Air a stiùireadh leis an amas cruinneil airson neodrachd charboin, tha cuideam a bharrachd air a bhith na phrìomh mholadh airson cruth-atharrachadh agus ùrachadh gnìomhachas saothrachaidh. Tha alùmanum, leis na feartan fiosaigeach is ceimigeach sònraichte aige, air èirigh bho “dhreuchd taiceil” ann an gnìomhachas traidiseanta gu bhith na “stuth ro-innleachdail” airson saothrachadh àrd-ìre. Bidh an artaigil seo a’ mìneachadh gu siostamach luach ùr-ghnàthach stuthan alùmanum aotrom bho cheithir tomhasan: prionnsapalan teicnigeach, buannachdan coileanaidh, cnapan-starra tagraidh, agus stiùiridhean san àm ri teachd.

I. Cridhe theicnigeach stuthan alùmanaim aotrom

Chan e dìreach “stuth lughdachadh cuideim” a th’ ann an alùmanum aotrom, ach leum coileanaidh a chaidh a choileanadh tro shiostam teicneòlais trì-ann-aon de dhealbhadh aloidh, smachd meanbh, agus ùr-ghnàthachadh pròiseas:

Neartachadh dopadh eileamaidean: A’ cur magnesium, silicon, copar agus eileamaidean eile ris gus ìrean neartachaidh leithid Mg₂Si, Al₂Cu, msaa. a chruthachadh, gus briseadh thairis air stairsneach neart tensile 500MPa (leithidAloi alùmanaim 6061-T6).

Riaghladh nanostructaraichte: Le bhith a’ cleachdadh teicneòlas cruadhachaidh luath no aloidh meacanaigeach, thèid nano-dhèanamh a thoirt a-steach don mhaitris alùmanaim gus leasachadh sineirgisteach a choileanadh ann an neart agus cruas.

Pròiseas làimhseachaidh teas deformachaidh: Le bhith a’ cothlamadh phròiseasan deformachaidh plastaig agus làimhseachaidh teas leithid roiligeadh agus cruthachadh, tha meud a’ ghràin air a ghrinneachadh chun ìre micrometer, a’ leasachadh gu mòr na feartan meacanaigeach coileanta.

A’ gabhail alùmanum tilgeadh-bàis amalaichte Tesla mar eisimpleir, bidh e a’ gabhail ri teicneòlas tilgeadh-bàis mòr Gigacasting gus 70 pàirt traidiseanta a thoirt a-steach do aon phàirt, a’ lughdachadh cuideam 20% agus aig an aon àm a’ leasachadh èifeachdas saothrachaidh 90%, a tha a’ dearbhadh luach ùr-ghnàthachaidh co-obrachail pròiseas stuthan.

Ⅱ. Na prìomh bhuannachdan a tha aig stuthan alùmanaim aotrom

Èifeachdas aotrom do-sheachanta

Buannachd dùmhlachd: Chan eil dùmhlachd alùmanaim ach aon trian de dhùmhlachd stàilinn (2.7g/cm³ an aghaidh 7.8g/cm³), agus faodaidh e buaidh lughdachadh cuideim de chòrr air 60% a choileanadh ann an suidheachaidhean ath-chur meud co-ionann. Tha bodhaig làn alùmanaim aig càr dealain BMW i3, a’ lughdachadh cuideam sràide le 300kg agus a’ meudachadh an raoin le 15%.

Co-mheas neart air leth: Nuair a thathar a’ beachdachadh air a’ cho-mheas neart ri cuideam, faodaidh neart sònraichte (neart/dùmhlachd) alùmanum 6-sreath ruighinn 400MPa/(g/cm³), a’ dol thairis air 200MPa/(g/cm³) stàilinn àbhaisteach ìosal-charboin.

Adhartas coileanaidh ioma-thaobhach

An aghaidh creimeadh: Tha an còmhdach dùmhail alùmanum ocsaid (Al₂O3) a’ toirt strì nàdarrach an aghaidh creimeadh don stuth, agus faodaidh beatha seirbheis dhrochaidean ann an sgìrean cladaich ruighinn còrr is 50 bliadhna.

Seòltachd teirmeach: Tha an co-èifeachd giùlain teirmeach a’ ruighinn 237W/(m · K), a tha trì uiread nas àirde na stàilinn, agus tha e air a chleachdadh gu farsaing ann an slige sgaoilidh teas stèiseanan bunaiteach 5G.

Ath-chuairteachadh: Chan eil an caitheamh lùtha bho chinneasachadh alùmanum ath-chuairtichte ach 5% de chaitheamh alùmanum bun-sgoile, agus tha sgaoilidhean gualain air an lughdachadh 95%, a choinnicheas ri feumalachdan eaconamaidh chruinn.

Co-chòrdalachd phròiseasan

Sùbailteachd cruthachaidh: Freagarrach airson diofar phròiseasan leithid stampadh, eas-tharraing, cruthachadh, clò-bhualadh 3D, msaa. Bidh an Tesla Cybertruck a’ cleachdadh bodhaig stampaidh truinnsear alùmanaim fuar-roilichte, a’ cothromachadh neart agus saorsa modaladh.

Teicneòlas ceangail aibidh: Bidh tàthadh CMT, tàthadh frith-ghluasadach agus teicneòlasan aibidh eile a’ dèanamh cinnteach à earbsachd structaran iom-fhillte.

Ⅲ. Am bacadh tagraidh airson stuthan alùmanum aotrom

Dùbhlain eaconamach

Cosgaisean àrda stuthan: Tha prìsean alùmanaim air a bhith aig 3-4 uiread prìs stàilinn airson ùine mhòr (prìs chuibheasach ingot alùmanaim de $2500/tunna an taca ri prìs stàilinn de $800/tunna ann an 2023), a tha a’ cur bacadh air fàs mòr-chòrdte air sgèile mhòr.

Stairsge tasgaidh uidheamachd: Feumaidh innealan tilgeadh bàs fìor mhòr a bhith air an stàladh le cuideam còrr is 6000 tunna airson tilgeadh bàs amalaichte, agus cosgais uidheamachd singilte nas àirde na 30 millean yuan, rud a tha duilich do ghnìomhachasan beaga is meadhanach a phàigheadh.

Cuingealachaidhean coileanaidh

Mullach neart: Ged a ruighinn e 600MPa tro dhòighean neartachaidh, tha e fhathast nas ìsle na stàilinn àrd-neart (1500MPa) agus aloidh titanium (1000MPa), a’ cuingealachadh a chleachdadh ann an suidheachaidhean trom-dhleastanais.

Briseadh aig teòthachd ìosal: Ann an àrainneachdan fo -20 ℃, bidh cruas buaidh alùmanaim a’ lùghdachadh 40%, agus feumar faighinn thairis air seo tro atharrachadh aloidh.

Bacaidhean teicneòlais air giullachdg

Dùbhlan smachd air ais-thionndadh: Tha ais-thionndadh stampaidh plàta alùmanaim 2-3 uiread nas motha na tha ann am plàta stàilinn, agus mar sin feumar dealbhadh dìolaidh molltair mionaideach.

Iom-fhillteachd làimhseachaidh uachdar: Tha e duilich smachd a chumail air cunbhalachd tighead film anodized, a bheir buaidh air bòidhchead agus strì an aghaidh creimeadh.

Ⅳ. Inbhe agus dùilean tagraidh gnìomhachais

Raointean tagraidh aibidh

Carbadan lùtha ùra: Tha bodhaig alùmanaim NIO ES8 a’ lughdachadh cuideam le 30%, le stiffness torsionail de 44900Nm / deg; Tha treidhe bataraidh Ningde Times CTP air a dhèanamh de alùmanum, a tha ag àrdachadh dùmhlachd lùtha le 15%.

Aerospace: Tha 40% de structar fuselage an Airbus A380 air a dhèanamh de aloi alùmanum lithium, a’ lughdachadh a chuideam le 1.2 tunna; Tha tancaichean connaidh shoithichean-fànais SpaceX air an dèanamh de stàilinn gun smal 301, ach tha structar bodhaig an rocaid fhathast a’ cleachdadh aloi alùmanum 2024-T3 gu mòr.

Còmhdhail Rèile: Tha bogie N700S Shinkansen Iapan a’ gabhail ri forgings alùmanum, a’ lughdachadh cuideam 11% agus a’ leudachadh beatha sgìths 30%.

Slighe a dh’fhaodadh a bhith ann

Tanca stòraidh haidridean: Faodaidh tanca stòraidh haidridean alùmanum magnesium sreath 5000 seasamh ri cuideam àrd de 70MPa agus tha e air a bhith na phrìomh phàirt de charbadan cealla connaidh.

Leictreonaic Luchd-cleachdaidh: Tha bodhaig alùmanaim aon-phìos aig MacBook Pro a chumas co-mheas sgrion ri bodhaig de 90% aig tiughas de 1.2mm.

Stiùireadh adhartach san àm ri teachd

Nuadh-eòlas co-dhèanta: Tha stuth co-dhèanta snàithleach gualain stèidhichte air alùmanum (6061/CFRP) a’ coileanadh briseadh dùbailte ann an neart agus cuideam, agus tha sgiath Boeing 777X a’ cleachdadh an stuth seo gus cuideam a lughdachadh 10%.

Saothrachadh tuigseach: Bidh siostam leasachaidh paramadair tilgeadh-bàis air a stiùireadh le AI a’ lughdachadh an ìre sgudail bho 8% gu 1.5%.

Ⅴ. Co-dhùnadh: “Briseadh” agus “seasamh” stuthan alùmanaim aotrom

Tha stuthan alùmanaim aotrom nan seasamh aig crois-rathad ar-a-mach teicneòlach agus cruth-atharrachadh gnìomhachais:

Bho chur an àite stuthan gu ùr-ghnàthachadh siostam: Chan ann a-mhàin ann an lughdachadh cuideam a tha a luach, ach cuideachd ann a bhith a’ brosnachadh ath-structaradh siostamach phròiseasan saothrachaidh (leithid tilgeadh die amalaichte) agus ailtireachd toraidh (dealbhadh modúlach).

An cothromachadh fiùghantach eadar cosgais agus coileanadh: Le adhartas teicneòlais ath-chuairteachaidh (tha an co-roinn de alùmanum ath-chuairtichte nas àirde na 50%) agus cinneasachadh mòr-sgèile (tha comas cinneasachaidh factaraidh tilgeadh-bàis Tesla ag àrdachadh), is dòcha gun luathaich an tionndadh eaconamach.

An t-atharrachadh paradigm ann an saothrachadh uaine: Tha lorg carboin gach tunna de alùmanum tron ​​chuairt-beatha aige air a lùghdachadh 85% an taca ri stàilinn, a choinnicheas ri feumalachdan cruth-atharrachaidh ìosal-charboin slabhraidh solair na cruinne.

Air a stiùireadh le poileasaidhean leithid ìre treòrachaidh charbadan lùtha ùra a’ dol thairis air 40% agus cur an gnìomh taraifean gualain ann an gnìomhachas an itealain, tha gnìomhachas an alùmanaim aotrom ag atharrachadh bho “theicneòlas roghainneil” gu “roghainn èigneachail”. Bidh an ar-a-mach gnìomhachais seo, a tha stèidhichte air ùr-ghnàthachadh stuthan, ag ath-chumadh crìochan tuigse dhaoine air “cuideam” mu dheireadh agus a’ toirt a-steach linn ùr de ghnìomhachas èifeachdach is glan.