่ำกว่าสำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็ก ซับซ้อน และมีปริมาณมาก ในขณะที่การหล่ออลูมิเนียมมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่ดีกว่าอย่างมาก อุณหภูมิการใช้งานที่สูงขึ้น และเป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับส่วนประกอบโครงสร้างขนาดใหญ่ที่น้ำหนักมีความสำคัญ ไม่มีวัสดุใดที่เหนือกว่าในระดับสากล แต่ละประเภทมีความโดดเด่นในด้านการใช้งานเฉพาะด้วยเหตุผลด้านเทคนิคและเศรษฐกิจที่มีการกำหนดไว้อย่างชัดเจน
การเปรียบเทียบคุณสมบัติหลักโดยตรง
ก่อนที่จะเจาะลึกรายละเอียด ตารางด้านล่างนี้จะแสดงข้อมูลอ้างอิงแบบเคียงข้างกันสำหรับคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับการตัดสินใจมากที่สุดของโลหะผสมสองชนิดที่พบมากที่สุดในแต่ละตระกูล: Zamak 3 (โลหะผสมสังกะสีที่ใช้ม้าเทียม) และ A380 (โลหะผสมอะลูมิเนียมหล่อขึ้นรูปที่โดดเด่น)
| คุณสมบัติ | ซามัค 3 (สังกะสี) | A380 (อะลูมิเนียม) |
| ความหนาแน่น | 6.6 ก./ซม.³ | 2.71 ก./ซม.³ |
| ความต้านแรงดึง | 283 เมกะปาสคาล (41,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) | 324 เมกะปาสคาล (47,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) |
| ความแข็งแรงของผลผลิต | 221 เมกะปาสคาล (32,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) | 165 เมกะปาสคาล (24,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) |
| ความแข็ง (บริเนล) | 82 ฮบ | 80 ฮ |
| จุดหลอมเหลว | 381–387°C (718–729°F) | 540–595°C (1,004–1,103°F) |
| อุณหภูมิบริการสูงสุด | ~120°ซ (248°ฟ) | ~175°C (347°F) |
| การนำความร้อน | 113 วัตต์/เมตร·เค | 96 วัตต์/เมตร·เค |
| การนำไฟฟ้า | ~27% ไอเอซีเอส | ~23% ไอเอซีเอส |
| ชีวิตตายทั่วไป (ช็อต) | 500,000–1,000,000 | 100,000–150,000 |
| ความหนาของผนังทั่วไป | ทำได้ 0.4–1.5 มม | ขั้นต่ำโดยทั่วไป 0.9–2.5 มม |
สมบัติทางกลและทางกายภาพของโลหะผสมสังกะสี Zamak 3 เทียบกับการหล่อแบบอลูมิเนียมอัลลอยด์ A380
น้ำหนัก: ความแตกต่างทางกายภาพที่สำคัญที่สุด
สังกะสีนั่นเอง หนาแน่นกว่าอลูมิเนียมถึง 2.4 เท่า — 6.6 ก./ซม. เทียบกับ 2.71 ก./ซม. 3 สำหรับชิ้นส่วนที่เหมือนกันทางเรขาคณิต การหล่อโลหะผสมสังกะสีจะมีน้ำหนักมากกว่าสองเท่าของอลูมิเนียมหล่อที่เทียบเท่ากัน ความแตกต่างของความหนาแน่นนี้เป็นปัจจัยที่ใหญ่ที่สุดเพียงปัจจัยเดียวที่ขับเคลื่อนการเลือกใช้อะลูมิเนียมในการใช้งานด้านยานยนต์ การบินและอวกาศ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค ซึ่งการลดมวลทุกกรัมมีค่าปลายน้ำที่วัดได้
ตัวอย่างเช่น ในการใช้งานด้านยานยนต์ OEM จะใช้การแลกเปลี่ยนต้นทุนน้ำหนักมาตรฐานที่ประมาณ ประหยัดน้ำหนักได้ 3–10 ดอลลาร์ต่อกิโลกรัม ตลอดอายุการใช้งานของยานพาหนะโดยคำนึงถึงการประหยัดเชื้อเพลิงและการปล่อยมลพิษ กล่องเกียร์ ท่อร่วมไอดี หรือโครงยึดโครงสร้างที่เปลี่ยนจากสังกะสีเป็นอะลูมิเนียมช่วยประหยัดมวลได้มาก และการลดน้ำหนักจะแปรผันตามปริมาตรของชิ้นส่วน ดังนั้นชิ้นส่วนที่ใหญ่ขึ้นจึงได้รับประโยชน์อย่างมาก
ในทางกลับกัน สำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็ก เช่น กระบอกล็อค ตัวดึงซิป หัวเข็มขัด หรืออุปกรณ์ตกแต่ง ซึ่งมีมวลรวมของชิ้นส่วนต่ำกว่า 50–100 กรัม ความแตกต่างของน้ำหนักนั้นแทบไม่สำคัญเลย และข้อดีอื่นๆ ของสังกะสีก็มีอิทธิพลเหนือการตัดสินใจ
ความแม่นยำของมิติและความหนาของผนังขั้นต่ำ
การหล่อโลหะผสมสังกะสีมีความทนทานมากกว่าและให้ส่วนของผนังบางกว่าอะลูมิเนียม นี่เป็นผลโดยตรงจากจุดหลอมเหลวที่ต่ำกว่าของสังกะสีและความสามารถในการไหลที่เหนือกว่าในสถานะหลอมเหลว
- ความหนาของผนังสังกะสี: ผนังบางพอๆ กับ 0.4–0.6 มม สามารถทำได้ในการผลิตแม่พิมพ์หล่อสังกะสีโดยใช้เครื่องจักรห้องร้อน ช่วยให้เกิดรูปทรงที่ซับซ้อนและมีผนังบาง เช่น เกลียวละเอียด มุมแหลม การตัดส่วนล่างที่ซับซ้อน ซึ่งจำเป็นต้องมีการตัดเฉือนขั้นที่สองในอะลูมิเนียม
- ความหนาของผนังอลูมิเนียม: โดยทั่วไปแล้ว การหล่อด้วยอลูมิเนียมห้องเย็นจะต้องมีความหนาของผนังขั้นต่ำที่ 0.9–1.5 มม เพื่อความสมบูรณ์ของโครงสร้างและเติมความน่าเชื่อถือ ผนังที่ต่ำกว่าเกณฑ์นี้มีแนวโน้มที่จะเกิดการปิดเย็น การวิ่งผิดทาง และความพรุน
- ความอดทนมิติ: การหล่อโลหะผสมสังกะสีมักบรรลุความคลาดเคลื่อนของ ±0.025 มม. (±0.001 นิ้ว) ในมิติที่สำคัญ โดยทั่วไปแล้วการหล่อแบบอลูมิเนียมจะยึดไว้ ±0.075–0.13 มม. (±0.003–0.005 นิ้ว) เป็นมาตรฐานการยอมรับในเชิงพาณิชย์
สำหรับชิ้นส่วนที่มีการหล่อเกลียวละเอียด (แทนที่จะกลึง) ฟันเฟือง หรือคุณสมบัติขนาดเล็กต่ำกว่า 0.5 มม. สังกะสีคือตัวเลือกมาตรฐาน — อะลูมิเนียมไม่สามารถเติมเต็มคุณสมบัติเหล่านี้ได้อย่างน่าเชื่อถือในสภาวะการผลิต
ต้นทุนเครื่องมือแม่พิมพ์และอายุการใช้งานของแม่พิมพ์
ต้นทุนเครื่องมือเป็นปัจจัยสำคัญในต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของชิ้นส่วนหล่อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในปริมาณการผลิตปานกลาง
เนื่องจากโลหะผสมสังกะสีหล่อได้ประมาณ 400°C เทียบกับอะลูมิเนียม 660°C , แม่พิมพ์สังกะสีทำงานภายใต้ความเครียดจากความร้อนที่น้อยกว่ามาก ผลลัพธ์ที่ได้คืออายุของแม่พิมพ์ยาวนานขึ้นอย่างมาก:
- อายุการใช้งานของสังกะสี: สามารถยิงได้ 500,000 ถึง 1,000,000 ช็อตด้วยแม่พิมพ์เหล็กกล้าเครื่องมือ H13 มาตรฐาน สังกะสีบางชนิดตายในการผลิตต่อเนื่องเกิน 2 ล้านช็อต ก่อนการปรับปรุงครั้งใหญ่
- อายุการใช้งานของอลูมิเนียม: อายุการใช้งานปกติของแม่พิมพ์อะลูมิเนียมอยู่ที่ 100,000 ถึง 150,000 ช็อต ก่อนที่การแตกร้าวจากความล้าจากความร้อนจะต้องได้รับการซ่อมแซมหรือเปลี่ยนใหม่อย่างมีนัยสำคัญ วัสดุแม่พิมพ์และการเคลือบระดับพรีเมียมสามารถขยายได้ถึง 200,000–300,000 ช็อตโดยมีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม
สำหรับการดำเนินการผลิตชิ้นส่วนจำนวน 500,000 ชิ้น แม่พิมพ์อะลูมิเนียมอาจต้องมีการสร้างแม่พิมพ์ใหม่หรือเปลี่ยนแม่พิมพ์ 3-4 ครั้ง เทียบกับศูนย์สำหรับแม่พิมพ์สังกะสี ด้วยต้นทุนตายของ 15,000–80,000 ดอลลาร์ ต่อเครื่องมือขึ้นอยู่กับความซับซ้อน ความแตกต่างนี้มีความสำคัญตลอดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ สำหรับชิ้นส่วนที่มีปริมาณอายุการใช้งานสูงมาก ความประหยัดในการใช้เครื่องมือของสังกะสีสามารถประหยัดเงินได้ 100,000 ดอลลาร์ขึ้นไป ตลอดอายุการใช้งานของโปรแกรมเมื่อเทียบกับอะลูมิเนียม
รอบเวลาและอัตราการผลิต
ใช้การหล่อโลหะผสมสังกะสี เครื่องห้องร้อน โดยที่ระบบฉีดจะจุ่มลงในสังกะสีหลอมเหลวโดยตรง ซึ่งช่วยลดขั้นตอนการโอนทัพพีที่จำเป็นสำหรับการหล่ออะลูมิเนียมในห้องเย็น และลดรอบเวลาได้อย่างมาก:
- รอบเวลาของห้องร้อนสังกะสี: โดยปกติแล้ว 5–15 วินาที สำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็กถึงขนาดกลาง การหล่อด้วยสังกะสีความเร็วสูงสำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็ก (ต่ำกว่า 50 กรัม) สามารถบรรลุรอบเวลาได้ต่ำกว่า 5 วินาที
- รอบเวลาของห้องเย็นอลูมิเนียม: โดยปกติแล้ว 15–60 วินาที สำหรับชิ้นส่วนที่เท่ากัน เนื่องจากมีการย้ายทัพพีเพิ่มเติม อัตราการเติมช้าลง และเวลาในการแข็งตัวนานขึ้นในส่วนที่หนาขึ้น
สำหรับการดำเนินการผลิต 1 ล้านชิ้นส่วน ความแตกต่างระหว่างวงจรสังกะสี 10 วินาทีและวงจรอะลูมิเนียม 30 วินาทีจะแสดงค่าโดยประมาณ กำลังการผลิต 5,500 ชั่วโมงเครื่อง — ปัจจัยสำคัญในการใช้เครื่องจักรและต้นทุนแรงงานต่อชิ้นส่วน
ความสามารถในการเคลือบผิวและการชุบ
การหล่อโลหะผสมสังกะสีเป็นวัสดุที่เลือกใช้เมื่อใดก็ตามที่จำเป็นต้องมีการตกแต่งคุณภาพสูง โดยเฉพาะการชุบด้วยไฟฟ้า โครงสร้างพื้นผิวของการหล่อสังกะสีโดยธรรมชาติแล้วเปิดรับการชุบมากกว่าอะลูมิเนียมด้วยเหตุผลหลายประการ:
- สังกะสีมีพื้นผิวหล่อที่เรียบเป็นธรรมชาติและหนาแน่น โดยมีความพรุนน้อยที่สุด ช่วยให้การยึดเกาะของแผ่นเคลือบโดยไม่ต้องมีการบำบัดล่วงหน้าอย่างกว้างขวาง
- สังกะสียอมรับการชุบด้วยไฟฟ้าทองแดง นิกเกิล โครเมียม ทอง และเงิน โดยสามารถคาดเดาได้และครอบคลุมสม่ำเสมอ — เป็นพื้นฐานสำหรับอุปกรณ์ตกแต่ง อุปกรณ์ติดตั้งก๊อกน้ำ อุปกรณ์ตกแต่งรถยนต์ และส่วนประกอบของสินค้าฟุ่มเฟือย
- ชั้นออกไซด์ของอลูมิเนียมต้องมีการกัดพิเศษและการสังกะสีก่อนการชุบจึงจะเกาะติด เพิ่มขั้นตอนกระบวนการและต้นทุน การยึดเกาะของการชุบบนอลูมิเนียมยังมีความไวต่อความพรุนของพื้นผิวมากกว่า
อุตสาหกรรมฮาร์ดแวร์ตกแต่ง อุปกรณ์ติดตั้งประปา และเครื่องประดับแฟชั่นทั่วโลกพึ่งพาการหล่อโลหะผสมสังกะสีเกือบทั้งหมดโดยเฉพาะ เนื่องจากข้อได้เปรียบในการชุบนี้ ตัวก๊อกน้ำในห้องน้ำสังกะสีชุบโครเมียมนั้นเหนือกว่าทั้งทางเทคนิคและประหยัดเมื่อเทียบกับชิ้นส่วนอลูมิเนียมที่เทียบเท่าเมื่อลักษณะการชุบเป็นข้อกำหนดหลัก
สำหรับการอโนไดซ์ซึ่งเป็นกระบวนการตกแต่งพื้นผิวหลักสำหรับอะลูมิเนียม สถานการณ์จะกลับกัน การหล่อแบบอะลูมิเนียมเป็นการชุบอโนไดซ์อย่างหมดจดเพื่อสร้างชั้นออกไซด์ที่แข็งและทนทานในหลากหลายสี สังกะสีไม่สามารถชุบอโนไดซ์ได้ สำหรับการใช้งานที่ต้องการการเคลือบผิวแบบอะโนไดซ์ (ส่วนประกอบทางสถาปัตยกรรม ตัวเครื่องอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค สินค้ากีฬา) อะลูมิเนียมเป็นเพียงตัวเลือกเดียวในการหล่อขึ้นรูป
ความต้านทานการกัดกร่อน
โลหะผสมทั้งสองสร้างชั้นออกไซด์ป้องกันในสภาวะแวดล้อม แต่พฤติกรรมของพวกมันจะแตกต่างออกไปในสภาพแวดล้อมที่ต้องการ:
- การหล่ออลูมิเนียม: ฟิล์มออกไซด์ธรรมชาติของอะลูมิเนียมให้ความต้านทานการกัดกร่อนจากภายในที่ดีเยี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมในชั้นบรรยากาศและทางทะเล อะลูมิเนียม A380 ทำงานได้ดีในการทดสอบสเปรย์เกลือ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานยานยนต์กลางแจ้ง ทางทะเล และใต้หลังคาโดยไม่ต้องเคลือบ
- การหล่อโลหะผสมสังกะสี: สังกะสีเปลือยจะกัดกร่อนได้ง่ายกว่าอะลูมิเนียมในสภาพแวดล้อมที่มีเกลือและชื้นผ่านกระบวนการที่เรียกว่าสนิมขาว (การก่อตัวของสังกะสีคาร์บอเนต) อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติส่วนใหญ่แล้วปัญหานี้ไม่ใช่ปัญหา เนื่องจากชิ้นส่วนสังกะสีมักถูกชุบ เคลือบด้วยผง หรือทาสีเกือบทุกครั้ง และการเคลือบเหล่านี้ทำงานได้ดีเป็นพิเศษบนพื้นผิวเรียบของสังกะสี
- ความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนของกัลวานิก: สังกะสีนั่นเอง significantly more anodic than aluminum in the galvanic series. When zinc and aluminum components are in electrical contact in a corrosive environment, the zinc will sacrifice preferentially. Design teams specifying assemblies containing both alloys must isolate them with insulating fasteners or coatings.
ตัวเลือกโลหะผสม: เหนือกว่า Zamak 3 และ A380
ตัวแปรการหล่อโลหะผสมสังกะสี
กลุ่มผลิตภัณฑ์ Zamak (สังกะสี-อลูมิเนียม-แมกนีเซียม-ทองแดง) มีหลายเกรดที่ปรับให้เหมาะกับคุณสมบัติเฉพาะ:
- ซามัค 2: ความแข็งแรงและความแข็งสูงสุดในตระกูล (ความต้านทานแรงดึง ~359 MPa) เนื่องจากมีปริมาณทองแดงสูงกว่า ใช้เมื่อต้องการความทนทานต่อการสึกหรอสูงสุด เช่น ล้อเฟือง ปลอกลูกปืน ระบบล็อครับน้ำหนักสูง
- ซามัค 3: มาตรฐานอุตสาหกรรม ความสมดุลที่เหมาะสมระหว่างความสามารถในการหล่อ สมบัติทางกล และคุณภาพการชุบ จบแล้ว 70% ของการผลิตแม่พิมพ์หล่อสังกะสีทั้งหมด ทั่วโลกใช้ Zamak 3
- ซามัค 5: ปริมาณทองแดงสูงกว่า Zamak 3 ให้ความแข็งแรงและความแข็งที่ดีขึ้นพร้อมความเหนียวลดลงเล็กน้อย พบได้ทั่วไปในยุโรปสำหรับการใช้งานด้านยานยนต์และอุตสาหกรรม
- ZA-8, ZA-12, ZA-27: โลหะผสมสังกะสีอลูมิเนียมที่มีปริมาณอลูมิเนียมสูงกว่า ZA-27 (อะลูมิเนียม 27%) เข้าถึงจุดแข็งจำเพาะของอะลูมิเนียมในขณะที่ยังคงความสามารถในการหล่อแบบห้องร้อน ซึ่งใช้ในการใช้งานตลับลูกปืนที่รับน้ำหนักสูง
อลูมิเนียมหล่อโลหะผสมรุ่นต่างๆ
- เอ380: โลหะผสมอะลูมิเนียมหล่อขึ้นรูปที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก การผสมผสานที่ยอดเยี่ยมระหว่างความลื่นไหล ความแน่นของแรงดัน และคุณสมบัติทางกล ใช้ในเรือนยานยนต์ ตัวเครื่องมือไฟฟ้า และชิ้นส่วนอุตสาหกรรมทั่วไป
- A383 (ADC12): การปรับปรุงไส้แม่พิมพ์เล็กน้อยเมื่อเทียบกับ A380 โลหะผสมที่โดดเด่นในการผลิตแม่พิมพ์หล่อในเอเชีย โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนผนังบางที่ซับซ้อนในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและยานยนต์
- เอ360: มีปริมาณซิลิกอนสูงกว่า ทนต่อการกัดกร่อนและความเหนียวได้ดีกว่า A380 แต่หล่อได้ยากกว่าเล็กน้อย ใช้ในการใช้งานทางทะเลและกลางแจ้ง
- A413: ความลื่นไหลที่ดีเยี่ยม ความแน่นของแรงดันที่ดีที่สุด — ใช้สำหรับส่วนประกอบไฮดรอลิกและภาชนะรับแรงดันที่การหล่อแบบไร้รอยรั่วเป็นสิ่งสำคัญ
- ซีรี่ส์ Silafont (เกี่ยวกับหู): อลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีความเหนียวสูงพัฒนาขึ้นมาสำหรับการหล่อแบบโครงสร้างยานยนต์ (ส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องกับการชน) โดยที่การยืดตัวของ 10–15% จำเป็นเมื่อเทียบกับ A380 ที่ 3–3.5%
การเปรียบเทียบต้นทุน: วัสดุ การแปรรูป และต้นทุนชิ้นส่วนทั้งหมด
ต้นทุนวัสดุและต้นทุนชิ้นส่วนทั้งหมดแตกต่างกันในการคำนวณ มีหลายปัจจัยที่โต้ตอบกัน:
- ราคาวัตถุดิบ: โดยทั่วไปแล้วแท่งสังกะสีจะมีการซื้อขายที่ 2,500–3,500 เหรียญสหรัฐฯ ต่อเมตริกตัน ; แท่งอลูมิเนียมที่ 2,000–2,800 เหรียญสหรัฐฯ ต่อเมตริกตัน . อย่างไรก็ตาม ความหนาแน่นที่สูงขึ้นของสังกะสีหมายความว่าสังกะสีหนึ่งลูกบาศก์เซนติเมตรมีราคาสูงกว่าอลูมิเนียมหนึ่งลูกบาศก์เซนติเมตร แม้ว่าราคาต่อตันจะใกล้เคียงกันก็ตาม
- ต้นทุนแม่พิมพ์ตัดจำหน่ายต่อชิ้นส่วน: ด้วยชิ้นส่วน 1 ล้านชิ้น แม่พิมพ์สังกะสีราคา 40,000 เหรียญสหรัฐ มีส่วนช่วยเป็นต้นทุนเครื่องมือ 0.04 เหรียญสหรัฐต่อชิ้นส่วน แม่พิมพ์อะลูมิเนียมที่ต้องเปลี่ยนทดแทน 3 ครั้งมูลค่า 40,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ มีส่วนช่วย 0.12 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อชิ้นส่วน ซึ่งถือเป็นภาระงานเครื่องมือถึง 3 เท่า
- รอบเวลาและต้นทุนเครื่องจักร: รอบเวลาการทำงานที่สั้นลงของ Zinc หมายถึงผลผลิตต่อชั่วโมงเครื่องจักรที่สูงขึ้น ซึ่งช่วยลดต้นทุนเครื่องจักรและค่าแรงต่อชิ้นส่วน
- การดำเนินงานรอง: โดยทั่วไปแล้ว ค่าเผื่อการหล่อที่เข้มงวดมากขึ้นของสังกะสีต้องใช้เครื่องจักรน้อยกว่า สำหรับชิ้นส่วนที่ต้องการรูเจาะที่แม่นยำ พื้นผิวที่เรียบ หรือคุณสมบัติเกลียว สังกะสีอาจขจัดขั้นตอนการตัดเฉือนที่อะลูมิเนียมต้องการ
ตามกฎทั่วไป สำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็ก ซับซ้อน และมีปริมาณมากไม่เกิน 500 กรัม โดยทั่วไปแล้วการหล่อโลหะผสมสังกะสีจะมีต้นทุนรวมต่อชิ้นส่วนต่ำกว่าอลูมิเนียม เมื่อคำนึงถึงการใช้เครื่องมือ รอบเวลา และการปฏิบัติงานรองอย่างสมบูรณ์ สำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่หรือการใช้งานที่ไวต่อน้ำหนัก อะลูมิเนียมจะมีการแข่งขันทางเศรษฐกิจแม้ว่าต้นทุนเครื่องมือจะสูงขึ้นก็ตาม
พื้นที่ใช้งานหลักสำหรับแต่ละกระบวนการ
| อุตสาหกรรม / การใช้งาน | การหล่อโลหะผสมสังกะสี | การหล่ออลูมิเนียม |
| ยานยนต์ | ล็อคกระบอกสูบ มือจับประตู ส่วนประกอบระบบเชื้อเพลิง วงเล็บเล็ก | เสื้อสูบ เรือนเกียร์ โหนดโครงสร้าง เรือนแบตเตอรี่ EV |
| เครื่องใช้ไฟฟ้า | ตัวขั้วต่อ บานพับ ส่วนประกอบของกล้อง ชิ้นส่วนขนาดเล็ก | เคสแล็ปท็อป ฮีทซิงค์ กรอบสมาร์ทโฟน ตัวโดรน |
| ประปา/ฮาร์ดแวร์ | ตัวก๊อกน้ำ ตัววาล์ว อุปกรณ์ตกแต่ง โครงครอบ | ตัวเรือนวาล์ว ตัวปั๊ม ข้อต่อชลประทาน |
| แฟชั่น/เครื่องประดับ | หัวเข็มขัด ที่ดึงซิป อุปกรณ์กระเป๋าถือ กระดุม ฐานวางเครื่องประดับ | จำกัด (ข้อกำหนดด้านน้ำหนักและการชุบรองรับสังกะสี) |
| เครื่องมือไฟฟ้า/อุตสาหกรรม | เรือนเกียร์ขนาดเล็ก กลไกไกปืน ขั้วต่อ | ตัวเรือนเครื่องมือ ตัวยึดมอเตอร์ ตัวนิวแมติก ชิ้นส่วนคอมเพรสเซอร์ |
| การบินและอวกาศ / กลาโหม | จำกัด (โทษน้ำหนักตัดสิทธิ์การสมัครส่วนใหญ่) | เรือน Avionics, ส่วนประกอบโครงสร้าง UAV, ตัวเล็งอาวุธ |
พื้นที่การใช้งานทั่วไปสำหรับการหล่อแม่พิมพ์โลหะผสมสังกะสีเทียบกับการหล่อแม่พิมพ์อลูมิเนียมตามอุตสาหกรรม
วิธีเลือก: กรอบการตัดสินใจ
ใช้เกณฑ์เหล่านี้ในการตัดสินใจเลือกวัสดุ:
- น้ำหนักมีความสำคัญอย่างยิ่งหรือไม่? ถ้าใช่ โครงสร้างยานยนต์ การบินและอวกาศ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา อะไรก็ตามที่มีน้ำหนัก ให้เลือกอะลูมิเนียม หากไม่มี อุปกรณ์ตกแต่ง กลไกเล็กๆ ส่วนประกอบที่ชุบ สังกะสีก็น่าจะเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า
- อุณหภูมิการให้บริการคืออะไร? หากชิ้นส่วนมีอุณหภูมิคงที่สูงกว่า 120°C (248°F) แสดงว่าสังกะสีถูกตัดสิทธิ์ ให้เลือกอะลูมิเนียมที่ทนอุณหภูมิได้สูงถึง 175°C ในโลหะผสมมาตรฐานและสูงกว่าในเกรดพิเศษ
- จำเป็นต้องเคลือบหรือตกแต่งหรือไม่? หากระบุโครเมียม นิกเกิล ทอง หรือการชุบด้วยไฟฟ้าอื่นๆ การหล่อด้วยโลหะผสมสังกะสีถือเป็นตัวเลือกที่ชัดเจน
- ปริมาณการผลิตต่อปีคือเท่าไร? ที่ปริมาณที่สูงมาก (500,000 ชิ้นส่วน/ปี) อายุการใช้งานที่ยาวนานของเครื่องมือและรอบเวลาของสังกะสีก็เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ในปริมาณน้อย (<10,000 ชิ้นส่วน) ผลต่างของต้นทุนเครื่องมือจะถูกตัดจำหน่ายโดยใช้ชิ้นส่วนน้อยลง และผลต่างต่อชิ้นส่วนจะแคบลง
- เรขาคณิตซับซ้อนแค่ไหน? โดยทั่วไปชิ้นส่วนที่มีส่วนผนังต่ำกว่า 1 มม. เกลียวภายในละเอียด หรือมีคุณลักษณะขนาดเล็กต่ำกว่า 0.5 มม. โดยทั่วไปแล้วจะทำได้ในการหล่อแบบสังกะสีในระดับการผลิตเท่านั้น
- ข้อกำหนดด้านสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนมีอะไรบ้าง? สำหรับชิ้นส่วนที่ไม่เคลือบผิวในสภาพแวดล้อมทางทะเลหรือกลางแจ้งที่มีความชื้นสูง ความต้านทานการกัดกร่อนโดยธรรมชาติของอะลูมิเนียมนั้นเหนือกว่า สำหรับชิ้นส่วนที่เคลือบในสภาพแวดล้อมปกติ โลหะผสมทั้งสองจะทำงานได้อย่างเพียงพอ