Tehnologie de reducere a greutății în sistemele electronice - Fabricarea și proiectarea aerospațială

Producerea de componente mai ușoare prezintă riscuri nevăzute pentru cei fără experiență în știința de bază.

Ambalajul microelectronic a acumulat mai multă putere în dimensiuni mai mici de la inventarea circuitului integrat, permițând sistemelor sofisticate să se deplaseze de la nivelul podelei, la desktop, la handheld - oferind în același timp capabilități mai sofisticate. Progresele în polimeri permit altor componente mai tradiționale să ofere economii similare.

Cu toate acestea, împreună cu beneficiile, lansarea acestor componente mai ușoare în producție poate avea riscuri nevăzute pentru cei neexperimentați în știința de bază. Capcana se mișcă prea repede și prea agresiv în zone din afara competențelor de bază. Partenerii care au deja o experiență profundă pot reduce riscul și pot asigura o tranziție lină de la concept la producție.

În aplicațiile militare și aerospațiale, definiția simplificată este lucru = masă x distanță - deci reducerea masei reduce energia necesară pentru a face munca.

Pentru un vehicul aerian fără pilot, componentele cu greutate mai mică înseamnă ori mai mari și o eficiență mai mare a combustibilului. Luați în considerare faptul că UAV-ul Global Hawk conține aproximativ 850 lb de cablu. Cablul cu greutate mai mică, conectorii și componentele de cablare pot juca un rol semnificativ în reducerea greutății.

Costurile de lansare pentru a pune un satelit pe orbită pot varia de la 5.000 la 50.000 de dolari pe kilogram de sarcină utilă. Orice reducere a greutății poate influența costurile sau permite o greutate suplimentară pentru echipamente științifice și inginerești suplimentare sau mai mult combustibil de manevră pentru a prelungi durata de viață a misiunii.

Evoluția tehnologiilor

Tehnologiile consacrate continuă să evolueze pentru a răspunde noilor cerințe și a depăși limitările anterioare. Materialele compozite ușoare de astăzi, de exemplu, au o rezistență și o durabilitate mai mari pentru a le face un înlocuitor de dorit pentru metal. Carcasele electronice demonstrează progresele înregistrate. O gamă largă de materiale de umplutură - de la fibrele de carbon tradiționale la microsfere și nanotuburi de carbon mai noi - permit flexibilitatea în adaptarea proprietăților unei incinte pentru a satisface cerințele mecanice, de mediu și electrice.

În mod tradițional, compozitele au redus greutatea conectorului cu aproximativ 40%. Prin optimizarea materialului de armare și introducerea spumei în matricile polimerice, se poate obține o economie suplimentară de 10% până la 20%. Materialul din fibre și lungimea fibrelor de armare joacă un rol în determinarea rezistenței piesei finite. Materialele cu rezistență mai mare pot reduce grosimea peretelui, scăzând greutatea. Introducerea agenților de spumare sau a microsferelor într-un compozit polimeric - mai dificil pe măsură ce crește volumul de fibră de întărire - este acum posibil.