Trackwise realiseert 26-meter flexprint, vermindert UAV bedradingsgewicht 60%

Flexibele printplaten in onbeperkte lengtes

Eerder dit jaar, verzond Trackwise (Gloucestershire, VK) een 26 meter lange meerlag flexibele printplaat (FPC) – wat volgens de mening de langste ooit geproduceerde is – voor het distribueren van stroom en besturingssignalen over de vleugels van een zonne-energie aangedreven, onbemande luchtvaartuig (UAV). Feitelijk leverde Trackwise meer dan 50 FPCs voor dit voertuig, het gewicht met 60% verminderend versus het gebruik van conventionele draadharnessen voor vliegtuigstroom en besturing.

Deze gewichtsbesparing stelt de VS-gemaakte UAV in staat om hogere payload en/of verbeterde snelheid en bereik te bereiken. Trackwise produceert de FPCs met behulp van Improved Harness Technology (IHT), een gepatenteerde, reel-to-reel productietechniek. IHT overwinnt conventionele productiebeperkingen die de meeste FPCs onder twee meter lengte hebben gehouden, en stelt Trackwise in staat om FPCs in onbeperkte lengtes te produceren.

De FPCs die Trackwise leverde voor de 26-meter spannwijdte UAV waren gebaseerd op een polyimide substraat. Hun vlakke structuur dissipeert warmte beter dan conventionele bedrading, wat hogere stroomdraagcapaciteit voor een gegeven gewicht van koper geleider mogelijk maakt. Andere voordelen omvatten:

• Gedrukte productie zorgt voor circuitconsistentie
• Minder verbindingspunten nodig dus betere betrouwbaarheid
• De FPC is makkelijker te installeren dan draadharnessen, wat een voertuigs montage tijd en kosten verlaagt.

Volgens Trackwise CEO, Philip Johnston, zijn veel nieuwe luchtvaart- en auto-toepassingen aan het ontginnen voor deze lange, lichte, flexibele, meerlag, printplaten (flex PCBs). Beide industrieën zien een duwing naar elektrificatie gelijktijdig met een behoefte aan meer sensoren en besturing.

FPCs in composieten?

Nieuwsgierig of Trackwise deze FPC in composieten inbedde, startte ik een discussie met Neil Bartlett, Trackwise directeur sales en marketing. Voor de UAV toepassing benadrukt in onze maart persbericht, werden de flex [flexibele PCB's] niet in een composiet inbed, geeft hij toe. Echter, hun vlakke aard maakt ze volledig geschikt om in composieten in te bedden en multi-functionele structuren mogelijk te maken. We zijn in voorlopige gesprekken over het incorporeren van flex – zowel stroom als signaal varianten – over een breed scala aan mogelijke toepassingen inclusief luchtvaart, defensie en bouw. Trackwise is ook lid van Advanced Concepts for Aero-Structures with Integrated Antennas and Sensors (ACASIAS) – een consortium van 11 partners dat innovatieve technologieën ontwikkelt voor het integreren van antennes in composieten en vliegtuigstructuren. (https://www.acasias-project.eu/)

Bartlett zegt dat flex PCB's gemaakt met IHT en composieten zeer synergistisch zijn in wat ze de markt bieden en de voordelen van combineren/inbedden overtuigend zijn, inclusief:

• Gewichtsbesparing (eliminatie van bevestigingsbeugels)
• Verbeterde robuustheid/bescherming geboden door composieten = verbeterde betrouwbaarheid/verminderd onderhoud
• Verminderde ruimte-inname = verbeterde payload capaciteit/structurele efficiëntie
• Verbeterde installatie = minder arbeidstouchpoints (verbeterde betrouwbaarheid), minder tijd en kosten.

Vooruitgaan

IHT omzet is met 217% gestegen met klanten en ontwikkelingskansen toegenomen van 7 begin 2018 tot 45 maart 2019. Trackwise heeft ook twee nieuwe productielijnen geïnstalleerd.

Verschillende ACASIAS projecten zullen gepresenteerd worden op de 2019 European Conference on Multifunctional Structures (EMuS, 11-12 juni, Barcelona, Spanje), die gecoördineerd wordt door ACASIAS coördinator Dr. Harmen Schippers, Netherlands Aerospace Center (NLR, Marknesse). Hoogtepunten omvatten:

• Airbus Defence and Space heeft onderzocht het inbedden van een elektronisch bestuurbare SATCOM antenne opererend op Ka-band in de vleugel-naar-romp overgang van een passagiersvliegtuig. Het project is deels gefinancierd onder Clean Sky 2 en omvat partners GILAT, RAYSAT en FBM Composite Materials Ltd.
• NLR onderzoekt een orthogrid structuur voor het integreren van vierkante antenne-elementen in een composiet fuselage, gebruikmakend van een radio-doorlatende glasvezel huid en koolstofvezel composiet ribben.
• Het Duitse Aerospace Center (DLR) en China's AVIC Beijing Institute of Aeronautical Materials (BIAM) hebben het gebruik van gerecyclde koolstofvezels onderzocht om de mechanische sterkte en multifunctionele aspecten van bio-composieten te vergroten, kijkend naar elektrisch geleidende composieten voor elektromagnetische interferentie (EMI) afscherming en blikseminslag bescherming (LSP) via het ECO-COMPASS project.