Attualmente, ci sono circa 8, 000 satelliti in orbita sulla terra, con quasi 2, 000 nuovi satelliti aggiunti ogni anno. Entro il 2030, il numero di lanci di veicoli di lancio dovrebbe aumentare a 200. Il settore aerospaziale significa enormi investimenti di capitale, che scorreranno verso le aziende che padroneggiano le tecnologie di elaborazione chiave.
Saldatura di tenuta esterna
Nel settore aerospaziale, la saldatura a sigillo laser viene utilizzata per saldatura in leghe ad alta temperatura come acciaio inossidabile, alluminio, titanio e leghe a base di nichel con alta precisione e affidabilità. I vantaggi dei laser sono velocità di processo veloci e, grazie a sistemi multisensore ottimizzati, input di energia controllati con precisione e saldature più belle e ordinate. La saldatura a tenuta laser sta gradualmente diventando un processo standard in aree importanti, come la produzione di serbatoi di carburante a razzo. La sigillatura dei serbatoi di carburante a razzo è cruciale e qualsiasi piccola perdita può portare alla cancellazione del lancio. Se c'è una perdita e non viene scoperta, l'avvio del motore a razzo in questo caso porterà al disastro. Per questo motivo, le compagnie aerospaziali tendono a utilizzare la tecnologia laser con un fattore di assicurazione più elevato.
Unendo a materiali diversi
I laser a impulsi di UltraShort possono anche garantire l'aria e non cracking durante la saldatura di due materiali diversi a causa del loro preciso controllo dell'energia. Un esempio è la saldatura del vetro in metallo. Tali combinazioni sono particolarmente adatte per i componenti ottici su satelliti o finestre per le stazioni spaziali. Il vantaggio chiave della saldatura laser è che si tratta di una connessione diretta, il che significa che non sono necessari adesivi di bullone o sensibili al calore, risparmiando così peso.
La NASA ha testato la saldatura a impulsi di vetro UltraShort per invar (una lega speciale) e prevede di metterlo in uso. In molti casi, la saldatura diretta di vetro a un altro materiale o vetro a vetro è l'unico modo per usare il vetro nello spazio. La saldatura diretta di compositi termoplastici rinforzati in fibra di carbonio o altri compositi al metallo utilizzando laser a impulsi corti sta gradualmente sostituendo il bullone tradizionale.
Parti strutturali fabbricate in modo aggiuntivo
Ogni chilogrammo di peso salvato è una riduzione dei costi di lancio. Per i razzi, meno peso significa più carico utile. E se il payload stesso è più leggero, è più economico da lanciare.
Ciò ha portato le aziende a utilizzare parti strutturali prodotte in modo aggiuntivo, come parentesi fotografiche, per ottenere progetti funzionali con un minimo di materiale. Questo cambiamento non solo riduce il peso del componente, ma aumenta anche la forza attraverso una progettazione strutturale ottimizzata. Inoltre, la stampa 3D è molto più conveniente rispetto ai tradizionali processi di lavorazione come la svolta, in particolare per leghe ad alta temperatura come le leghe a base di nichel. Nel campo aerospaziale, la stampa 3D è diventata una tecnologia indispensabile.
Comunicazioni satellitari
La trasmissione dei dati nello spazio si sta muovendo verso l'era dei segnali laser. I satelliti dell'orbita a bassa terra volano intorno alla terra ad una velocità di circa 7,8 chilometri al secondo. Fare affidamento su una sola comunicazione satellitare da sola non può mantenere una connessione stabile, quindi è necessario creare una rete satellitare. In futuro, i satelliti dell'orbita a bassa terra si scambieranno informazioni attraverso i laser, utilizzando travi di informazioni laser per trasmettere dati su migliaia di chilometri. Allo stesso tempo, lo scambio di dati tra orbita e terra passerà gradualmente alla tecnologia laser, che può essere cento volte più veloce della radio.
Streaming Media, Artificial Intelligence Cloud Computing, Internet of Things e molti altri servizi basati sui dati hanno guidato la rapida crescita della domanda delle persone per lo scambio di dati. Inoltre, i segnali laser hanno caratteristiche anti-intercezione. Al momento, la trasmissione dei dati laser è stata applicata ai satelliti militari ad alta tecnologia per ottenere lo scambio di dati tra satelliti e satelliti e la Terra. Gli esperti prevedono che la tecnologia di trasmissione dei dati laser si espanderà gradualmente alle reti commerciali nel prossimo decennio.
Produzione additiva di motori a razzo e propulsori (anche rame.)
I motori a razzo e i propulsori (piccoli motori utilizzati per la correzione, la frenata o l'accelerazione di sonde o satelliti) richiedono scanalature di raffreddamento a combustibile interno per funzionare correttamente. Per i micro-risorse con pareti sottili, la produzione additiva è l'unica opzione, mentre per i propulsori più grandi, questo processo è la soluzione più economica.
Le strutture più grandi con scanalature interne, come gli ugelli del motore, possono anche essere prodotte utilizzando rivestimenti in metallo laser. Un grande vantaggio è la capacità di elaborare strutture bimetalliche, combinando materiali diversi in base ai requisiti funzionali. Ad esempio, l'ugello può essere realizzato in rame all'interno per ottimizzare il flusso di calore e uno strato in lega a base di nichel ad alta resistenza all'esterno per garantire la stabilità.
