空中客車子公司APWORKS研發(fā)Scalmalloy CX新材料，實(shí)現(xiàn)低溫應(yīng)用新突破

2024年8月，南極熊獲悉，空客集團(tuán)子公司APWORKS開發(fā)了最新的鋁鎂鈧(AlMgSc)合金，是Scalmalloy系列的“最新成員”。原始材料Scalmalloy RP專為快速成型和制造而設(shè)計(jì)，可采用“增材層制造(ALM)”工藝進(jìn)行加工。Scalmalloy RP在3D打印部件中展現(xiàn)出的高強(qiáng)度幾乎是傳統(tǒng)鋁粉的兩倍，這些鋁粉通常用于選擇性激光熔化(SLM)過程。

可以說，Scalmalloy合金系列一直是APWORKS提供定制材料解決方案的基礎(chǔ)，這些解決方案具有出色的疲勞耐受性和韌性。Scalmalloy RP在航空航天、汽車和機(jī)器人等多個(gè)領(lǐng)域的成功為Scalmalloy CX的研發(fā)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。Scalmalloy CX旨在繼承前代產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，并且特別針對低溫環(huán)境下材料性能不佳的問題進(jìn)行了改進(jìn)。



Scalmalloy CX的特點(diǎn)與優(yōu)勢
Scalmalloy CX被設(shè)計(jì)成能夠在低至22K(-251°C)的溫度下保持出色的斷裂韌性和延展性，非常適合那些對重量和性能都有嚴(yán)格要求的低溫應(yīng)用領(lǐng)域。材料的一大特點(diǎn)是即使在極端低溫條件下也能承受極大的應(yīng)力而不損害其結(jié)構(gòu)完整性，這對于液態(tài)氫的存儲和泵送等應(yīng)用至關(guān)重要，因?yàn)槿魏尾牧系氖�效都可能�?dǎo)致嚴(yán)重的后果。

Scalmalloy CX在低溫下依然保持著良好的延展性，這意味著它能夠承受動態(tài)應(yīng)力，這一點(diǎn)對于氫推進(jìn)系統(tǒng)尤為重要，因?yàn)檫@些系統(tǒng)會經(jīng)歷劇烈的熱和機(jī)械負(fù)荷。同時(shí)，Scalmalloy CX繼承了Scalmalloy RP的低密度特性，這對航空航天應(yīng)用來說是一個(gè)巨大的優(yōu)勢。與傳統(tǒng)的不銹鋼相比，這種材料的輕量化特性使得它成為航空航天應(yīng)用中的理想選擇，每減輕一克的重量都能顯著提升性能。

對氫推進(jìn)的影響
氫推進(jìn)技術(shù)被視為航空航天業(yè)的未來方向，它為傳統(tǒng)化石燃料提供了一種更清潔、更高效的替代方案。然而，氫推進(jìn)系統(tǒng)的成功在很大程度上依賴于所用材料的性能。Scalmalloy CX的低密度和高強(qiáng)度特性使其成為氫推進(jìn)系統(tǒng)部件的理想選擇，使用它替換較重的不銹鋼部件可以大大減輕系統(tǒng)的總重量，進(jìn)而提高效率和航程。尤其是在液態(tài)氫儲罐和泵的應(yīng)用中，Scalmalloy CX相比于傳統(tǒng)材料如不銹鋼有著明顯的優(yōu)勢。Scalmalloy CX能夠以極低的重量提供同等的可靠性，非常適合這類應(yīng)用。



與卡爾斯魯厄理工學(xué)院的合作
在Scalmalloy CX的研發(fā)過程中，APWORKS與卡爾斯魯厄理工學(xué)院(KIT)進(jìn)行了密切合作，以驗(yàn)證該材料在低溫條件下的表現(xiàn)。KIT的貢獻(xiàn)對于確保Scalmalloy CX能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要。KIT在國際低溫工程會議(ICEC)和國際低溫材料會議(ICMC)上發(fā)布的研究和測試結(jié)果為該材料的開發(fā)提供了寶貴的指導(dǎo)。這次合作強(qiáng)調(diào)了產(chǎn)學(xué)研合作在材料科學(xué)發(fā)展中的重要性。通過APWORKS和KIT的專業(yè)知識，Scalmalloy CX得以經(jīng)過廣泛的測試，以確認(rèn)其適用于關(guān)鍵應(yīng)用。

Scalmalloy CX與3D打印技術(shù)的兼容性
Scalmalloy CX的一個(gè)重要優(yōu)勢在于其與3D打印技術(shù)的高度兼容性。金屬3D打印技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的幾何形狀，這是傳統(tǒng)制造方法難以達(dá)到的。結(jié)合Scalmalloy CX的材料特性和3D打印技術(shù)，工程師可以制造出更輕、更堅(jiān)固、更具彈性的部件，這對于追求極致性能的航空航天業(yè)尤為重要。

未來的應(yīng)用
Scalmalloy CX的發(fā)布為多個(gè)行業(yè)帶來了新的可能性。材料的主要應(yīng)用場景集中在航空航天領(lǐng)域的低溫應(yīng)用，同時(shí)材料獨(dú)特的性能使其在太空探索、醫(yī)療技術(shù)和儲能等領(lǐng)域同樣具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著各行各業(yè)對輕量化、高效和可持續(xù)解決方案的不斷追求，像Scalmalloy CX這樣的材料將成為創(chuàng)新的核心驅(qū)動力，助力清潔能源技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，減少交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)對環(huán)境的影響。

關(guān)于APWORKS
APWORKS是一家專注于先進(jìn)材料開發(fā)與增材制造技術(shù)的創(chuàng)新型企業(yè)。公司成立于2012年，總部位于德國慕尼黑，是空中客車集團(tuán)的子公司。APWORKS專注于開發(fā)高性能材料和提供增材制造服務(wù)，旨在推動航空航天、汽車、醫(yī)療以及其他高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。