Derzeit gibt es ungefähr 8, 000 Satelliten, die die Erde umkreisen, mit fast 2, 000 neue Satelliten, die jedes Jahr hinzugefügt wurden. Bis 2030 wird die Anzahl der Startfahrzeuge voraussichtlich auf 200 steigen. Der Luft- und Raumfahrtsektor bedeutet enorme Kapitalinvestitionen, was zu Unternehmen fließt, die wichtige Verarbeitungstechnologien steuern.
Externes Versiegelungsschweißen
Im Luft- und Raumfahrtsektor wird das Laserversiegelungsschweißen zum Schweißen von Hochtemperaturlegierungen wie Edelstahl, Aluminium, Titan und Nickelbasis mit hoher Präzision und Zuverlässigkeit verwendet. Die Vorteile von Lasern sind schnelle Prozessgeschwindigkeiten und dank optimierter Multi-Sensor-Systeme präzise kontrollierte Energieeingabe und schönere und ordentlichere Schweißnähte. Das Laserversiegelungsschweißen wird allmählich zu einem Standardverfahren in wichtigen Bereichen wie der Herstellung von Raketentreibstofftanks. Die Versiegelung von Raketentanks -Tanks ist von entscheidender Bedeutung, und ein kleines Leck kann zur Aufhebung des Starts führen. Wenn es ein Leck gibt und nicht entdeckt wird, führt das Starten der Raketenmotor in diesem Fall zu einer Katastrophe. Aus diesem Grund nutzen Luft- und Raumfahrtunternehmen in der Regel Lasertechnologie mit einem höheren Versicherungsfaktor.
Verschiedene Materialien beitragen
Ultrashort -Impulslaser können aufgrund ihrer präzisen Energiekontrolle auch luftdichtes und kein Riss beim Schweißen von zwei verschiedenen Materialien sicherstellen. Ein Beispiel ist das Schweißen von Glas zu Metall. Solche Kombinationen eignen sich besonders für optische Komponenten an Satelliten oder Fenstern für Raumstationen. Der Hauptvorteil des Laserschweißens besteht darin, dass es sich um eine direkte Verbindung handelt, was bedeutet, dass Verstürze oder hitzempfindliche Klebstoffe nicht erforderlich sind, wodurch das Gewicht spart.
Die NASA hat Ultrashort -Pulsschweißen von Glas auf Invar (eine spezielle Legierung) getestet und plant, es in Gebrauch zu bringen. In vielen Fällen ist das direkte Schweißen von Glas zu einem anderen Material oder Glas in Glas die einzige Möglichkeit, Glas im Raum zu verwenden. Direktes Schweißen von kohlenstofffaserverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoffen oder anderen Verbundwerkstoffen zu Metall unter Verwendung von Kurzpulslasern ersetzt allmählich herkömmliches Schrauben.
Additiv hergestellte Strukturteile
Jedes Kilogramm des Gewichts ist eine Reduzierung der Startkosten. Für Raketen bedeutet weniger Gewicht mehr Nutzlast. Und wenn die Nutzlast selbst leichter ist, ist es billiger zu starten.
Dadurch wurden Unternehmen dazu veranlasst, additiv hergestellte strukturelle Teile wie Kameraklammern zu verwenden, um funktionelle Konstruktionen mit einem Minimum an Material zu erreichen. Diese Änderung verringert nicht nur das Gewicht der Komponente, sondern erhöht auch die Festigkeit durch optimiertes strukturelles Design. Darüber hinaus ist der 3D-Druck viel erschwinglicher als herkömmliche Bearbeitungsprozesse wie das Drehen, insbesondere für Hochtemperaturlegierungen wie Nickelbasislegierungen. Im Bereich der Luft- und Raumfahrt ist der 3D -Druck zu einer unverzichtbaren Technologie geworden.
Satellitenkommunikation
Die Datenübertragung im Weltraum bewegt sich in die Ära der Lasersignale. Satelliten mit niedriger Erde fliegen mit einer Geschwindigkeit von etwa 7,8 Kilometern pro Sekunde um die Erde. Wenn man sich auf eine einzige Satellitenkommunikation allein verlassen kann, kann keine stabile Verbindung aufrechterhalten werden, daher muss ein Satellitennetzwerk hergestellt werden. In Zukunft werden niedrige Orbit-Satelliten mit niedrigem Erde Informationen über Laser austauschen, wobei Laserinformationsstrahlen verwendet werden, um Daten über Tausende von Kilometern zu übertragen. Gleichzeitig wechselt der Datenaustausch zwischen Umlaufbahn und Erde nach und nach auf die Lasertechnologie, die hundertmal schneller sein kann als Radio.
Streaming Media, Cloud Computing für künstliche Intelligenz, das Internet der Dinge und viele andere datenbasierte Dienste haben das schnelle Wachstum der Nachfrage der Menschen nach Datenaustausch vorangetrieben. Darüber hinaus weisen Lasersignale Anti-Interception-Eigenschaften auf. Gegenwärtig wurde die Übertragung von Laserdaten auf High-Tech-Militärsatelliten angewendet, um den Datenaustausch zwischen Satelliten und Satelliten und der Erde zu erreichen. Experten gehen davon aus, dass die Laserdatenübertragungstechnologie im nächsten Jahrzehnt nach und nach auf kommerzielle Netzwerke expandieren wird.
Additive Herstellung von Raketenmotoren und -Regeln (auch Kupfer.)
Raketenmotoren und Triebwerke (kleine Motoren, die zur Korrektur, Bremsung oder Beschleunigung von Sonden oder Satelliten verwendet werden) erfordern die ordnungsgemäße Betätigung interner Kraftstoffkühlungsnuten. Bei Mikro-Thrustern mit dünnen Wänden ist die additive Herstellung die einzige Option, während für größere Triebwerke dieser Prozess die wirtschaftlichste Lösung ist.
Größere Strukturen mit inneren Rillen wie Motordüsen können auch unter Verwendung von Lasermetallverkleidungen hergestellt werden. Ein wesentlicher Vorteil ist die Fähigkeit, bimetallische Strukturen zu verarbeiten und verschiedene Materialien gemäß den funktionalen Anforderungen zu kombinieren. Zum Beispiel kann die Düse aus Kupfer auf der Innenseite hergestellt werden, um den Wärmefluss zu optimieren, und eine hochfeste Nickel-basierte Legierungsschicht auf der Außenseite, um die Stabilität zu gewährleisten.
