在工程机械、矿山机械、农用机械、工业装备和航空航天等大型或巨型产品中，不可避免存在大量金属件。
这些金属件当前可能是通过机加工、或锻造、或冲压、或多个零件件焊接等工艺加工而成。
一个潜在降本思路是使用铸造工艺代替当前工艺。
具体是否可行，取决于金属件的几何形状、焊接长度、零部件数量、尺寸稳定性、外观、不良率、机械性能、过厚壁厚和产品批量等九个维度。
金属件几何形状越复杂，使用铸造工艺的经济价值越高。如果金属件比较简单，铸造工艺往往不是一个合适的替代选择。需要注意的是，在考虑几何形状时，我们关注的不仅仅是一个单一的零件，而是多个零件组成的部件。绝大多数铸造工艺替代，都是替代原本由多个机加工、锻造、冲压等焊接而成的部件。
一个金属件，如果是通过多个零件焊接而成，焊接的长度越长，焊接的工作量越大，那么该金属件越有机会被铸造工艺替代。最近几年，不少行业都出现了焊接工人紧缺、无工可招的现象，年轻人不愿意从事焊接，主要因为：- 焊接作业环境差，工作辛苦，长久从事该行业还对身体有损伤，年轻人自然都不想当焊接工人了。
- 年轻人有了更多选择余地和机会，例如我开网约车和送外卖。
焊接工人紧缺的后果，就是焊接工艺的成本变得昂贵起来。要降本，就是在金属件结构设计时，考虑减少甚至去除焊接工艺。
例，重型卡车上的一个结构件，原本是通过17个零件焊接而成，焊接很复杂，成本高。
现通过铸造，把17个零件合并为1个零件，去除焊接工序，成本降低43%。
例，破冰机上的一个结构件，通过8个零件焊接而成，仅仅是焊接时间就超过100小时。
现通过铸造，把8个零件合并为1个铸件，去除焊接工序，节省100小时的焊接时间。
使用铸造工艺，可以把多个小的零件合并为1个零件，从而减少装配成本（例如焊接成本或者螺栓螺母紧固成本），同时减少库存成本和运输成本等。例，用于石油和天然气管道的起重扳手，原本是通过7个金属件焊接而成。
现通过铸造，把7个零件合并为1个零件。
铸造工艺，通过把多个零件合并，可以减少公差累积，其尺寸稳定性相对于多个原本通过机加工、冲压、锻造等焊接而成的更好。例，用于种子播种机的支架原本是由10个钣金件焊接而成。
现通过铸造，把10个零件合并为1个零件，尺寸稳定性大幅度提高。
然而，零件与零件的结合处如果通过焊接，表面质量则往往不尽如人意。为了提高焊接外观质量，焊缝的打磨又是一个耗时耗力的大工程。有的铸造工艺，例如熔模铸造，可以提供较高的表面质量。
当前的机加工、冲压、锻造和焊接工艺加工而成的金属件，是不是不良率比较高?如果不良率高，可以考虑铸造工艺。
相对于机加工、冲压、锻造和焊接等，一个合理设计的铸件能够在各个方向上提供均匀一致的机械性能。由于锻造流线的存在，锻造的金属件其机械性能呈现各向异性，平行于锻造流线方向强度，韧性增强，垂直于锻造流线方向则下降。钣金冲压零件，由于其壁厚一致，在远离受载荷区域，可能存在过度设计。而对于焊接零件来说，焊接处应力集中以及残余应力等均会降低机械性能，容易发生结构疲劳失效。因此，在应用环境较为苛刻的场合，铸造工艺不适为一种更好的选择。
当通过机加工、冲压等工艺加工金属件时，可能会因为壁厚一致的特性，在某些区域存在着过厚的壁厚，从而增加产品重量，造成产品成本急剧上升。（注：壁厚过厚区域可以通过机加工去除材料，然而这样既浪费了材料，又额外增加了机加工费用）。而铸造工艺并不必须要求壁厚完全一致，同时允许复杂的几何形状，这就有助于避免过厚壁厚的发生，于是可以通过铸造工艺的替代来降本。例，如图所示，用于矿山机械的结构件，原本是通过多个金属钣金件焊接而成，在圆圈处的钣金件厚度很厚。
现在把该零件通过压铸成型，于是可以通过掏空的设计，把过厚的材料去除；同时还可以增加凸台，减少机加工工作量。
尽管从图形对比中，我们感觉不到材料和成本的节省。但是该零件重达2吨左右，尺寸为1.3X0.9X0.5米，优化之后可以节省300公斤材料，这绝对是一个不小的材料和成本节省。
铸造工艺的种类很多，包括砂型铸造、熔模铸造、高压铸造等，不同铸造工艺，其模具成本不同、生产效率不同，对于经济性批量有不同要求。无论金属零件的产品批量是多少，我们都有机会去思考是否有合适的铸造工艺可以替代。
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作者简介：钟元，著有书籍《面向制造和装配的产品设计指南》和《面向成本的产品设计：降本设计之道》
