Xe hàng không vũ trụ yêu cầu mọi bộ phận phải được tối ưu hóa về trọng lượng, hiệu suất và chức năng.
Khi ngành hàng không vũ trụ tiếp tục phục hồi, các thiết kế máy bay thế hệ tiếp theo tiếp tục được cải tiến với kỳ vọng cao hơn bao giờ hết. Máy bay mới cần nhẹ hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, mạnh mẽ hơn và tất nhiên, tiết kiệm chi phí hơn so với những máy bay mà chúng thay thế. Các xu hướng vĩ mô trong ngành hàng không đang thúc đẩy những tiến bộ công nghệ trong các bộ phận nhỏ nhất của máy bay.
Phương tiện hàng không vũ trụ đòi hỏi mọi bộ phận phải được tối ưu hóa về trọng lượng, hiệu suất và chức năng. Sản xuất bồi đắp, hay in 3D, đã nổi lên trong hai lĩnh vực đầu tiên. Với sự phức tạp được tách biệt khỏi chi phí sản xuất, các bộ phận phức tạp có thể được thiết kế để giảm trọng lượng mà không ảnh hưởng đến hiệu suất, điều mà các phương pháp sản xuất truyền thống không thể làm được. Các bộ phận được sản xuất bồi đắp đã chứng minh được hiệu suất và ngày càng được sử dụng rộng rãi trên các nền tảng hàng không vũ trụ, bao gồm cả tàu vũ trụ CST-100 của Boeing. Nhưng sản xuất bồi đắp đóng vai trò gì trong việc cung cấp các giải pháp linh kiện đa chức năng? Một giá đỡ đơn giản hoặc một tấm ốp kín có thể đòi hỏi gì ngoài hiệu suất cơ học và môi trường của các vật liệu hiện có? Liệu chúng ta có thể chế tạo các bộ phận đa chức năng không?
Hexcel đã hợp tác với nhóm Sản xuất Bồi đắp HexAM® và nhóm sản phẩm Kiểm soát Nhiễu Tần số Vô tuyến để nghiên cứu các linh kiện in 3D đa năng đáp ứng các yêu cầu hàng không vũ trụ. Kết quả của sự hợp tác này là HexPEKK® EM, giúp tăng cường các đặc tính điện từ của công nghệ HexAM® đã được chứng minh. Là thành viên mới nhất của danh mục vật liệu HexPEKK®, HexPEKK® EM cung cấp khả năng sản xuất bồi đắp các linh kiện sản xuất đa năng đáp ứng cả yêu cầu về hiệu suất cơ học và điện từ.
Nhiễu điện từ và hấp thụ RF
Các hệ thống điện tử phức tạp trong ngành hàng không vũ trụ và quốc phòng tiếp tục tăng hiệu suất và khả năng hoạt động trong nhiều dải tần số hơn bao giờ hết. Mặc dù hiệu suất tăng có lợi cho toàn bộ máy bay, nhiễu điện từ (EMI) đã trở thành mối quan tâm ngày càng tăng. EMI có thể đến từ cả nguồn bên trong và bên ngoài, và các linh kiện điện tử có thể gây ra một lượng lớn nhiễu không mong muốn bên trong máy bay. EMI gây ra rủi ro cho hiệu quả của các hệ thống điện tử, có thể dẫn đến nhiều mức độ trục trặc hoặc hỏng hóc khác nhau. Khi các quy định về tuân thủ và an toàn ngày càng tăng, việc giảm thiểu EMI nên được xem xét ngay từ khi thiết kế. HexPEKK® EM cải thiện hiệu suất EMI của các vật liệu HexPEKK® hiện có. Vỏ, giá đỡ và tấm ốp liền kề với các hệ thống điện tử được sản xuất bằng HexPEKK® EM có thể là một phương tiện giúp giảm thiểu EMI đồng thời tận dụng sự tự do thiết kế và tiết kiệm trọng lượng mà sản xuất bồi đắp thúc đẩy.
Điện trở suất thấp
Việc quản lý sự tích tụ tĩnh điện là một cân nhắc quan trọng đối với các cấu trúc chính và phụ trong các ứng dụng hàng không. Các vật liệu có điện trở suất thấp là cần thiết trong các bộ phận máy bay vì hoạt động bay thông thường dẫn đến sự tích tụ tĩnh điện. Việc cân nhắc tiếp địa là rất cần thiết trong các khu vực thiết bị điện nhạy cảm. Khi tĩnh điện tích tụ và được phóng điện, nó có thể tạo ra điện giật khi dòng điện được truyền đi, điều này có thể gây nguy hiểm cho máy bay, gây hư hỏng tiềm ẩn cho các cảm biến, bộ xử lý và các thành phần quan trọng khác đối với hoạt động bay. Quản lý sự phóng điện là một rào cản đối với việc áp dụng vật liệu composite cho một số ứng dụng nhất định. Vật liệu phụ gia chủ lực của Hexcel, HexPEKK®-100, có chứa carbon trong công thức được thiết kế đặc biệt để đáp ứng các yêu cầu về phóng tĩnh điện (ESD). Vật liệu mới nhất của Hexcel, HexPEKK® EM, tiến xa hơn một bước, với điện trở suất thấp hơn ba bậc độ lớn so với HexPEKK®-100. HexPEKK® EM vẫn giữ nguyên tất cả các lợi ích của nhựa nhiệt dẻo PEKK in 3D hiệu suất cao, khiến chúng phù hợp với nhiều thành phần của hệ thống hàng không vũ trụ.
Các nền tảng hàng không vũ trụ thế hệ tiếp theo sẽ đòi hỏi mọi vật liệu và phần cứng phải chứng minh được vị trí của chúng trên các nền tảng ngày càng nhỏ và nhẹ hơn. Các công nghệ sản xuất bồi đắp dựa trên các nguyên lý cấu trúc vững chắc và bao gồm các khả năng đa chức năng sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong cuộc cách mạng thiết kế này.
