Chifukwa cha cholinga chapadziko lonse cha kusalowerera ndale kwa kaboni, kupepuka kwakhala chinthu chofunikira kwambiri pakusintha ndi kukweza makampani opanga zinthu. Ndi mawonekedwe ake apadera a thupi ndi mankhwala, aluminiyamu yasintha kuchoka pa "ntchito yothandizira" yamakampani achikhalidwe kupita ku "zinthu zanzeru" zopangira zinthu zapamwamba. Nkhaniyi isintha mwadongosolo phindu la zinthu zopepuka za aluminiyamu kuchokera kuzinthu zinayi: mfundo zaukadaulo, ubwino wa magwiridwe antchito, zopinga zogwiritsira ntchito, ndi malangizo amtsogolo.

1, Pakatikati paukadaulo wa zipangizo zopepuka za aluminiyamu

Aluminiyamu yopepuka si chinthu chongochepetsa kulemera kokha, koma ndi luso lochita bwino lomwe lapezeka kudzera mu njira yaukadaulo ya 3 in one yopangira mapangidwe a alloying, micro control, ndi process innovation:

Kulimbitsa mphamvu ya electrolyte: Kuwonjezera magnesium, silicon, mkuwa ndi zinthu zina kuti apange magawo olimbikitsa monga Mg ₂ Si, Al ₂ Cu, ndi zina zotero, kuti muchepetse mphamvu yolimba ya 500MPa (mongaAluminiyamu ya 6061-T6).

Malamulo Opangidwa Mwadongosolo: Pogwiritsa ntchito ukadaulo wolimbitsa mwachangu kapena kusakaniza kwa makina, ma nano precipitates amalowetsedwa mu matrix ya aluminiyamu kuti akwaniritse bwino mphamvu ndi kulimba kwa mgwirizano.

Njira yochizira kutentha kwa pulasitiki: Kuphatikiza njira zochizira kutentha kwa pulasitiki ndi kutentha monga kupotoza ndi kupangira, kukula kwa tirigu kumakonzedwa kufika pa mulingo wa micrometer, zomwe zimathandizira kwambiri mawonekedwe a makina onse.

Potengera chitsanzo cha Tesla chopangira aluminiyamu yopangidwa ndi die-casting, imagwiritsa ntchito ukadaulo waukulu wa Gigacasting wopangira die-casting kuti iphatikize zigawo 70 zachikhalidwe mu gawo limodzi, kuchepetsa kulemera ndi 20% pomwe ikukweza magwiridwe antchito opanga ndi 90%, zomwe zikutsimikizira kufunika kosokoneza kwa luso logwirizana la zinthu.

2, Ubwino waukulu wa zipangizo zopepuka za aluminiyamu

(1) Kugwiritsa ntchito bwino kopepuka kosasinthika

Ubwino wa kachulukidwe: Kuchuluka kwa aluminiyamu ndi gawo limodzi mwa magawo atatu okha a chitsulo (2.7g/cm³ vs 7.8g/cm³), ndipo imatha kuchepetsa kulemera kwa 60% m'malo ofanana. Galimoto yamagetsi ya BMW i3 ili ndi thupi lonse la aluminiyamu, kuchepetsa kulemera kwa curb ndi 300kg ndikuwonjezera mphamvu ndi 15%.

Chiŵerengero champhamvu kwambiri: Poganizira za chiŵerengero cha mphamvu ndi kulemera, mphamvu yeniyeni (mphamvu/kuchuluka) ya aluminiyamu ya mndandanda 6 imatha kufika 400MPa/(g/cm³), kupitirira 200MPa/(g/cm³) ya chitsulo wamba chopanda mpweya wambiri.

(2) Kupambana kwa magwiridwe antchito ambiri

Kukana dzimbiri: Chigawo cholimba cha aluminiyamu oxide (Al ₂ O3) chimapatsa zinthuzo mphamvu yokana dzimbiri, ndipo nthawi yogwira ntchito ya milatho m'madera a m'mphepete mwa nyanja imatha kufika zaka zoposa 50.

Kuyendetsa kwa kutentha: Kuyendetsa kwa kutentha kumafika pa 237W/(m · K), komwe kuli katatu kuposa chitsulo, ndipo kumagwiritsidwa ntchito kwambiri mu chipolopolo chotenthetsera kutentha cha malo oyambira a 5G.

Kubwezeretsanso: Kugwiritsa ntchito mphamvu popanga aluminiyamu yobwezerezedwanso ndi 5% yokha ya mphamvu ya aluminiyamu yoyambirira, ndipo mpweya woipa wa kaboni umachepetsedwa ndi 95%, zomwe zimakwaniritsa zosowa za chuma chozungulira.

(3) Kugwirizana kwa njira

Kupanga kusinthasintha: Koyenera njira zosiyanasiyana monga kuponda, kutulutsa, kupanga, kusindikiza kwa 3D, ndi zina zotero. Tesla Cybertruck imagwiritsa ntchito thupi loponda la aluminiyamu lozizira, kulimbitsa mphamvu ndi ufulu wochita chitsanzo.

Ukadaulo wolumikizira wachikulire: Kulumikiza kwa CMT, kulumikiza kwa friction stir ndi ukadaulo wina wokhwima umaonetsetsa kuti nyumba zovuta zimakhala zodalirika.

3, Cholepheretsa kugwiritsa ntchito zipangizo zopepuka za aluminiyamu

(1) Mavuto azachuma

Mitengo yokwera ya zinthu: Mitengo ya aluminiyamu yakhala ikukwera kuwirikiza katatu kapena kanayi kuposa mtengo wa chitsulo kwa nthawi yayitali (mtengo wapakati wa aluminiyamu ndi $2500/tani poyerekeza ndi mtengo wachitsulo wa $800/tani mu 2023), zomwe zikulepheretsa kutchuka kwakukulu.

Mulingo woyika ndalama pa zipangizo: Kuyika makina oyeretsera magetsi ophatikizana kumafuna kuyika makina akuluakulu oyeretsera magetsi olemera matani oposa 6000, ndipo mtengo wa chipangizo chimodzi ndi woposa mayuan 30 miliyoni, zomwe zimakhala zovuta kwa mabizinesi ang'onoang'ono ndi apakatikati kugula.

(2) Zoletsa magwiridwe antchito

Denga lamphamvu: Ngakhale kuti limatha kufika 600MPa pogwiritsa ntchito njira zolimbikitsira, likadali lotsika poyerekeza ndi chitsulo champhamvu kwambiri (1500MPa) ndi titaniyamu alloy (1000MPa), zomwe zimalepheretsa kugwiritsidwa ntchito kwake pazochitika zolemera.

Kufooka kwa kutentha kochepa: M'malo omwe ali pansi pa -20 ℃, kulimba kwa aluminiyamu kumachepa ndi 40%, zomwe ziyenera kuthetsedwa mwa kusintha kwa aloyi.

(3) Zopinga zaukadaulo pa kukonza

Vuto lolamulira kubwerezabwereza: Kupindika kwa chivundikiro cha aluminiyamu ndi kuwirikiza kawiri kapena katatu kuposa chivundikiro chachitsulo, zomwe zimafuna kapangidwe kolondola ka nkhungu.

Kuvuta kwa chithandizo cha pamwamba: N'kovuta kuwongolera kufanana kwa makulidwe a filimu yodzozedwa, zomwe zimakhudza kukongola ndi kukana dzimbiri.

4, momwe ntchito yamakampani ndi zomwe zingachitike

（1） Malo ogwiritsira ntchito okhwima

Magalimoto atsopano amphamvu: NIO ES8 thupi lonse la aluminiyamu limachepetsa kulemera ndi 30%, ndi kuuma kwa torsional kwa 44900Nm/deg; Thireyi ya batri ya Ningde Times CTP imapangidwa ndi aluminiyamu, yomwe imawonjezera kuchuluka kwa mphamvu ndi 15%.

Ndege: 40% ya kapangidwe ka ndege ya Airbus A380 imapangidwa ndi aluminiyamu ya lithiamu, kuchepetsa kulemera kwake ndi matani 1.2; Matanki amafuta a zombo za SpaceX amapangidwa ndi chitsulo chosapanga dzimbiri cha 301, koma kapangidwe ka roketi kamagwiritsabe ntchito kwambiri aluminiyamu ya 2024-T3.

Mayendedwe a Sitima: Bogie ya N700S ya Shinkansen yaku Japan imagwiritsa ntchito zomangira za aluminiyamu, kuchepetsa kulemera ndi 11% ndikuwonjezera nthawi yotopetsa ndi 30%.

(2) Njira yomwe ingatheke

Tanki yosungiramo haidrojeni: Tanki yosungiramo haidrojeni ya 5000 series aluminiyamu magnesium alloy imatha kupirira kuthamanga kwambiri kwa 70MPa ndipo yakhala gawo lofunika kwambiri pamagalimoto amafuta.

Zamagetsi Zamagetsi Zamagetsi: MacBook Pro ili ndi thupi la aluminiyamu limodzi lomwe limasunga chiŵerengero cha 90% cha chophimba ndi thupi pa makulidwe a 1.2mm.

(3) Njira yotsogola yamtsogolo

Kupanga zinthu zatsopano: Zinthu zopangidwa ndi aluminiyamu zopangidwa ndi ulusi wa kaboni (6061/CFRP) zimakhala ndi mphamvu komanso zopepuka, ndipo mapiko a Boeing 777X amagwiritsa ntchito zinthuzi kuti achepetse kulemera ndi 10%.

Kupanga mwanzeru: Dongosolo lowongolera magawo oyendetsedwa ndi AI limachepetsa kuchuluka kwa zotsalira kuchokera pa 8% mpaka 1.5%.

5、 Mapeto: "Kusweka" ndi "kuima" kwa zipangizo zopepuka za aluminiyamu

Zipangizo zopepuka za aluminiyamu zili pamalo olumikizirana pakati pa kusintha kwa ukadaulo ndi kusintha kwa mafakitale:

Kuchokera ku kusintha kwa zinthu kupita ku kupanga zinthu zatsopano: Kufunika kwake sikungokhala kuchepetsa kulemera kokha, komanso kulimbikitsa kukonzanso njira zopangira zinthu (monga kuyika zinthu m'makina osakanikirana) ndi kapangidwe ka zinthu (kapangidwe ka modular).

Kugwirizana kwamphamvu pakati pa mtengo ndi magwiridwe antchito: Ndi kupita patsogolo kwa ukadaulo wobwezeretsanso zinthu (chiŵerengero cha aluminiyamu yobwezeretsedwanso chikuposa 50%) ndi kupanga kwakukulu (mphamvu yopanga fakitale ya Tesla yopangira zinthu zambiri ikuwonjezeka), kusintha kwachuma kungachepe.

Kusintha kwa njira zopangira zinthu zobiriwira: Kuchuluka kwa mpweya wa kaboni wa tani iliyonse ya aluminiyamu m'moyo wake wonse kumachepetsedwa ndi 85% poyerekeza ndi chitsulo, chomwe chimakwaniritsa zosowa za kusintha kwa mpweya wotsika wa kaboni wa unyolo wapadziko lonse lapansi.

Motsogozedwa ndi mfundo monga kuchuluka kwa magalimoto atsopano amphamvu opitilira 40% komanso kugwiritsa ntchito mitengo ya kaboni m'makampani opanga ndege, makampani opanga aluminiyamu opepuka akusintha kuchoka pa "ukadaulo wosankha" kupita ku "njira yofunikira". Kusintha kwa mafakitale kumeneku komwe kumayang'ana kwambiri pakupanga zinthu zatsopano kudzasinthanso malire a kumvetsetsa kwa anthu "kulemera" ndikuyambitsa nthawi yatsopano yamakampani ogwira ntchito bwino komanso oyera.