Nel settembre 2024, Oriental Scandium ha notato che APWORKS, una filiale di Airbus Group, ha sviluppato l'ultima lega di alluminio-magnesio-scandio (AlMgSc), che è il "membro più recente" della serie Scalmalloy. Il materiale originale Scalmalloy RP è progettato per la prototipazione e la produzione rapida e può essere lavorato utilizzando il processo "Additive Layer Manufacturing (ALM)". L’elevata resistenza mostrata da Scalmalloy RP nelle parti stampate in 3D è quasi il doppio di quella delle tradizionali polveri di alluminio, che vengono tipicamente utilizzate nei processi di fusione laser selettiva (SLM).
Si può dire che la famiglia delle leghe Scalmalloy è sempre stata il fondamento delle soluzioni di materiali personalizzati di APWORKS con eccellente resistenza alla fatica e tenacità. Il successo di Scalmalloy RP in una varietà di campi come quello aerospaziale, automobilistico e della robotica ha gettato solide basi per lo sviluppo di Scalmalloy CX. Scalmalloy CX è progettato per ereditare i vantaggi dei suoi predecessori e migliorare le scarse prestazioni dei materiali in ambienti criogenici.
Caratteristiche e vantaggi di Scalmalloy CX
Scalmalloy CX è progettato per mantenere un'eccellente tenacità alla frattura e duttilità a temperature fino a 22K (-251 gradi), che è molto adatto per applicazioni criogeniche con severi requisiti di peso e prestazioni. Una caratteristica importante del materiale è che può resistere a sollecitazioni estreme senza compromettere la sua integrità strutturale anche in condizioni criogeniche estreme, il che è fondamentale per applicazioni come lo stoccaggio e il pompaggio di idrogeno liquido, dove qualsiasi guasto del materiale può avere gravi conseguenze.
Scalmalloy CX mantiene una buona duttilità alle basse temperature, il che significa che può sopportare sollecitazioni dinamiche, il che è particolarmente importante per i sistemi di propulsione a idrogeno perché questi sistemi sono soggetti a carichi termici e meccanici severi. Allo stesso tempo, Scalmalloy CX eredita le caratteristiche di bassa densità di Scalmalloy RP, il che rappresenta un enorme vantaggio per le applicazioni aerospaziali. Rispetto al tradizionale acciaio inossidabile, le caratteristiche di leggerezza di questo materiale lo rendono la scelta ideale per le applicazioni aerospaziali e ogni grammo di riduzione del peso può migliorare significativamente le prestazioni.
Impatto sulla propulsione a idrogeno
La tecnologia di propulsione a idrogeno è vista come la direzione futura dell’industria aerospaziale, poiché fornirà un’alternativa più pulita ed efficiente ai tradizionali combustibili fossili. Tuttavia, il successo dei sistemi di propulsione a idrogeno dipende in gran parte dalle prestazioni dei materiali utilizzati. Le caratteristiche di bassa densità ed elevata resistenza di Scalmalloy CX lo rendono la scelta ideale per i componenti dei sistemi di propulsione a idrogeno. La sostituzione dei componenti più pesanti in acciaio inossidabile con esso può ridurre notevolmente il peso complessivo del sistema, migliorando così l'efficienza e la portata. Soprattutto nell'applicazione di serbatoi e pompe per idrogeno liquido, Scalmalloy CX presenta evidenti vantaggi rispetto ai materiali tradizionali come l'acciaio inossidabile. Scalmalloy CX può fornire la stessa affidabilità con un peso molto ridotto, molto adatto per tali applicazioni.
Collaborazione con l'Istituto di Tecnologia di Karlsruhe
Durante lo sviluppo di Scalmalloy CX, APWORKS ha lavorato a stretto contatto con il Karlsruhe Institute of Technology (KIT) per convalidare le prestazioni del materiale in condizioni criogeniche. Il contributo di KIT è stato fondamentale nel garantire che Scalmalloy CX soddisfacesse i rigorosi standard per le applicazioni del mondo reale. I risultati della ricerca e dei test di KIT presentati alla Conferenza internazionale sull'ingegneria criogenica (ICEC) e alla Conferenza internazionale sui materiali criogenici (ICMC) hanno fornito una guida preziosa per lo sviluppo del materiale. Questa collaborazione evidenzia l’importanza della collaborazione tra industria, università e ricerca nello sviluppo della scienza dei materiali. Grazie all'esperienza di APWORKS e KIT, Scalmalloy CX è stato ampiamente testato per confermarne l'idoneità per applicazioni critiche.
Compatibilità di Scalmalloy CX con le tecnologie di stampa 3D
Un vantaggio importante di Scalmalloy CX è la sua elevata compatibilità con le tecnologie di stampa 3D. Le tecnologie di stampa 3D in metallo consentono geometrie complesse difficili da ottenere con i metodi di produzione tradizionali. Combinando le proprietà del materiale Scalmalloy CX con la tecnologia di stampa 3D, gli ingegneri possono creare parti più leggere, più forti e più resilienti, il che è particolarmente importante per l’industria aerospaziale, che persegue prestazioni estreme.
Applicazioni future
Il rilascio di Scalmalloy CX offre nuove possibilità a molteplici settori. I principali scenari applicativi del materiale sono concentrati nelle applicazioni criogeniche in campo aerospaziale. Allo stesso tempo, le proprietà uniche del materiale gli consentono anche ampie prospettive di applicazione in campi come l’esplorazione spaziale, la tecnologia medica e lo stoccaggio dell’energia. Poiché tutti i ceti sociali continuano a perseguire soluzioni leggere, efficienti e sostenibili, materiali come Scalmalloy CX diventeranno la principale forza trainante dell’innovazione, contribuiranno a sviluppare ulteriormente tecnologie di energia pulita e ridurranno l’impatto di settori come i trasporti sull’ambiente.
Hunan Oriental Scandium è una holding controllata di LB Group, che si concentra sull'estrazione, promozione e applicazione dello scandio e sviluppa attivamente l'alluminio per la stampa 3D contenente scandio con utenti in patria e all'estero per promuovere lo sviluppo di alta qualità del settore aerospaziale, automobilistico, nazionale industria della difesa e militare e altre industrie ad alta tecnologia.
