بمليارات الدولارات.. تقنية تحول خردة السيارات إلى سبائك فائقة القوة

سبائك الألمنيوم RidgeAlloy تمثل خطوة رئيسية في عالم التصنيع المستدام، حيث طور باحثو مختبر أوك ريدج الوطني التابع لوزارة الطاقة الأمريكية هذه السبائك لتحويل خردة هياكل السيارات المنخفضة الجودة إلى مكونات هيكلية قوية ودائمة. يأتي هذا الابتكار لتعزيز الإنتاج المحلي، وتقليل الاعتماد على المواد الأولية الباهظة التكلفة والمستهلكة للطاقة الكثيفة؛ فبدلاً من تصدير الخردة أو استخدامها في تطبيقات ضعيفة، يصبح بإمكان الصناعة الاستفادة منها مباشرة، مما يفتح آفاقاً جديدة للاقتصاد الدائري في قطاع السيارات.

كيف غيّرت سبائك الألمنيوم RidgeAlloy عملية إعادة التدوير؟

في ظل التوقعات بتدفق كميات هائلة من خردة الألمنيوم خلال السنوات العشر القادمة، خاصة مع اقتراب نهاية دورة حياة السيارات الثقيلة مثل شاحنة فورد F-150، أصبحت سبائك الألمنيوم RidgeAlloy حلاً عملياً لمواجهة هذا التحدي. تشير التقديرات إلى إنتاج نحو 350 ألف طن سنوياً من هذه الخردة في أمريكا الشمالية، والتي غالباً ما تُهدر من خلال تصنيع مسبوكات رديئة أو تصديرها؛ هنا يبرز دور السبيكة الجديدة في استغلال هذه الموارد محلياً، مع الحفاظ على خصائص ميكانيكية عالية. استخدم الفريق أدوات حوسبة متقدمة وتحليل نيوتروني لصياغة تركيبات معدنية متوازنة، تجمع بين القوة والمرونة ومقاومة التآكل، مما يجعل عملية الإعادة التدوير أكثر كفاءة وأقل تكلفة.

فوائد سبائك الألمنيوم RidgeAlloy في استهلاك الطاقة والتصنيع

أكد أميت شيام، رئيس مجموعة سلوك وتصميم السبائك في المختبر، أن سبائك الألمنيوم RidgeAlloy تقلل استهلاك الطاقة بنسبة تصل إلى 95% مقارنة بالإنتاج الأولي، من خلال الاعتماد الكلي على الخردة المعاد تدويرها. تم اختبار هذه السبائك في ظروف صناعية حقيقية، حيث صُبّت في قطع هيكلية بتقنية الضغط العالي، وأظهرت قدرتها على التعامل مع نسب مرتفعة من الشوائب مثل الحديد والسيليكون دون فقدان الجودة. قال أليكس بلوتكوفسكي، قائد فريق الحوسبة المترابطة، إن الفريق نجح في إنتاج أجزاء متوسطة الحجم كخطوة أولى نحو تطبيقات أكبر؛ هذا النهج يعيد تشكيل سلسلة التوريد، ويقلل من الاعتماد على الاستيراد، مع تعزيز الاستدامة البيئية.

لتوضيح الخطوات الرئيسية في تطوير سبائك الألمنيوم RidgeAlloy، إليك العناصر الأساسية:

• تحليل هيكل الخردة باستخدام النيوترونات لتحديد التركيبات الأمثل.
• الحوسبة عالية الإنتاجية لمحاكاة خصائص السبائك قبل التصنيع.
• صب القطع في بيئة الضغط العالي لاختبار المتانة والموثوقية.
• تقييم الأداء في تطبيقات هيكلية حقيقية لضمان التوافق الصناعي.
• توسيع التطبيقات إلى قطاعات أخرى مثل الطيران والمعدات الزراعية.

تأثير سبائك الألمنيوم RidgeAlloy على الصناعات المتنوعة

يمتد تأثير سبائك الألمنيوم RidgeAlloy إلى ما وراء قطاع السيارات، حيث يمكن تطبيقها في المعدات الصناعية، الزراعية، الطيران، والمركبات البرية والبحرية، بالإضافة إلى مولدات الطاقة المحمولة. وفقاً لتقديرات المختبر، قد تغطي هذه السبائك نصف إنتاج الألمنيوم الأولي في الولايات المتحدة بحلول أوائل الثلاثينيات، مما يوفر التكاليف ويقلل الانبعاثات؛ أكد آلن هاينز، مدير برنامج المعادن الخفيفة، أن الفريق استفاد من القدرات البحثية المتقدمة لتحقيق تقدم نوعي في مواد السيارات خفيفة الوزن. دعم هذا العمل برنامج المعادن الخفيفة بمكتب تقنيات المركبات التابع للوزارة، بدعم من خبراء متعددين.

للمقارنة بين الإنتاج التقليدي والجديد، يلخص الجدول التالي الاختلافات الرئيسية:

مع تزايد الخردة المتاحة، يبدو أن سبائك الألمنيوم RidgeAlloy ستعيد رسم خريطة التصنيع في أمريكا الشمالية، محولة النفايات إلى موارد قيمة بفعالية.