Wymaganie z dokumentacji technicznej "element musi być lekki" odnosi się w praktyce do małej masy części przy danych gabarytach. Jeżeli geometria elementu jest z góry narzucona (wymiary i kształt), to masa zależy głównie od gęstości materiału – im mniejsza gęstość, tym lżejszy będzie element.
Dlaczego aluminium?
Aluminium (i jego typowe stopy konstrukcyjne) ma znacznie mniejszą gęstość niż materiały żelazne. Dlatego, wybierając aluminium, najłatwiej spełnić warunek małej masy bez wykonywania dodatkowych zabiegów konstrukcyjnych (np. odchudzania przez otwory).
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- Stal węglowa – jest materiałem konstrukcyjnym o dobrej wytrzymałości, ale należy do grupy materiałów o wyższej gęstości, więc przy tych samych wymiarach element będzie cięższy niż z aluminium.
- Stal nierdzewna – często wybierana ze względu na odporność korozyjną, jednak "nierdzewność" nie oznacza "lekkości". Gęstość stali nierdzewnych jest zbliżona do innych stali, więc masa elementu nadal będzie duża.
- Żeliwo szare – dobrze tłumi drgania i jest stosowane m.in. na korpusy, ale także jest materiałem o większej gęstości niż aluminium, więc nie jest pierwszym wyborem, gdy kluczowa jest mała masa.
Wskazówka egzaminacyjna: gdy w pytaniu pojawia się wymóg "lekki", a w odpowiedziach są materiały żelazne (stale, żeliwa) oraz aluminium, to zwykle poprawna jest opcja związana z aluminium, ponieważ wynika to bezpośrednio z porównania gęstości.
