4 manfaat ringan

Karena masalah lingkungan menjadi semakin penting bagi konsumen, banyak sektor pasar beralih ke kesadaran dan keberlanjutan energi yang lebih besar. Sementara solusi seperti sumber energi terbarukan, kendaraan listrik, dan material berkelanjutan cenderung mendapat perhatian media yang signifikan, praktik seperti ringan, meski tidak terlalu mencolok, memainkan peran kunci dalam mendorong perubahan di seluruh pasar menuju efisiensi energi yang lebih besar.

Istilah "ringan" dapat merujuk pada pertukaran bahan yang digunakan secara tradisional untuk bahan yang lebih ringan, mengurangi jumlah sebenarnya dari bahan yang digunakan, dan/atau mengoptimalkan desain bagian atau sistem untuk kombinasi dari praktik-praktik ini. Ringan dapat memungkinkan tim produk untuk mengurangi berat dan material yang dibutuhkan untuk suatu bagian — atau keseluruhan sistem, seperti mobil — sambil mempertahankan persyaratan fungsional utama. Melakukannya dapat menciptakan penghematan biaya besar bagi produsen dan konsumen, sekaligus juga sering meningkatkan efisiensi energi dan bahkan fungsionalitas produk akhir.

Industri otomotif dan kedirgantaraan telah menggunakan bobot selama beberapa dekade untuk mengurangi massa kendaraan dan meningkatkan efisiensi bahan bakar tanpa mengorbankan fungsi kritis atau keselamatan. Penampang balok-I, yang sering digunakan dalam industri konstruksi, adalah contoh lain dari aksi ringan. Bentuk penampang memberikan kekuatan lentur dan torsi maksimum sambil meminimalkan jumlah material yang dibutuhkan.

Dengan menggabungkan teknik ringan ke dalam proses dan metodologi desain yang ada, tim produk dapat melihat manfaat nyata dalam berbagai aplikasi suku cadang. Beberapa manfaat utama dari olahraga ringan adalah sebagai berikut:

1. Penghematan material dan pengurangan jejak lingkungan

Suku cadang yang lebih ringan biasanya memiliki biaya bahan yang lebih rendah daripada suku cadang yang tidak berbobot ringan dan dapat membutuhkan lebih sedikit energi untuk diproduksi. Mengurangi konsumsi bahan juga memberikan manfaat lingkungan, karena bidang manufaktur aditif belum sepenuhnya dapat didaur ulang (meskipun beberapa bahan dapat digunakan kembali). Desain generatif dan pengoptimalan topologi menyediakan berbagai cara untuk mencapai bobot ringan dengan manufaktur aditif dan dapat memungkinkan desain suku cadang yang mendekati optimal yang menggunakan jumlah minimum material yang dibutuhkan.

2. Efisiensi bahan bakar yang lebih besar

Meskipun suku cadang yang lebih ringan sering kali diinginkan dalam bidang teknik, suku cadang tersebut sangat berharga dalam manufaktur otomotif, di mana pengurangan 10% berat dapat menghasilkan peningkatan efisiensi bahan bakar sebesar 6-8%.

Produsen kedirgantaraan juga diuntungkan; peneliti telah menemukan bahwa mobil rel ringan memberikan penghematan energi lebih banyak dibandingkan dengan mobil, dan pesawat bisa mendapatkan keuntungan dari ringan hingga 100 kali lebih banyak daripada kereta api. Selain itu, penggunaan material yang lebih sedikit secara cerdas dapat memungkinkan tim produk meningkatkan rasio kekuatan terhadap berat suku cadang, yang sangat penting bagi pesawat.

3. Opsi materi yang diperluas

Dalam banyak kasus, kepadatan dan berat bahan yang diinginkan membatasi pilihan yang tersedia untuk tim produk. Namun, pembobotan cerdas melalui metode seperti kisi dapat memperluas kemampuan bahan yang mungkin tidak berfungsi untuk aplikasi tertentu. Hasilnya dapat berupa kerapatan bagian efektif yang lebih rendah dan bahkan sifat mekanik curah yang dimodifikasi. Hal ini memungkinkan tim produk memanfaatkan bahan dengan sifat kimia, termal, estetika, dan mekanik yang diinginkan.

4. Peningkatan kinerja

Memasangkan bobot ringan dengan pilihan desain strategis dapat membantu mendorong peningkatan kinerja suku cadang. Misalnya, menggunakan struktur kisi untuk ringan dapat memberikan manfaat baik dalam menurunkan berat badan maupun memperkenalkan kemampuan untuk meningkatkan dan menyesuaikan perilaku penyerapan benturan.

Pertimbangan utama untuk ringan

Saat meringankan, hal utama yang perlu diingat adalah bahwa komponen penting tidak boleh dikompromikan. Sangat penting bagi tim produk untuk mendefinisikan dengan jelas apa yang penting dan apa yang tidak penting untuk fungsionalitas bagian mereka sebelum memulai.

Ringan biasanya paling efektif bila diterapkan pada bagian yang berat, kaku, dan overbuilt. Jika biaya atau berat material tidak menjadi perhatian, atau jika keduanya sudah mendekati tingkat optimal, maka pembobotan mungkin tidak bermanfaat atau tidak diperlukan. Dari sana, sifat material seperti kekakuan, rasio kekuatan terhadap berat, kekuatan tarik, dan karakteristik lainnya akan membantu menentukan material dan geometri yang ideal untuk meringankan bagian atau komponen tertentu.

Geometri bagian juga harus dipertimbangkan, karena ini akan membatasi metode produksi yang layak. Komponen sederhana yang dirancang dengan desain generatif terkadang dapat dibuat dengan perkakas atau cor urethane, tetapi desain yang lebih kompleks memerlukan solusi yang berbeda.

Kisi, misalnya, adalah solusi desain yang sangat efektif untuk ringan, tetapi geometri bagiannya yang rumit umumnya tidak dapat dikerjakan dengan mesin. Untungnya, proses manufaktur aditif seperti HP Multi Jet Fusion (MJF) memungkinkan tim produk membuat komponen geometris kompleks dari berbagai bahan seperti Poliamida 12 (PA 12) — yang memberikan kekuatan superior dan fleksibilitas geometris. Penting untuk diperhatikan bahwa kisi secara drastis meningkatkan rasio luas permukaan terhadap volume suku cadang, yang dapat memengaruhi umur panjang atau daya tahan suku cadang jika tim produk bekerja dengan bahan yang cepat teroksidasi, seperti baja non-stainless.

Keselamatan adalah pertimbangan utama lainnya dalam hal bobot. Banyak bagian padat memberikan lebih banyak karakteristik yang diinginkan daripada yang dibutuhkan — komponen bisa 100 kali lebih kaku dari yang seharusnya, misalnya. Penghapusan material melalui pelonggaran dapat, misalnya, mengurangi kekakuan bagian yang sama hingga 25 kali lipat dari yang dibutuhkan (atau kelipatan lain yang lebih rendah).

Meskipun bagian tersebut masih dapat dijalankan, tim produk memiliki lebih sedikit kelonggaran dalam hal memastikan keselamatan dan mencapai kepatuhan. Dengan demikian, bobot yang ringan dapat memengaruhi kinerja komponen saat mengalami kondisi ekstrem — jadi tim produk harus selalu mengingat hal ini.

Solusi efektif untuk meringankan komponen

Dengan menghilangkan material secara strategis dari suku cadang dan komponen untuk mengurangi bobot keseluruhannya, produsen dapat memanfaatkan sejumlah manfaat tambahan, termasuk efisiensi suku cadang yang lebih besar, penghematan biaya yang signifikan, dan pilihan bahan yang lebih luas.

Sementara secara historis digunakan untuk meningkatkan efisiensi bahan bakar kendaraan, lebih banyak sektor pasar daripada sebelumnya yang memanfaatkan praktik ini — pada kenyataannya, pasar bahan ringan diperkirakan akan bernilai $ 243 miliar pada tahun 2023. Pasar barang kemasan konsumen khususnya dapat mengambil manfaat dari ringan — dan bahkan mungkin membantu mendukung tujuan seperti mengurangi penggunaan plastik sekali pakai.

Namun, proses peringanan memerlukan keahlian teknis tingkat tinggi — yang berarti bahwa tim produk yang berharap dapat memangkas biaya dan memaksimalkan efisiensi melalui peringanan akan lebih baik jika bermitra dengan tim perancang dan insinyur berpengalaman seperti yang ada di Fast Radius.

Tim ahli kami siap membantu tim produk menemukan metode produksi suku cadang yang paling efisien, terjangkau, dan andal. Dari desain hingga pemenuhan, Fast Radius adalah solusi tepercaya untuk semua kebutuhan manufaktur sesuai permintaan. Hubungi kami hari ini untuk memulai.

Temukan lebih lanjut tentang berbagai bahan yang tersedia untuk digunakan dengan proses seperti permesinan CNC, cetakan injeksi plastik, dan lainnya di pusat sumber daya Radius Cepat.

Siap membuat suku cadang Anda dengan Radius Cepat?

Mulai kutipan Anda