Малогабаритные экономичные металлические материалы: применение и анализ алюминиевой промышленности

На небольшой высоте 300 метров над землей промышленная революция, вызванная игрой металла и гравитации, меняет представление человечества о небе. От рева моторов в промышленном парке беспилотных летательных аппаратов в Шэньчжэне до первого пилотируемого испытательного полета на испытательной базе eVTOL в Хэфэе, алюминий, обладающий двойной генетикой лёгкости и высокой прочности, стал ключевым участником этой трансформации. Он не только поддерживает физическую структуру летательного аппарата, но и несёт в себе будущие перспективы рынка, оцениваемого в триллион долларов.

Полное проникновение в алюминиевые материалы
От структурных компонентов до энергетических систем

В области экономичности на малых высотах применение алюминия давно превзошло традиционные представления. Например, модель EH216-S компании EH.US изготовлена из авиационного алюминиевого сплава 2024-T3 с прочностью на разрыв 470 МПа, но при этом на 60% легче стали, что идеально сочетает в себе грузоподъёмность и прочность. Корпус силовой кабины сельскохозяйственных дронов серии «Wind and Fire Wheel» от DJI изготовлен из…6061-Т6Алюминиевый сплав, а эффективность рассеивания тепла двигателем повышается на 30% благодаря технологии прецизионного экструзионного формования. В энергетической системе появилось более передовое применение – газета Ningde Times (300750) разработала «Интегрированную аккумуляторную систему хранения на основе алюминия», которая объединяеталюминиевый сплав 5083с твердотельными аккумуляторными модулями, увеличивающими плотность энергии до 400 Вт⋅ч/кг. Эта система применяется в модели V2000 компании Fengfei Aviation. 

Лабораторные инновации не менее примечательны. В ноябре 2024 года Пекинский исследовательский институт COMAC и Северо-Западный политехнический университет совместно выпустили новый алюминиево-литиевый сплав C919A Li, плотность которого на 5% ниже, чем у традиционных алюминиевых сплавов, а усталостная долговечность в три раза выше. В 2026 году планируется запустить серийное производство балок крыла логистических дронов. Оборудование для лазерной 3D-печати порошковым алюминиевым сплавом компании Platinum Technology (688333) позволило снизить вес кронштейна сервопривода дрона с 1,2 кг до 0,8 кг, а процент годности деталей вырос с 75% до 92%. Благодаря этой технологии оптимизация топологии перестала быть просто бумажной тратой времени.

Алюминий (65)

Политика, стимулирующая промышленный резонанс

Применение алюминия для инъекций кардиотоника

«План действий по развитию экономики низких высот (2024-2026)», опубликованный в декабре 2024 года, четко требует, чтобы «ставка автономной гарантии авиационного алюминиевого сплава превысила 90% к 2025 году», а также чтобы в 15 пилотных городах были установлены специальные субсидии. Провинция Аньхой взяла на себя инициативу по реагированию, снизив налог на добавленную стоимость предприятий по глубокой переработке алюминиевого сплава в Демонстрационной экономической зоне низких высот Хэфэй на 50% и создав промышленный фонд в размере 20 миллиардов юаней, чтобы сосредоточиться на поддержке трансформации линий по производству авиационного алюминия для таких предприятий, как Ankai Bus (000868). Шэньчжэнь больше фокусируется на технологических инновациях и предоставляет субсидию в размере 150 юаней за килограмм производителям eVTOL, которые используют отечественные 3D-печатные алюминиевые детали, что напрямую способствует увеличению заказов на Platinum Technology на 210% в годовом исчислении в первом квартале 2025 года.

Детерминированное будущее рынка стоимостью в триллион долларов

Кривая стоимости реконструкции технической итерации 

Согласно данным Международной алюминиевой ассоциации (IAI), мировой спрос на алюминий для коммерческой авиации достигнет 5,8 млн тонн в 2024 году, увеличившись на 30% в годовом исчислении, при этом доля Китая на рынке увеличится до 40%. Институт передовых технологий GGII, фокусируясь на подсекторах экономики низковысотных полётов, подсчитал, что потребление алюминиевых материалов в экономике низковысотных полётов достигнет 870 000 тонн в 2024 году, а объём рынка составит 23,5 млрд юаней. Ожидается, что к 2025 году он превысит 1,25 млн тонн, что соответствует объёму рынка в 32 млрд юаней и совокупному годовому темпу роста более 36%. Конструкционная дифференциация значительна: логистические беспилотники потребляют 45% экструдированных алюминиевых профилей 6-й серии, в то время как в пилотируемых eVTOL преобладают высококачественные алюминиевые сплавы 7-й серии (на долю которых приходится 30%), а оставшаяся доля распределяется между специальным оборудованием, таким как беспилотники для метеорологического обнаружения.

Технологическая итерация перестраивает кривую затрат. Алюминиевый сплав 7B50, совместно разработанный «Lightweight Alliance» во главе с COMAC и Yunhai Metal, уменьшает толщину тонкостенных деталей с 1,2 мм до 0,8 мм без потери прочности за счет добавления следовых количеств элемента скандия. Эта технология может снизить вес одного логистического дрона на 8 кг. Исходя из ожидаемого производства в 100 000 к 2025 году, одно это может сэкономить 800 тонн алюминиевого материала. Еще более примечательным является совместная инновация в области материалов и энергии: новейшая технология соединения «Алюминиевая твердотельная батарея» CATL объединяет аккумуляторные отсеки и структурные компоненты, увеличивая грузовое пространство eVTOL на 20%. Этот прорыв может привести к появлению рынка функциональных приложений из алюминия стоимостью в миллиард долларов. 

Когда политика и технологии распахивают шлюзы экономики, связанной с низкими высотами, алюминий перестаёт быть просто холодным промышленным сырьем, а становится средством промышленной модернизации. От атомной рекомбинации в лаборатории до интеллектуальных прессов на производственной линии и траектории полёта в небесах – каждый грамм «облегчения» веса алюминия создаёт более творческое будущее.


Время публикации: 01.04.2025