Ekonomiczne materiały metalowe do zastosowań na małych wysokościach: zastosowanie i analiza w przemyśle aluminiowym

Na niewielkiej wysokości, 300 metrów nad ziemią, rewolucja przemysłowa, zapoczątkowana grą metalu z grawitacją, zmienia ludzkie wyobrażenia o niebie. Od ryku silników w parku dronów w Shenzhen, po pierwszy załogowy lot testowy w bazie testowej eVTOL w Hefei, aluminium, charakteryzujące się podwójnymi cechami: lekkością i wysoką wytrzymałością, stało się kluczowym elementem tej transformacji. Nie tylko stanowi podstawę fizycznej konstrukcji samolotu, ale także niesie ze sobą perspektywy na przyszłość rynku wartego bilion dolarów.

Pełna penetracja sceny materiałów aluminiowych
Od elementów konstrukcyjnych do systemów energetycznych

W dziedzinie ekonomii lotów na małych wysokościach, zastosowanie aluminium od dawna wykracza poza tradycyjne rozumienie. Biorąc za przykład model EH216-S firmy EH.US, jego korpus główny wykonany jest ze stopu aluminium lotniczego 2024-T3 o wytrzymałości na rozciąganie 470 MPa, ale o 60% lżejszego od stali, co idealnie równoważy sprzeczność między ładownością a wytrzymałością. Obudowa kabiny dronów rolniczych DJI z serii „Wind and Fire Wheel” wykonana jest z6061-T6Stop aluminium, a wydajność odprowadzania ciepła silnika została zwiększona o 30% dzięki precyzyjnej technologii formowania ekstruzyjnego. Pojawiło się bardziej nowatorskie zastosowanie w systemie energetycznym – Ningde Times (300750) opracował „Zintegrowany Magazyn Baterii na bazie Aluminium”, który integrujeStop aluminium 5083z modułami akumulatorów półprzewodnikowych, zwiększającymi gęstość energii do 400 Wh/kg. Zostało to zastosowane w modelu V2000 firmy Fengfei Aviation. 

Innowacja w laboratorium jest równie godna uwagi. W listopadzie 2024 roku Instytut Badawczy COMAC w Pekinie i Politechnika Północno-Zachodnia wspólnie wprowadziły na rynek nowy stop aluminium litowego C919A Li, który charakteryzuje się gęstością o 5% niższą niż tradycyjne stopy aluminium i trzykrotnie dłuższą trwałością zmęczeniową. Planowane jest rozpoczęcie masowej produkcji belki głównego skrzydła dronów logistycznych w 2026 roku. Urządzenie do laserowego druku 3D z proszków aluminium firmy Platinum Technology (688333) pozwoliło zmniejszyć wagę pewnego typu wspornika serwo dronów z 1,2 kg do 0,8 kg, a wskaźnik kwalifikacji części wzrósł z 75% do 92%. Dzięki tej technologii projektowanie optymalizacji topologii nie jest już tylko kwestią teoretyczną.

Aluminium (65)

Polityka wywołała rezonans przemysłowy

Aplikacja aluminium Wstrzykuje Cardiotonic

„Plan działań na rzecz rozwoju gospodarki niskopoziomowej (2024–2026)” wydany w grudniu 2024 r. wyraźnie wymaga, aby „autonomiczna stopa gwarantowana stopu aluminium lotniczego przekroczyła 90% do 2025 r.”, a w 15 miastach pilotażowych wprowadzono specjalne dotacje. Prowincja Anhui objęła inicjatywę, obniżając o 50% podatek VAT dla przedsiębiorstw zajmujących się głęboką obróbką stopów aluminium w Strefie Demonstracyjnej Gospodarki Niskopoziomowej Hefei oraz ustanawiając fundusz przemysłowy o wartości 20 miliardów juanów, który ma wspierać transformację linii produkcyjnych aluminium lotniczego dla przedsiębiorstw takich jak Ankai Bus (000868). Shenzhen koncentruje się na innowacjach technologicznych i zapewnia dotację w wysokości 150 juanów za kilogram producentom eVTOL, którzy wykorzystują produkowane w kraju części aluminiowe drukowane w technologii 3D, co bezpośrednio przełoży się na 210% wzrost zamówień na technologię Platinum w pierwszym kwartale 2025 r.

Deterministyczna przyszłość rynku wartego bilion dolarów

Krzywa kosztów rekonstrukcji iteracji technicznej 

Według danych Międzynarodowego Stowarzyszenia Aluminium (IAI), globalny popyt na aluminium dla lotnictwa komercyjnego osiągnie 5,8 mln ton w 2024 r., co oznacza wzrost o 30% rok do roku, a udział Chin w rynku wzrośnie do 40%. Koncentrując się na podsektorach gospodarki niskogórskiej, Instytut Zaawansowanych Technologii GGII szacuje, że zużycie materiałów aluminiowych w gospodarce niskogórskiej osiągnie 870 000 ton w 2024 r., a wartość rynku wyniesie 23,5 mld juanów. Oczekuje się, że do 2025 r. przekroczy 1,25 mln ton, co odpowiada wartości rynku na poziomie 32 mld juanów i średniorocznej stopie wzrostu na poziomie ponad 36%. Zróżnicowanie strukturalne jest znaczące – drony logistyczne zużywają 45% wytłaczanych profili aluminiowych serii 6, podczas gdy załogowe eVTOL-e są zdominowane przez wysokiej klasy stopy aluminium serii 7 (stanowiące 30%), a pozostały udział podzielony jest pomiędzy sprzęt specjalistyczny, taki jak drony do wykrywania warunków meteorologicznych.

Iteracja technologiczna restrukturyzuje krzywą kosztów. Stop aluminium 7B50, opracowany wspólnie przez „Lightweight Alliance” pod przewodnictwem COMAC i Yunhai Metal, zmniejsza grubość elementów cienkościennych z 1,2 mm do 0,8 mm bez utraty wytrzymałości dzięki dodaniu śladowych ilości skandu. Technologia ta może zmniejszyć wagę pojedynczego drona logistycznego o 8 kg. Przy założeniu, że do 2025 roku produkcja wyniesie 100 000 sztuk, samo to może zaoszczędzić 800 ton aluminium. Na szczególną uwagę zasługuje innowacja będąca efektem współpracy między materiałami a energią: najnowsza technologia CATL „Aluminiowy akumulator półprzewodnikowy” łączy komory akumulatorów z elementami konstrukcyjnymi, zwiększając przestrzeń ładunkową eVTOL o 20%. Ten przełom może dać początek wartemu miliardy dolarów rynkowi funkcjonalnych zastosowań aluminium. 

Gdy polityka i technologia otwierają śluzy gospodarki niskopoziomowej, aluminium nie jest już tylko zimnym surowcem przemysłowym, ale stało się miarą modernizacji przemysłu. Od rekombinacji atomowej w laboratorium, przez inteligentną prasę na linii produkcyjnej, po trajektorię lotu nad niebem, każdy gram „redukcji masy” aluminium tworzy bardziej wyobrażoną przyszłość.


Czas publikacji: 01-04-2025