Estado y Perspectivas de la Aplicación de Aleaciones de Aluminio en el Campo Aeroespacial

Estado de la Aplicación

• Uso Generalizado en Componentes Críticos: Las aleaciones de aluminio, con sus excelentes propiedades mecánicas, baja densidad y buena machinabilidad, han sido ampliamente utilizadas en el campo aeroespacial. En el sector aeronáutico, se emplean extensivamente en la fabricación de componentes estructurales como fuselajes de aviones, alas, conectores y trenes de aterrizaje. En el sector aeroespacial, se utilizan ampliamente en componentes críticos como propulsores de cohetes, cámaras de combustión de oxígeno líquido, sistemas de propulsión y componentes estructurales.

• Serie de Aleaciones Principales: Las aleaciones de aluminio de las series 2000 y 7000 son las más comúnmente utilizadas en el campo aeroespacial. Las aleaciones de aluminio de la serie 2000, compuestas principalmente de aluminio, cobre y magnesio, tienen una excelente resistencia al calor y son adecuadas para fabricar componentes resistentes a altas temperaturas en aplicaciones aeroespaciales, como piezas resistentes al calor que funcionan a temperaturas comprendidas entre 150°C y 250°C, componentes estructurales soldables resistentes al calor y forjados. Las aleaciones de aluminio de la serie 7000, compuestas principalmente de aluminio, zinc, magnesio y cobre, pueden fortalecerse mediante tratamiento térmico. Su excelente usinabilidad, resistencia a la corrosión y alta tenacidad las convierten en los principales materiales estructurales en el sector aeroespacial. Por ejemplo, las tapas superiores del ala y los largueros de la Boeing 777 están hechos de aleaciones de aluminio de la serie 7000.

• La Innovación Tecnológica Impulsa las Actualizaciones de Aplicaciones: Con el progreso continuo de la tecnología, han surgido nuevos tipos de materiales de aleaciones de aluminio y tecnologías de procesamiento. Por ejemplo, la aleación de aluminio reforzada por dispersión de óxidos desarrollada por el equipo del Profesor He Cunian de la Universidad de Tianjin ha logrado aumentar la temperatura de servicio de las aleaciones de aluminio de 350°C a 500°C, resolviendo el problema del uso de aleaciones de aluminio en entornos de alta temperatura por encima de los 400°C. Esto proporciona un material con un rendimiento superior para aplicaciones aeroespaciales en entornos de alta temperatura. Además, el desarrollo de procesos de producción innovadores como la metalurgia en polvo y la formación por aspersión también ha hecho posible producir materiales de aleaciones de aluminio más ligeros con un mejor rendimiento.

• Desarrollo Nacional: La investigación de China sobre aleaciones de aluminio de alta resistencia y alta ductilidad comenzó relativamente tarde, inicialmente centrada principalmente en copiar aleaciones extranjeras. En los últimos años, China ha incrementado sus esfuerzos en investigación y desarrollo, formando una fuerza conjunta de institutos de investigación y empresas para completar una serie de grandes proyectos nacionales y logrando buenos resultados. China ahora ha adquirido básicamente la capacidad de producir en masa materiales de aleaciones de aluminio de alta resistencia, satisfaciendo las necesidades de aplicación de grandes proyectos nacionales. Sin embargo, en comparación con el nivel avanzado internacional, aún existen diferencias en términos de que la mayoría de los productos son copias, investigaciones básicas débiles y equipos de producción y procesamiento obsoletos.

Perspectivas de Aplicación

• Crecimiento del Tamaño del Mercado: Se predice que el tamaño del mercado global de aleaciones de aluminio para aplicaciones aeroespaciales crecerá a una tasa compuesta anual del 5,50 % entre 2024 y 2029. Para 2029, se espera que el tamaño del mercado global de aleaciones de aluminio para aplicaciones aeroespaciales alcance los 99.343 mil millones de yuanes. El crecimiento continuo del tamaño del mercado refleja las amplias perspectivas de demanda para las aleaciones de aluminio en el campo aeroespacial.

• Aumento de la Demanda de Aleaciones de Aluminio de Alto Rendimiento: El desarrollo continuo de la tecnología aeroespacial ha planteado requisitos más altos para el rendimiento de los materiales. En el futuro, la demanda de aleaciones de aluminio de alta resistencia, alta ductilidad, altamente resistentes a la corrosión y resistentes a altas temperaturas aumentará aún más. Por ejemplo, las aleaciones de aluminio-litio, con su menor densidad y excelentes propiedades integrales, se espera que sean utilizadas más ampliamente en el campo aeroespacial. Pueden usarse para fabricar componentes estructurales clave de aviones, vehículos de lanzamiento, naves espaciales y sistemas de armas para satisfacer las necesidades de reducción de peso y mejora del rendimiento en productos aeroespaciales.

• Tecnologías de Manufactura Avanzada Impulsan las Aplicaciones de Aleaciones de Aluminio: El desarrollo de tecnologías de manufactura avanzada, como la impresión 3D, ha traído nuevas oportunidades para la aplicación de aleaciones de aluminio en el campo aeroespacial. Con la tecnología de impresión 3D, es posible fabricar componentes de aleación de aluminio con formas complejas y alta precisión, lo que puede mejorar la eficiencia de producción, reducir costos y ampliar aún más el alcance de las aplicaciones de las aleaciones de aluminio en el campo aeroespacial.

• Consideraciones para el Desarrollo Sostenible: En el contexto de la protección ambiental y el desarrollo sostenible, la reciclabilidad y el valor regenerativo de las aleaciones de aluminio recibirán más atención. Desarrollar tecnología de aleaciones de aluminio regenerativas e incrementar la tasa de reciclaje de las aleaciones de aluminio no solo puede reducir el consumo de recursos y los costos de producción, sino también ayudar a reducir el impacto ambiental, en consonancia con los requisitos de desarrollo sostenible en el campo aeroespacial.