ជំរុញដោយគោលដៅសកលនៃអព្យាក្រឹតភាពកាបូន ទម្ងន់ស្រាលបានក្លាយជាសំណើស្នូលសម្រាប់ការផ្លាស់ប្តូរ និងការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនៃឧស្សាហកម្មផលិតកម្ម។ អាលុយមីញ៉ូមដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត និងគីមីតែមួយគត់របស់វា បានកើនឡើងពី "តួនាទីគាំទ្រ" នៅក្នុងឧស្សាហកម្មប្រពៃណីទៅជា "សម្ភារៈយុទ្ធសាស្ត្រ" សម្រាប់ការផលិតកម្រិតខ្ពស់។ អត្ថបទនេះនឹងបង្កើតជាប្រព័ន្ធនូវតម្លៃប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិតនៃវត្ថុធាតុអាលុយមីញ៉ូមទម្ងន់ស្រាលពីវិមាត្រទាំងបួន៖ គោលការណ៍បច្ចេកទេស គុណសម្បត្តិនៃការអនុវត្ត ភាពជាប់គាំងនៃកម្មវិធី និងទិសដៅនាពេលអនាគត។

I. ស្នូលបច្ចេកទេសនៃសម្ភារៈអាលុយមីញ៉ូមទម្ងន់ស្រាល

អាលុយមីញ៉ូមទម្ងន់ស្រាលមិនមែនគ្រាន់តែជា "សម្ភារៈកាត់បន្ថយទម្ងន់" នោះទេ ប៉ុន្តែការលោតផ្លោះនៃការអនុវត្តដែលសម្រេចបានតាមរយៈប្រព័ន្ធបច្ចេកវិជ្ជាបីក្នុងតែមួយនៃការរចនាយ៉ាន់ស្ព័រ ការគ្រប់គ្រងខ្នាតតូច និងការច្នៃប្រឌិតដំណើរការ៖

ការពង្រឹងសារធាតុ doping៖ ការបន្ថែមម៉ាញ៉េស្យូម ស៊ីលីកុន ទង់ដែង និងធាតុផ្សេងទៀតដើម្បីបង្កើតជាដំណាក់កាលពង្រឹងដូចជា Mg ₂ Si, Al ₂ Cu ជាដើម ដើម្បីបំបែកកម្រិតកម្លាំង tensile 500MPa (ដូចជាយ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូម 6061-T6).

បទប្បញ្ញត្តិ nanostructured: ដោយប្រើបច្ចេកវិជ្ជារឹងរហ័ស ឬយ៉ាន់ស្ព័រមេកានិក ទឹកភ្លៀង nano ត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងម៉ាទ្រីសអាលុយមីញ៉ូម ដើម្បីសម្រេចបាននូវភាពប្រសើរឡើងស៊ីសង្វាក់គ្នានៃកម្លាំង និងភាពធន់។

ដំណើរការព្យាបាលកំដៅខូចទ្រង់ទ្រាយ៖ រួមបញ្ចូលគ្នារវាងការខូចទ្រង់ទ្រាយប្លាស្ទិក និងដំណើរការព្យាបាលកំដៅដូចជាការរំកិល និងការក្លែងបន្លំ ទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិត្រូវបានកែលម្អដល់កម្រិតមីក្រូម៉ែត្រ ដែលធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចដ៏ទូលំទូលាយ។

ដោយយកអាលុយមីញ៉ូម Casting រួមបញ្ចូលគ្នារបស់ក្រុមហ៊ុន Tesla ជាឧទាហរណ៍ វាទទួលយកបច្ចេកវិទ្យា Die-casting ដ៏ធំរបស់ Gigacasting ដើម្បីរួមបញ្ចូលផ្នែក 70 បែបប្រពៃណីទៅក្នុងសមាសធាតុតែមួយ ដោយកាត់បន្ថយទម្ងន់ 20% ខណៈពេលដែលបង្កើនប្រសិទ្ធភាពផលិតកម្ម 90% ដែលបញ្ជាក់ពីតម្លៃរំខាននៃការច្នៃប្រឌិតរួមគ្នានៃដំណើរការសម្ភារៈ។

Ⅱ គុណសម្បត្តិស្នូលនៃសម្ភារៈអាលុយមីញ៉ូមទម្ងន់ស្រាល

ប្រសិទ្ធភាពទម្ងន់ស្រាលដែលមិនអាចជំនួសបាន។

គុណសម្បត្តិនៃដង់ស៊ីតេ៖ ដង់ស៊ីតេនៃអាលុយមីញ៉ូមគឺត្រឹមតែមួយភាគបីនៃដែក (2.7g/cm ³ ទល់នឹង 7.8g/cm ³) ហើយវាអាចសម្រេចបាននូវប្រសិទ្ធភាពនៃការកាត់បន្ថយទម្ងន់លើសពី 60% នៅក្នុងសេណារីយ៉ូជំនួសបរិមាណស្មើគ្នា។ រថយន្តអគ្គិសនី BMW i3 មានតួអាលុយមីញ៉ូមទាំងអស់ កាត់បន្ថយទម្ងន់បាន 300kg និងបង្កើនជួរ 15%។

សមាមាត្រកម្លាំងឆ្នើម៖ នៅពេលពិចារណាសមាមាត្រកម្លាំងទៅនឹងទម្ងន់ កម្លាំងជាក់លាក់ (កម្លាំង/ដង់ស៊ីតេ) នៃយ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូម 6 ស៊េរីអាចឡើងដល់ 400MPa/(g/cm ³) លើសពី 200MPa/(g/cm ³) នៃដែកថែបកាបូនទាបធម្មតា។

របកគំហើញនៃការអនុវត្តពហុវិមាត្រ

ភាពធន់នឹងការច្រេះ៖ ស្រទាប់អុកស៊ីដអាលុយមីញ៉ូមក្រាស់ (Al ₂ O3) ផ្តល់ឱ្យសម្ភារៈជាមួយនឹងភាពធន់នឹងការ corrosion ធម្មជាតិ ហើយអាយុកាលសេវាកម្មរបស់ស្ពាននៅតំបន់ឆ្នេរអាចឈានដល់ជាង 50 ឆ្នាំ។

ចរន្តកំដៅ៖ មេគុណចរន្តកំដៅឡើងដល់ 237W/(m · K) ដែលធំជាងដែក 3 ដង ហើយត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងសែលបញ្ចេញកំដៅនៃស្ថានីយ៍មូលដ្ឋាន 5G ។

ការកែច្នៃឡើងវិញ៖ ការប្រើប្រាស់ថាមពលនៃផលិតកម្មអាលុយមីញ៉ូមដែលបានកែច្នៃឡើងវិញគឺត្រឹមតែ 5% នៃអាលុយមីញ៉ូមបឋមប៉ុណ្ណោះ ហើយការបញ្ចេញកាបូនត្រូវបានកាត់បន្ថយ 95% ដែលបំពេញតាមតម្រូវការនៃសេដ្ឋកិច្ចរាងជារង្វង់។

ភាពឆបគ្នានៃដំណើរការ

ភាពបត់បែនក្នុងទម្រង់៖ ស័ក្តិសមសម្រាប់ដំណើរការផ្សេងៗដូចជា ការបោះត្រា ការបន្ថែម ការក្លែងបន្លំ ការបោះពុម្ព 3D ជាដើម។ រថយន្ត Tesla Cybertruck ប្រើប្រាស់បន្ទះអាលុយមីញ៉ូមរមៀលត្រជាក់ ធ្វើឱ្យមានតុល្យភាពកម្លាំង និងសេរីភាពក្នុងការធ្វើម៉ូដែល។

បច្ចេកវិទ្យានៃការភ្ជាប់ចាស់ទុំ៖ ការផ្សារ CMT ការកកិត ការផ្សារដែក និងបច្ចេកវិទ្យាចាស់ទុំផ្សេងទៀតធានានូវភាពជឿជាក់នៃរចនាសម្ព័ន្ធស្មុគស្មាញ។

Ⅲ ឧបសគ្គនៃកម្មវិធីនៃសម្ភារៈអាលុយមីញ៉ូមទម្ងន់ស្រាល

បញ្ហាប្រឈមសេដ្ឋកិច្ច

តម្លៃសម្ភារៈខ្ពស់៖ តម្លៃអាលុយមីញ៉ូមត្រូវបានរក្សានៅតម្លៃ 3-4 ដងនៃតម្លៃដែកសម្រាប់រយៈពេលដ៏យូរ (តម្លៃអាលុយមីញ៉ូមជាមធ្យម 2500 ដុល្លារ/តោន ធៀបនឹងតម្លៃដែក 800 ដុល្លារ/តោន ក្នុងឆ្នាំ 2023) ដែលរារាំងការពេញនិយមជាទ្រង់ទ្រាយធំ។

កម្រិតនៃការវិនិយោគលើបរិក្ខារ៖ ការដាក់បញ្ចូលឌីសស៊ីម៉ង់ត៍ តម្រូវឱ្យដំឡើងម៉ាស៊ីនកិនដែកដ៏ធំបំផុតដែលមានទម្ងន់លើសពី 6000 តោន ជាមួយនឹងតម្លៃឧបករណ៍តែមួយលើសពី 30 លានយន់ ដែលជាការលំបាកសម្រាប់សហគ្រាសធុនតូច និងមធ្យមក្នុងលទ្ធភាពទិញ។

ដែនកំណត់ការអនុវត្ត

ពិដានកម្លាំង៖ ទោះបីជាវាអាចឡើងដល់ 600MPa តាមរយៈវិធីសាស្ត្រពង្រឹងក៏ដោយ ក៏វានៅតែទាបជាងដែកថែបដែលមានកម្លាំងខ្ពស់ (1500MPa) និងយ៉ាន់ស្ព័រទីតានីញ៉ូម (1000MPa) ដែលកំណត់ការប្រើប្រាស់របស់វានៅក្នុងសេណារីយ៉ូដែលធន់ធ្ងន់។

ភាពផុយស្រួយនៃសីតុណ្ហភាពទាប៖ នៅក្នុងបរិយាកាសក្រោម -20 ℃ ភាពធន់នៃផលប៉ះពាល់នៃអាលុយមីញ៉ូមថយចុះ 40% ដែលចាំបាច់ត្រូវយកឈ្នះតាមរយៈការកែប្រែយ៉ាន់ស្ព័រ។

ឧបសគ្គខាងបច្ចេកវិទ្យាសម្រាប់ដំណើរការg

ឧបសគ្គក្នុងការគ្រប់គ្រងការស្ទុះងើបឡើងវិញ៖ ការបិទបន្ទះអាលុយមីញ៉ូមគឺ 2-3 ដងនៃបន្ទះដែក ដែលទាមទារការរចនាសំណងផ្សិតច្បាស់លាស់។

ភាពស្មុគស្មាញនៃការព្យាបាលលើផ្ទៃ៖ វាពិបាកក្នុងការគ្រប់គ្រងឯកសណ្ឋាននៃកម្រាស់នៃខ្សែភាពយន្ត anodized ដែលប៉ះពាល់ដល់សោភ័ណភាព និងធន់នឹងច្រេះ។

Ⅳ ស្ថានភាព និងលទ្ធភាពនៃការអនុវត្តឧស្សាហកម្ម

តំបន់កម្មវិធីចាស់ទុំ

រថយន្តថាមពលថ្មី៖ តួអាលុយមីញ៉ូមទាំងអស់របស់ NIO ES8 កាត់បន្ថយទម្ងន់បាន 30% ជាមួយនឹងកម្លាំងបង្វិលជុំ 44900Nm/deg; ថាសថ្ម Ningde Times CTP ផលិតពីអាលុយមីញ៉ូម ដែលបង្កើនដង់ស៊ីតេថាមពល 15%។

លំហអាកាស៖ 40% នៃរចនាសម្ព័ន្ធនៃតួយន្តហោះ Airbus A380 ត្រូវបានផលិតពីអាលុយមីញ៉ូមអាលុយមីញ៉ូម កាត់បន្ថយទម្ងន់បាន 1.2 តោន។ ធុងឥន្ធនៈរបស់ SpaceX starships ត្រូវបានផលិតពីដែកអ៊ីណុក 301 ប៉ុន្តែរចនាសម្ព័ន្ធតួរ៉ុក្កែតនៅតែប្រើយ៉ាន់អាលុយមីញ៉ូម 2024-T3 យ៉ាងខ្លាំង។

ការដឹកជញ្ជូនតាមផ្លូវដែក៖ យានដ្ឋាន N700S នៃ Shinkansen របស់ប្រទេសជប៉ុន ប្រើប្រាស់ការក្លែងបន្លំអាលុយមីញ៉ូម កាត់បន្ថយទម្ងន់បាន 11% និងពន្យារអាយុនៃការអស់កម្លាំង 30% ។

បទដែលមានសក្តានុពល

ធុងផ្ទុកអ៊ីដ្រូសែន៖ ធុងផ្ទុកអ៊ីដ្រូសែនអាលុយមីញ៉ូមស៊េរី 5000 ស៊េរីអាចទប់ទល់នឹងសម្ពាធខ្ពស់ 70MPa ហើយបានក្លាយជាធាតុផ្សំសំខាន់នៃរថយន្តកោសិកាប្រេងឥន្ធនៈ។

គ្រឿងអេឡិចត្រូនិក៖ MacBook Pro មានតួអាលុយមីញ៉ូមមួយដុំ ដែលរក្សាសមាមាត្រអេក្រង់ 90% ទៅតួខ្លួននៅកម្រាស់ 1.2mm។

ទិសដៅឈានទៅមុខនាពេលអនាគត

ការច្នៃប្រឌិតសមាសធាតុ៖ សម្ភារៈសមាសធាតុកាបូនសរសៃអាលុយមីញ៉ូម (6061/CFRP) សម្រេចបាននូវរបកគំហើញពីរនៅក្នុងកម្លាំង និងទម្ងន់ស្រាល ហើយស្លាប Boeing 777X ប្រើប្រាស់សម្ភារៈនេះដើម្បីកាត់បន្ថយទម្ងន់បាន 10% ។

ការផលិតឆ្លាតវៃ៖ ប្រព័ន្ធបង្កើនប្រសិទ្ធភាពប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលជំរុញដោយ AI កាត់បន្ថយអត្រាសំណល់អេតចាយពី 8% ទៅ 1.5% ។

Ⅴ សេចក្តីសន្និដ្ឋាន៖ "ការបំបែក" និង "ឈរ" នៃសម្ភារៈអាលុយមីញ៉ូមទម្ងន់ស្រាល

សម្ភារៈអាលុយមីញ៉ូមទម្ងន់ស្រាលកំពុងឈរនៅចំនុចប្រសព្វនៃបដិវត្តន៍បច្ចេកវិទ្យា និងការផ្លាស់ប្តូរឧស្សាហកម្ម៖

ពីការជំនួសសម្ភារៈដល់ការច្នៃប្រឌិតប្រព័ន្ធ៖ តម្លៃរបស់វាមិនត្រឹមតែនៅក្នុងការកាត់បន្ថយទម្ងន់ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងនៅក្នុងការលើកកម្ពស់ការរៀបចំរចនាសម្ព័ន្ធឡើងវិញជាប្រព័ន្ធនៃដំណើរការផលិតកម្ម (ដូចជាការបញ្ចូលការបញ្ចូលស្លាប់) និងស្ថាបត្យកម្មផលិតផល (ការរចនាម៉ូឌុល)។

តុល្យភាពថាមវន្តរវាងថ្លៃដើម និងការអនុវត្ត៖ ជាមួយនឹងភាពជឿនលឿននៃបច្ចេកវិទ្យាកែច្នៃឡើងវិញ (សមាមាត្រនៃអាលុយមីញ៉ូមកែច្នៃលើសពី 50%) និងផលិតកម្មទ្រង់ទ្រាយធំ (សមត្ថភាពផលិតរបស់រោងចក្រផលិតអាលុយមីញ៉ូមដ៏ទំនើបរបស់ Tesla កើនឡើង) ចំណុចរបត់សេដ្ឋកិច្ចអាចបង្កើនល្បឿន។

ការផ្លាស់ប្តូរគំរូនៃការផលិតពណ៌បៃតង៖ កម្រិតកាបូននៃអាលុយមីញ៉ូមនីមួយៗក្នុងវដ្តជីវិតរបស់វាត្រូវបានកាត់បន្ថយ 85% បើប្រៀបធៀបទៅនឹងដែកថែប ដែលបំពេញតម្រូវការបំលែងកាបូនទាបនៃខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់សកល។

ជំរុញដោយគោលនយោបាយដូចជាអត្រានៃការជ្រៀតចូលនៃរថយន្តថាមពលថ្មីលើសពី 40% និងការអនុវត្តពន្ធកាបូននៅក្នុងឧស្សាហកម្មអាកាសចរណ៍ ឧស្សាហកម្មអាលុយមីញ៉ូមទម្ងន់ស្រាលកំពុងវិវត្តពី "បច្ចេកវិទ្យាស្រេចចិត្ត" ទៅជា "ជម្រើសចាំបាច់" ។ បដិវត្តន៍ឧស្សាហកម្មនេះផ្តោតលើការច្នៃប្រឌិតសម្ភារៈនៅទីបំផុតនឹងកំណត់ព្រំដែននៃការយល់ដឹងរបស់មនុស្សអំពី "ទម្ងន់" និងឈានទៅរកយុគសម័យថ្មីនៃឧស្សាហកម្មប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព និងស្អាត។