سبائك الألومنيوم وسبائك التيتانيوم، بسبب كثافتها المنخفضة الممتازة وقوتها الهيكلية، سواء باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد أو التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، تستخدم على نطاق واسع في مجال الطيران والسيارات وتصنيع الآلات وغيرها من المجالات، وخاصة في صناعة الطيران تحتل مكانة مهمة للغاية، المواد الهيكلية الرئيسية في صناعة الطيران.
التيتانيوم والألومنيوم كلاهما خفيف، ولكن هناك اختلافات. على الرغم من أن التيتانيوم أثقل بحوالي الثلثين من الألومنيوم من حيث الوزن، إلا أن قوته المتأصلة تعني أنه يمكن استخدام كمية أقل لتحقيق القوة المطلوبة. تُستخدم سبائك التيتانيوم على نطاق واسع في محركات الطائرات النفاثة والمركبات الفضائية المختلفة، كما أن قوتها وكثافتها المنخفضة يمكن أن تقلل من تكاليف الوقود. تبلغ كثافة سبائك الألومنيوم ثلث كثافة الفولاذ فقط، وهي المادة خفيفة الوزن الأكثر استخدامًا والأكثر شيوعًا في السيارات في هذه المرحلة. أظهرت الدراسات أنه يمكن استخدام سبائك الألومنيوم حتى 540 كجم في السيارة، وفي هذه الحالة ستفقد السيارة 40% من وزنها، ويعد الهيكل المصنوع بالكامل من الألومنيوم لسيارات أودي وتويوتا وغيرها من العلامات التجارية مثالًا جيدًا.
نظرًا لأن كلتا المادتين تتمتعان بقوة عالية وكثافة منخفضة، يجب مراعاة الاختلافات الأخرى عند تحديد السبيكة التي سيتم استخدامها.
القوة/الوزن: في المواقف الحرجة، يكون لكل جرام من الجزء أهمية، ولكن إذا كانت هناك حاجة إلى أجزاء ذات قوة أعلى، فإن التيتانيوم هو الخيار الأفضل. ولهذا السبب يتم استخدام سبائك التيتانيوم في تصنيع الأجهزة الطبية/المزروعات، وتجميعات الأقمار الصناعية المعقدة، والتركيبات والدعامات.
التكلفة: الألومنيوم هو المعدن الأكثر فعالية من حيث التكلفة للتصنيع أو الطباعة ثلاثية الأبعاد؛ على الرغم من أن تكلفة التيتانيوم مرتفعة، إلا أنه لا يزال بإمكانه تعزيز قفزة في القيمة. إن توفير الوقود للأجزاء خفيفة الوزن للطائرات أو المركبات الفضائية سيجلب فوائد كبيرة، في حين أن عمر خدمة أجزاء التيتانيوم أطول.
الخواص الحرارية: تتميز سبائك الألومنيوم بموصلية حرارية عالية وغالباً ما تستخدم لصنع المشعات؛ بالنسبة لتطبيقات درجات الحرارة المرتفعة، فإن نقطة الانصهار العالية للتيتانيوم تجعله أكثر ملاءمة، وتحتوي محركات الطائرات على عدد كبير من مكونات سبائك التيتانيوم.
مقاومة التآكل: يتمتع الألومنيوم والتيتانيوم بمقاومة ممتازة للتآكل.
إن مقاومة التيتانيوم للتآكل وتفاعله المنخفض تجعله المعدن الأكثر توافقًا حيويًا ويستخدم على نطاق واسع في مجال العلاج الطبي (مثل الأدوات الجراحية). Ti64 أيضًا مقاوم جدًا للبيئات المالحة وغالبًا ما يستخدم في التطبيقات البحرية.
سبائك الألومنيوم والتيتانيوم شائعة جدًا في تطبيقات الطيران. تتميز سبائك التيتانيوم بقوة عالية وكثافة منخفضة (حوالي 57٪ فقط من الفولاذ)، والقوة (القوة / الكثافة) أعلى بكثير من المواد الهيكلية المعدنية الأخرى، والتي يمكن أن تصنع أجزاء ذات قوة وحدة عالية وصلابة جيدة وخفيفة الوزن. يمكن تصنيع مكونات محرك الطائرة والهيكل العظمي والجلد والمثبتات ومعدات الهبوط من سبائك التيتانيوم. وقد وجد أن سبائك الألومنيوم مناسبة للعمل في بيئة أقل من 200 درجة مئوية، وتمثل مادة الألومنيوم المستخدمة في جسم طائرة إيرباص A380 أكثر من 1/3، كما تستخدم طائرة C919 عددًا كبيرًا من المحركات التقليدية عالية الأداء. مواد سبائك الألومنيوم. يمكن تصنيع جلد الطائرة، وإطار الفاصل، وأضلاع الجناح، وما إلى ذلك، من سبائك الألومنيوم.
المواد الرئيسية لجسم الطائرة: سبائك الألومنيوم، وسبائك التيتانيوم، والمواد المركبة، والسبائك الفائقة
