Verwendung von Tantal zum Schutz kritischer elektrischer Komponenten

Von Frank Tobe | 21. November 2015

Strahlungsabschirmung ist ein wichtiger Aspekt von Aluminiumstrukturen für die Luft- und Raumfahrt, beispielsweise Satelliten. Die abgestufte Z-Abschirmung wird seit Jahren in Satelliten eingesetzt. Dabei werden mehrere verschiedene Metalle zusammenlaminiert, die jeweils eine unterschiedliche Ordnungszahl haben. Durch die Variation der Z-Zahl entsteht ein wirksamer Filter entlang eines breiten Strahlungsspektrums.

Eine abgestufte Z-Abschirmung kann empfindliche elektronische Komponenten schützen und Hintergrundgeräusche für die Signalanalyse reduzieren. Im Allgemeinen ist ein abgestufter Z-Ansatz auch leichter und dünner als herkömmliche Abschirmungen. Bei Satelliten wurden Kombinationen aus Aluminium, Titan und Tantal verwendet, um eine abgestufte Z-Struktur zu schaffen.

Tantal weist eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf und kann daher zur Beschichtung von Bauteilen verwendet werden, die in einer korrosiven Umgebung betrieben werden. Ein Unternehmen, Fabrisonic, integriert Tantal in Aluminiumstrukturen für die Luft- und Raumfahrt zur Strahlungsabschirmung mithilfe eines Ultraschall-Additiv-Fertigungsverfahrens (UAM).

UAM kann problemlos unterschiedliche Metalle schweißen. Somit kann Fabrisonic Strukturplatten mit mehreren unterschiedlichen Z-Nummer-Materialien in einem einzigen Bauteil 3D-drucken. Die Vorteile liegen in der geringeren Teileanzahl und dem Wegfall komplexer Lötvorgänge.

Hier ist eine Machbarkeitsplatte, auf der Fabrisonic 3D-gedruckte Schichten aus 6061-Aluminium und eine 0,008-Zoll-Platte aufweist. dicke Tantalfolie (unteres Foto). Tantal kann in 3D-gedruckte Aluminiumstrukturen wie Satellitenstrukturkomponenten integriert werden. Somit können Struktur und Strahlungsschild zu einer monolithischen Platte zusammengefasst werden (oberes Foto).

Neben abgestuften Z-Anwendungen ist Tantal ein guter Neutronenabsorber; Es gibt mehrere terrestrische Anwendungen zur Neutronenabschirmung. Fabrisonic arbeitet derzeit an der Einbettung von Tantal für Neutronenabschirmungsanwendungen in der Nuklearmedizin.

Das UAM-Festkörper-3D-Druckverfahren nutzt Schallwellen, um Schichten aus Metallfolie zu verschmelzen und so echte metallurgische Verbindungen mit voller Dichte zu schaffen. Zu den Metallen, die für diesen Prozess verwendet werden können, gehören Tantal, Europium, Titan und Aluminium.

Metall-3D-Drucktechnologien versprechen die Herstellung von Teilen mit komplexen Schichtstrukturen, die mit herkömmlichen Fertigungsansätzen nicht möglich sind. Mit der Metall-3D-Drucktechnologie von Fabrisonic können Sie Teile aus mehreren verschiedenen Metallen, die im selben Teil geschichtet sind, in 3D drucken, und das mit CNC-Präzision.

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