Producerea de componente mai ușoare prezintă riscuri nevăzute pentru cei fără experiență în știința de bază.
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.
Sârmele și cablurile continuă să devină mai ușoare. Aluminiul, odată trecut cu vederea din cauza problemelor de fiabilitate cu fluaj la rece la terminații, devine din ce în ce mai puternic, având la dispoziție mai multe urechi și îmbinări compatibile. Deoarece aluminiul are doar 60% din conductivitatea cuprului, este necesar un conductor mai mare pentru a atinge aceeași capacitate de transport a curentului. Chiar și pentru asta, aluminiul va reprezenta aproximativ jumătate din greutatea cuprului.
Și mai interesant este perspectiva cablului și a cablului de nanotuburi de carbon (CNT). TE Connectivity este una dintre companiile care comercializează tehnologia cablurilor CNT.
Polimerii proiectați contribuie, de asemenea, la economii. Izolația reticulată și materialele pentru jachete permit pereți mai subțiri și o greutate mai mică; rezistență la abraziune, solvenți, substanțe chimice și temperaturi extreme; și funcționare continuă la temperaturi de 200 ° C și peste.
Componentele de cablare termocontractabile au, de asemenea, o greutate redusă. TE a introdus recent piese turnate care sunt cu până la 30% mai ușoare fără a sacrifica temperatura sau performanțele rezistente la fluid. Noile modele în panglică de cupru oferă construcții cu până la 50% mai ușoare decât predecesorii lor.
Fa sau cumpara?
Industria aerospațială comercială începe să reglementeze siguranța sistemelor electrice mai noi, neconvenționale, prin programe precum sistemele de interconectare a cablurilor electrice (EWIS).
În calitate de companie de conectori, TE are o experiență extinsă în compozite pentru aplicații militare și aerospațiale și în piese turnate și adezivi pentru carcase din spate și cablaje. Cercetările în aceste domenii dezvoltă formulări compozite și tehnologii de fabricație pentru a permite fabricarea de carcase compozite cu volum ridicat și rentabilă. TE a creat, de asemenea, metode fiabile de metalizare selectivă a compozitelor, permițând urmelor circuitelor, ecranării și chiar antenelor încorporate să fie integrate în mod rentabil în incintă.
O carcasă compozită nu ar trebui să fie proiectată ca un înlocuitor drept pentru aluminiu. Mai degrabă, carcasa ar trebui să fie proiectată pentru o funcționalitate mai mare și o turnare și metalizare eficientă. Circuitele de curent continuu și RF, senzorii de tensiune, caracteristicile de reținere mecanică, conectivitatea electrică și carcasele conectorilor pot fi integrate în proiectare.
Dezvoltarea unei competențe de bază poate fi costisitoare și riscantă și devine din ce în ce mai dificilă atingerea competenței în toate tehnologiile de care are nevoie o companie. Mizați-vă pe furnizori.
Riscurile dezvoltării de noi competențe interne includ întârzieri datorate barierelor neprevăzute de proiectare și fabricație, costuri mai mari de testare și, uneori, neîndeplinirea obiectivelor. O competență suplimentară uneori trecută cu vederea este integrarea abilă.
TE a lucrat recent cu un producător aerospațial pentru a dezvolta un sistem de împământare pentru celule compozite. Cadrele compozite necesită o nouă gândire cu privire la împământare și lipire pentru a înlocui abordările tradiționale adecvate cadrelor metalice. Noua gândire necesită o abordare la nivel de sistem care să cuprindă conectori și carcase din spate, cablaje, piste de curse și elemente structurale ale aeronavelor.
Soluțiile pentru platformele viitoare nu trebuie să fie obținute în salturi uriașe în ceea ce privește progresul tehnologic. Îmbunătățirile mici și pașii susținuți și planificați cu materiale și tehnologii noi pot reprezenta abordarea potrivită pentru reducerea riscului de eșecuri de pe piață sau a problemelor de performanță asociate cu idei și tehnologie complet noi.
Fie că este vorba de designul unei baterii puternice pentru alimentare de urgență sau de un radio ușor de purtat pentru soldatul viitorului, mai ușor, mai mic și mai puternic vor fi întotdeauna obiective de proiectare. Companiile care utilizează o abordare durabilă, bazată pe competențele de bază și experiența pe piață, se pot aștepta să atingă aceste obiective cu un grad mai mare de succes și cu riscuri mai mici de eșec sau de nemulțumire a clienților.