מבנה חלק סביר יכול למנוע פגמי יציקה רבים. כדי להבטיח-יציקות באיכות גבוהה, יש לשקול את ההיבטים הבאים לגבי הדרישות למבנה החלק:
**1. עובי דופן מינימלי של יציקות**
בתנאי יציקה ספציפיים, העובי המינימלי שבו סגסוגת היציקה יכולה למלא לחלוטין את התבנית מכונה עובי הדופן המינימלי של היציקה. כדי להבטיח את יכולת הסגסוגת למלא את התבנית ולמנוע פגמים כמו תקלות או סגירות קרה, עובי הדופן של היציקה לא יפחת מהעובי המינימלי. עובי הדופן המינימלי תלוי בגורמים כמו שיטת היציקה, סגסוגת היציקה, מבנה החלק, טמפרטורת היציקה ותכונות העובש.
**2. עובי קיר קריטי של יציקות**
בעוד הגדלת עובי הדופן של היציקה מיטיבה עם יכולת הסגסוגת למלא את התבנית, היא עלולה להוביל גם לפגמים כמו חללי התכווצות, נקבוביות, מבנים מיקרוניים גסים והפרדה, המפחיתים את התכונות המכניות של היציקה. עבור סגסוגות יציקה שונות, קיים עובי דופן קריטי. מעבר לעובי הדופן הקריטי הזה, התכונות המכניות של היציקה אינן עולות באופן פרופורציונלי עם העובי אלא יורדות באופן משמעותי. עבור יציקות ברזל ניתנות לעיבוד, עובי הדופן לא חייב להיות גדול מדי כדי להבטיח ייצור של פרפורמים מברזל לבן. עבור יציקות ברזל רקיע, חלקים עבים מדי עלולים להוביל לציפה של גרפיט ולניוון נודולריות, וכתוצאה מכך נודולריות גרועה והידרדרות משמעותית בתכונות המכניות. לכן, יש לשמור גם על עובי הדופן של יציקות ברזל רקיע בגבולות סבירים.
התכנון המבני של יציקות צריך לקבוע מדעית את עובי הדופן בהתבסס על גורמים כמו סגסוגת היציקה ושיטה, הימנעות מקטעים עבים מדי. על ידי בחירת צורות חתך מתאימות- ושימוש בצלעות חיזוק להפחתת עובי הדופן, ניתן לשמור על עובי הדופן בין ערכי המינימום והקריטיים, ובכך לחסוך בחומר ולהפחית את משקל היציקה. עובי הדופן הקריטי קשור קשר הדוק לסגסוגת היציקה ולשיטה. עבור יציקת חול, עובי הדופן הקריטי עבור סגסוגות יציקה שונות יכול להיחשב בדרך כלל כפי שלושה מעובי הדופן המינימלי.
**3. עובי הקירות הפנימיים של יציקות**
תנאי פיזור החום של קירות פנימיים של יציקות גרועים יותר, וכתוצאה מכך קצב קירור והתמצקות איטי יותר. במפגשים בין הקירות הפנימיים והחיצוניים יכולים להיווצר בקלות מתחים תרמיים, המובילים לסדקים ביציקה. עבור סגסוגות עם התכווצות התמצקות משמעותית, גם קירות פנימיים נוטים להתכווץ חללים ונקבוביות. לכן, הדפנות הפנימיות של יציקות צריכות להיות דקות יותר מהקירות החיצוניים כדי להבטיח קירור אחיד ולמזער מתחים תרמיים, ובכך למנוע פגמים כגון סדקים.
**4. מעברים וחיבורים של קירות יציקה**
עובי דופן היציקה צריך להיות אחיד ככל האפשר כדי למנוע קטעים עבים ולמנוע היווצרות של נקודות חמות. מבנה היציקה לא אמור ליצור עמידות משמעותית בפני התכווצות. יש לשים לב למעברי עובי דופן ולפילטים, תוך שימוש במעברים הדרגתיים ורדיוסי פילה גדולים יותר לחיבור מקטעים ומניעת סדקים הנגרמים מריכוז מתח.
ניתן לסווג את סוגי חיבורי הקיר ביציקות בדרך כלל לחמש צורות: בצורת K-, בצורת X-, בצורת H-, בצורת Y- ובצורת -צלב. במפגשי הקירות, העובי המוגבר יוצר נקודות חמות, מה שמוביל להתמצקות איטית יותר ולפגמים כמו ריכוז מתח, סדקים, דפורמציה, חללי התכווצות ונקבוביות. לכן, יש להעדיף חיבורים בצורת L- כדי למזער ולפזר נקודות חמות ולהימנע מחיבורים צולבים.
עבור יציקות העשויות מסגסוגות בעלות הצטמקות נפח משמעותית, כגון יציקות פלדה, המועדות לפגמי התכווצות, יש לבחון היטב את מבנה החלק כדי להבטיח אפשרות של התמצקות כיוונית.
**5. מניעת עיוות ועיוות של יציקות**
יציקות מוארכות -דקות בקירות, יציקות שטוחות גדולות וחלקים בצורת קופסה- מוארכת עם עובי דופן לא אחיד, כגון מיטות כלי מכונות, נוטים להתעוות ולעיוותים. עבור שני הסוגים הראשונים, דפורמציה מתרחשת עקב קשיחות מבנית לא מספקת ומתחים פנימיים הנגרמים מהבדלים בקצבי הקירור על פני משטחים שונים, מה שמוביל לעיוות משמעותי. עבור האחרונים, דפורמציה נובעת מהבדלים גדולים בעובי הדופן, הגורמים ללחצים פנימיים משמעותיים במהלך הקירור. ניתן לטפל בעיוות ועיוות של יציקות על ידי שיפור מבנה היציקה או שימוש בדפוסי דפורמציה הפוכים.
**6. הימנעות משטחים אופקיים גדולים**
במהלך יציקה, אם מופיע משטח אופקי גדול בחלל העובש, מהירות העלייה של המתכת המותכת יורדת באופן משמעותי כשהיא מגיעה לאזור זה עקב התרחבות פתאומית של החתך-. חשיפה ממושכת של משטח התבנית העליון לחום עלולה להוביל בקלות לפגמים כגון הכללת חול, שריפה-, חורי חול והפרעות שגויות. כדי למתן זאת, ניתן לעצב מחדש קירות אופקיים כקירות משופעים. אם שינויים מבניים אינם אפשריים, יש לאמץ טכניקות מזיגה מוטות.
