211service.com
Ny titantillverkningsprocess kan resultera i lättare flygplan
En ny process för att producera titan – en metall som används alltmer i flygplan för att minska vikt och bränsleförbrukning – är betydligt billigare och mindre energikrävande än konventionella metoder. Tekniken kan leda till att titan används för att minska vikten på bilar, vilket hjälper biltillverkare att uppfylla skärpta bränsleekonomiska regler.
Titan kräver normalt en betydande mängd energi att tillverka. Den konventionella metoden, kallad Kroll-processen, innefattar flera steg som kräver mycket höga temperaturer. Den nya processen, utvecklas av SRI International , tar färre steg, använder mindre energi och producerar titanpulver, snarare än göt. Pulvret kan pressas och smältas till något som är väldigt nära slutproduktens form, vilket minskar mängden bearbetning som krävs.
SRI:s process använder plasmabågar för att underlätta reaktioner mellan molekyler av väte och titanklorid, en kemikalie framställd av titanmalm. Bågar, som blixtar, knäcker vätet och producerar atomärt väte som lätt kan reagera, säger Barbara Heydorn, senior chef för Energy Center vid SRI. Reaktionerna ger titanånga som snabbt stelnar och bildar titanpulver.
Gränsvärden för koldioxidutsläpp i Europa har lett till ökad användning av titan i flygplan. Möjligheten att liknande regleringar införs i USA och oro över volatila bränslepriser ökar också användningen av titan i flygplan. Det lätta, korrosionsbeständiga materialet är idealiskt för vissa motordelar, inklusive fläktblad. Det fungerar också som ett kritiskt strukturmaterial i nyare flygplan som använder kolkompositmaterial, eftersom aluminiumet som vanligtvis används i flygplansstrukturer är oförenligt med kolkompositer (se Additiv tillverkning omformar flyget).
SRI har hittills visat en småskalig version av processen för att producera rent titan. Det arbetar för närvarande med en tvåstegsprocess för att förbättra avkastningen och sänka kostnaderna innan man försöker skala upp den.
SRI kan möta stora utmaningar för att få ut den nya processen på marknaden. Att införa en ny metallprocess är särskilt svårt, säger Donald Sadoway , professor i materialkemi vid MIT. Det krävs stora investeringar för att göra kostnadseffektiva bearbetningsanläggningar, säger han, och det kan vara svårt att få finansiering för ny teknik eftersom de står inför den utbredda uppfattningen att metallindustrin är mogen och att de optimala processerna har upptäckts.