空中客車子公司APWORKS研發(fā)Scalmalloy CX新材料，實現低溫應用新突破

2024年8月，南極熊獲悉，空客集團子公司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計，可采用“增材層制造(ALM)”工藝進行加工。Scalmalloy RP在3D打印部件中展現出的高強度幾乎是傳統(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，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、汽車和機器人等多個領域的成功為Scalmalloy CX的研發(fā)打下了堅實的基礎。Scalmalloy CX旨在繼承前代產品的優(yōu)點，并且特別針對低溫環(huán)境下材料性能不佳的問題進行了改進。



Scalmalloy CX的特點與優(yōu)勢
Scalmalloy CX被設計成能夠在低至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格要求的低溫應用領域。材料的一大特點是即使在極端低溫條件下也能承受極大的應力而不損害其結構完整性，這對于液態(tài)氫的存儲和泵送等應用至關重要，因為任何材料的失效都可能導致嚴重的后果。

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)應力，這一點對于氫推進系統(tǒng)尤為重要，因為這些系統(tǒng)會經歷劇烈的熱和機械負荷。同時，Scalmalloy CX繼承了Scalmalloy RP的低密度特性，這對航空航天應用來說是一個巨大的優(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。

對氫推進的影響
氫推進技術被視為航空航天業(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的低密度和高強度特性使其成為氫推進系統(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，進而提高效率和航程。尤其是在液態(tài)氫儲罐和泵的應用中，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，非常適合這類應用。



與卡爾斯魯厄理工學院的合作
在Scalmalloy CX的研發(fā)過程中，APWORKS與卡爾斯魯厄理工學院(KIT)進行了密切合作，以驗證該材料在低溫條件下的表現。KIT的貢獻對于確保Scalmalloy CX能夠滿足實際應用的嚴格標準至關重要。KIT在國際低溫工程會議(ICEC)和國際低溫材料會議(ICMC)上發(fā)布的研究和測試結果為該材料的開發(fā)提供了寶貴的指導。這次合作強調了產學研合作在材料科學發(fā)展中的重要性。通過APWORKS和KIT的專業(yè)知識，Scalmalloy CX得以經過廣泛的測試，以確認其適用于關鍵應用。

Scalmalloy CX與3D打印技術的兼容性
Scalmalloy CX的一個重要優(yōu)勢在于其與3D打印技術的高度兼容性。金屬3D打印技術能夠實現復雜的幾何形狀，這是傳統(tǒng)制造方法難以達到的。結合Scalmalloy CX的材料特性和3D打印技術，工程師可以制造出更輕、更堅固、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。

未來的應用
Scalmalloy CX的發(fā)布為多個行業(yè)帶來了新的可能性。材料的主要應用場景集中在航空航天領域的低溫應用，同時材料獨特的性能使其在太空探索、醫(yī)療技術和儲能等領域同樣具有廣泛的應用前景。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)新的核心驅動力，助力清潔能源技術的進一步發(fā)展，減少交通運輸等行業(yè)對環(huán)境的影響。

關于APWORKS
APWORKS是一家專注于先進材料開發(fā)與增材制造技術的創(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，旨在推動航空航天、汽車、醫(yī)療以及其他高科技產業(yè)的發(fā)展。