Boeing ก้าวหน้าอย่างรวดเร็วด้วยการนำวัสดุพิมพ์ 3 มิติมาสร้างแผงโซลาร์เซลล์

Boeing เปิดตัววัสดุพิมพ์ 3 มิติสำหรับการผลิตแผงโซลาร์เซลล์ แนวทางนี้จะช่วยลดเวลาการผลิตวัสดุคอมโพสิตจากวิธีการทั่วไปที่ใช้ในโครงการปีกแผงโซลาร์เซลล์ได้ถึงหกเดือน แนวทางใหม่นี้มีขั้นตอนตั้งแต่การพิมพ์ไปจนถึงการประกอบขั้นสุดท้าย ทำให้สามารถปรับปรุงการผลิตได้มากขึ้นถึง 50% เมื่อเทียบกับรอบการผลิตในปัจจุบัน ฮาร์ดแวร์ที่ใช้สำหรับภารกิจการบินนี้ได้เสร็จสิ้นการทดสอบทางวิศวกรรมแล้ว และกำลังดำเนินการตามขั้นตอนเพื่อรับรองมาตรฐานของ Boeing ก่อนที่จะส่งมอบเพื่อดำเนินการตามภารกิจของลูกค้า

แผงโซลาร์เซลล์จากการพิมพ์ 3 มิติชุดแรกจะติดตั้งเข้ากับเซลล์แสงอาทิตย์ของ Spectrolab บนดาวเทียมขนาดเล็กที่สร้างโดย Millennium Space Systems โดยที่บริษัททั้งสองนี้ซึ่งเป็นบริษัทในเครือแต่ไม่ได้รวมเป็นส่วนหนึ่งขององค์กร Space Mission Systems ของ Boeing

นอกเหนือจากตัวแผงแล้ว แนวทางของ Boeing ยังช่วยให้สามารถสร้างชุดแผงที่มีความสมบูรณ์ขนานกันไปได้ โดยใช้วัสดุพิมพ์ที่มีความแข็งแรงควบคู่กับเทคโนโลยีแสงอาทิตย์แบบมอดูลที่ผ่านการพิสูจน์มาแล้วในทางการบิน

การพิมพ์ส่วนที่ให้มีคุณสมบัติต่างๆ เช่น กำหนดแนวเส้นสำหรับแถบรัดและจุดยึดในแต่ละแผงได้โดยตรง การออกแบบเพื่อทดแทนการใช้ชิ้นส่วนที่แต่เดิมแยกกันอยู่หลายสิบชิ้น เครื่องมือที่มีการใช้ตะกั่วขนาดยาว และขั้นตอนการต่อประสานชิ้นส่วนให้เป็นชิ้นเดียวด้วยความละเอียดแม่นยำและมีความแข็งแรง ซึ่งสร้างได้เร็วกว่า และยังง่ายต่อการผสานรวมเข้าด้วยกัน อีกทั้งยังเป็นการสร้างบนฐานของวัสดุและกระบวนการเติมเนื้อวัสดุที่ผ่านการรับรองคุณภาพและการบินของ Boeing แล้ว Boeing ได้นำชิ้นส่วนที่สร้างขึ้นจากการพิมพ์ 3 มิติมาใช้ในผลิตภัณฑ์ต่างๆ ของบริษัทมากกว่า 150,000 ชิ้น ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างมากต่อการกำหนดตารางเวลา ต้นทุน และสมรรถนะ นอกจากนี้ ยังรวมถึงชิ้นส่วนที่เกี่ยวกับคลื่นความถี่วิทยุมากกว่า 1,000 ชิ้นที่ใช้บนดาวเทียม Wideband Global SATCOM (WGS) แต่ละดวงที่กำลังอยู่ในขั้นตอนการผลิตในปัจจุบัน และสายการผลิตดาวเทียมขนาดเล็กอีกมากที่มีชุดโครงสร้างจากการพิมพ์ 3 มิติ

วิธีการสร้างแผงโซลาร์เซลล์แบบใหม่นี้ได้รับการออกแบบให้สามารถปรับขนาดได้ตั้งแต่ใช้ในดาวเทียมขนาดเล็กไปจนถึงแพลตฟอร์มขนาดใหญ่ขึ้น รวมถึงยานอวกาศคลาส 702 ของ Boeing ซึ่งมีแผนที่จะออกจำหน่ายภายในปี พ.ศ. 2569 จากการที่สามารถทำโครงสร้างและเพิ่มคุณสมบัติต่างๆ ไว้ภายแผงโซลาร์เซลล์โดยใช้วิธีการพิมพ์ ทำให้ Boeing สามารถประกอบชุดแผงควบคู่ไปกับการผลิตเซลล์ได้ อีกทั้งที่ Spectrolab ยังใช้หุ่นยนต์ช่วยประกอบและตรวจสอบโดยอัตโนมัติ จึงช่วยลดการส่งต่อข้อมูล ปรับปรุงความเร็ว และให้ความสม่ำเสมอ

Michelle Parker รองประธานฝ่ายระบบภารกิจอวกาศของ Boeing กล่าวว่า — “พลังเป็นตัวกำหนดอัตราเร็วของภารกิจ โดยที่เราสามารถเข้าถึงได้ทั่วทั้งองค์กรเพื่อก้าวไปสู่ประสิทธิภาพและเทคโนโลยีใหม่ๆ ด้วยอัตราที่เร็วยิ่งขึ้น” “ด้วยการผสานรวมความเชี่ยวชาญด้านการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุของ Boeing เข้ากับเทคโนโลยีแสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพสูงของ Spectrolab และสายการผลิตความเร็วสูงของ Millennium ทำให้ทีมงานระบบภารกิจอวกาศของเรากำลังเปลี่ยนความเร็วในการผลิตไปเป็นขีดความสามารถในการช่วยลูกค้านำกลุ่มดาวเทียมที่ผ่านการฟื้นคืนสภาพในภาคสนามมาใช้ได้เร็วยิ่งขึ้น”

Melissa Orme รองประธานฝ่ายวัสดุและโครงสร้าง ฝ่ายนวัตกรรมเทคโนโลยีของ Boeing กล่าวว่า — “ในขณะที่เราขยายการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุไปทั่วทั้งการผลิตของ Boeing ซึ่งนั่นไม่ได้เป็นเพียงแค่ช่วยลดเวลาและต้นทุน แต่ยังเป็นการเพิ่มสมรรถนะเข้าไปด้วย” “การจับคู่วัสดุที่ผ่านการรับรองคุณภาพเข้ากับเส้นใยดิจิทัลแบบทั่วไปและการผลิตที่มีความเร็วสูง ช่วยให้เราสามารถทำโครงสร้างให้มีน้ำหนักเบาได้อีก สร้างสรรค์งานออกแบบใหม่ๆ และทำซ้ำความสำเร็จให้กับโครงการต่างๆ ได้อีก นั่นคือ จุดประสงค์ของเทคโนโลยีเติมเนื้อวัสดุในระดับองค์กร ซึ่งในวันนี้ทำให้เราสามารถส่งมอบชิ้นส่วนที่ดีกว่า และยังเปิดความสามารถในการผลิตชิ้นส่วนได้อีกมากมายในอนาคต”