แนวโน้มการพัฒนาเทคโนโลยีการหล่อที่มีความแม่นยำระดับสูง

จากคอลเลคชันของคุณ Chen Bing

การหล่อที่มีความแม่นยำสูง หรือการหล่อที่มีความแม่นยำสูงซึ่งมีมูลค่าเพิ่มสูง ซึ่งเกี่ยวข้องกับการบินและอวกาศ อาวุธ กังหันก๊าซอุตสาหกรรม และส่วนสำคัญอื่นๆ จะต้องค่อยๆ มีความหลากหลาย ข้อกำหนด ไม่ว่าจะเป็นคุณภาพด้านโลหะหรือรูปลักษณ์ที่เป็นที่ต้องการอย่างมาก ในบทความนี้ เป็นเพียงตัวอย่างทั่วไปบางประการของประวัติการพัฒนาและแนวโน้มที่จะแนะนำโดยย่อ

อุตสาหกรรมกลาโหม

 1、ใบพัดกังหันเครื่องยนต์อากาศยาน

ส่วนหลักของเครื่องยนต์การบินสมัยใหม่ (หรือเครื่องยนต์ไอพ่น) ส่วนใหญ่ประกอบด้วยสามส่วน ได้แก่ แรงดัน ห้องเผาไหม้ และกังหัน (รูปที่ 1) สิ่งที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการหล่อที่แม่นยำคือเครื่องยนต์แรงดันหลังจากใบพัดและใบพัดกังหันหลายขั้นตอน รวมถึงใบพัดแบบคงที่ (ใบพัดนำ) และใบพัดแบบไดนามิก (ใบพัดทำงาน) ประเภทและการใช้งานของเครื่องบินที่แตกต่างกัน ความต้องการของเครื่องยนต์ไม่เหมือนกัน แต่มีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกัน นั่นคือ ปรับปรุงอัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนักอย่างต่อเนื่อง และลดการใช้เชื้อเพลิง ด้วยเหตุนี้ การปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงความร้อนจึงเป็นกุญแจสำคัญ และมาตรการทางเทคนิคหลักในการปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงความร้อนนั้นไม่มีอะไรมากไปกว่าการเพิ่มอัตราส่วนแรงดันของเครื่องอัดแรงดันและอุณหภูมิขาเข้าด้านหน้ากังหัน (รูปที่ 1) ผลลัพธ์ที่ได้จะทำให้อุณหภูมิทั้งระบบสูงขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ส่วนที่เกี่ยวข้อง โดยเฉพาะอุณหภูมิในการทำงานของใบพัดกังหันก็สูงขึ้นเรื่อยๆ อุณหภูมิในการทำงานของใบพัดกังหันระดับเฟิร์สคลาสนั้นเทียบเท่ากับอุณหภูมิทางเข้าของกังหันโดยประมาณ และอุณหภูมิทางเข้าของกังหันในปัจจุบันของเครื่องยนต์อากาศยานที่ทันสมัยที่สุดนั้นสูงถึง 1,700 ℃ อย่างไม่น่าเชื่อ ซึ่งเกินจุดหลอมเหลวของค่านิกเกิลที่สูง - โลหะผสมอุณหภูมิประมาณ 300 ℃

ตามหลักการพื้นฐานของโลหะวิทยา ขอบเขตของเกรนเป็นจุดเชื่อมโยงที่อ่อนแอที่อุณหภูมิสูง ดังนั้นพื้นที่ขอบเขตของเกรนของวัสดุโลหะผสมของใบพัดกังหันจึงมีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ ตั้งแต่การพัฒนาผลึกที่เท่ากัน (1950S) ไปจนถึงทิศทางของ ทิศทางความเค้นหลักของคริสตัลเรียงเป็นแนวเรียงเป็นแนวขนานกับทิศทางของความเค้นหลัก (1970S) อุณหภูมิการทำงานของใบมีดก็เพิ่มขึ้นจาก 900 เป็น 1,000 ℃เป็น 1,000 ถึง 1100 ℃ และวิธีการหล่อก็สอดคล้องกันจากการหลอมสูญญากาศธรรมดา - การหล่อพัฒนาไปสู่การแข็งตัวแบบทิศทางจนกระทั่งการหล่อแบบผลึกเดี่ยว (รูปที่ 2 และ 3)

ประเทศต่างๆ ที่พัฒนาองค์ประกอบทางเคมีของโลหะผสมผลึกเดี่ยวนั้นไม่เหมือนกัน แต่โดยพื้นฐานแล้วโครงสร้างจุลภาคนั้นเหมือนกัน นั่นคือสารละลายของแข็งที่ใช้นิกเกิลที่มีเฟส γ เป็นสารตั้งต้น เป็นเฟสที่มีอุณหภูมิสูงลูกบาศก์ γ 'ฝังอยู่ในนั้น ( รูปที่ 4) จนถึงตอนนี้ การวิจัยและพัฒนาโลหะผสมคริสตัลเดี่ยวได้มีประสบการณ์มาแล้วหนึ่ง สอง สามชั่วอายุคน ขณะนี้กำลังเข้าสู่ขั้นตอนการวิจัยและพัฒนารุ่นที่สี่ ห้า และแม้แต่รุ่นที่หก และกำลังเคลื่อนไปสู่การใช้อุณหภูมิที่เป้าหมาย 1150 ℃ . แม้จะมีความพยายามอย่างไม่หยุดยั้งมานานหลายทศวรรษ แต่จากมุมมองของโลหะผสมเพียงอย่างเดียว อุณหภูมิในการให้บริการยังไม่เกิน 1150 ℃ อย่างไรก็ตาม ข้อกำหนดอุณหภูมิขาเข้าของกังหันเครื่องยนต์อากาศยานล่าสุดอยู่ที่ 1,700°C ซึ่งต่างกันเกือบ 600°C จะชดเชยช่องว่าง 600 ℃นี้ได้อย่างไร? ในปัจจุบัน ส่วนใหญ่ด้วยความช่วยเหลือของสองมาตรการทางเทคนิค ได้แก่ การระบายความร้อนด้วยอากาศภายในใบมีดและการเคลือบแผงกั้นความร้อนภายนอกใบมีด เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการระบายความร้อนของอากาศอย่างต่อเนื่อง ช่องระบายความร้อนภายในของใบมีดจะต้องคดเคี้ยว เพื่อให้ความเย็นทั่วทั้งส่วนของร่างกายใบ โดยเฉพาะขอบของไอดีและไอเสีย ส่งผลให้รูปทรงโครงสร้างที่ซับซ้อนและซับซ้อนมากขึ้นสำหรับแกนเซรามิกที่ก่อตัวเป็นโพรงภายใน (รูปที่ 5) เนื่องจากคุณสมบัติการตีขึ้นรูปและการตัดเฉือนที่ไม่ดีของโลหะผสมอุณหภูมิสูงเกือบทั้งหมด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีโพรงภายในที่ซับซ้อน (ช่องระบายความร้อน) การหล่อที่มีความแม่นยำจึงสมควรกลายเป็นวิธีการขึ้นรูปเพียงวิธีเดียวสำหรับใบพัดกังหันของเครื่องยนต์อากาศยานจนถึงปัจจุบัน

กล่าวโดยย่อคือการเคลือบกั้นความร้อนคือการเคลือบฉนวนความร้อนซึ่งเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่พัฒนาขึ้นเมื่อปลายศตวรรษที่ผ่านมาเท่านั้น โครงสร้างพื้นฐานประกอบด้วยสองชั้น ชั้นบนสุดเป็นเซรามิกที่มีค่าการนำความร้อนเล็กน้อย และชั้นกาวที่ออกแบบมาเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันของซับสเตรตและยึดติดแน่น (รูปที่ 6) วิธีแรกก่อตัวขึ้นโดยวิธีการสะสมไอทางกายภาพเป็นหลัก เช่น ลำแสงอิเล็กตรอนหรือพลาสมา ในขณะที่วิธีหลังเกิดจากการสะสมไอสารเคมี ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนโดยรวมของสารเคลือบควรตรงกับค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของวัสดุพื้นผิวเพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่แตกร้าวและหลุดล่อนออกที่อุณหภูมิสูงถึง 1,700°C ควรเคลือบวัสดุพื้นผิวด้วย รูปที่ 7 แสดงใบพัดกังหันกลวงที่มีการเคลือบกั้นความร้อน

2、ส่วนประกอบโครงสร้างบูรณาการขนาดใหญ่

ลักษณะทั่วไปของเครื่องยนต์อากาศยานจะแสดงในรูปที่ 8 โครงสร้างประกอบด้วยช่องต่างๆ จำนวนมาก ซึ่งมักเรียกกันว่า "นิตยสาร" โดยทั่วไปจะไม่มีการหล่อหลังจากห้องเผาไหม้ ในขณะที่ส่วนที่อัดแรงดันของรูปร่างที่ซับซ้อนมากของแม็กกาซีนมักจะผ่านการหล่อแบบหล่อเท่านั้น อัตราส่วนการเพิ่มของความต้องการที่เพิ่มขึ้นของอุณหภูมิการทำงานของเครื่องอัดอากาศที่มีแรงดันยังคงเพิ่มขึ้น ดังนั้นวิธีการขึ้นรูปของนิตยสารเหล่านี้จากอลูมิเนียม การหล่อทรายโลหะผสมแมกนีเซียม (1950s ~ 1960s การพัฒนาแผ่นโลหะสแตนเลส - เชื่อมกับโลหะผสมไททาเนียมในปัจจุบัน หรือการหล่อโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง รูปที่ 9 แสดงนิตยสารโลหะผสมไทเทเนียมขนาดใหญ่ที่ผลิตโดย PCC และรูปที่ 10 และ 11 แสดงนิตยสารโลหะผสมไทเทเนียมและแม่พิมพ์ขี้ผึ้งที่ผลิตโดย Howmet ตามลำดับ

เนื่องจากโลหะผสมไททาเนียมมีความแข็งแรงจำเพาะและความแข็งจำเพาะสูงกว่าโลหะผสมอื่นๆ ส่วนประกอบโครงสร้างที่ซับซ้อนผนังบางขนาดใหญ่ของโลหะผสมไททาเนียมจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในส่วนประกอบโครงสร้างรับน้ำหนักขนาดใหญ่ของเครื่องบิน (รูปที่ 12) และตัวเรือขีปนาวุธ (รูปที่ 13) ) ตั้งแต่ปี 1970

3、 การหล่อโลหะผสมอลูมิเนียมที่มีความแม่นยำพร้อมโครงสร้างที่สมบูรณ์

การหล่อเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในชั้นวาง เฟรม ฐาน และหม้อน้ำสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และโทรคมนาคม ฯลฯ รูปที่ 14 แสดงตัวอย่างทั่วไปบางส่วน การหล่อโลหะผสมอะลูมิเนียมที่มีโครงสร้างครบถ้วน

 กังหันก๊าซอุตสาหกรรม

การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกกลายเป็นความท้าทายที่สำคัญสำหรับมวลมนุษยชาติ ไม่ต้องสงสัยเลยว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมากที่สุดถูกปล่อยออกมาจากโรงไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริก (ความร้อน) ทั่วโลกอย่างไม่ต้องสงสัย โดยทั่วไป การผลิตไฟฟ้าพลังความร้อนจัดประเภทเป็นเชื้อเพลิงถ่านหิน เชื้อเพลิงน้ำมัน หรือก๊าซธรรมชาติ ขึ้นอยู่กับเชื้อเพลิงที่ใช้ การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ต่อหน่วยความร้อนที่เกิดจากทั้งสามระบบนี้แตกต่างกันมาก โดยมีค่าสัมพัทธ์ 1.00, 0.76 และ 0.53 ตามลำดับ ซึ่งหมายความว่าการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะลดลงประมาณครึ่งหนึ่งหากเปลี่ยนการผลิตไฟฟ้าจากถ่านหินแบบเดิมทั้งหมด โดยการผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติ ดังที่เราทุกคนทราบกันดีว่าในปัจจุบันอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าพลังความร้อนของจีนยังคงเป็นกังหันไอน้ำที่ใช้ถ่านหินเป็นส่วนใหญ่ จากมุมมองของการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้า ประเทศอุตสาหกรรมได้เปลี่ยนมาใช้กังหันก๊าซที่ใช้น้ำมันหรือเชื้อเพลิงมานานแล้ว แก๊ส. ไม่เพียงแต่อุปกรณ์ผลิตไฟฟ้า กำลังของเรือ และปั๊มเชิงกลกำลังสูง เครื่องอัดแรงดัน และอุปกรณ์อื่นๆ เท่านั้นที่ขับเคลื่อนด้วยกังหันก๊าซเช่นกัน ดังนั้นเกือบทุกประเทศอุตสาหกรรม กังหันก๊าซเป็นหนึ่งในตลาดหลักของอุตสาหกรรมการหล่อที่มีความแม่นยำ ยอดขายคิดเป็นประมาณหนึ่งในสามของส่วนแบ่งการตลาด น่าเสียดาย ด้วยเหตุผลหลายประการ จนถึงขณะนี้อุตสาหกรรมกังหันก๊าซของจีนยังอยู่ในระดับการพัฒนาที่ค่อนข้างต่ำ รวมถึงใบพัดกังหัน รวมถึงส่วนประกอบสำคัญหลายประการยังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนา การบัญชีสำหรับสัดส่วนส่วนแบ่งตลาดการหล่อแบบแม่นยำนั้นน้อยมาก

ในความเป็นจริง หลักการทำงานและโครงสร้างของกังหันก๊าซอุตสาหกรรมโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับเครื่องยนต์การบิน และส่วนหลักยังประกอบด้วยสามส่วน เช่น เครื่องเพิ่มแรงดัน ห้องเผาไหม้ และกังหัน (รูปที่ 15) ดังนั้น เทคโนโลยีการหล่อแบบละเอียดขั้นสูงจำนวนมากที่ใช้ในเครื่องยนต์การบิน เช่น การแข็งตัวตามทิศทาง การหล่อแบบผลึกเดี่ยว การระบายความร้อนของใบพัด และการเคลือบแผงกั้นความร้อน ได้ถูกปลูกถ่ายไปยังกังหันก๊าซในปริมาณมาก เช่นเดียวกับเครื่องยนต์อากาศยาน ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของกังหันก๊าซเกี่ยวข้องโดยตรงกับอุณหภูมิทางเข้าของด้านหน้ากังหัน ตัวอย่างเช่น สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบวงจรรวมแบบดั้งเดิมที่ได้รับความนิยมในโลก อุณหภูมิทางเข้าด้านหน้าของกังหันคือ 1100~1300°C และประสิทธิภาพเชิงความร้อนอยู่ที่ 43%~48%; ในขณะที่อุณหภูมิทางเข้าด้านหน้ากังหันก๊าซชนิดใหม่คือ 1,500 ℃ และประสิทธิภาพเชิงความร้อนคือ 52% และค่าเป้าหมายของประสิทธิภาพเชิงความร้อนของกังหันก๊าซประสิทธิภาพสูงพิเศษในกระบวนการวิจัยและพัฒนาคือ 56%~60% และอุณหภูมิขาเข้าด้านหน้าของกังหันจะเพิ่มขึ้นอีกเป็น 1,700 ℃

แม้ว่าข้อกำหนดของกังหันก๊าซอุตสาหกรรมในแง่ของอัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนักจะไม่สูงเท่ากับข้อกำหนดของเครื่องยนต์อากาศยาน แต่ความยากอยู่ที่ขนาดใหญ่ รูปที่ 16 แสดงใบพัดกังหันหลักและรองของกังหันก๊าซอุตสาหกรรม MS9001FA ของ GE ซึ่งมีความยาว 43 ซม. และ 56 ซม. และมวล 13.5 กก. และ 12.6 กก. ตามลำดับ รูปที่ 17 แสดงส่วนพัดลมของใบพัดกังหันที่มีความยาว 60 ซม. และมวล > 60 กก. มีรายงานด้วยว่าความยาวการออกแบบของใบพัดกังหันกังหันก๊าซอุตสาหกรรมนั้นสูงถึง 90 ซม. รูปที่ 18 แสดงใบพัดกังหันผลึกเดี่ยวยาว 30 ซม. ซึ่งประสบความสำเร็จในการพัฒนาโดย Mitsubishi Heavy Industries ในญี่ปุ่นในปี 2554 รูปที่ 19 แสดงแม่พิมพ์ขี้ผึ้งในกระบวนการกด รูปที่ 20 แสดงแกนเซรามิก (ว่าง) ที่กำลังตัดแต่ง

 เครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จเจอร์ของรถยนต์

วัตถุประสงค์ดั้งเดิมของการติดตั้งเทอร์โบชาร์จเจอร์ในรถยนต์คือการใช้ก๊าซไอเสียจากเครื่องยนต์อย่างเต็มที่เพื่อขับเคลื่อนกังหันเทอร์โบชาร์จเจอร์ให้หมุน ซึ่งจะขับเคลื่อนใบพัดของคอมเพรสเซอร์โคแอกเซียลเพื่ออัดอากาศและจ่ายให้กับเครื่องยนต์ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มกำลังเครื่องยนต์และแรงบิดเพื่อให้บรรลุผลในการลดการใช้เชื้อเพลิงและทำให้ก๊าซที่ปล่อยออกมาสะอาดขึ้น (รูปที่ 21 และ 22)

โดยทั่วไปแล้ว เครื่องยนต์ดีเซลของรถยนต์นั่งส่วนบุคคลจะปล่อยก๊าซไอเสียที่อุณหภูมิสูงสุดประมาณ 850°C ในขณะที่เครื่องยนต์เบนซินสามารถปล่อยก๊าซไอเสียได้สูงถึง 1,050°C ดังนั้น กังหันจึงมักจะหล่ออย่างแม่นยำจากโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงซึ่งมีนิกเกิล เช่น 713C หรือ MarM เทคโนโลยีการหล่อแบบต้านแรงโน้มถ่วง (การหล่อแบบสุญญากาศ) ที่ได้รับสิทธิบัตรของบริษัท Hitchiner Manufacturing Co., Inc. ในสหรัฐอเมริกา (รูปที่ 23) ถือเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการผลิตผลิตภัณฑ์ดังกล่าว ในทางกลับกัน ใบพัดคอมเพรสเซอร์ด้านหน้าไม่ทำงานที่อุณหภูมิสูง และมักทำจากการหล่อแบบแม่นยำชนิดปูนปลาสเตอร์อะลูมิเนียมอัลลอยด์ โดยทั่วไปใบพัดและกังหันซุปเปอร์ชาร์จเจอร์มีขนาดเล็ก แต่มีความเร็วในการหมุนสูงมาก สูงถึง 250,000 รอบต่อนาทีหรือมากกว่า ส่งผลให้มีข้อกำหนดด้านคุณภาพที่เข้มงวดมากสำหรับใบพัดทั้งสองนี้ แม้ว่าจะมีผู้ผลิตในประเทศหลายรายที่ผลิตใบพัดทั้งสองนี้ แต่การผลิตตามความต้องการทั้งหมดไม่ได้คิดเป็นสัดส่วนที่มาก

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การใช้เครื่องยนต์ขนาดเล็กที่มีเทอร์โบชาร์จเจอร์เพื่อทดแทนเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ที่ดูดอากาศตามธรรมชาติได้กลายเป็นกระแสนิยมในยุโรป เนื่องจากการเรียกร้องที่เพิ่มมากขึ้นให้ลดการใช้เชื้อเพลิงและคุณภาพอากาศในเมืองที่ดีขึ้น และในปีฐาน 2011 อัตราการติดตั้ง ของซูเปอร์ชาร์จเจอร์จะเพิ่มขึ้นสองเท่าหรือมากกว่านั้นภายในปี 2559 คิดเป็นมากถึง 76% ของทั้งหมด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากประเทศในยุโรป เครื่องกำเนิดไฟฟ้ายานยนต์ส่วนใหญ่เป็นเครื่องยนต์ดีเซล การติดตั้งเทอร์โบชาร์จเจอร์เพียงอย่างเดียวจึงไม่เพียงพอที่จะเป็นไปตามมาตรฐานการปล่อยมลพิษของยานพาหนะของสหภาพยุโรปที่ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง แต่ยังต้องติดตั้งทั้งระบบไอดีและไอเสียเพื่อลด PM2.5 และ NOx และการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายอื่น ๆ หลายชิ้นส่วนในระบบ วัสดุส่วนใหญ่เป็นสแตนเลส ซึ่งมีรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน ผนังบาง และความต้องการความแม่นยำของมิติที่มีลักษณะสูงกว่า เหมาะมากสำหรับการขึ้นรูปด้วยวิธีหล่อที่มีความแม่นยำ ซึ่งทำให้การหล่อที่มีความแม่นยำของยานยนต์มีสัดส่วนการขยายตัวอย่างรวดเร็วของ ส่วนแบ่งการตลาดจาก 5% ในปี 2547 เป็น 16% ในปี 2554 ในช่วงเวลาเดียวกันในญี่ปุ่น จาก 24% เพิ่มขึ้นเป็น 43% แม้ว่าการหล่อที่แม่นยำของระบบอัดบรรจุอากาศและระบบไอเสียของรถยนต์ แต่จากมุมมองทั่วไปในตลาดการหล่อที่มีความแม่นยำสามารถนับเป็นผลิตภัณฑ์ระดับกลางเท่านั้น แต่เนื่องจากความต้องการของตลาด สำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมการหล่อที่มีความแม่นยำของจีน โอกาสที่หายาก ในศตวรรษที่ 21 สามเหลี่ยมปากแม่น้ำแยงซีของจีน ทะเล Bohai และพื้นที่อื่น ๆ ขององค์กรการหล่อที่มีความแม่นยำหลายแห่ง อาศัยการปฏิรูปและการเปิดกว้างเพื่อให้เกิดความได้เปรียบด้านนโยบายและภูมิศาสตร์ ไม่ต้องเสียเวลาในการคว้าโอกาสที่จะทำให้ส่วนหนึ่งของการหล่อที่มีความแม่นยำนี้ ผลิตภัณฑ์ในพื้นที่เหล่านี้ได้ตั้งถิ่นฐานและพัฒนาอย่างรวดเร็วสู่ตลาดผลิตภัณฑ์ใหม่ในเวลาเดียวกันไม่ว่าจากการจัดการขององค์กรไปจนถึงการประมวลผลเทคโนโลยีและอุปกรณ์ แต่ยังอยู่บนพื้นฐานของต้นฉบับเพื่อปรับปรุงขั้นตอน เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่าเครื่องยนต์ของรถยนต์ในประเทศถึงแม้ว่ารถยนต์นั่งส่วนบุคคลจะยังคงถูกครอบงำโดยเครื่องยนต์เบนซิน แต่รถยนต์บรรทุกสินค้ากลับถูกครอบงำโดยเครื่องยนต์ดีเซล ด้วยการปรับปรุงข้อกำหนดคุณภาพอากาศของจีนอย่างค่อยเป็นค่อยไป เทอร์โบชาร์จเจอร์และอุปกรณ์สนับสนุนจะก่อให้เกิดตลาดภายในประเทศใหม่อย่างรวดเร็ว จะเป็นการพัฒนาอุตสาหกรรมการหล่อที่มีความแม่นยำของจีน จากนั้นจะเพิ่มพลังการพัฒนาคลื่นลูกใหม่

การลดความหนาแน่นของชิ้นส่วนที่หมุนได้ของซูเปอร์ชาร์จเจอร์มีผลดีต่อประสิทธิภาพของเครื่องยนต์และการตอบสนองชั่วคราว ความถ่วงจำเพาะของโลหะผสมไทเทเนียม-อลูมิเนียม (TiAl) อยู่ที่ 4.2 และโลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก (713 C) อยู่ที่ 7.9 ดังนั้นหากความถ่วงจำเพาะแบบแรกแทนที่จะเป็นอย่างหลัง มวลจะลดลงเกือบครึ่งหนึ่ง (47%) จึงช่วยลด ความเฉื่อยของกังหันทำให้เวลาตอบสนองของแรงบิดเพิ่มขึ้นสั้นลง เพื่อให้สามารถปรับปรุงลักษณะการตอบสนองชั่วคราวของเทอร์โบชาร์จเจอร์ได้ จากข้อมูลของบริษัท Daido Casting Co. (Daido Casting Co.) ของญี่ปุ่น พบว่าการใช้การผสมผสานระหว่างการหลอมแบบแขวนลอยและการหล่อแบบสุญญากาศ ส่งผลให้สามารถหล่อกังหันเทอร์โบชาร์จเจอร์โลหะผสมไทเทเนียม-อะลูมิเนียม และนำไปผลิตจำนวนมากได้ รูปที่ 24 สำหรับหลักการของการหลอมสารแขวนลอย (ซ้าย) และแหล่งหลอมละลาย (ขวา) รูปที่ 25 สำหรับการหลอมสารแขวนลอย - แผนผังอุปกรณ์หล่อแบบดูดสุญญากาศ

   ไทเทเนียมอลูมิเนียมการหล่อโลหะผสมที่มีความแม่นยำ

โลหะผสมไทเทเนียม-อลูมิเนียมเป็นสารประกอบระหว่างโลหะที่มีความหนาแน่นต่ำ คุณสมบัติทางกลที่อุณหภูมิสูงที่ดีและทนต่อการเกิดออกซิเดชัน ซึ่งสามารถนำมาใช้แทนโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงบางชนิดและวัสดุที่ทนต่ออุณหภูมิสูงอื่นๆ ในการบินและอวกาศ กังหันก๊าซอุตสาหกรรม และอุตสาหกรรมยานยนต์ . ผลการทดสอบคุณสมบัติทางกลพิสูจน์ได้ว่ามีความต้านทานการคืบคลานสูงและทนต่อความล้าได้ดีเยี่ยมที่ 760 ℃ แต่วัสดุดังกล่าวมีความเปราะ การยืดตัวที่อุณหภูมิห้องน้อยกว่า 2% ความต้านทานต่อแรงกระแทกและประสิทธิภาพการยืดตัวของรอยแตกร้าวไม่ดี ดังนั้นการหล่อแบบตายตัวจึงกลายเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการขึ้นรูปวัสดุดังกล่าว นับตั้งแต่ทศวรรษที่ 90 ของศตวรรษที่ผ่านมา มีการใช้มากขึ้นเรื่อยๆ แทนโลหะผสมนิกเกิลที่มีอุณหภูมิสูงเพื่อผลิตใบพัดกังหันก๊าซอุตสาหกรรม (รูปที่ 26a) กังหันแบบหล่อทั้งหมด (รูปที่ 26b) ใบพัดเครื่องยนต์อากาศยาน (รูปที่ 26c) ยานยนต์ วาล์วไอดีและไอเสียของกระบอกสูบเครื่องยนต์สันดาปภายในและผลิตภัณฑ์อื่น ๆ