Apabila memberi tumpuan kepada kecekapan bahan dalam reka bentuk bahagian tuangan aluminium berkenaan dengan pertimbangan berat, beberapa keperluan khusus mesti ditangani untuk memastikan bahagian tersebut ringan dan kukuh dari segi struktur. Berikut ialah pecahan keperluan ini:
Ketebalan dinding hendaklah dikurangkan sebanyak mungkin tanpa menjejaskan integriti struktur bahagian tersebut. Dinding yang lebih nipis mengurangkan berat keseluruhan, tetapi ia mestilah cukup tebal untuk membenarkan pengaliran aluminium cair yang betul semasa tuangan dan untuk menahan tekanan operasi yang akan dihadapi oleh bahagian tersebut.
Di mana boleh, kekalkan ketebalan dinding yang seragam di seluruh bahagian untuk mengelakkan isu seperti penyejukan tidak sekata, meledingkan dan tegasan dalaman, yang boleh menyebabkan kecacatan atau kegagalan. Dinding seragam juga menyumbang kepada penggunaan bahan yang lebih mudah dijangka dan cekap.
Daripada meningkatkan ketebalan dinding, gunakan tulang rusuk untuk menguatkan kawasan yang memerlukan kekuatan tambahan. Tulang rusuk memberikan sokongan yang diperlukan tanpa menambah berat yang ketara, meningkatkan kecekapan dan prestasi bahan. Letakkan tulang rusuk secara strategik untuk menyokong kawasan tekanan tinggi atau untuk mengelakkan ubah bentuk, memastikan bahan hanya ditambah di tempat yang paling berkesan.
Jika boleh, reka bahagian dengan bahagian berongga untuk mengurangkan penggunaan bahan dan berat dengan ketara. Teras boleh digunakan semasa tuangan untuk mencipta lompang ini, mengurangkan jisim keseluruhan tanpa menjejaskan kekuatan. Teras hendaklah direka bentuk untuk meminimumkan penggunaan bahan sambil mengekalkan kekuatan dan kefungsian yang diperlukan bagi bahagian tersebut. Pendekatan ini amat berkesan di kawasan yang tidak menanggung beban di mana kurang bahan diperlukan.
Edarkan bahan hanya di tempat yang diperlukan untuk menanggung beban atau menahan tekanan. Elakkan bahan yang tidak diperlukan di kawasan bertekanan rendah, yang mengurangkan berat dan menjimatkan bahan. Gunakan bahagian tirus untuk beralih antara ketebalan yang berbeza, yang membantu mengekalkan kekuatan sambil meminimumkan berat. Tirus juga boleh membantu dalam pengaliran aluminium cair semasa penuangan, mengurangkan kemungkinan kecacatan.
Pilih aloi aluminium yang menawarkan nisbah kekuatan-kepada-berat yang tinggi, memastikan bahagian itu kekal ringan sementara masih memenuhi keperluan struktur. Aloi yang berbeza menawarkan tahap kekuatan, kemuluran dan rintangan kakisan yang berbeza-beza, jadi pilihan aloi harus sejajar dengan keperluan khusus bahagian tersebut. Pertimbangkan sifat tuangan aloi yang dipilih, seperti kecairan, pengecutan, dan ketahanan terhadap koyakan panas, kerana ini boleh memberi kesan kepada berat akhir dan kecekapan bahagian tuang.
Jika boleh, integrasikan berbilang fungsi ke dalam satu bahagian untuk mengurangkan keperluan komponen tambahan, yang boleh menurunkan berat keseluruhan. Contohnya, mereka bentuk bahagian yang berfungsi sebagai sokongan struktur dan perumah boleh mengurangkan penggunaan bahan dan memudahkan pemasangan. Kurangkan keperluan untuk pengikat tambahan dengan memasukkan ciri seperti pemasangan snap, lug atau sambungan bersepadu ke dalam reka bentuk. Pendekatan ini bukan sahaja mengurangkan berat tetapi juga memudahkan pemasangan dan mengurangkan kos.
Kaedah tuangan yang berbeza (cth., tuangan die, tuangan pasir, tuangan pelaburan) mempunyai keupayaan yang berbeza dari segi ketebalan dinding, kerumitan dan ketepatan. Pilih kaedah yang membolehkan dinding paling nipis dan penggunaan bahan yang paling cekap sambil memenuhi piawaian kualiti dan prestasi. Reka bentuk acuan untuk memastikan aliran bahan adalah cekap dan bahan berlebihan (seperti dalam sprue, riser atau sistem gating) diminimumkan . Reka bentuk acuan yang cekap dapat mengurangkan pembaziran dan memastikan bahan digunakan dengan berkesan pada bahagian akhir.
Menjalankan analisis tekanan dan simulasi untuk mengenal pasti kawasan di mana bahan boleh dikurangkan tanpa menjejaskan kekuatan atau kefungsian. FEA boleh membantu mengoptimumkan reka bentuk dengan menunjukkan di mana bahan tidak diperlukan dan di mana ia adalah penting. Gunakan proses reka bentuk berulang, disokong oleh alat simulasi, untuk terus memperhalusi reka bentuk bahagian untuk kecekapan bahan maksimum. Ini boleh melibatkan membuat pelarasan kecil pada ketebalan dinding, peletakan rusuk dan ciri lain berdasarkan data prestasi.
Dalam industri seperti aeroangkasa atau automotif, selalunya terdapat had berat yang ketat untuk komponen. Reka bentuk mesti memenuhi keperluan ini sambil masih memenuhi semua keperluan struktur dan fungsian. Pastikan bahagian akhir memenuhi semua piawaian pensijilan dan ujian yang berkaitan untuk kecekapan berat dan bahan, yang mungkin diperlukan untuk keselamatan, prestasi atau pematuhan peraturan.
Dengan memenuhi keperluan ini, pereka boleh mencipta bahagian tuangan aluminium yang bukan sahaja ringan tetapi juga cekap dari segi penggunaan bahan, kos efektif dan berfungsi sepenuhnya untuk aplikasi yang dimaksudkan. Pendekatan ini membantu memaksimumkan faedah aluminium sebagai bahan ringan sambil memastikan bahagian tersebut memenuhi semua piawaian prestasi dan ketahanan yang diperlukan.
