In september 2024 merkte Oriental Scandium op dat APWORKS, een dochteronderneming van Airbus Group, de nieuwste aluminium-magnesium-scandium (AlMgSc) legering heeft ontwikkeld, het "nieuwste lid" van de Scalmalloy-serie. Het originele materiaal Scalmalloy RP is ontworpen voor snelle prototyping en productie en kan worden verwerkt met behulp van het "Additive Layer Manufacturing (ALM)"-proces. De hoge sterkte van Scalmalloy RP in 3D-geprinte onderdelen is bijna tweemaal zo groot als die van traditionele aluminiumpoeders, die doorgaans worden gebruikt in selectieve lasersmeltprocessen (SLM).
Er kan worden gezegd dat de Scalmalloy-legeringsfamilie altijd de basis is geweest van de op maat gemaakte materiaaloplossingen van APWORKS met uitstekende weerstand tegen vermoeidheid en taaiheid. Het succes van Scalmalloy RP op verschillende gebieden, zoals de lucht- en ruimtevaart, de automobielsector en de robotica, heeft een solide basis gelegd voor de ontwikkeling van Scalmalloy CX. Scalmalloy CX is ontworpen om de voordelen van zijn voorgangers te erven en de slechte prestaties van materialen in cryogene omgevingen te verbeteren.
Kenmerken en voordelen van Scalmalloy CX
Scalmalloy CX is ontworpen om een uitstekende breuktaaiheid en ductiliteit te behouden bij temperaturen zo laag als 22K (-251 graad), wat zeer geschikt is voor cryogene toepassingen met strenge eisen op het gebied van gewicht en prestaties. Een belangrijk kenmerk van het materiaal is dat het extreme spanningen kan weerstaan zonder de structurele integriteit ervan in gevaar te brengen, zelfs in extreme cryogene omstandigheden, wat cruciaal is voor toepassingen zoals de opslag en het verpompen van vloeibare waterstof, waar elk materiaalfalen ernstige gevolgen kan hebben.
Scalmalloy CX behoudt een goede ductiliteit bij lage temperaturen, wat betekent dat het bestand is tegen dynamische spanningen, wat vooral belangrijk is voor waterstofvoortstuwingssystemen omdat deze systemen zware thermische en mechanische belastingen ondergaan. Tegelijkertijd erft Scalmalloy CX de lage dichtheidskenmerken van Scalmalloy RP, wat een enorm voordeel is voor lucht- en ruimtevaarttoepassingen. Vergeleken met traditioneel roestvrij staal maken de lichtgewichteigenschappen van dit materiaal het een ideale keuze voor lucht- en ruimtevaarttoepassingen, en elke gram gewichtsvermindering kan de prestaties aanzienlijk verbeteren.
Impact op waterstofaandrijving
Waterstofaandrijvingstechnologie wordt gezien als de toekomstige richting van de lucht- en ruimtevaartindustrie, die een schoner en efficiënter alternatief biedt voor traditionele fossiele brandstoffen. Het succes van waterstofvoortstuwingssystemen hangt echter grotendeels af van de prestaties van de gebruikte materialen. De lage dichtheid en hoge sterkte-eigenschappen van Scalmalloy CX maken het een ideale keuze voor onderdelen van waterstofaandrijfsystemen. Het vervangen van zwaardere roestvrijstalen componenten kan het totale gewicht van het systeem aanzienlijk verminderen, waardoor de efficiëntie en het bereik worden verbeterd. Vooral bij de toepassing van tanks en pompen voor vloeibare waterstof heeft Scalmalloy CX duidelijke voordelen ten opzichte van traditionele materialen zoals roestvrij staal. Scalmalloy CX kan dezelfde betrouwbaarheid bieden bij een zeer laag gewicht, wat zeer geschikt is voor dergelijke toepassingen.
Samenwerking met het Karlsruhe Instituut voor Technologie
Tijdens de ontwikkeling van Scalmalloy CX werkte APWORKS nauw samen met het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) om de prestaties van het materiaal onder cryogene omstandigheden te valideren. De bijdrage van KIT was van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat Scalmalloy CX zou voldoen aan de strenge normen voor toepassingen in de echte wereld. De onderzoeks- en testresultaten van KIT, gepresenteerd op de International Cryogenic Engineering Conference (ICEC) en de International Cryogenic Materials Conference (ICMC), vormden waardevolle richtlijnen voor de ontwikkeling van het materiaal. Deze samenwerking benadrukt het belang van samenwerking tussen industrie, universiteit en onderzoek in de ontwikkeling van de materiaalkunde. Dankzij de expertise van APWORKS en KIT werd Scalmalloy CX uitgebreid getest om de geschiktheid voor kritische toepassingen te bevestigen.
Compatibiliteit van Scalmalloy CX met 3D-printtechnologieën
Een belangrijk voordeel van Scalmalloy CX is de hoge compatibiliteit met 3D-printtechnologieën. Metaal 3D-printtechnologieën maken complexe geometrieën mogelijk die moeilijk te realiseren zijn met traditionele productiemethoden. Door de materiaaleigenschappen van Scalmalloy CX te combineren met 3D-printtechnologie kunnen ingenieurs lichtere, sterkere en veerkrachtigere onderdelen creëren, wat vooral belangrijk is voor de lucht- en ruimtevaartindustrie, die extreme prestaties nastreeft.
Toekomstige toepassingen
De release van Scalmalloy CX brengt nieuwe mogelijkheden voor meerdere industrieën. De belangrijkste toepassingsscenario's van het materiaal zijn geconcentreerd in cryogene toepassingen in de lucht- en ruimtevaart. Tegelijkertijd zorgen de unieke eigenschappen van het materiaal ervoor dat het ook brede toepassingsmogelijkheden heeft op terreinen als ruimteverkenning, medische technologie en energieopslag. Terwijl alle lagen van de bevolking lichtgewicht, efficiënte en duurzame oplossingen blijven nastreven, zullen materialen zoals Scalmalloy CX de belangrijkste drijvende kracht achter innovatie worden, helpen schone energietechnologieën verder te ontwikkelen en de impact van industrieën zoals de transportsector op het milieu te verminderen.
Hunan Oriental Scandium is een houdstermaatschappij van de LB Group, die zich richt op de winning, promotie en toepassing van scandium, en actief scandiumhoudend 3D-printaluminium ontwikkelt met gebruikers in binnen- en buitenland om de hoogwaardige ontwikkeling van de lucht- en ruimtevaart-, automobiel-, nationale defensie- en militaire industrie en andere hightechindustrieën.
