Dzięki wielo-wymiarowym innowacjom w materiałach, strukturze i procesach produkcyjnych złącza mogą zmniejszyć wagę o 30%–50% przy jednoczesnym zachowaniu wydajności, spełniając wymagania w zakresie lekkości w sektorach takich jak przemysł lotniczy i pojazdy wykorzystujące nowe źródła energii.
Innowacje w Inżynierii Materiałowej
1) Zastosowania z metali lekkich
Zastąpienie tradycyjnych złączy miedzianych stopami aluminium (gęstość 2,7 g/cm3), stopami magnezu (1,74 g/cm3) lub stopami tytanu (gęstość około 4,5 g/cm3) może zmniejszyć wagę o 50–60%.
2) Kompozyty-o wysokiej wydajności
Tworzywa sztuczne-wzmocnione włóknem (FRP) zwiększają wytrzymałość, jednocześnie zmniejszając wagę; konstrukcyjne tworzywa sztuczne, takie jak PA66+GF i PBT (gęstość 1,2-1,5 g/cm3) równoważą właściwości izolacyjne i lekkość; i tworzywa sztuczne-wzmocnione włóknem węglowym (CFRP) lub PEEK (odporne na wysokie temperatury i lekkie) zapewniają wydajność w ekstremalnych warunkach. Na przykład złącze skorupy z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem węglowym (CFRP) firmy Amphenol, zmodyfikowane przy użyciu 30% wypełnienia włóknem węglowym, charakteryzuje się odpornością na temperaturę do 150 stopni i odpornością na wibracje 50G (10-2000 Hz), a jednocześnie jest o 35% lżejsze niż obudowy metalowe.
Optymalizacja projektu konstrukcyjnego
1) Optymalizacja przestrzeni
Zmniejszenie powierzchni dzięki schodkowemu montażowi zacisków, schodkowej strukturze otworów lub mocowaniu z kolcami.
2) Integracja modułowa
Integracja złącza z modułem blokady wysokiego napięcia-i warstwą ekranującą pozwala zmniejszyć liczbę zbędnych elementów i zaoszczędzić 15–20% masy. Na przykład zintegrowanie złącza z osłoną wiązki przewodów nie tylko pozwala zaoszczędzić 15% masy, ale także zwiększa skuteczność ekranowania EMI do ponad 80 dB (pasmo częstotliwości 100 MHz) dzięki zintegrowanej strukturze uziemienia.
3) Optymalizacja topologii
Za pomocą analizy elementów skończonych (FEA) do symulacji rozkładu naprężeń wykonuje się wydrążenie lub pocienienie ścianek-niekrytycznych obszarów powłoki złącza. Dostosowując topologię strukturalną, osiąga się równowagę pomiędzy wagą i wytrzymałością. Część projektu czerpie także inspirację z biologicznej struktury kości, z-żebrami wzmacniającymi w kształcie krzyża zainstalowanymi po wewnętrznej stronie zewnętrznej powłoki. Zapewnia to odporność na odkształcenia porównywalną z tradycyjną powłoką zewnętrzną o grubości 2 mm i grubości ścianki 0,5 mm.
Ulepszenia procesów i produkcji
1) Uproszczone przetwarzanie
Technologia formowania wtryskowego zastępuje złożoną obróbkę przewodu zewnętrznego, redukując straty materiału i poprawiając wydajność.
2) Precyzyjna technologia produkcji
Do obróbki części metalowych wykorzystuje się-precyzyjne obrabiarki w połączeniu z obróbką powierzchni galwaniczną/natryskową w celu zwiększenia odporności na korozję i estetyki.
