Coraz częściej wytwory fantazji, idee wydawałoby się niemożliwe do zrealizowania, w krótkim czasie mogą być wdrażane, dzięki rewolucji w materiałach i technologiach wytwarzania. Alan Taub, dyrektor techniczny Detroit center of Lightweight Innovations for Tomorrow (LIFT), wymienił pięć projektów przyszłości związanych z aluminium.
W obszarze stopów znajduje się projekt cienkościennego odlewania pod przewodnictwem firm Boeing Co. i Alcoa. Jego celem jest zmniejszenie grubości ścianek o 40%, dzięki czemu otrzymany zostanie lekki komponent. Aby osiągnąć to zamierzenie, używa się super wydajnego odlewania podciśnieniowego, w którym wyciąga się powietrze z dysz, aby utworzyć próżnię 50 milibar. Pozwala to na łatwiejsze napełnianie formy, ale co ważniejsze, zmniejsza ilość uwięzionego powietrze i porowatość w stopie. Ponieważ w odlewie cienkościennym jest mniej powietrza i porowatości, stopy, których dotychczas nie można było poddawać obróbce cieplnej, mogą mieć „poprawione właściwości”. Super wydajne urządzenia do odlewania ciśnieniowego zaczęły być dostępne w Europie. Natomiast w amerykańskim przemyśle znajduje się modelowanie komputerowe. LIFT rozwija przy pomocy firm produkujących sprzęt i OEMs modelowanie komputerowe, które pozwala zoptymalizować stop i formę, poprzez ich sprawdzenie w symulacji komputerowej, dzięki zintegrowanej inżynierii obliczeniowej (ICME), która prowadzi do kolejnego milowego kroku w procesach materiałowych – nie tylko zdolności do przetwarzania, ale także modelowania z atomistycznych obliczeń i umożliwienia przewidywania właściwości, które otrzyma się za pomocą różnych metod przetwarzania.
ICME wystartowało zaledwie pięć lat temu, a już odgrywa w LIFT istotną rolę. Centrum dostarcza dostawcom oprogramowanie do opracowania modeli w ramach umów komercyjnych. Modele, które należą do firm członkowskich LIFT, uczestniczących i finansujących badania, są nieustannie modyfikowane, w celu uzyskania nowych właściwości produkcyjnych w stopach aluminiowych.
Zmodernizowane kowalstwo
Kiedyś przedmioty wykuwał kowal używając pieca, kowadła i młotka, aktualnie stosuje się do tego obróbkę termomechaniczną. Podczas topienia metalu producenci muszą kontrolować zarówno ogrzewanie jak i chłodzenie, a dzięki obróbce termomechanicznej formują materiał na gorąco. Proces ten wymaga bardziej złożonego modelowania, a prowadzony przez LIFT „Program dla stopów aluminium-litu” jest w czołówce tego sposobu. Gdy pożądane właściwości osiąga się w idealnych proporcjach w całej części, można ją zastosować do podwozia lub ramy.
Matryca
Trzeci projekt LIFT poszukuje lepszych sposobów konsolidacji aluminiowych kompozytów matrycowych. Jeśli możliwe będzie umieszczenie aluminium w drugiej fazie obróbki stopów, będzie można znacznie poprawić ich właściwości. Jednak w przypadku procesów wymagających wysokich temperatur do utworzenia komponentu, „przeszkoda była zbyt kosztowna”. Projekt LIFT przebiega po kosztach etapu konsolidacji wytwarzania kompozytów z aluminium metalu, a liderem branży w tej dziedzinie i liderem projektu jest Materion Corp.
Miejscowa deformacja arkuszy
Czwarty projekt dotyczący aluminium to formowanie przyrostowe (ISF). Zwykle części są wykonywane przez umieszczenie blachy w dużej prasie tłocznej lub głębokiej prasie rysującej, tworzącej cały arkusz na raz w matrycy. Części są wykonywane przez umieszczenie blachy w dużej prasie tłoczącej, albo w prasie do głębokiego rysowania, która tworzy cały arkusz w obrębie matrycy. Fabryka wytłaczająca części do samochodów produkująca 100000 części rocznie, nadal będzie potrzebowała dużej prasy. Jeśli jednak zamierza się tworzyć części do kilku tysięcy jednostek, ISF może zredukować inwestycje kapitałowe. Jedyną wadą tego rozwiązania jest dłuży czas potrzebny na formowanie. Jednakże druk 3D umożliwia tworzenie części o złożonej strukturze.
Walka z korozją
Ostatni projekt LIFT dotyczy korozji galwanicznej, występującej wtedy, gdy dwa różne metale stykają się (np. stal i aluminium). Zespół bada ten problem na poziomie mikrostruktury. Każdy metal ma różne fazy mikrostruktury, a każda faza ma różne elementy wewnątrz siebie. Naukowcy używają sprzętu do badania materiałów na poziomie mikroskopowym i modelowania na tym poziomie. Po raz pierwszy badacze zapewnią narzędzie do projektowania stopów i powłok powierzchniowych, celem zapobieganiu korozji. Oznacza to, że inżynierowie mogą zaprojektować strategię multimaterialną – AHSS, tytan, magnez itd.