สถานะการใช้งานและการพัฒนาในอนาคตของอโลหะอลูมิเนียมในด้านอุตสาหกรรมการบิน

สถานะการใช้งาน

• การใช้งานอย่างแพร่หลายในชิ้นส่วนที่สำคัญ: สังกะสีอะลูมิเนียม มีคุณสมบัติทางกลที่ยอดเยี่ยม ความหนาแน่นต่ำ และความสามารถในการขึ้นรูปที่ดี จึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ในภาคการบิน สังกะสีอะลูมิเนียมถูกนำมาใช้ในการผลิตชิ้นส่วนโครงสร้าง เช่น ตัวเครื่องบิน ปีก เครื่องยนต์ และระบบรองรับการลงจอด ในภาคอวกาศ สังกะสีอะลูมิเนียมถูกนำมาใช้ในชิ้นส่วนสำคัญ เช่น เครื่องพ่นแรงดันจรวด ห้องเผาไหม้ออกซิเจนเหลว ระบบขับเคลื่อน และชิ้นส่วนโครงสร้าง

• ชุดโลหะผสมหลัก: โลหะผสมอะลูมิเนียมซีรีส์ 2000 และ 7000 เป็นที่ใช้งานกันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบิน โลหะผสมอะลูมิเนียมซีรีส์ 2000 ซึ่งประกอบด้วยอะลูมิเนียม ทองแดง และแมกนีเซียมเป็นส่วนใหญ่มีคุณสมบัติทนความร้อนได้ดี เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่ต้องทนต่ออุณหภูมิสูงในงานด้านการบิน เช่น ชิ้นส่วนที่ต้องทนความร้อนในช่วงอุณหภูมิ 150°C ถึง 250°C ชิ้นส่วนโครงสร้างที่เชื่อมได้และทนความร้อน และชิ้นงานที่ผ่านกระบวนการขึ้นรูป โลหะผสมอะลูมิเนียมซีรีส์ 7000 ซึ่งประกอบด้วยอะลูมิเนียม สังกะสี แมกนีเซียม และทองแดงสามารถเสริมความแข็งแรงผ่านการบำบัดด้วยความร้อน ความสามารถในการตัดเฉือนที่ยอดเยี่ยม การต้านทานการกัดกร่อน และความเหนียวสูงทำให้โลหะผสมเหล่านี้กลายเป็นวัสดุโครงสร้างหลักในอุตสาหกรรมการบิน เช่น พื้นผิวด้านบนของปีกและโครงสร้างปีกของเครื่องบินโบอิ้ง 777 ผลิตจากโลหะผสมอะลูมิเนียมซีรีส์ 7000

• การนวัตกรรมทางเทคโนโลยีขับเคลื่อนการอัปเกรดแอปพลิเคชัน: ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง วัสดุอะลูมิเนียมหล่อและเทคโนโลยีการแปรรูปแบบใหม่ได้เกิดขึ้น เช่น อะลูมิเนียมที่เสริมความแข็งแรงด้วยออกไซด์ที่พัฒนาโดยทีมของศาสตราจารย์เหอ คุนยาน จากมหาวิทยาลัยเทียนจิน สามารถเพิ่มอุณหภูมิในการใช้งานของอะลูมิเนียมจาก 350°C เป็น 500°C แก้ไขปัญหาการใช้งานอะลูมิเนียมในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 400°C ซึ่งให้วัสดุที่มีสมรรถนะยอดเยี่ยมสำหรับการใช้งานในอวกาศในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง นอกจากนี้ การพัฒนากระบวนการผลิตแบบใหม่ เช่น พาวเดอร์เมทาลลูริกส์ (powder metallurgy) และการพ่นสร้างรูป (spray forming) ก็ทำให้สามารถผลิตวัสดุอะลูมิเนียมที่มีน้ำหนักเบาและสมรรถนะดีขึ้นได้

• การพัฒนาภายในประเทศ: การวิจัยของจีนเกี่ยวกับอлюมิเนียมอัลลอยที่มีความแข็งแรงสูงและความเหนียวสูงเริ่มต้นค่อนข้างช้า โดยในระยะแรกมุ่งเน้นไปที่การเลียนแบบอัลลอยจากต่างประเทศ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา จีนได้เพิ่มความพยายามในการวิจัยและพัฒนา สร้างความร่วมมือระหว่างสถาบันวิจัยและองค์กรธุรกิจ เพื่อดำเนินโครงการสำคัญระดับชาติหลายโครงการและได้รับผลลัพธ์ที่ดี ปัจจุบันจีนได้มีความสามารถในการผลิตมวลรวมของวัสดุอัลลอยอлюมิเนียมที่มีความแข็งแรงสูง เพื่อตอบสนองความต้องการของการใช้งานในโครงการสำคัญระดับชาติ อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับระดับสากลที่ก้าวหน้าแล้ว ยังคงมีช่องว่างในด้านสินค้าส่วนใหญ่ที่เป็นการเลียนแบบ การวิจัยพื้นฐานที่อ่อนแอ และอุปกรณ์การผลิตและการแปรรูปที่ล้าหลัง

แนวโน้มการใช้งาน

• การเติบโตของขนาดตลาด: มีการคาดการณ์ว่าขนาดตลาดโลกของอลูมิเนียมอัลลอยสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมการบินจะเติบโตที่อัตราเฉลี่ยรวมต่อปีที่ 5.50% ระหว่างปี 2024 ถึง 2029 ภายในปี 2029 ขนาดตลาดโลกของอลูมิเนียมอัลลอยสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมการบินคาดว่าจะแตะที่ 99.343 พันล้านหยวน การเติบโตอย่างต่อเนื่องของขนาดตลาดสะท้อนให้เห็นถึงแนวโน้มความต้องการที่กว้างขวางของอลูมิเนียมอัลลอยในด้านการบิน

• การเพิ่มขึ้นของความต้องการวัสดุอัลลอยด์อะลูมิเนียมประสิทธิภาพสูง: การพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการบินและอวกาศได้กำหนดข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับสมรรถนะของวัสดุ ในอนาคต ความต้องการอัลลอยด์อะลูมิเนียมที่มีความแข็งแรงสูง ความเหนียวสูง ทนทานต่อการกัดกร่อน และทนต่ออุณหภูมิสูงจะเพิ่มขึ้นมากยิ่งขึ้น เช่น อัลลอยด์อะลูมิเนียม-ลิเธียม ซึ่งมีความหนาแน่นต่ำและคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมสามารถใช้งานในวงการอวกาศได้อย่างแพร่หลายมากขึ้น โดยสามารถนำมาผลิตเป็นชิ้นส่วนโครงสร้างหลักของอากาศยาน จรวด เครื่องมืออวกาศ และระบบอาวุธ เพื่อตอบสนองความต้องการในการลดน้ำหนักและการปรับปรุงสมรรถนะของผลิตภัณฑ์อวกาศ

• เทคโนโลยีการผลิตขั้นสูงเพิ่มการใช้งานของอัลลอยด์อะลูมิเนียม: การพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตขั้นสูง เช่น การพิมพ์ 3D ได้นำเสนอโอกาสใหม่สำหรับการใช้อัลลอยด์อะลูมิเนียมในวงการอุตสาหกรรมการบิน โดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3D สามารถผลิตชิ้นส่วนอัลลอยด์อะลูมิเนียมที่มีรูปร่างซับซ้อนและแม่นยำสูง ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิต ลดต้นทุน และขยายขอบเขตการใช้งานของอัลลอยด์อะลูมิเนียมในวงการอุตสาหกรรมการบินให้กว้างขึ้น

• สิ่งที่ควรพิจารณาสำหรับการพัฒนาอย่างยั่งยืน: ในบริบทของการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมและการพัฒนาอย่างยั่งยืน ความสามารถในการรีไซเคิลและความสำคัญของการฟื้นฟูของอัลลอยด์อะลูมิเนียมจะได้รับความสนใจมากขึ้น การพัฒนาเทคโนโลยีอัลลอยด์อะลูมิเนียมที่สามารถฟื้นฟูได้และการเพิ่มอัตราการรีไซเคิลอัลลอยด์อะลูมิเนียม ไม่เพียงแต่จะช่วยลดการใช้ทรัพยากรและต้นทุนการผลิต แต่ยังช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งสอดคล้องกับข้อกำหนดของการพัฒนาอย่างยั่งยืนในวงการอุตสาหกรรมการบิน