การหล่อขึ้นรูปโลหะผสมพิเศษด้วยความแม่นยำสูง ก้าวข้ามขีดจำกัดด้านอุณหภูมิสูง

การหล่อขึ้นรูปโลหะผสมพิเศษที่มีความแม่นยำสูงได้ก้าวไปสู่ระดับใหม่ในปี 2025 ด้วยนวัตกรรมที่ช่วยให้ชิ้นส่วนทนต่ออุณหภูมิได้สูงกว่า 1,200°C ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและพลังงาน เทคโนโลยีการแข็งตัวแบบกำหนดทิศทาง ซึ่งเป็นนวัตกรรมที่คิดค้นโดย GE Additive ได้ผลิตใบพัดกังหันโลหะผสมพิเศษที่มีโครงสร้างเกรนแบบเสาที่ต้านทานการเสียรูปจากการคืบคลาน ช่วยยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วนในเครื่องยนต์เจ็ทได้ถึง 50% ปัจจุบันเทคโนโลยีนี้กำลังถูกนำไปใช้โดยผู้ผลิตอากาศยานของจีนสำหรับโครงการเครื่องบินเจ็ทขนาดใหญ่ C919 ซึ่งช่วยลดการพึ่งพาชิ้นส่วนนำเข้า

ส่วนผสมของโลหะผสมใหม่กำลังผลักดันขีดจำกัดด้านประสิทธิภาพ โลหะผสม Al-Si-Ce-Mg ที่พัฒนาโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเซี่ยงไฮ้เจียวตง มีความแข็งแรงสูงกว่าโลหะผสมอะลูมิเนียมแบบดั้งเดิมถึง 20% ที่อุณหภูมิสูง ทำให้เหมาะสำหรับระบบไอเสียของรถยนต์และท่อส่งอากาศในอากาศยาน แกนเซรามิกขนาดนาโนที่ใช้ในการหล่อใบพัดกังหัน มีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีขึ้น ทำให้สามารถออกแบบรูปทรงช่องระบายความร้อนได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ได้ถึง 15%

ภาคพลังงานก็ได้รับประโยชน์จากการหล่อขึ้นรูปโลหะผสมพิเศษที่มีความแม่นยำสูงเช่นกัน ชิ้นส่วนกังหันก๊าซสำหรับการผลิตไฟฟ้า ซึ่งหล่อจากโลหะผสมพิเศษที่มีส่วนประกอบของนิกเกล สามารถทำงานที่อุณหภูมิสูงขึ้น เพิ่มกำลังการผลิตได้ถึง 8% ในขณะที่ลดการใช้เชื้อเพลิงลง บริษัท Siemens Energy ได้นำชิ้นส่วนเหล่านี้ไปใช้ในกังหันก๊าซ H-class รุ่นล่าสุด โดยแต่ละหน่วยต้องใช้ชิ้นส่วนโลหะผสมพิเศษที่หล่อขึ้นรูปด้วยความแม่นยำสูงกว่า 200 ชิ้น แม้ว่าต้นทุนจะสูง—การหล่อโลหะผสมพิเศษอาจมีราคาแพงกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมถึง 3-5 เท่า—แต่ประโยชน์ด้านประสิทธิภาพทำให้คุ้มค่าสำหรับงานที่มีมูลค่าสูง เมื่อการบูรณาการพลังงานหมุนเวียนเพิ่มขึ้น การหล่อขึ้นรูปโลหะผสมพิเศษที่มีความแม่นยำสูงจะมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบผลิตไฟฟ้าสำรอง