de.wedoany.com-Bericht: Forscher des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) des US-Energieministeriums haben eine 3D-gedruckte Aluminiumlegierung namens DuAlumin-3D entwickelt. Diese Legierung wurde speziell für Hochtemperaturanwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie im Automobilbau konzipiert und enthält die Elemente Cer, Nickel und Zirkonium. Vom Konzept bis zur Herstellung eines maßstabsgetreuen Prototyps eines Automobilkolbens vergingen weniger als drei Jahre, während herkömmliche Verfahren in der Regel 10 bis 20 Jahre benötigen.
DuAlumin-3D weist eine Fertigungsdichte von über 99,9 % auf und zeigt bei 400 °C die bisher beste Kriechfestigkeit unter den massiven Aluminiumlegierungen sowie eine hohe Ermüdungsbeständigkeit bei 350 °C. Seine Arbeitstemperatur liegt etwa 150 °C über der herkömmlicher Aluminiumlegierungen, wodurch es in Bereichen eingesetzt werden kann, die zuvor nur Titan, Stahl oder nickelbasierte Materialien ermöglichten. Gleichzeitig wiegt DuAlumin-3D nur halb so viel wie Titan, leitet Wärme jedoch fast sechsmal effizienter.
In der Luftfahrt könnte der Einsatz von DuAlumin-3D anstelle von Titan in Wärmetauschern das Gewicht jedes Flugzeugs um mehrere hundert Pfund reduzieren. Laut ORNL-Schätzungen könnten bei einer flächendeckenden Anwendung in der kommerziellen Flotte jährlich über 50 Millionen Gallonen Kerosin eingespart werden, was einem Wert von mehr als 120 Millionen US-Dollar entspricht. In Automobilanwendungen könnte der Ersatz bestehender Aluminiumlegierungen durch DuAlumin-3D die Spitzentemperatur im Zylinder um 50 bis 100 °C erhöhen und den thermischen Wirkungsgrad des Motors um bis zu 10 % steigern. Wenn zehn Prozent der US-Automobilindustrie diese Legierung einsetzen würden, könnten jährlich etwa 3 Milliarden US-Dollar an Kraftstoffkosten eingespart werden.
Im Jahr 2025 verwendete General Motors DuAlumin-3D in seinem leichten, hocheffizienten Mittelmotor-Lkw-Motor; das Projekt wurde mit dem R&D 100 Award ausgezeichnet. Das Advanced Materials and Manufacturing Technologies Office und das Vehicle Technologies Office des US-Energieministeriums unterstützten diese Forschung.
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