Luftfartsområde

Særlige krav til Aerospace Coating

• Ekstrem miljøtilpasningsevne : Belægninger skal modstå stærk ultraviolet stråling i store højder, temperaturforskelle (-50°C til 120°C), højhastighedsluftstrømserosion og rumstråling.
• Let og høj styrke : Belægningsvægten skal være så let som muligt (f.eks. <500 g pr. kvadratmeter), samtidig med at den er modstandsdygtig over for slag og udmattelse.
• Funktionel integration : Ud over beskyttelse skal den integrere specielle funktioner såsom stealth (radarabsorberende belægning), termisk styring (termisk isolering/varmeafledningsbelægning) og elektromagnetisk afskærmning.
• Høje pålidelighedsstandarder : Defektraten skal kontrolleres til under 0,01 % for at undgå motorfejl eller rumfartøjskomponentfejl forårsaget af belægningsafskalning.

Kerneapplikationsscenarier for intelligente belægningssystemer

1. Belægning til flykroppen og huden

• Automatiserede sprøjteoperationer : Seksakse robotter kombineret med visuelle genkendelsessystemer opnår ensartet sprøjtning på buede skind (såsom kompositmaterialevinger), med en belægningstykkelsesfejl på ≤5μm.
• Præcisionskonstruktion af funktionelle belægninger :
  • Radarabsorberende belægninger : På overfladen af stealth-jagere (f.eks. F-22, J-20) styrer det intelligente system aflejringstætheden af metalpulver (såsom ferrit) for at opnå radarbølgedæmpning >20dB i 0,1-18GHz frekvensbåndet.
  • Termiske barrierebelægninger : Keramisk-baserede kompositbelægninger (såsom YSZ yttria-stabiliseret zirconia) sprøjtes på overfladen af supersoniske fly (f.eks. X-57), og infrarøde temperatursensorer overvåger sprøjtetemperaturen (1200-1500°C) i realtid for at sikre belægningens bindingsstyrke >70MPa.

2. Belægning til Aero-motorkomponenter

• Turbine vinge belægninger : Plasmasprøjterobotter bruges til at fremstille EB-PVD (elektronstrålefysisk dampudfældning) belægninger, der er modstandsdygtige over for 1100°C høje temperaturer på nikkel-baserede legeringsblade, hvilket reducerer den termiske ledningsevne med mere end 40%.
• Forbrændingskammer korrosionsbestandige belægninger : Det intelligente pulvertilførselssystem kontrollerer porøsiteten af wolframcarbid-cobalt (WC-Co) belægninger til <1 %, hvilket modstår brændstofsulfidkorrosion.

3. Rumfartøjets overfladebehandling

• Satellit shell temperaturkontrol belægninger : Elektrostatisk sprøjteteknologi bruges til at påføre termisk kontrol hvid maling (SR107-ZK), og et spektrometer overvåger belægningens reflektivitet i realtid (solabsorption <0,2, infrarød emissivitet >0,85) for at sikre, at satellittens overfladetemperatur er stabil mellem -10°C og 40°C.
• Raketbeklædning varmebestandige belægninger : Robotter sprøjter lavdensitets phenolharpiksbaserede varmebestandige materialer, og 3D-scanning kontrollerer fordelingen af belægningstykkelsen til at modstå temperaturer over 2000°C under atmosfærisk genindtræden.

Typiske ansøgningssager

1. Belægning til Airbus A350 kompositmateriale vinger :
   FANUC-robotter er udstyret med laserafstandsmålere til at sprøjte vandtætte polyurea-belægninger på kulfiberskind, hvilket øger konstruktionseffektiviteten med 3 gange sammenlignet med manuelt arbejde, med belægningsvedhæftning, der når 50N/cm (ASTM D3359-standard).
2. Varmeskjold flisebelægning til SpaceX Starship :
   AI-algoritmer optimerer sprøjtevejen for silica-baserede belægninger, hvilket gør den termiske ledningsevneafvigelse for hver varmeskjoldflise til <3%, hvilket med succes modstår den 2500°C aerodynamiske opvarmning under Mars-genindtræden.

Fremtidige udviklingstendenser

• AI digital tvilling : Simuler belægningsprocessen gennem virtuel simulering for at optimere sprøjtebaner (f.eks. Boston Dynamics-robotter kombineret med Unity digitale tvillingesystemer).
• Nanomateriale integration : Intelligente systemer vil opnå ensartet spredning i nanoskala af grafen-forstærkede belægninger, hvilket forbedrer belægningens slidstyrke med mere end 10 gange.
• In-situ rumbelægning : Udvikle automatiseret sprøjteudstyr, der er egnet til nul-tyngdekraftsmiljøer til vedligeholdelse af den ydre overflade af rumstationer (f.eks. den orbitale belægningsrobot, som er planlagt af NASA til at blive indsat i 2028).