We wrześniu 2024 roku firma Oriental Scandium zauważyła, że APWORKS, spółka zależna Grupy Airbus, opracowała najnowszy stop aluminium-magnez-skand (AlMgSc), który jest „najnowszym członkiem” serii Scalmalloy. Oryginalny materiał Scalmalloy RP jest przeznaczony do szybkiego prototypowania i produkcji i może być przetwarzany przy użyciu procesu „Additive Layer Manufacturing (ALM)”. Wysoka wytrzymałość Scalmalloy RP w częściach drukowanych w 3D jest prawie dwukrotnie większa niż w przypadku tradycyjnych proszków aluminiowych, które są zwykle stosowane w procesach selektywnego topienia laserowego (SLM).
Można powiedzieć, że rodzina stopów Scalmalloy zawsze była podstawą niestandardowych rozwiązań materiałowych APWORKS o doskonałej odporności na zmęczenie i wytrzymałości. Sukces Scalmalloy RP w różnych dziedzinach, takich jak lotnictwo, motoryzacja i robotyka, położył solidny fundament pod rozwój Scalmalloy CX. Scalmalloy CX został zaprojektowany tak, aby odziedziczyć zalety swoich poprzedników i poprawić słabą wydajność materiałów w środowiskach kriogenicznych.
Cechy i zalety Scalmalloy CX
Scalmalloy CX został zaprojektowany tak, aby zachować doskonałą odporność na pękanie i ciągliwość w temperaturach tak niskich jak 22 K (-251 stopni), co doskonale nadaje się do zastosowań kriogenicznych z rygorystycznymi wymaganiami dotyczącymi masy i wydajności. Główną cechą materiału jest to, że może on wytrzymać ekstremalne naprężenia bez utraty integralności strukturalnej nawet w ekstremalnych warunkach kriogenicznych, co ma kluczowe znaczenie w zastosowaniach takich jak magazynowanie i pompowanie ciekłego wodoru, gdzie jakakolwiek awaria materiału może mieć poważne konsekwencje.
Scalmalloy CX zachowuje dobrą plastyczność w niskich temperaturach, co oznacza, że może wytrzymać naprężenia dynamiczne, co jest szczególnie ważne w przypadku wodorowych układów napędowych, ponieważ układy te poddawane są dużym obciążeniom termicznym i mechanicznym. Jednocześnie Scalmalloy CX dziedziczy charakterystykę niskiej gęstości Scalmalloy RP, co jest ogromną zaletą w zastosowaniach lotniczych. W porównaniu z tradycyjną stalą nierdzewną, lekkość tego materiału sprawia, że jest to idealny wybór do zastosowań lotniczych i kosmicznych, a każdy gram redukcji masy może znacznie poprawić wydajność.
Wpływ na napęd wodorowy
Technologia napędu wodorowego jest postrzegana jako przyszły kierunek przemysłu lotniczego i kosmicznego, zapewniający czystszą i wydajniejszą alternatywę dla tradycyjnych paliw kopalnych. Jednak powodzenie wodorowych układów napędowych zależy w dużej mierze od wydajności zastosowanych materiałów. Niska gęstość i wysoka wytrzymałość Scalmalloy CX sprawiają, że jest to idealny wybór do elementów wodorowych układów napędowych. Zastąpienie go cięższymi elementami ze stali nierdzewnej może znacznie zmniejszyć całkowitą masę systemu, poprawiając w ten sposób wydajność i zasięg. Zwłaszcza w zastosowaniach zbiorników i pomp ciekłego wodoru, Scalmalloy CX ma oczywistą przewagę nad tradycyjnymi materiałami, takimi jak stal nierdzewna. Scalmalloy CX może zapewnić tę samą niezawodność przy bardzo niskiej masie, co jest bardzo odpowiednie do takich zastosowań.
Współpraca z Instytutem Technologicznym w Karlsruhe
Podczas opracowywania Scalmalloy CX firma APWORKS ściśle współpracowała z Instytutem Technologicznym w Karlsruhe (KIT), aby sprawdzić działanie materiału w warunkach kriogenicznych. Wkład firmy KIT miał kluczowe znaczenie dla zapewnienia, że Scalmalloy CX spełni rygorystyczne standardy dla zastosowań w świecie rzeczywistym. Wyniki badań i testów przeprowadzonych w ramach projektu KIT zaprezentowane na Międzynarodowej Konferencji Inżynierii Kriogenicznej (ICEC) i Międzynarodowej Konferencji na temat Materiałów Kriogenicznych (ICMC) dostarczyły cennych wskazówek dotyczących rozwoju tego materiału. Współpraca ta podkreśla znaczenie współpracy przemysłu, uniwersytetów i badań w rozwoju inżynierii materiałowej. Dzięki wiedzy APWORKS i KIT, Scalmalloy CX został szeroko przetestowany, aby potwierdzić jego przydatność do krytycznych zastosowań.
Zgodność Scalmalloy CX z technologiami druku 3D
Ważną zaletą Scalmalloy CX jest jego wysoka kompatybilność z technologiami druku 3D. Technologie druku 3D z metalu umożliwiają uzyskanie złożonych geometrii, które są trudne do osiągnięcia tradycyjnymi metodami produkcji. Łącząc właściwości materiału Scalmalloy CX z technologią druku 3D, inżynierowie mogą tworzyć lżejsze, mocniejsze i bardziej sprężyste części, co jest szczególnie ważne w przemyśle lotniczym, który dąży do ekstremalnych wydajności.
Przyszłe zastosowania
Wydanie Scalmalloy CX otwiera nowe możliwości dla wielu branż. Główne scenariusze zastosowań materiału koncentrują się na zastosowaniach kriogenicznych w przemyśle lotniczym. Jednocześnie unikalne właściwości materiału sprawiają, że ma on szerokie perspektywy zastosowania w takich dziedzinach, jak eksploracja kosmosu, technologia medyczna i magazynowanie energii. Ponieważ we wszystkich dziedzinach życia nadal poszukuje się lekkich, wydajnych i zrównoważonych rozwiązań, materiały takie jak Scalmalloy CX staną się główną siłą napędową innowacji, pomogą w dalszym rozwoju technologii czystej energii i zmniejszą wpływ branż takich jak transport na środowisko.
Hunan Oriental Scandium jest spółką zależną holdingu LB Group, skupiającą się na wydobyciu, promocji i zastosowaniu skandu oraz aktywnie rozwijającą aluminium do drukowania 3D zawierające skand wśród użytkowników w kraju i za granicą w celu promowania wysokiej jakości rozwoju przemysłu lotniczego, samochodowego, krajowego przemysł obronny i wojskowy oraz inne gałęzie przemysłu zaawansowanych technologii.
