Технологія економії ваги в електронних системах - аерокосмічне виробництво та дизайн

Виробництво легших компонентів несе невидимих ризиків для тих, хто не має досвіду в цій науці.

Мікроелектронна упаковка отримує більше енергії в менших розмірах з моменту винаходу інтегральної схеми, дозволяючи складним системам переходити від рівня підлоги, до робочого столу та кишенькових пристроїв, пропонуючи при цьому більш складні можливості. Досягнення полімерів дозволяють іншим, більш традиційним компонентам забезпечити подібну економію.

Однак, поряд із перевагами, запуск цих легших компонентів у виробництво може нести невидимі ризики для тих, хто не має досвіду в цій науці. Підводний камінь рухається занадто швидко і занадто агресивно в сфери, що не входять до основних компетенцій. Партнери, які вже мають глибокий досвід, можуть зменшити ризик і забезпечити плавний перехід від концепції до виробництва.

У військових та аерокосмічних програмах спрощене визначення - робота = маса х відстань - отже зменшення маси зменшує енергію, необхідну для виконання роботи.

Для безпілотного літального апарата компоненти з меншою вагою означають більший раз вгору та більшу економію палива. Врахуйте, що БПЛА Global Hawk містить близько 850 фунтів кабелю. Легше ваговий кабель, роз'єми та джгутові компоненти можуть зіграти значну роль у зменшенні ваги.

Вартість запуску супутника на орбіту може становити від 5000 до 50 000 доларів за фунт корисного навантаження. Будь-яке зменшення ваги може вплинути на витрати або дозволити додаткову вагу для додаткового наукового та інженерного обладнання або більш маневреного палива, щоб продовжити життя місії.

Еволюція технологій

Налагоджені технології продовжують розвиватися для задоволення нових вимог та подолання минулих обмежень. Наприклад, сучасні легкі композиційні матеріали мають більшу міцність і довговічність, що робить їх бажаною заміною металу. Електронні корпуси демонструють досягнення. Широкий асортимент наповнювачів - від традиційних вуглецевих волокон до нових мікросфер та вуглецевих нанотрубок - дозволяє гнучко адаптувати властивості корпусу до механічних, екологічних та електричних вимог.

Традиційно композити зменшують вагу з'єднувача приблизно на 40%. Оптимізуючи армуючий матеріал та вводячи піну в полімерні матриці, можна досягти додаткової економії від 10 до 20%. Матеріал волокна та довжина армуючих волокон відіграють певну роль у визначенні міцності готової деталі. Більш міцні матеріали можуть зменшити товщину стінки та зменшити вагу. Введення піноутворювачів або мікросфер у полімерний композит - більш складне в міру збільшення обсягу армуючого волокна - тепер можливо.