Aluminium voor gieten: een complete gids voor legeringen en toepassingen

Aluminium voor gietwerk biedt een opmerkelijke balans tussen lichtgewicht ontwerp, hoge sterkte en veelzijdige toepassingen. Het wordt veel gebruikt in de automobiel-, lucht- en ruimtevaart- en elektronica-industrie en de keuze van de juiste aluminiumlegering is cruciaal voor optimale productprestaties en kostenefficiëntie.

Met aluminium voor gieten worden speciaal samengestelde aluminiumlegeringen bedoeld die geschikt zijn voor diverse gietmethoden, zoals spuitgieten, permanent gieten en zandgieten. Deze produceren lichte, duurzame en nauwkeurige onderdelen die ideaal zijn voor talloze industriële toepassingen.

Duik dieper in aluminiumgietlegeringen, ontdek populaire gietmethoden en ontdek praktische voorbeelden van de rol van aluminiumgieten in verschillende industrieën.

Aluminiumgieten is een productieproces waarbij gesmolten aluminiumlegering in een mal of matrijsholte wordt gebracht om na afkoeling en stolling een vast, gevormd onderdeel te produceren. Per definitie zijn gietlegeringen materialen die specifiek zijn ontworpen voor de productie van vormgietstukken – producten met complexe geometrische vormen die vaak moeilijk of oneconomisch te maken zijn met andere productiemethoden, zoals subtractieve bewerking van een massieve staaf. Deze mogelijkheid tot productie in bijna-net-vorm minimaliseert materiaalverspilling en de daaropvolgende bewerkingstijd, waardoor het een hoeksteen is van de moderne industriële productie.

Het is cruciaal om onderscheid te maken tussen "gegoten aluminium" en "gesmeed aluminium". Hoewel beide afkomstig zijn van hetzelfde basiselement, zijn hun metallurgische eigenschappen en beoogde toepassingen fundamenteel verschillend. Gesmeed aluminiumlegeringen zijn ontworpen voor mechanische vormprocessen zoals walsen, extruderen of smeden, en hebben doorgaans een samenstelling die ductiliteit en vervormbaarheid bevordert. Gegoten aluminiumlegeringen daarentegen zijn samengesteld met specifieke elementen, met name silicium (Si) en koper (Cu), om eigenschappen te verbeteren die cruciaal zijn voor het gietproces zelf. Deze toevoegingen verbeteren de vloeibaarheid van de legering in gesmolten toestand, verminderen stolkrimp en verhogen de gietsterkte. Zo zorgt het hogere siliciumgehalte in veel gietlegeringen voor uitstekende vloei-eigenschappen, waardoor complexe matrijsholtes volledig kunnen worden gevuld, een eigenschap die niet vereist is voor gesmeed aluminium. Gegoten aluminium onderdelen bezitten dan ook een unieke microstructuur en een profiel van mechanische eigenschappen, afgestemd op hun specifieke productiemethode en eindgebruik.

Aluminium is een uitstekende keuze voor gietwerk vanwege de krachtige combinatie van gunstige eigenschappen. Door zijn veelzijdigheid voldoet het aan een breed scala aan productie-eisen, waardoor het een essentieel materiaal is in de moderne productie.

• Lichtgewicht met hoge sterkte-gewichtsverhouding: Het belangrijkste voordeel van aluminium is de lage dichtheid van ongeveer 2.7 g/cm³, oftewel ongeveer een derde van die van staal of gietijzer. Deze eigenschap maakt de productie van sterke, duurzame componenten met een minimale massa mogelijk. In de auto- en lucht- en ruimtevaartindustrie vertaalt dit zich direct in een lager brandstofverbruik, een groter laadvermogen en verbeterde prestatiedynamiek.  
• Uitstekende corrosieweerstand: Aluminium vormt van nature een dunne, dichte en stabiele laag aluminiumoxide (Al2O3) op het oppervlak wanneer het wordt blootgesteld aan lucht. Deze passieve oxidelaag is zelfherstellend en biedt robuuste bescherming tegen vele vormen van corrosie. Hierdoor zijn aluminium gietstukken ideaal voor toepassingen in zware omstandigheden, zoals maritieme componenten of architecturale buiteninrichtingen, vaak zonder dat extra beschermende coatings nodig zijn.  
• Superieure thermische en elektrische geleidbaarheid: Aluminium heeft een hoge thermische geleidbaarheid, waardoor het warmte efficiënt kan afvoeren. Deze eigenschap is cruciaal voor toepassingen zoals motoronderdelen (cilinderkoppen, zuigers) en elektronische behuizingen en koellichamen, waar effectief thermisch beheer essentieel is voor prestaties en betrouwbaarheid. De uitstekende elektrische geleidbaarheid maakt het eveneens een geschikt materiaal voor elektrische behuizingen, connectoren en andere componenten die goede elektrische prestaties vereisen.  
• Hoge bewerkbaarheid: Vergeleken met ferrometalen zoals staal en ijzer zijn aluminiumlegeringen aanzienlijk gemakkelijker te bewerken. Ze zijn over het algemeen zachter en breken sneller, wat zorgt voor snellere bewerkingscycli, een langere levensduur van snijgereedschappen en lagere arbeidskosten voor secundaire nabewerkingen zoals ontbramen.  
• Ontwerpflexibiliteit en complexiteit: Het gietproces maakt gebruik van de uitstekende vloeibaarheid van gesmolten aluminiumlegeringen om onderdelen te creëren met zeer complexe en complexe geometrieën die onbetaalbaar of technisch onmogelijk te produceren zouden zijn met subtractieve bewerking. Dit geeft ontwerpers een hoge mate van creatieve vrijheid om meerdere functies in één onderdeel te integreren, waardoor zowel de prestaties als de assemblage-efficiëntie worden geoptimaliseerd.  
• Recycleerbaarheid: Aluminium is een van de meest duurzame industriële materialen dankzij de hoge recyclebaarheid. Het kan herhaaldelijk worden gerecycled zonder significante verslechtering van de mechanische eigenschappen. Cruciaal is dat het recyclingproces slechts ongeveer 5% van de energie verbruikt die nodig is voor de productie van primair aluminium uit bauxieterts. Dit levert niet alleen een aanzienlijk milieuvoordeel op door het energieverbruik en de uitstoot van broeikasgassen te verminderen, maar draagt ​​ook bij aan een kosteneffectievere en circulaire productie-economie.

De prestaties van een aluminium gietstuk worden bepaald door de specifieke legering waarvan het is gemaakt. Deze legeringen worden zorgvuldig samengesteld met specifieke elementaire toevoegingen om de gewenste balans van eigenschappen te bereiken. Inzicht in de relatie tussen de samenstelling van een legering, de resulterende mechanische eigenschappen en de ideale verwerkingsmethode is essentieel voor succesvol componentontwerp en -productie.

• Legering A380 (UNS A13800/A03800): het werkpaard voor hogedrukspuitgieten
• Legering A356 (UNS A13560): de beste keuze voor hoogwaardige structurele onderdelen
• Legering ADC12 (JIS H 5302 / UNS A383): Hoge vloeibaarheid voor complexe componenten

Om een ​​directe vergelijking voor materiaalkeuze mogelijk te maken, worden de belangrijkste eigenschappen van deze primaire gietlegeringen hieronder samengevat. Deze gegevens stellen ingenieurs en ontwerpers in staat om de kritische afwegingen tussen sterkte, gietbaarheid, corrosiebestendigheid en nabewerkingsvereisten te evalueren.

Appartementen	A380 (UNS A13800)	A356-T6 (UNS A13560)	ADC12 (UNS A38300)
Primaire legeringselementen	Si (7.5-9.5%), Cu (3-4%)	Si (6.5-7.5%), Mg (0.2-0.45%)	Si (9.6-12%), Cu (1.5-3.5%)
Primaire gietmethode	Hogedruk spuitgieten	Permanente schimmel, zand	Hogedruk spuitgieten
Treksterkte (MPa)	317 - 324	228 - 310	~ 310
Opbrengststerkte (MPa)	159 - 160	165 - 228	~ 150
Verlenging bij breuk (%)	2.5 - 3.5	3 - 10	~ 3.5
Hardheid (Brinell, HB)	~ 80	70 - 105	75 - 85
Thermische geleidbaarheid (W/m·K)	96 - 109	~ 151	~ 96
Corrosie Weerstand	Gemiddeld	Uitstekend	Goed
bewerkbaarheid	Uitstekend	Goed	Goed
lasbaarheid	Moeilijk	Uitstekend	Moeilijk
Is het hittebehandelbaar?	Nee	Ja (T5, T6)	Nee (alleen stressverlichting)
Aanbevolen gebruik	Grootvolume spuitgieten voor motoronderdelen, transmissiebehuizingen en elektrisch gereedschap.	Permanent gieten voor vliegtuigkoppelingen, pompbehuizingen en zeer sterke constructiedelen.	Hogedrukgieten voor complexe, dunwandige elektronische behuizingen en auto-onderdelen.

De keuze van de aluminium gietlegering moet aansluiten op het gietproces. Hogedrukspuitgieten (HPDC) vereist legeringen zoals A380 met een hoge vloeibaarheid voor snel vullen, maar resulteert in porositeit, waardoor warmtebehandeling onmogelijk is. Langzamere methoden zoals permanent gieten maken daarentegen dichtere gietstukken mogelijk die geschikt zijn voor warmtebehandeling, waardoor legeringen zoals A356 ideaal zijn. Het afstemmen van de legeringsmetallurgie op het proces is cruciaal voor optimale prestaties van het onderdeel.

De methode die wordt gebruikt om een ​​aluminium onderdeel te gieten, is net zo cruciaal als de keuze van de legering voor de kwaliteit, kosten en prestatiekenmerken van het uiteindelijke onderdeel. Elk proces biedt een unieke reeks afwegingen met betrekking tot productiesnelheid, investering in gereedschap, maatnauwkeurigheid en haalbare mechanische eigenschappen.

Proces overzicht:
HPDC maakt gebruik van een herbruikbare, tweedelige stalen mal (matrijs). Gesmolten aluminium wordt vanuit een koude kamer onder zeer hoge druk (10-150 MPa) in de matrijs gespoten. Het metaal koelt snel af tegen de stalen mal en het voltooide onderdeel wordt automatisch uitgeworpen, met een cyclustijd van slechts enkele seconden.

Voordelen:

• Hoge snelheid en volume: Ideaal voor massaproductie met lage kosten per onderdeel. Matrijzen kunnen honderdduizenden onderdelen produceren voordat ze vervangen moeten worden.
• Precisie en oppervlakteafwerking: Produceert onderdelen met nauwe toleranties (±0.1 mm) en gladde oppervlakken (1–2.5 µm Ra), waardoor verdere bewerking vaak overbodig is.
• Complexe en dunwandige onderdelen: Door de hoge druk kunnen ingewikkelde vormen en zeer dunne wanden (tot 1 mm) worden gevuld, wat bijdraagt ​​aan een lichtgewicht ontwerp.

Beperkingen:

• Hoge initiële kosten: Dure en complexe matrijzen maken ze ongeschikt voor prototyping of kleine oplages.
• Porositeitsrisico: Snelle injectie kan gassen insluiten en interne porositeit veroorzaken, wat de sterkte en drukdichtheid beïnvloedt. Vacuümgieten helpt, maar lost dit niet op.
• Materiaal- en maatlimieten: Ideaal voor legeringen met een hoge vloeibaarheid, zoals A380 en ADC12. Grote onderdelen worden beperkt door de matrijsgrootte en de klemkracht.

Proces overzicht:
Zandgieten maakt gebruik van een herbruikbaar patroon om een ​​holte te vormen in een speciaal zandmengsel. Gesmolten aluminium wordt in deze zandmal gegoten, laat het stollen en vervolgens wordt de zandmal opengebroken om het onderdeel te onthullen. Zandkernen maken complexe interne vormen mogelijk.

Voordelen:

• Lage gereedschapskosten: Het maken van patronen is veel goedkoper dan het maken van stalen matrijzen. Ideaal voor prototypes en kleine of zeer grote onderdelen.
• Flexibiliteit in ontwerp en maatvoering: Kan bijna alle aluminiumlegeringen en formaten van ounces tot tonnen gieten; kernen maken ingewikkelde interne kenmerken mogelijk.
• Snelle ontwerpwijzigingen: Nieuwe of aangepaste patronen kunnen snel en goedkoop worden gemaakt, waardoor de ontwikkeling wordt versneld.

Beperkingen:

• Lagere nauwkeurigheid: Zandvormen leiden tot ruimere toleranties (±1.0 mm of meer) vergeleken met andere methoden.
• Ruwe oppervlakteafwerking: Gegoten onderdelen hebben een ruwe textuur en vereisen doorgaans machinale bewerking om gladde of aansluitende oppervlakken te verkrijgen.
• Langzame productie: Elke mal is bestemd voor eenmalig gebruik en is daarom niet geschikt voor massaproductie in grote aantallen.

Proces overzicht:
Bij permanent gieten worden herbruikbare ijzeren of stalen mallen gebruikt. Gesmolten aluminium vult de mal door zwaartekracht in plaats van hoge druk, wat vaak wordt versterkt door schuin gieten om turbulentie en luchtinsluiting te verminderen.

Voordelen:

• Superieure mechanische eigenschappen: Produceert dichte, fijnkorrelige gietstukken met een lage porositeit, wat resulteert in een betere sterkte, ductiliteit en drukvastheid dan zandgieten.
• Goede oppervlakteafwerking en nauwkeurigheid: Gladdere oppervlakken en nauwere toleranties (±0.4 mm) verminderen de noodzaak tot bewerking.
• Kosteneffectief voor middelgrote volumes: De gereedschapskosten zijn hoger dan bij zandgieten, maar lager dan bij HPDC. Ideaal voor duizenden tot tienduizenden onderdelen.

Beperkingen:

• Hogere gereedschapskosten dan zandgieten: Herbruikbare metalen mallen vereisen een grotere initiële investering.
• Langere cyclustijden dan HPDC: Het vullen en afkoelen door middel van zwaartekracht duurt langer dan het injecteren onder hoge druk, waardoor het gebruik bij zeer grote volumes beperkt is.
• Geometrische beperkingen: Metalen matrijzen beperken complexe geometrieën met diepe holtes of ondersnijdingen, in tegenstelling tot zandgieten met kernen.

De keuze voor het optimale gietproces is een multivariabele beslissing die afhangt van de specifieke technische en economische eisen van een project. De volgende matrix biedt een vergelijkend overzicht ter ondersteuning van dit selectieproces.

Parameter	Hogedruk spuitgieten (HPDC)	Zandgieten	Permanent vormgieten
Productie volume	Hoog (10,000 – 1,000,000+)	Laag tot gemiddeld (1 – 5,000)	Gemiddeld (1,000 – 50,000+)
Gereedschapskosten	Zeer hoog	Heel Laag	Gemiddeld
Eenheidskosten (bij volume)	Heel Laag	Hoog	Gemiddeld
Dimensionale tolerantie	Uitstekend (±0.1 mm)	Redelijk (±1.0 mm)	Goed (±0.4 mm)
Oppervlakteafwerking (Ra)	Uitstekend (1-2.5 µm)	Slecht (12-25 µm)	Goed (2.5-7.5 µm)
Gedeeltelijke complexiteit	Hoog (dunne muren, fijne details)	Zeer hoog (complexe kernen)	Gemiddeld
Typische wanddikte	Zeer dun (≥1.0 mm)	Dik (≥3-5 mm)	Matig (≥3.0 mm)
Resulterende porositeit	Kan hoog zijn (verzacht door vacuüm)	Laag tot matig	Heel Laag
Mechanische eigenschappen	Goed	Redelijk tot goed	Uitstekend

Aluminiumgietstukken zijn essentiële componenten in een breed scala aan industrieën vanwege de uitzonderlijke combinatie van lichtgewicht, sterkte, corrosiebestendigheid en veelzijdigheid van aluminium. Hieronder bespreken we de belangrijkste sectoren waar aluminiumgieten een cruciale rol speelt en geven we voorbeelden van typische toepassingen.

De automobielsector heeft aluminium gietstukken massaal omarmd om het voertuiggewicht te verlagen, de brandstofefficiëntie te verbeteren en de actieradius van elektrische voertuigen (EV's) te vergroten. Traditioneel werden motorblokken en cilinderkoppen in ijzer gegoten; tegenwoordig worden veel aluminium met ijzeren voeringen gegoten om gewicht te besparen. Aluminium spuitgietstukken worden ook veel gebruikt voor transmissiebehuizingen, tussenbakken, oliecarters, wielnaven, remklauwen, ophangingscomponenten (draagarmen, fusees) en structurele onderdelen zoals dwarsbalken.

• Voorbeeld: De Ford F-150 maakt gebruik van een carrosserie van aluminiumlegering en talrijke gegoten aluminium ophangings- en motoronderdelen om gewicht te besparen en de prestaties te verbeteren.
• wielen: Lagedrukgegoten A356 aluminium velgen bieden een hoge sterkte na T6-warmtebehandeling en zijn aanzienlijk lichter dan stalen velgen.
• Elektrische voertuigen: Tesla's innovatieve giga-castingproces produceert grote, uit één stuk aluminium chassisdelen, waardoor meerdere stalen onderdelen worden vervangen. Dit vereenvoudigt de productie en verlaagt het gewicht.

Hogedrukgieten geniet de voorkeur voor auto-onderdelen vanwege de snelheid en precisie, waarbij legeringen zoals A380 de belangrijkste toepassingen zijn, zoals motorophangingen, dynamobehuizingen en compressorbehuizingen. De duurzaamheid van aluminium bij trillingen en belasting door het wegverkeer bevestigt de waarde ervan in deze sector.

Aluminiumgietwerk is essentieel voor elektronicabehuizingen, warmteafvoer en afscherming tegen elektromagnetische interferentie (EMI).

• toepassingen: Gegoten aluminium (vaak ADC12-legering) wordt gebruikt voor behuizingen, aansluitdozen, connectorbehuizingen, behuizingen van telecombasisstations en elektronica voor buiten vanwege de duurzaamheid en corrosiebestendigheid.
• Thermisch beheer: Koellichamen en warmtewisselaars zijn meestal gegoten aluminium onderdelen, voorzien van vinnen en luchtkanalen voor efficiënte koeling.
• Consumentenproducten: Projectorbehuizingen, chassis van audioversterkers en cameraframes gebruiken soms gegoten aluminiumonderdelen vanwege het lichte gewicht en de structurele integriteit.
• Gespecialiseerd gebruik: In de militaire en luchtvaartindustrie worden vaak behuizingen van gegoten aluminium gebruikt vanwege de trillingsbestendigheid en betrouwbaarheid. Een voorbeeld hiervan is de elektronicabehuizing van de F/A-18 straaljager, waarbij één gietstuk meerdere componenten verving en de montage daardoor minder complex werd.

De niet-magnetische en vonkvrije eigenschappen van aluminium maken het bijzonder geschikt voor elektrische toepassingen waarbij veiligheid en elektromagnetische afscherming vereist zijn.

Het mariene milieu is ruw en zout water tast veel metalen snel aan. De natuurlijke oxidelaag van aluminium en het gebrek aan ijzer maken het zeer geschikt voor maritiem gebruik.

• Gemeenschappelijke onderdelen: Onderdelen van bootmotoren, waaiers, pomphuizen, klephuizen, schroefnaven en constructiemateriaal zijn vaak van aluminium.
• propellers: Kleinere bootschroeven zijn vaak gemaakt van gegoten aluminium met speciale coatings die corrosiebestendig zijn.
• Scheepsmotoren: Aluminium motorblokken en cilinderkoppen met ijzeren voeringen verminderen het gewicht van boten. Ook motoren en pomphuizen voor pleziervaartuigen maken gebruik van aluminium gietstukken.
• Materialen: Legeringen op basis van Al-Mg, zoals 518, hebben de voorkeur voor maritieme fittingen vanwege hun uitstekende corrosiebestendigheid. Deze onderdelen worden vaak geanodiseerd voor extra bescherming tegen zoutwaterschade.
• Voorbeelden: Bij hoogwaardige jachten worden gegoten aluminium dekbeslag en zelfs rompdelen gebruikt voor sterke, corrosiebestendige constructies uit één stuk.

Aluminium gietstukken zorgen voor een lager topgewicht en verbeteren de duurzaamheid op het water. Hierdoor ontstaat een ideale balans tussen gewicht en corrosiebestendigheid.

Aluminiumgietstukken worden in veel andere industrieën veelvuldig gebruikt:

• Industriële machines: Tandwielkasten, lagerhuizen, hefbomen en andere componenten profiteren van het lichte gewicht en de bewerkbaarheid van aluminium.
• Medische apparatuur: Gegoten aluminium onderstellen en frames worden gebruikt in beeldvormingsapparatuur en ziekenhuisbedden vanwege de duurzaamheid en het gebruiksgemak.
• Consumentengoederen: Kookgerei zoals pannen van gegoten aluminium verwarmen snel en gelijkmatig.
• HVAC-systemen: Ventilatorwaaiers en ventilatorbehuizingen van gegoten aluminium verminderen de roterende massa en verbeteren de energie-efficiëntie.
• Energiesector: Gegoten aluminium onderdelen worden gebruikt in tandwielkasten van windturbines, instrumentbehuizingen voor olie- en gaswinning en nog veel meer.

Dankzij de mogelijkheid om complexe vormen te creëren met een goede sterkte en corrosiebestendigheid, zijn aluminiumgietstukken een technologie die in uiteenlopende sectoren wordt toegepast.

Bij het selecteren van de beste aluminiumlegering moet u rekening houden met de afstemming van de legeringseigenschappen op de functionele behoeften van uw onderdeel, zoals sterkte, ductiliteit, corrosiebestendigheid en het productieproces.

Projectvereisten	Aanbevolen legering(en) en reden
Dunne wanden of ingewikkelde details	ADC12 (A383): Hoog siliciumgehalte zorgt voor uitstekende vloeibaarheid voor scherpe, fijne details. Alternatieven: A380, A383 met zorgvuldige gietcontrole.
Maximale gietsterkte (geen warmtebehandeling)	A380 of ADC10: Sterke legeringen met toegevoegd koper, treksterkte tot ~330 MPa. Ideaal voor structurele, zwaar belaste onderdelen.
Hoge ductiliteit of warmtebehandelbaar	A356 (A357): Kan warmtebehandeld worden (T5/T6) om de sterkte te verhogen (~275 MPa) met behoud van ductiliteit. Geschikt voor slagvaste of lasbare onderdelen.
Extreem corrosiebestendig	Al-Mg-legeringen (A360, 518): Een laag kopergehalte verbetert de corrosiebestendigheid, ideaal voor gebruik op zee of buitenshuis.
Drukvaste of lekvrije gietstukken	A413 (AlSi12) of A360: Hoogwaardige siliciumlegeringen met lage porositeit, geschikt voor hydraulische kleppen en afgedichte behuizingen.
Hoge slijt- of slijtvastheid	A390: Hypereutectische legering met siliciumkristallen voor superieure slijtvastheid, gebruikt in motorblokken en remcomponenten.

Casestudies uit de industrie: succesverhalen in aluminiumgieten

Begrip van de theorie van aluminiumgieten is waardevol, maar het zien ervan in de praktijk onderstreept de kracht ervan pas echt. Hieronder vindt u drie opvallende casestudy's die laten zien hoe de juiste legering en het juiste gietproces de prestaties en productie kunnen revolutioneren.

Casestudy 1: 1903 Wright-flyer – Gegoten aluminium motorcarter

Het baanbrekende gebruik van gegoten aluminium door de gebroeders Wright bracht een revolutie teweeg in de luchtvaart. Om te kunnen vliegen, hadden ze een motor nodig die licht genoeg was om op te stijgen. Traditioneel gietijzer was te zwaar, dus zandgoten ze het carter van de motor uit een aluminium-koperlegering (~8% Cu), die slechts 30 kilo woog – aanzienlijk lichter dan ijzeren alternatieven.

Dankzij dit lichtgewicht carter woog hun 12 pk-motor in totaal slechts 180 kilo, wat een ongekende vermogen-gewichtsverhouding opleverde die gemotoriseerde vluchten mogelijk maakte. Dit vroege gebruik van aluminiumgietwerk illustreerde het ongeëvenaarde sterkte-gewichtsvoordeel van het metaal en het belang van de juiste legering voor prestaties – zelfs ten koste van een lagere corrosiebestendigheid, die irrelevant was voor de korte vluchtduur.

Tegenwoordig zijn gegoten aluminium carters nog steeds de standaard in vliegtuigen en veel automotoren, wat de blijvende waarde van deze innovatie bewijst.

Casestudy 2: Tesla Model Y – “Giga Casting” Carrosserie uit één stuk

Tesla's Giga Casting vertegenwoordigt een moderne doorbraak in de autoproductie. In plaats van tientallen gestanste stalen onderdelen voor de onderkant te assembleren, werkte Tesla samen met Idra om 's werelds grootste hogedrukspuitgietmachine te ontwikkelen, die in staat is om één aluminium gietstuk voor de onderkant van de auto te produceren ("megacast").

Deze innovatie verminderde het aantal onderdelen met ongeveer 70, verlaagde de productiekosten met ongeveer 40%, verlaagde het gewicht en verbeterde de stijfheid van het chassis. De afmetingen van het gietstuk vormden een uitdaging: typische warmtebehandelingen veroorzaakten vervorming. Tesla loste dit op door een gepatenteerde aluminiumlegering te ontwikkelen die een hoge sterkte bereikt zonder T6-warmtebehandeling, waardoor grote, dunwandige gietstukken mogelijk zijn zonder kromtrekken.

Giga Casting laat zien hoe de combinatie van nieuwe legeringen met geavanceerde gietprocessen complexe assemblages kan vereenvoudigen, kosten kan verlagen en productiegrenzen kan verleggen. Tesla's aanpak beïnvloedt de hele auto-industrie in de richting van soortgelijke innovaties.

Casestudy 3: Een stalen beugelconstructie omzetten naar een aluminium gietstuk

Niet alle succesverhalen zijn groots; veel zijn te danken aan praktische herontwerpen van componenten. Een voorbeeld is een beugel voor een landbouwmachine die oorspronkelijk uit meerdere stalen onderdelen was gelast. Door deze opnieuw te ontwerpen als één aluminium gietstuk met behulp van A356-legering en permanent gieten, daalde het gewicht met 50%, werd de montage aanzienlijk vereenvoudigd (12 lassen en 5 onderdelen kwamen te vervallen) en daalden de totale kosten met ongeveer 30%, ondanks iets hogere materiaalkosten.

De dikkere secties en ribbels in het gietstuk behielden de sterkte, maakten het onderdeel gemakkelijker te hanteren en verbeterden de machineprestaties. Deze case illustreert hoe de ontwerpvrijheid en het lichte gewicht van aluminium gietstukken kostenbesparingen, gewichtsvermindering en vereenvoudigde productie mogelijk maken.

Conclusie

De keuze voor de juiste aluminiumgietlegering en het juiste proces kan de productkwaliteit, efficiëntie en prestaties aanzienlijk verbeteren. Bent u klaar om aluminiumgieten te gebruiken voor uw volgende project?