Reka bentuk aeroangkasa memacu pembangunan bahan termaju dalam pembuatan aditif

Memandangkan industri aeroangkasa meneruskan pemulihannya yang meningkat, reka bentuk pesawat generasi akan datang terus maju dengan jangkaan yang lebih tinggi berbanding sebelum ini. Pesawat baharu seharusnya lebih ringan, lebih pantas, lebih selamat, lebih kuat, dan sudah tentu, lebih kos efektif daripada yang mereka gantikan. Aliran makro dalam industri penerbangan memacu kemajuan teknologi dalam komponen terkecil mesin terbang.

Kenderaan aeroangkasa memerlukan setiap komponen dioptimumkan untuk berat, prestasi dan kefungsian. Pembuatan aditif, atau percetakan 3D, telah menjadi terkenal dalam dua bidang pertama. Dengan kerumitan yang dipisahkan daripada kos pembuatan, bahagian kompleks boleh direka bentuk untuk mengurangkan berat tanpa mengorbankan prestasi, sesuatu yang kaedah pembuatan tradisional tidak dapat dipadankan. Alat ganti yang dihasilkan secara tambahan telah membuktikan prestasi dan semakin banyak digunakan pada platform aeroangkasa, termasuk kapal angkasa Boeing CST-100. Tetapi apakah peranan yang dimainkan oleh pembuatan aditif dalam menyediakan penyelesaian bahagian pelbagai fungsi? Apakah yang diperlukan daripada kurungan ringkas atau panel tertutup di luar prestasi mekanikal dan persekitaran bahan sedia ada? Bolehkah kita membuat bahagian pelbagai fungsi?

Hexcel telah mengumpulkan pasukan HexAM® Pembuatan Tambahan dan pasukan produk Kawalan Gangguan Frekuensi Radionya untuk menyiasat komponen cetakan 3D serba boleh yang memenuhi keperluan aeroangkasa. Hasil kerjasama itu ialah HexPEKK® EM, yang meningkatkan sifat elektromagnet teknologi HexAM® yang terbukti. Sebagai ahli terbaharu portfolio bahan HexPEKK®, HexPEKK® EM menyediakan keupayaan untuk menghasilkan tambahan bahagian pengeluaran serba boleh yang memenuhi keperluan prestasi mekanikal dan elektromagnet.

Sistem elektronik yang kompleks dalam industri aeroangkasa dan pertahanan terus meningkat dalam prestasi dan keupayaan sambil beroperasi dalam julat frekuensi yang lebih banyak berbanding sebelum ini. Walaupun peningkatan prestasi memberi manfaat kepada pesawat secara keseluruhan, gangguan elektromagnet (EMI) telah menjadi kebimbangan yang semakin meningkat. EMI boleh datang daripada sumber dalaman dan luaran, dan komponen elektronik boleh menyebabkan sejumlah besar gangguan yang tidak diingini dalam pesawat. EMI menimbulkan risiko kepada keberkesanan sistem elektronik, yang boleh membawa kepada pelbagai peringkat kerosakan atau kegagalan. Apabila peraturan pematuhan dan keselamatan meningkat, mitigasi EMI harus dipertimbangkan pada masa reka bentuk. HexPEKK® EM meningkatkan prestasi EMI bahan HexPEKK® sedia ada. Perumahan, kurungan dan panel bersebelahan dengan sistem elektronik yang dihasilkan dengan HexPEKK® EM boleh menjadi cara untuk membantu mengurangkan EMI sambil memanfaatkan kebebasan reka bentuk dan penjimatan berat yang digalakkan oleh pembuatan bahan tambahan.

Pengurusan pembentukan elektrik statik adalah pertimbangan penting untuk struktur primer dan sekunder dalam aplikasi penerbangan. Bahan kerintangan yang rendah diperlukan dalam komponen pesawat kerana operasi penerbangan biasa mengakibatkan pembentukan elektrik statik. Pertimbangan pembumian adalah penting dalam kawasan peralatan elektrik yang sensitif. Apabila elektrik statik terkumpul dan dinyahcas, ia boleh menimbulkan kejutan elektrik apabila arus dihantar, yang boleh berbahaya kepada pesawat, menyebabkan potensi kerosakan pada sensor, pemproses dan komponen lain yang penting untuk operasi penerbangan. Pengurusan pelepasan telah menjadi penghalang kepada penggunaan komposit untuk aplikasi tertentu. Bahan tambahan utama Hexcel, HexPEKK®-100, termasuk karbon dalam formulasinya yang direka khusus untuk memenuhi keperluan nyahcas elektrostatik (ESD). Bahan terbaharu Hexcel, HexPEKK® EM, melangkah lebih jauh, dengan rintangan lebih daripada tiga urutan magnitud lebih rendah daripada HexPEKK®-100. HexPEKK® EM mengekalkan semua faedah termoplastik PEKK cetakan 3D berprestasi tinggi, menjadikannya sesuai untuk banyak komponen sistem aeroangkasa.

Platform aeroangkasa generasi akan datang memerlukan setiap bahan dan perkakasan untuk membuktikan tempatnya pada platform yang semakin kecil dan ringan. Teknologi pembuatan aditif yang berdasarkan prinsip struktur yang kukuh dan termasuk keupayaan pelbagai fungsi akan memainkan peranan yang semakin meningkat dalam revolusi reka bentuk ini.