Flyg- och rymdområdet

Särskilda krav för Aerospace Coating

• Extrem miljöanpassningsförmåga : Beläggningar måste motstå stark ultraviolett strålning på hög höjd, temperaturskillnader (-50°C till 120°C), luftflödeserosion i hög hastighet och rymdstrålning.
• Lätt och hög hållfasthet : Beläggningsvikten bör vara så lätt som möjligt (t.ex. <500 g per kvadratmeter), samtidigt som den är motståndskraftig mot slag och utmattning.
• Funktionell integration : Förutom skydd behöver den integrera speciella funktioner som stealth (radarabsorberande beläggning), termisk hantering (värmeisolering/värmeavledningsbeläggning) och elektromagnetisk skärmning.
• Höga tillförlitlighetsstandarder : Defektfrekvensen måste kontrolleras under 0,01 % för att undvika motorfel eller fel på rymdskeppskomponenter orsakade av att beläggningen flagnar.

Kärnapplikationsscenarier för intelligenta beläggningssystem

1. Beläggning för flygplanskropp och hud

• Automatiserad sprutning : Sexaxliga robotar kombinerat med visuella igenkänningssystem uppnår enhetlig sprutning på böjda skal (som kompositmaterialvingar), med ett beläggningstjockleksfel ≤5μm.
• Precisionskonstruktion av funktionella beläggningar :
  • Radarabsorberande beläggningar : På ytan av smygstridsflygplan (t.ex. F-22, J-20) styr det intelligenta systemet avsättningstätheten för metallpulver (som ferrit) för att uppnå radarvågsdämpning >20dB i frekvensbandet 0,1-18GHz.
  • Termiska barriärbeläggningar : Keramikbaserade kompositbeläggningar (som YSZ yttria-stabiliserad zirkoniumoxid) sprayas på ytan av överljudsflygplan (t.ex. X-57), och infraröda temperatursensorer övervakar sprutningstemperaturen (1200-1500°C) i realtid för att säkerställa beläggningens bindningsstyrka >70MPa.

2. Beläggning för Aero-Engine Components

• Turbinbladsbeläggningar : Plasmasprutningsrobotar används för att förbereda EB-PVD (elektronstrålefysisk ångavsättning) beläggningar som är resistenta mot 1100°C hög temperatur på nickelbaserade legeringsblad, vilket minskar värmeledningsförmågan med mer än 40 %.
• Förbränningskammare korrosionsbeständiga beläggningar : Det intelligenta pulvermatningssystemet kontrollerar porositeten hos volframkarbid-kobolt (WC-Co) beläggningar till <1 %, vilket motstår bränslesulfidkorrosion.

3. Ytbehandling av rymdfarkoster

• Temperaturkontrollbeläggningar för satellitskal : Elektrostatisk sprutteknik används för att applicera termisk kontrollvit färg (SR107-ZK), och en spektrometer övervakar beläggningens reflektivitet i realtid (solabsorptionsförmåga <0,2, infraröd emissivitet >0,85) för att säkerställa att satellityttemperaturen är stabil mellan -10°C och 40°C.
• Rakettålig värmebeständig beläggning : Robotar sprutar lågdensitetsfenolhartsbaserade värmebeständiga material, och 3D-skanning kontrollerar beläggningens tjockleksfördelning för att motstå temperaturer över 2000°C vid återinträde i atmosfären.

Typiska applikationsfall

1. Beläggning för Airbus A350 kompositmaterial vingar :
   FANUC-robotar är utrustade med laseravståndsmätare för att spraya vattentäta polyurea-beläggningar på kolfiberskinn, vilket ökar konstruktionseffektiviteten med 3 gånger jämfört med manuellt arbete, med beläggningsvidhäftning som når 50N/cm (ASTM D3359-standard).
2. Kakelbeläggning med värmesköld för SpaceX Starship :
   AI-algoritmer optimerar sprutvägen för kiseldioxidbaserade beläggningar, vilket gör att värmeledningsförmågan avviker för varje värmesköldplatta till <3 %, och klarar den aerodynamiska uppvärmningen på 2500°C under Mars återinträde.

Framtida utvecklingstrender

• AI digital tvilling : Simulera beläggningsprocessen genom virtuell simulering för att optimera sprutbanor (t.ex. Boston Dynamics-robotar kombinerade med Unity digitala tvillingsystem).
• Nanomaterial integration : Intelligenta system kommer att uppnå en jämn spridning i nanoskala av grafenförstärkta beläggningar, vilket förbättrar beläggningens slitstyrka med mer än 10 gånger.
• In-situ rymdbeläggning : Utveckla automatiserad sprututrustning som är lämplig för miljöer med noll tyngdkraft för underhåll av den yttre ytan av rymdstationer (t.ex. orbitalbeläggningsroboten som planeras av NASA att användas 2028).