เทคโนโลยีการหล่ออะลูมิเนียมมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมยานยนต์และอากาศยานมานานหลายทศวรรษ โดยเริ่มมีการนำไปใช้อย่างแพร่หลายในช่วงกลางทศวรรษที่ 1970 ในบรรดาโลหะผสมต่างๆ ระบบอะลูมิเนียม-ซิลิคอน (Al-Si) ได้รับความโดดเด่นเป็นพิเศษเนื่องจากมีคุณสมบัติการหล่อที่ดีเยี่ยม ซึ่งมักจะเสริมด้วยทองแดงและ/หรือแมกนีเซียมเพื่อเพิ่มความแข็งแรง
ในการใช้งานการหล่อแบบแรงโน้มถ่วง โลหะผสม A319 และ A356 เป็นที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรม สำหรับการหล่อแบบแรงดันสูง (HPDC) โลหะผสม A380 และ A383 ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย แม้ว่า A380 จะใช้สำหรับงานที่ไม่ใช่โครงสร้างเป็นหลัก เช่น ตัวเรือนและฝาครอบ แต่ A383 ให้ความแข็งแรงสูงกว่าสำหรับส่วนประกอบโครงสร้างที่มีข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่เข้มงวด
ความต้องการลดน้ำหนักยานยนต์ได้กระตุ้นให้เกิดการพัฒนาโลหะผสมขั้นสูง เช่น AURAL-2, Silafont-36 และ Magsimal-59 วัสดุเหล่านี้ตรงตามข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับส่วนประกอบโครงสร้างตัวถังที่ต้องการความแข็งแรงและความเหนียวสูง อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดปริมาณเหล็กที่เข้มงวด (<0.2%) จำกัดการใช้โลหะผสมรอง ส่งผลให้มีต้นทุนสูงกว่าโลหะผสม A319 และ A380 แบบดั้งเดิม
ระบบโลหะผสมหล่อที่แพร่หลายที่สุด ให้คุณสมบัติการหล่อและความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม การปรับปริมาณซิลิคอนช่วยควบคุมความแข็งแรง ความเหนียว และความลื่นไหล
โลหะผสมเหล่านี้ให้ความแข็งแรงสูงและสามารถตัดแต่งได้ดี แต่มีความต้านทานการกัดกร่อนค่อนข้างต่ำ การอบชุบด้วยความร้อนมักจะช่วยเพิ่มคุณสมบัติทางกล
โดดเด่นด้วยความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมทางทะเล คุณสมบัติการหล่อที่ท้าทายกว่าต้องการการประมวลผลที่แม่นยำ
แม้ว่าจะให้ความแข็งแรงและความแข็งสูง แต่โลหะผสมเหล่านี้แสดงคุณสมบัติการหล่อและความต้านทานการกัดกร่อนที่ต่ำกว่า มักต้องการการบำบัดพิเศษ
โลหะผสมอะลูมิเนียมหล่อผ่านการอบชุบด้วยความร้อนหลายประเภท รวมถึงการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน การอบชุบด้วยสารละลาย การชุบแข็ง และการอบคืนตัว ส่วนประกอบบางอย่างใช้วิธีการ "การหล่อ-ตัดแต่ง-จัดส่ง" (CTS) โดยไม่ต้องอบชุบด้วยความร้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานการหล่อแบบแรงดัน
โลหะผสมอะลูมิเนียมจัดเป็นโลหะโครงสร้างที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นอันดับสองรองจากเหล็ก มีคุณค่าเนื่องจากมีความหนาแน่นต่ำ อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง และความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมอากาศยาน ยานยนต์ ทางทะเล และอิเล็กทรอนิกส์กำลัง
การหลอมด้วยเลเซอร์แบบเลือก (SLM) ได้กลายเป็นเทคโนโลยีการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุที่มีแนวโน้มสำหรับส่วนประกอบอะลูมิเนียม กระบวนการนี้ช่วยให้สามารถสร้างรูปทรงที่ซับซ้อนด้วยโครงสร้างจุลภาคที่ละเอียดและคุณสมบัติทางกลที่ดีขึ้น อย่างไรก็ตาม การประมวลผลหลังการผลิตยังคงจำเป็นเพื่อให้ได้คุณภาพพื้นผิวและความแม่นยำของมิติระดับอุตสาหกรรม
ผู้ผลิตเลือกระหว่างวิธีการหล่อหลักสี่วิธี:
อุตสาหกรรมการหล่ออะลูมิเนียมได้เห็นความก้าวหน้าอย่างมีนัยสำคัญในวิธีการประมวลผล รวมถึงการบำบัดการแข็งตัวต่างๆ และองค์ประกอบโลหะผสมใหม่ ประมาณ 20% ของการผลิตอะลูมิเนียมทั่วโลกใช้สำหรับการหล่อ โดยอะลูมิเนียมมีจุดหลอมเหลวค่อนข้างต่ำ แต่มีการหดตัวอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการแข็งตัว (3.5%-8.5%) ซึ่งต้องการการออกแบบแม่พิมพ์อย่างระมัดระวัง
ในฐานะระบบอะลูมิเนียมหล่อที่สำคัญที่สุด โลหะผสม Al-Si มีแผนภาพเฟสยูเทกติกที่เรียบง่าย การปรับปรุงโครงสร้างจุลภาคผ่านการทำให้เย็นอย่างรวดเร็วหรือการปรับเปลี่ยน (การเติมสารประกอบโซเดียม) ช่วยเพิ่มคุณสมบัติทางกลได้อย่างมาก การผสมกับทองแดง แมกนีเซียม หรือนิกเกิล ช่วยเพิ่มความแข็งแรงและประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงสำหรับการใช้งานที่ต้องการ เช่น ส่วนประกอบเครื่องยนต์
