חומרי מתכת כלכליים בגובה נמוך: יישום וניתוח של תעשיית האלומיניום

בגובה נמוך של 300 מטרים מעל הקרקע, מהפכה תעשייתית שהופעלה על ידי המשחק בין מתכת לכוח המשיכה מעצבת מחדש את דמיונה של האנושות לגבי השמיים. משאגת המנועים בפארק התעשייה של רחפנים בשנג'ן ועד לטיסת הניסוי המאוישת הראשונה בבסיס הניסויים eVTOL בחפיי, אלומיניום, עם הגנים הכפולים שלו של קל משקל וחוזק גבוה, הפך למשתתף מרכזי בשינוי זה. הוא לא רק תומך במבנה הפיזי של המטוס, אלא גם נושא את סיכויי העתיד של שוק טריליון הדולר.

חדירה מלאה לסצנה של חומרי אלומיניום
מרכיבים מבניים ועד מערכות אנרגיה

בתחום הכלכלה בגובה נמוך, השימוש באלומיניום עבר מזמן את ההבנה המסורתית. אם ניקח כדוגמה את דגם EH216-S של EH.US, הגוף העיקרי שלו עשוי מסגסוגת אלומיניום תעופתי 2024-T3, עם חוזק מתיחה של 470MPa, אך קל ב-60% מפלדה, ומאזן בצורה מושלמת את הסתירה בין כושר העמסה לסיבולת. מעטפת תא הנוסעים של הרחפנים החקלאיים מסדרת "Wind and Fire Wheel" של DJI עשויה מ...6061-T6סגסוגת אלומיניום, ויעילות פיזור החום של המנוע משופרת ב-30% באמצעות טכנולוגיית יציקה מדויקת באמצעות שיחול. יישום חדשני יותר צץ במערכת האנרגיה - Ningde Times (300750) פיתחה את "אחסון סוללות משולב מבוסס אלומיניום", המשלבסגסוגת אלומיניום 5083עם מודולי סוללות מצב מוצק כדי להגדיל את צפיפות האנרגיה ל-400 וואט-שעה/ק"ג. זה יושם על דגם V2000 של חברת Fengfei Aviation. 

החדשנות במעבדה מרשימה לא פחות. בנובמבר 2024, מכון המחקר COMAC בבייג'ינג והאוניברסיטה הפוליטכנית הצפון-מערבית הוציאו יחד סגסוגת ליתיום חדשה מאלומיניום C919A Li, בעלת צפיפות נמוכה ב-5% מסגסוגות אלומיניום מסורתיות ואורך חיים ארוך פי שלושה מתקופת עייפות. מתוכנן להיכנס לייצור המוני של קורת הכנף הראשית של רחפנים לוגיסטיים בשנת 2026. ציוד ההדפסה התלת-ממדית בלייזר אבקת סגסוגת אלומיניום של חברת Platinum Technology (688333) הפחית את משקלו של סוג מסוים של תושבת סרוו לרחפן מ-1.2 ק"ג ל-0.8 ק"ג, ושיעור הסמכת החלקים זינק מ-75% ל-92%. טכנולוגיה זו הופכת את תכנון אופטימיזציית הטופולוגיה לבלתי נשכח עוד.

מדיניות זירזה תהודה תעשייתית

יישום אלומיניום מזריק קרדיוטוני

"תוכנית הפעולה לפיתוח כלכלה בגובה נמוך (2024-2026)" שפורסמה בדצמבר 2024 דורשת בבירור כי "שיעור הערבות האוטונומי של סגסוגת אלומיניום לתעופה יעלה על 90% עד 2025", ויש להקים סובסידיות מיוחדות ב-15 ערי פיילוט. מחוז אנחווי הוביל את התגובה על ידי הפחתת מס הערך המוסף של מפעלי עיבוד עמוק של סגסוגות אלומיניום באזור ההדגמה הכלכלי בגובה נמוך של חפיי ב-50%, והקמת קרן תעשייתית של 20 מיליארד יואן שתתמקד בתמיכה בשינוי קווי ייצור אלומיניום לתעופה עבור מפעלים כמו Ankai Bus (000868). שנזן מתמקדת יותר בחדשנות טכנולוגית ומספקת סובסידיה של 150 יואן לקילוגרם ליצרני eVTOL המשתמשים בחלקי אלומיניום מודפסים בתלת מימד המיוצרים מקומית, מה שמקדם ישירות עלייה של 210% משנה לשנה בהזמנות עבור Platinum Technology ברבעון הראשון של 2025.

העתיד הדטרמיניסטי של שוק טריליון הדולר

עקומת עלות שחזור איטרציה טכנית 

על פי נתוני איגוד האלומיניום הבינלאומי (IAI), הביקוש העולמי לאלומיניום לתעופה מסחרית יגיע ל-5.8 מיליון טון בשנת 2024, עלייה של 30% משנה לשנה, כאשר נתח השוק של סין יעלה ל-40%. בהתמקדות בתת-המגזרים של הכלכלה בגובה נמוך, מכון GGII לטכנולוגיה מתקדמת מחשב כי צריכת חומרי האלומיניום בכלכלה בגובה נמוך תגיע ל-870,000 טון בשנת 2024, עם גודל שוק של 23.5 מיליארד יואן. צפוי כי היא תעלה על 1.25 מיליון טון עד 2025, המקבילה לגודל שוק של 32 מיליארד יואן וקצב צמיחה שנתי מצטבר של מעל 36%. ההבדל המבני הוא משמעותי, כאשר רחפנים לוגיסטיים צורכים 45% מפרופילי האלומיניום המחולקים מסדרה 6, בעוד שרחפנים מאוישים של eVTOL נשלטים על ידי סגסוגות אלומיניום מתקדמות מסדרה 7 (המהוות 30%), כאשר החלק הנותר מחולק בין ציוד מיוחד כגון רחפנים לגילוי מטאורולוגי.

איטרציה טכנולוגית משנה את עקומת העלויות. סגסוגת האלומיניום 7B50, שפותחה במשותף על ידי "Lightweight Alliance" בראשות COMAC ו-Yunhai Metal, מפחיתה את עובי החלקים בעלי דופן דקה מ-1.2 מ"מ ל-0.8 מ"מ מבלי לאבד חוזק על ידי הוספת כמויות זעירות של יסוד סקנדיום. טכנולוגיה זו יכולה להפחית את משקלו של רחפן לוגיסטי בודד ב-8 ק"ג. בהתבסס על ייצור צפוי של 100,000 יחידות עד 2025, טכנולוגיה זו לבדה יכולה לחסוך 800 טון של חומר אלומיניום. ראויה לציון עוד יותר היא החדשנות השיתופית בין חומרים ואנרגיה: טכנולוגיית הצימוד העדכנית ביותר של CATL, "Aluminum Solid State Battery", משלבת תאי סוללות ורכיבים מבניים, ומגדילה את שטח המטען של eVTOL ב-20%. פריצת דרך זו עשויה להצמיח שוק יישומים פונקציונליים של אלומיניום בשווי מיליארד דולר. 

כאשר שערי הכלכלה בגובה נמוך נפתחים על ידי מדיניות וטכנולוגיה, אלומיניום כבר אינו רק חומר גלם תעשייתי קר, אלא הפך למדד לשדרוג תעשייתי. החל מהרקומבינציה האטומית במעבדה, דרך המכבש החכם בפס הייצור, ועד למסלול הטיסה מעל השמיים, כל גרם של "הפחתת משקל" של אלומיניום כותב עתיד דמיוני יותר.