BR102017006351A2 - ELECTRICAL CONDUCTION PATH SYSTEM AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME - Google Patents
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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DE CAMINHO DE CONDUÇÃO ELÉTRICA E MÉTODO DE FABRICAR O MESMO".Report of the Invention Patent for "ELECTRICAL DRIVING WAY SYSTEM AND METHOD FOR MAKING THE SAME".
REFERÊNCIA CRUZADA PARA PEDIDOS RELACIONADOSCROSS REFERENCE FOR RELATED ORDERS
[001] O presente pedido é uma continuação em parte e reivindica prioridade para o pedido pendente no. serial 14/138.120, depositado em 22 de dezembro de 2013, intitulado "STRUCTURES WITH PZT NANOPARTICLE INK BASED PIEZOELECTRIC SENSOR ASSEM-BLY", tendo o Protocolo Representante Número 11-0195-US-CNT, e que é uma continuação e reivindica prioridade para o pedido de patente não provisório U.S. número serial 13/212.037, depositado em 17 de agosto de 2011, agora a Patente U.S. No. 8.614.724, emitida em 24 de dezembro de 2013, intitulada "METHOD AND SYSTEM OF FABRICATING PZT NANOPARTICLE INK BASED PIEZOELECTRIC SENSOR", tendo o Protocolo Representante Número 11-0195-US-NP, e que está relacionada com o pedido de patente não provisório U.S. número serial 13/211.554, depositado em 17 de agosto de 2011, agora a Patente U.S. No. 9.005.465, emitida em 14 de abril de 2015, intitulada "ME-THODS FOR FORMING LEAD ZIRCONATE TITANATE NANOPAR-TICLES", tendo o Protocolo Representante Número UWOTL-1-37259, e que também está relacionada com o pedido de patente não provisório U.S. número serial 13/212.123, depositado em 17 de agosto de 2011, agora a Patente U.S. No. 8.766.511, emitida em 1 de julho de 2014, intitulada "METHOD AND SYSTEM FOR DISTRIBUTED NETWORK OF NANOPARTICLE INK BASED PIEZOELECTRIC SENSORS FOR STRUCTURAL HEALTH MONITORING", tendo o Protocolo Representante Número 11-0839-US-NP. Os conteúdos do pedido número serial 14/138.120, pedido número serial 13/212.037, pedido número serial 13/211.544 e do pedido número serial 13/212.123.The present request is a continuation in part and claims priority for pending request no. serial 14 / 138.120, filed December 22, 2013, entitled "STRUCTURES WITH PZT NANOPARTICLE INK BASED PIEZOELECTRIC ASSEMBLY SENSOR", having Protocol Representative No. 11-0195-US-CNT, and which is a continuation and claims priority for US non-provisional patent application serial number 13 / 212,037, filed August 17, 2011, now US Patent No. 8,614,724, issued December 24, 2013, entitled "METHOD AND SYSTEM OF MANUFACTURING PZT NANOPARTICLE INK BASED PIEZOELECTRIC SENSOR "having Representative Protocol No. 11-0195-US-NP, and which is related to non-provisional patent application US serial number 13 / 211.554, filed August 17, 2011, now US Patent No. 9,005 .465, issued April 14, 2015, entitled "ME-THODS FOR FORMING LEAD ZIRCONATE TITANATE NANOPAR-TICLES", having Representative Protocol Number UWOTL-1-37259, and which is also related to non-provisional US patent application. number s erial 13 / 212.123, filed August 17, 2011, now US Patent No. 8,766,511, issued July 1, 2014, entitled "METHOD AND SYSTEM FOR DISTRIBUTED NETWORK OF NANOPARTICLE INK BASED PIEZOELECTRIC SENSORS FOR STRUCTURAL HEALTH MONITORING" having Protocol No. 11-0839-US-NP. The contents of request serial number 14 / 138.120, request serial number 13 / 212.037, request serial number 13 / 211.544 and request serial number 13 / 212.123.
ANTECEDENTESBACKGROUND
1) CAMPO DA REVELAÇÃO1) REVELATION FIELD
[002] A revelação diz respeito de uma maneira geral a sistemas e métodos usando materiais condutivos impressos ou depositados com processos de impressão de gravação direta, e mais particularmente a sistemas e métodos de proteção contra relâmpagos usando materiais condutivos, tais como tinta de nanopartículas, impressos ou depositados com processos de impressão de gravação direta. A revelação também diz respeito de uma maneira geral a métodos e sistemas de fabricar sensores, e mais particularmente a métodos e sistemas para fabricar sensores piezoelétricos de nanopartículas depositados em uma estrutura.[002] The disclosure relates generally to systems and methods using conductive materials printed or deposited with direct etch printing processes, and more particularly to lightning protection systems and methods using conductive materials such as nanoparticle ink, printed or deposited with direct embossing printing processes. The disclosure also relates generally to methods and systems for making sensors, and more particularly to methods and systems for making piezoelectric nanoparticle sensors deposited on a structure.
2) DESCRIÇÃO DE TÉCNICA RELACIONADA2) DESCRIPTION OF RELATED TECHNIQUE
[003] Materiais compostos são usados em uma grande variedade de estruturas e partes componentes, incluindo na fabricação de aeronaves, tais como avião, espaçonave e helicóptero, e na fabricação de barcos, automóveis, caminhões e outros veículos, por causa de suas altas razões de resistência para peso, resistência à corrosão e de outras propriedades favoráveis. Em particular, na construção de avião, estruturas e partes componentes compostas são usadas em quantidades crescentes para formar a fuselagem, asas, seção de cauda, painéis de revestimento e outras partes componentes da aeronave.[003] Composite materials are used in a wide variety of component structures and parts, including the manufacture of aircraft, such as aircraft, spaceships and helicopters, and the manufacture of boats, automobiles, trucks and other vehicles, because of their high reasons. resistance to weight, corrosion resistance and other favorable properties. In particular, in aircraft construction, composite structures and component parts are used in increasing amounts to form the fuselage, wings, tail section, cladding panels and other aircraft component parts.
[004] Entretanto, materiais compostos são menos condutivos do que materiais metálicos, e estruturas e partes componentes compostas podem ter dificuldade para dissipar carga ou energia elétrica proveniente de uma queda de raio ou de P-estática (precipitação estática), tão rapidamente ou de modo tão eficiente quanto estruturas e partes componentes metálicas.[004] However, composite materials are less conductive than metallic materials, and composite structures and component parts may have difficulty dissipating charge or electrical energy from a lightning strike or P-static (static precipitation) as quickly or as quickly as possible. as efficient as metal structures and component parts.
[005] Sistemas e métodos conhecidos têm sido desenvolvidos para gerenciar quedas de raios e acúmulo de estática, por exemplo, P- estática, em estruturas compostas de aeronaves tais como aviões. Vários sistemas e métodos conhecidos adicionam condutores metálicos ou incorporam sistemas de lâminas delgadas de metal de várias configurações em estruturas e partes componentes compostas. A adição de tais condutores metálicos pode incluir tiras desviadoras metálicas aplicadas às estruturas e partes componentes compostas. A incorporação de tais sistemas de lâminas delgadas de metal pode incluir o uso de lâmina delgada de cobre ou de alumínio na forma de malha metálica embutida nas estruturas e partes componentes compostas. Entretanto, tais tiras desviadoras metálicas e malhas metálicas embutidas conhecidas podem ter dificuldade ao lidar com a fadiga de uma superfície flexível, tal como uma superfície de controle de voo de uma asa de uma aeronave, e podem afetar a estrutura do material composto ou da parte componente composta dentro da qual elas são aplicadas ou incorporadas.Known systems and methods have been developed to manage lightning strikes and static build-up, for example, P-static, in aircraft composite structures such as airplanes. Several known systems and methods add metal conductors or incorporate thin metal blade systems of various configurations into composite component structures and parts. Addition of such metal conductors may include metal diverter strips applied to composite structures and component parts. Incorporation of such thin metal blade systems may include the use of thin copper or aluminum foil in the form of metal mesh embedded in the composite component structures and parts. However, such known metal diverter strips and embedded metal meshes may have difficulty coping with the fatigue of a flexible surface, such as a flight control surface of an aircraft wing, and may affect the structure of the composite material or part. composite component within which they are applied or embedded.
[006] Além do mais, sistemas baseados em apliques conhecidos podem ser usados para gerenciar quedas de raios e acúmulo de estática, por exemplo, P-estática, em estruturas compostas de aeronaves tais como aviões. Tais sistemas baseados em apliques conhecidos usam camadas alternadas de materiais dielétricos e condutivos aplicadas como um aplique sobre a superfície de estrutura composta e presas à superfície com um adesivo. Entretanto, tais apliques conhecidos não podem ser instalados ou aplicados durante fabricação ou durante montagem de camadas da parte, e tipicamente podem ser instalados ou aplicados após fabricação em uma operação secundária. Isto pode resultar em produtibilidade diminuída. Adicionalmente, tais apliques conhecidos tipicamente incluem uma camada contínua aplicada com um adesivo e podem ser difíceis de reparar ou substituir in situ.In addition, known applique-based systems can be used to manage lightning strikes and static build-up, for example, P-static, in aircraft composite structures such as airplanes. Such known applique-based systems use alternating layers of dielectric and conductive materials applied as an applique on the composite structure surface and secured to the surface with an adhesive. However, such known appliqués may not be installed or applied during fabrication or assembly of part layers, and typically may be installed or applied after fabrication in a secondary operation. This can result in decreased productivity. Additionally, such known appliqués typically include a continuous layer applied with an adhesive and may be difficult to repair or replace in situ.
[007] Uma outra dificuldade com tais sistemas e métodos conhecidos de gerenciamento de quedas de raios e acúmulo de estática é que eles não são processados com gravação direta, e podem exigir fabricação com um processo de montagem de camadas especial, o qual pode aumentar o tempo e custo de fabricação, ou podem exigir aplicação em uma operação secundária menos permanente após fabricação.[007] Another difficulty with such known lightning strike and static accumulation management systems and methods is that they are not processed with direct engraving, and may require fabrication with a special layer assembly process, which can increase the manufacturing time and cost, or may require application to a less permanent secondary operation after fabrication.
[008] Portanto, existe uma necessidade na técnica com relação a um sistema e método de caminho de condução elétrica aperfeiçoados para gerenciar carga elétrica, tal como de quedas de raios e P-estática, na superfície de estruturas e partes componentes compostas, que forneçam vantagens em relação aos sistemas e métodos conhecidos.Therefore, there is a need in the art for an improved electrical conduction path system and method for managing electrical charge, such as lightning strikes and P-static, on the surface of composite structures and component parts that provide advantages over known systems and methods.
[009] Sensores pequenos,tais como microssensores, podem ser usados em uma variedade de aplicações incluindo em sistemas e métodos de monitoramento de saúde estrutural (SHM) para monitorar continuamente estruturas, tais como estruturas compostas ou de metais, e para medir características de material e níveis de tensão e deformação a fim de avaliar desempenho, possível dano, e estado corrente das estruturas. Sistemas e métodos SHM conhecidos podem incluir o uso de pequenos sensores de discos cerâmicos rígidos integrados a um substrato de poli-imida e conectados a condutores de energia e de comunicação. Tais sensores conhecidos tipicamente são unidos manualmente a uma estrutura com um adesivo. Tal instalação manual pode aumentar custos de mão de obra e de instalação e tal adesivo pode degradar ao longo do tempo e pode resultar no sensor descolando da estrutura. Além do mais, tais sensores conhecidos podem ser feitos de materiais rígidos, planos e/ou quebradiços que podem limitar seu uso; por exemplo, uso em uma superfície de substrato curvada ou não plana pode ser difícil. Além disso, em um conjunto grande de tais sensores conhecidos, a quantidade de condutores de energia e de comunicação exigida pode aumentar a complexidade e o peso da estrutura.Small sensors, such as microsensors, can be used in a variety of applications including structural health monitoring (SHM) systems and methods to continuously monitor structures, such as composite or metal structures, and to measure material characteristics. and stress and strain levels to assess performance, possible damage, and current state of structures. Known SHM systems and methods may include the use of small rigid ceramic disk sensors integrated with a polyimide substrate and connected to power and communication conductors. Such known sensors typically are manually attached to a structure with an adhesive. Such manual installation may increase labor and installation costs and such adhesive may degrade over time and may result in the sensor detaching from the structure. In addition, such known sensors may be made of rigid, flat and / or brittle materials that may limit their use; For example, use on a curved or non-flat substrate surface can be difficult. In addition, in a large array of such known sensors, the amount of power and communication conductors required can increase the complexity and weight of the structure.
[0010] Além do mais, sistemas e métodos sensores conhecidos, tais como sistemas e métodos microeletromecânicos (MEMS), podem incluir o uso de depositar sobre um substrato sensores piezoelétricos, tais como sensores de titanato zirconato de chumbo (PZT), tendo na-nopartículas. Métodos conhecidos para fabricar tal MEMS podem incluir síntese de sal fundido de pó de PZT para tintas de gravação direta. Entretanto, as aplicações dos sensores de PZT fabricados com tais métodos conhecidos podem ser limitadas pela geometria física dos sensores de PZT. Tais limitações de geometria física podem resultar em capacidades de detecção inadequadas ou respostas de acionamento inadequadas. Adicionalmente, os sensores de PZT fabricados com tais métodos conhecidos podem ser incapazes de ser aplicados ou localizados em áreas onde sua função pode ser importante por causa do método de fabricação de sensor de PZT. Por exemplo, métodos de síntese de sal fundido conhecidos podem exigir processamento em temperaturas mais altas que aquelas que certos substratos de aplicação podem tolerar.In addition, known sensor systems and methods, such as microelectromechanical systems and methods (MEMS), may include the use of depositing piezoelectric sensors such as lead zirconate (PZT) sensors onto a substrate, having in particular in the particles. Known methods for making such MEMS may include PZT powder melt salt synthesis for direct etching inks. However, applications of PZT sensors manufactured using such known methods may be limited by the physical geometry of PZT sensors. Such physical geometry limitations may result in inadequate detection capabilities or inadequate triggering responses. Additionally, PZT sensors manufactured with such known methods may be unable to be applied or located in areas where their function may be important because of the PZT sensor manufacturing method. For example, known melt salt synthesis methods may require processing at higher temperatures than certain application substrates can tolerate.
[0011] Adicionalmente, tais sistemas e métodos MEMS conhecidos também podem incluir o uso de sensores tendo nanopartículas que não tenham sido cristalizadas e que podem ser menos eficiente do que nanopartículas que tenham sido cristalizadas. Estruturas não cristalizadas tipicamente têm maior desorganização resultando em sensibilidade de resposta diminuída para deformação e tensão, enquanto que estruturas cristalizadas tipicamente têm maior organização interna resultando em sensibilidade de resposta aumentada para deformação e necessidade diminuída de energia para operar. Além do mais, as nanopartículas dos sensores podem ser muito grandes para alguns processos e sistemas de deposição conhecidos, tal como um processo de deposição por jato atomizado (JAD), e tais nanopartículas podem exigir um processo de sinterização/cristalização de alta temperatura que pode resultar em danos para substratos ou estruturas sensíveis à temperatura.Additionally, such known MEMS systems and methods may also include the use of sensors having nanoparticles that have not been crystallized and which may be less efficient than nanoparticles that have been crystallized. Uncrystallized structures typically have greater disorganization resulting in decreased response sensitivity to strain and stress, whereas crystallized structures typically have greater internal organization resulting in increased deformation response sensitivity and decreased energy requirements to operate. In addition, sensor nanoparticles may be too large for some known deposition processes and systems, such as an atomized jet deposition (JAD) process, and such nanoparticles may require a high temperature sintering / crystallization process that may result in damage to temperature sensitive substrates or structures.
[0012] Portanto, existe uma necessidade na técnica com relação a um método e sistema aperfeiçoados de fabricar sensores piezoelétri-cos de PZT tendo nanopartículas que possam ser usados em sistemas e métodos de monitoramento de saúde estrutural para estruturas, onde tais método e sistema aperfeiçoados fornecem vantagens em relação a métodos e sistemas conhecidos.Therefore, there is a need in the art for an improved method and system of fabricating PZT piezoelectric sensors having nanoparticles that can be used in structural health monitoring systems and methods for structures, where such improved method and system provide advantages over known methods and systems.
SUMÁRIOSUMMARY
[0013] Implementações de exemplo desta revelação fornecem um sistema e método de caminho de condução elétrica aperfeiçoados. Tal como discutido na descrição detalhada a seguir, modalidades do sistema e método de caminho de condução elétrica aperfeiçoados podem fornecer vantagens significativas em relação a sistemas e métodos conhecidos para gerenciar carga elétrica em uma superfície de uma estrutura.Example implementations of this disclosure provide an improved electrical conduction path system and method. As discussed in the following detailed description, improved system modalities and electrical conduction path method can provide significant advantages over known systems and methods for managing electrical charge on a surface of a structure.
[0014] Em uma modalidade da revelação é fornecido um sistema de caminho de condução elétrica para desviar uma carga elétrica. O sistema de caminho de condução elétrica compreende um substrato tendo uma primeira superfície para receber impressão e tendo um ou mais pontos de aterramento.In a development mode an electric conduction path system is provided to divert an electric charge. The electrical conduction path system comprises a substrate having a first printable surface and having one or more ground points.
[0015] O padrão de material condutivo de gravação direta forma um ou mais caminhos elétricos interligados com o um ou mais pontos de aterramento. O um ou mais caminhos elétricos interligados com o um ou mais pontos de aterramento desviam a carga elétrica da primeira superfície para o um ou mais pontos de aterramento.The direct recording conductive material pattern forms one or more electrical paths interconnected with one or more ground points. The one or more electrical paths interconnected with one or more ground points divert the electrical charge from the first surface to one or more ground points.
[0016] Em uma outra modalidade da revelação, é fornecida uma aeronave. A aeronave compreende uma estrutura de veículo aéreo tendo um sistema de caminho de condução elétrica.In another mode of development, an aircraft is provided. The aircraft comprises an aerial vehicle structure having an electric driving path system.
[0017] O sistema de caminho de condução elétrica compreende um substrato preparado tendo uma superfície preparada para receber impressão e tendo um ou mais pontos de aterramento. O sistema de caminho de condução elétrica compreende adicionalmente um padrão de material condutivo de gravação direta compreendendo um padrão de grade impresso diretamente na superfície preparada por meio de um processo de impressão de gravação direta. O padrão de material condutivo de gravação direta forma um ou mais caminhos elétricos interligados com o um ou mais pontos de aterramento.The electrical conduction path system comprises a prepared substrate having a printable surface and having one or more grounding points. The electrical conduction path system further comprises a direct embossing conductive material pattern comprising a grid pattern printed directly on the surface prepared by a direct embossing printing process. The direct-recording conductive material pattern forms one or more electrical paths interconnected with one or more ground points.
[0018] O sistema de caminho de condução elétrica compreende adicionalmente um revestimento condutivo aplicado sobre o padrão de material condutivo de gravação direta. O sistema de caminho de condução elétrica compreende adicionalmente uma camada de cobertura superior aplicada sobre o revestimento condutivo. O um ou mais caminhos elétricos interligados com o um ou mais pontos de aterramento desviam uma carga elétrica proveniente de uma queda de raio ou de precipitação estática (P-estática) em uma superfície externa da estrutura de aeronave para o um ou mais pontos de aterramento.The electrical conduction path system additionally comprises a conductive coating applied over the direct etching conductive material standard. The electrical conduction path system further comprises an upper cover layer applied over the conductive coating. The one or more electrical paths interconnected with one or more ground points divert an electrical charge from a lightning strike or static (P-static) fall on an outside surface of the aircraft structure to one or more ground points. .
[0019] Em uma outra modalidade da revelação, é fornecido um método de fabricar um sistema de caminho de condução elétrica para desviar uma carga elétrica em uma estrutura. O método compreende a etapa de fornecer a estrutura tendo uma superfície para receber impressão e tendo um ou mais pontos de aterramento. O método compreende adicionalmente a etapa de impressão, por meio de um processo de impressão de gravação direta, um padrão de material condutivo de gravação direta na superfície da estrutura para formar um ou mais caminhos elétricos. O método compreende adicionalmente a etapa de interligar o um ou mais caminhos elétricos com o um ou mais pontos de aterramento para desviar a carga elétrica da superfície para o um ou mais pontos de aterramento.[0019] In another embodiment of the disclosure, a method of fabricating an electrical conduction path system for diverting an electrical charge into a structure is provided. The method comprises the step of providing the structure having a printable surface and having one or more grounding points. The method further comprises the step of printing, by means of a direct etch printing process, a pattern of direct etch conductive material on the surface of the structure to form one or more electrical paths. The method further comprises the step of interconnecting one or more electrical paths with one or more grounding points to divert the surface electrical charge to one or more grounding points.
[0020] Além do mais, esta necessidade com relação a um método e sistema de fabricar sensores piezoelétricos de titanato zirconato de chumbo (PZT) tendo nanopartículas que possam ser usados em sistemas e métodos de monitoramento de saúde estrutural para estruturas é satisfeita. Tal como discutido na descrição detalhada a seguir, modalidades do método e sistema podem fornecer vantagens significativas em relação a métodos e sistemas existentes.Furthermore, this need for a method and system for manufacturing lead zirconate piezoelectric (PZT) piezoelectric sensors having nanoparticles that can be used in structural health monitoring systems and methods for structures is met. As discussed in the following detailed description, method and system embodiments may provide significant advantages over existing methods and systems.
[0021] Em uma outra modalidade da revelação, é fornecido um método de fabricar um sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de titanato zirconato de chumbo (PZT). O método compreende formular uma tinta de nanopartículas de PZT. O método compreende adicionalmente depositar a tinta de nanopartículas de PZT sobre um substrato por meio de um processo de deposição de tinta para formar um sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT.In another embodiment of the disclosure, a method of fabricating a lead zirconate nanoparticle (PZT) ink-based piezoelectric sensor is provided. The method comprises formulating a PZT nanoparticle ink. The method further comprises depositing ink of PZT nanoparticles on a substrate by means of an ink deposition process to form a PZT nanoparticle ink-based piezo sensor.
[0022] Em uma outra modalidade da revelação, é fornecido um método de fabricar um sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de titanato zirconato de chumbo (PZT). O método compreende formular uma tinta de nanopartículas de PZT compreendendo nanopartículas de PZT pré-cristalizadas. O método compreende adicionalmente suspender a tinta de nanopartículas de PZT em um promotor de aderência à base de sol-gel. O método compreende adicionalmente depositar a tinta de nanopartículas de PZT sobre um substrato por meio de um processo de impressão de gravação direta para formar um sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT.In another embodiment of the disclosure, a method of manufacturing a piezoelectric lead zirconate nanoparticle (PZT) ink-based sensor is provided. The method comprises formulating a PZT nanoparticle ink comprising precrystallized PZT nanoparticles. The method further comprises suspending the ink of PZT nanoparticles on a sol-gel adhesion promoter. The method further comprises depositing the PZT nanoparticle ink onto a substrate by a direct etch printing process to form a PZT nanoparticle ink-based piezo sensor.
[0023] Em uma outra modalidade da revelação, é fornecido um sistema para fabricar um sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de titanato zirconato de chumbo (PZT). O sistema compreende uma tinta de nanopartículas de PZT formulada. O sistema compreende adicionalmente um aparelho de deposição de tinta depositan- do a tinta de nanopartículas de PZT sobre um substrato para formar um sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT. A estrutura pode ter uma superfície não curvada ou plana, uma superfície curvada ou não plana, ou uma combinação de uma superfície não curvada ou plana e uma superfície curvada ou não plana. O sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT pode ser depositado sobre uma superfície da estrutura com uma ou mais camadas de isolamento, revestimentos ou de tinta entre um corpo da estrutura e o sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT.In another embodiment of the development, a system is provided for manufacturing a lead zirconate (PZT) nanoparticle ink-based piezoelectric sensor. The system comprises a formulated PZT nanoparticle paint. The system further comprises an ink deposition apparatus depositing ink of PZT nanoparticles on a substrate to form a PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensor. The structure may have an uncurved or flat surface, a curved or non-flat surface, or a combination of an uncurved or flat surface and a curved or non-flat surface. The PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensor may be deposited on a frame surface with one or more layers of insulation, coatings or paint between a body of the frame and the PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensor.
[0024] Em uma outra modalidade da revelação, é fornecida uma estrutura compreendendo um substrato e uma montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de titanato zirconato de chumbo (PZT) depositado por gravação direta sobre o substrato. A montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT compreende um sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT compreendendo uma tinta de nanopartículas de PZT depositada sobre o substrato por meio de um processo de impressão de gravação direta de deposição de tinta. A tinta de nanopartículas de PZT não exige um processo de sinterização/cristalização de alta temperatura uma vez que depositada. A montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT compreende adicionalmente uma montagem condutora de energia e comunicação acoplada ao sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT. A montagem condutora de energia e comunicação compreende uma tinta condutiva depositada sobre o substrato por meio do processo de impressão de gravação direta de deposição de tinta.In another embodiment of the disclosure, a structure comprising a substrate and a lead zirconate titanate (PZT) ink-based piezoelectric nanoparticle sensor assembly deposited directly onto the substrate is provided. The PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensor assembly comprises a PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensor comprising a PZT nanoparticle ink deposited on the substrate by an ink deposition direct etch printing process. . PZT nanoparticle paint does not require a high temperature sintering / crystallization process once deposited. The PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensor assembly further comprises a power and communication conductive assembly coupled to the PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensor. The power and communication conductive assembly comprises a conductive ink deposited on the substrate by the direct ink deposition etching printing process.
[0025] Em uma outra modalidade da revelação, é fornecida uma estrutura composta compreendendo um substrato composto e uma montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de titanato zirconato de chumbo (PZT) depositado por gravação direta sobre o substrato composto. A montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT compreende um sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT compreendendo uma tinta de nanopartículas de PZT depositada sobre o substrato composto por meio de um processo de impressão de gravação direta de deposição de tinta. A tinta de nanopartículas de PZT não exige um processo de sinterização/cristalização de alta temperatura uma vez que depositada. A montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT compreende adicionalmente uma montagem condutora de energia e comunicação acoplada ao sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT. A montagem condutora de energia e comunicação compreende uma tinta condutiva depositada sobre o substrato composto por meio do processo de impressão de gravação direta de deposição de tinta.In another embodiment of the disclosure, a composite structure is provided comprising a composite substrate and a lead zirconate (PZT) ink-based piezoelectric nanoparticle sensor assembly deposited directly onto the composite substrate. The PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensor assembly comprises a PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensor comprising a PZT nanoparticle ink deposited on the composite substrate by a direct deposition etching direct printing process. ink. PZT nanoparticle paint does not require a high temperature sintering / crystallization process once deposited. The PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensor assembly further comprises a power and communication conductive assembly coupled to the PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensor. The power and communication conductive assembly comprises a conductive ink deposited on the composite substrate by the direct ink deposition etching printing process.
[0026] Em uma outra modalidade da revelação, é fornecida uma estrutura metálica compreendendo um substrato metálico e uma montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de titanato zirconato de chumbo (PZT) depositado por gravação direta sobre o substrato metálico. A montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT compreende um sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT compreendendo uma tinta de nanopartículas de PZT depositada sobre o substrato metálico por meio de um processo de impressão de gravação direta de deposição de tinta. A tinta de nanopartículas de PZT não exige um processo de sinterização/cristalização de alta temperatura uma vez que depositada. A montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT compreende adicionalmente uma montagem condutora de energia e comunicação acoplada ao sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT. A montagem condutora de energia e comunicação compreende uma tinta condutiva depositada sobre o substrato metálico por meio do processo de impressão de gravação direta de deposição de tinta. A montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT compreende adicionalmente uma camada isolante depositada entre o substrato metálico e o sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT da montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de titanato zirconato de chumbo (PZT) depositado por gravação direta.In another embodiment of the disclosure, a metal frame comprising a metal substrate and a lead zirconate nanoparticle (PZT) ink-based piezoelectric sensor assembly deposited directly onto the metal substrate is provided. The PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensor assembly comprises a PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensor comprising a PZT nanoparticle ink deposited on the metal substrate by a direct deposition etching direct printing process. ink. PZT nanoparticle paint does not require a high temperature sintering / crystallization process once deposited. The PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensor assembly further comprises a power and communication conductive assembly coupled to the PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensor. The power and communication conductive assembly comprises a conductive ink deposited on the metal substrate by the direct ink deposition etching printing process. The PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensor assembly further comprises an insulating layer deposited between the metal substrate and the PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensor of the zirconate titanate nanoparticle ink-based piezoelectric sensor assembly lead (PZT) deposited by direct recording.
[0027] Os recursos, funções e vantagens que tenham sido discutidos podem ser alcançados independentemente em várias modalidades da revelação ou podem ser combinados também em outras modalidades cujos detalhes adicionais podem ser vistos com referência para a descrição e desenhos a seguir.The features, functions and advantages that have been discussed may be independently achieved in various embodiments of the disclosure or may also be combined in other embodiments whose additional details may be seen with reference to the following description and drawings.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
[0028] A revelação pode ser mais bem entendida com referência para a descrição detalhada a seguir considerada em associação com os desenhos anexos que ilustram modalidades preferidas e exemplares, mas que não estão necessariamente desenhados em escala, em que: [0029] A figura 1A é uma ilustração de uma vista em perspectiva de uma aeronave exemplar para a qual uma das modalidades do sistema e método da revelação pode ser usada;The disclosure may be better understood by reference to the following detailed description taken in connection with the accompanying drawings which illustrate preferred and exemplary embodiments, but which are not necessarily drawn to scale, in which: Figure 1A is an illustration of a perspective view of an exemplary aircraft for which one embodiment of the development system and method may be used;
[0030] A figura 1B é uma ilustração de um fluxograma de uma modalidade de um método de fabricação e de serviços de aeronave;Figure 1B is an illustration of a flowchart of one embodiment of an aircraft manufacturing and service method;
[0031] A figura 1C é uma ilustração de um diagrama de blocos funcionais de uma modalidade de uma aeronave;Figure 1C is an illustration of a functional block diagram of one embodiment of an aircraft;
[0032] A figura 2 é uma ilustração de uma vista seccional transversal de uma das modalidades de uma montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT depositada;Figure 2 is an illustration of a cross-sectional view of one embodiment of a deposited PZT nanoparticle ink-based piezo sensor sensor assembly;
[0033] A figura 3 é uma ilustração de uma vista seccional transversal de uma outra modalidade das modalidades de uma montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT depositada;Figure 3 is an illustration of a cross-sectional view of another embodiment of embodiments of a deposited PZT nanoparticle ink-based piezo sensor sensor;
[0034] A figura 4 é uma ilustração de uma vista superior em perspectiva de uma das modalidades de uma montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT depositada sobre uma estrutura composta;Figure 4 is an illustration of a perspective top view of one embodiment of a PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensor assembly deposited on a composite structure;
[0035] A figura 5 é uma ilustração de um diagrama de blocos de uma das modalidades de um sistema para fabricar um sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT da revelação;Figure 5 is a block diagram illustration of one embodiment of a system for manufacturing a PZT nanoparticle ink-based piezo sensor of the development;
[0036] A figura 6A é uma ilustração de uma vista esquemática de uma das modalidades de um processo de deposição de tinta e aparelho para fabricar um sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT da revelação;Figure 6A is a schematic view illustration of one embodiment of an ink deposition process and apparatus for manufacturing a PZT nanoparticle ink-based piezo sensor of the disclosure;
[0037] A figura 6B é uma ilustração de uma vista ampliada do sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT sendo depositado sobre o substrato;Figure 6B is an enlarged view of the PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensor being deposited on the substrate;
[0038] A figura 7 é uma ilustração de um diagrama esquemático de uma das modalidades de um sistema de monitoramento de saúde estrutural usando os sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT da revelação;Figure 7 is an illustration of a schematic diagram of one embodiment of a structural health monitoring system using the PZT nanoparticle ink-based piezo sensors of the disclosure;
[0039] A figura 8 é uma ilustração de um fluxograma de uma modalidade de um método da revelação;Figure 8 is an illustration of a flowchart of one embodiment of a development method;
[0040] A figura 9 é uma ilustração de um fluxograma de uma outra modalidade de um método da revelação;Figure 9 is an illustration of a flowchart of another embodiment of a development method;
[0041] A figura 10 é uma ilustração de um diagrama de blocos de modalidades dos processos de deposição de tinta e aparelhos de deposição de tinta que podem ser usados para fabricar o sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT da revelação;Figure 10 is a block diagram illustration of modalities of ink deposition processes and ink deposition apparatus that can be used to fabricate the PZT nanoparticle ink-based piezo sensor of the development;
[0042] A figura 11A é uma ilustração de uma vista superior seccional em perspectiva de uma modalidade de um sistema de caminho de condução elétrica da revelação;Figure 11A is an illustration of a perspective sectional top view of one embodiment of an electrical conduction pathway system of the disclosure;
[0043] A figura 11B é uma ilustração de uma vista seccional transversal do sistema de caminho de condução elétrica da figura 11 A;Fig. 11B is an illustration of a cross-sectional view of the electrical conduction path system of Fig. 11A;
[0044] A figura 12A é uma ilustração de uma vista superior seccional em perspectiva de uma outra modalidade de um sistema de caminho de condução elétrica da revelação;Figure 12A is an illustration of a perspective sectional top view of another embodiment of an electrical conduction pathway system of the invention;
[0045] A figura 12B é uma ilustração de uma vista seccional transversal do sistema de caminho de condução elétrica da figura 12A;Fig. 12B is an illustration of a cross-sectional view of the electrical conduction path system of Fig. 12A;
[0046] A figura 13A é uma ilustração de uma vista superior seccional em perspectiva também de uma outra modalidade de um sistema de caminho de condução elétrica da revelação;Figure 13A is an illustration of a perspective sectional top view also of another embodiment of an electrical conduction pathway system of the disclosure;
[0047] A figura 13B é uma ilustração de uma vista seccional transversal do sistema de caminho de condução elétrica da figura 13A;Figure 13B is an illustration of a cross-sectional view of the electrical conduction path system of Figure 13A;
[0048] A figura 14A é uma ilustração de uma vista superior seccional em perspectiva também de uma outra modalidade de um sistema de caminho de condução elétrica da revelação;Figure 14A is an illustration of a perspective sectional top view also of another embodiment of an electrical conduction pathway system of the invention;
[0049] A figura 14B é uma ilustração de uma vista seccional transversal do sistema de caminho de condução elétrica da figura 14A;Fig. 14B is an illustration of a cross-sectional view of the electrical conduction path system of Fig. 14A;
[0050] A figura 15 é uma ilustração de uma vista seccional transversal de uma modalidade de um sistema de caminho de condução elétrica tendo pontos de aterramento na forma de prendedores;Fig. 15 is an illustration of a cross-sectional view of one embodiment of an electrical conduction path system having grounding points in the form of fasteners;
[0051] A figura 16A é uma ilustração de uma vista superior de uma modalidade de um padrão de material condutivo de gravação direta que pode ser usado em uma modalidade de um sistema de caminho de condução elétrica da revelação;[0051] Figure 16A is a top view illustration of one embodiment of a direct recording conductive material pattern that may be used in one embodiment of an electric conduction pathway system;
[0052] A figura 16B é uma ilustração de uma vista superior de uma outra modalidade de um padrão de material condutivo de gravação direta que pode ser usado em uma modalidade de um sistema de caminho de condução elétrica da revelação;Figure 16B is a top view illustration of another embodiment of a direct recording conductive material pattern that may be used in one embodiment of an electric conducting pathway system;
[0053] A figura 16C é uma ilustração de uma vista superior tam- bém de uma outra modalidade de um padrão de material condutivo de gravação direta que pode ser usado em uma modalidade de um sistema de caminho de condução elétrica da revelação;Figure 16C is an illustration of a top view also of another embodiment of a direct recording conductive material pattern that may be used in one embodiment of an electrical conduction pathway system;
[0054] A figura 17 é uma ilustração de um diagrama de blocos de uma modalidade de um veículo com um sistema de caminho de condução elétrica da revelação; e [0055] A figura 18 é uma ilustração de um fluxograma de uma modalidade de um outro método da revelação.Figure 17 is an illustration of a block diagram of one embodiment of a vehicle with an electric conduction pathway system of the disclosure; and Figure 18 is an illustration of a flowchart of one embodiment of another method of the disclosure.
DESCRIÇÃO DETALHADADETAILED DESCRIPTION
[0056] Modalidades reveladas serão descritas em seguida mais detalhadamente com referência para os desenhos anexos, nos quais algumas, mas nem todas, modalidades reveladas estão mostradas. De fato, várias modalidades diferentes podem ser fornecidas e não devem ser interpretadas como limitadas às modalidades expostas neste documento. Particularmente, estas modalidades são fornecidas para que esta revelação fique criteriosa e completa e transporte totalmente o escopo da revelação para os versados na técnica. A descrição detalhada a seguir é a dos modos considerados correntemente como os melhores para executar a revelação. A descrição não é para ser considerada com um sentido de limitação, e é dada meramente para o propósito de ilustrar os princípios gerais da revelação, uma vez que o escopo da revelação é definido de modo melhor pelas reivindicações anexas.Disclosed embodiments will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which some, but not all, disclosed embodiments are shown. Indeed, several different embodiments may be provided and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In particular, these embodiments are provided so that this disclosure is judicious and complete and fully conveys the scope of the disclosure to those skilled in the art. The following detailed description is of the ways currently considered to be the best for performing the revelation. The description is not to be considered with a sense of limitation, and is given merely for the purpose of illustrating the general principles of disclosure, since the scope of disclosure is better defined by the appended claims.
[0057] Referindo-se agora às figuras, a figura 1A é uma ilustração de uma vista em perspectiva de uma aeronave de técnica anterior exemplar 10 para a qual uma das modalidades de um sistema 100 (ver a figura 5), um método 200 (ver a figura 8), ou um método 250 (ver a figura 9), para fabricar um sensor piezoelétrico à base de tinta de na-nopartículas de titanato zirconato de chumbo (PZT) 110 (ver a figura 2) para uma estrutura 30, tal como a estrutura composta 102 (ver a figura 1Α) ou uma estrutura metálica 132 (ver a figura 3), podem ser usados. Tal como usado neste documento, o termo "PZT" significa titanato zir-conato de chumbo - um material cerâmico piezoelétrico e ferroelétrico composto dos elementos químicos chumbo e zircônio e do composto químico titanato que pode ser combinado em altas temperaturas. PZT exibe propriedades piezoelétricas favoráveis. Tal como usado neste documento, o termo "piezoelétrico" em relação ao PZT significa que PZT desenvolve uma diferença de tensão ou de potencial através de duas de suas faces quando deformado, o que é vantajoso para aplicações de sensores, ou ele muda fisicamente a forma quando um campo elétrico externo é aplicado, o que é vantajoso para aplicações de acio-nadores. Para os propósitos desta aplicação, o termo "ferroelétrico" em relação ao PZT significa que PZT tem uma polarização elétrica espontânea ou dipolo elétrico que pode ser invertido na presença de um campo elétrico.Referring now to the figures, Figure 1A is an illustration of a perspective view of an exemplary prior art aircraft 10 for which one embodiment of a system 100 (see Figure 5), a method 200 ( see figure 8), or a method 250 (see figure 9) for fabricating a lead zirconate titanate (PZT) paint piezoelectric sensor 110 (see figure 2) for a frame 30, such as the composite frame 102 (see figure 1Α) or a metal frame 132 (see figure 3) may be used. As used herein, the term "PZT" means lead zirconate titanate - a piezoelectric and ferroelectric ceramic material composed of the lead and zirconium chemical elements and the titanate chemical compound that can be combined at high temperatures. PZT exhibits favorable piezoelectric properties. As used herein, the term "piezoelectric" with respect to PZT means that PZT develops a voltage or potential difference across two of its faces when deformed, which is advantageous for sensor applications, or it physically changes shape. when an external electric field is applied, which is advantageous for actuator applications. For purposes of this application, the term "ferroelectric" with respect to PZT means that PZT has a spontaneous electric polarization or electric dipole that can be inverted in the presence of an electric field.
[0058] A aeronave 10 compreende uma fuselagem 12, um nariz 14, uma cabine 16, as asas 18 acopladas operacional mente à fuselagem 12, uma ou mais unidades de propulsão 20, um estabilizador vertical de cauda 22 e uma ou mais estabilizadores horizontais de cauda 24. Embora a aeronave 10 mostrada na figura 1A de uma maneira geral seja representativa de um avião de passageiros comercial, o sistema 100 e os métodos 200, 250 revelados neste documento também podem ser empregados em outros tipos de aeronave. Mais especificamente, os preceitos das modalidades reveladas podem ser aplicados para outro avião de passageiros, avião de carga, avião militar, helicóptero e outros tipos de aeronaves ou de veículos aéreos, assim como veículos aeroespaciais tais como satélites, veículos de lançamento no espaço, foguetes e outros tipos de veículos aeroespaciais. Também pode ser percebido que modalidades de sistemas, métodos e aparelhos de acordo com a revelação podem ser utilizadas em outros veículos, tais como barcos e outras embarcações, trens, automóveis, caminhões, ônibus e outros tipos de veículos. Também pode ser percebido que modalidades de sistemas, métodos e aparelhos de acordo com a revelação podem ser utilizadas em estruturas arquitetônicas, pás de turbina, dispositivos médicos, equipamento de acionamento eletrônico, dispositivos eletrônicos de consumidor, equipamento vibratório, amortecedores passivos e ativos ou em outras estruturas adequadas.Aircraft 10 comprises a fuselage 12, a nose 14, a cabin 16, wings 18 operably coupled to fuselage 12, one or more propulsion units 20, a vertical tail stabilizer 22 and one or more horizontal wing stabilizers. tail 24. Although aircraft 10 shown in Figure 1A is generally representative of a commercial airliner, the system 100 and methods 200, 250 disclosed herein may also be employed on other aircraft types. More specifically, the provisions of the disclosed embodiments may apply to other passenger aircraft, cargo aircraft, military aircraft, helicopters and other types of aircraft or air vehicles, as well as aerospace vehicles such as satellites, space launch vehicles, rockets. and other types of aerospace vehicles. It may also be appreciated that modalities of systems, methods and apparatus according to disclosure may be used in other vehicles, such as boats and other vessels, trains, automobiles, trucks, buses and other types of vehicles. It may also be appreciated that embodiments of systems, methods and apparatus according to the disclosure may be used in architectural structures, turbine blades, medical devices, electronic drive equipment, consumer electronic devices, vibrating equipment, passive and active dampers or in other suitable structures.
[0059] Referindo-se agora às figuras 1B e 1C, a figura 1B é uma ilustração de um fluxograma de uma modalidade de um método de fabricação e de serviços de aeronave 31. A figura 1C é uma ilustração de um diagrama de blocos funcionais de uma modalidade de uma aeronave 46. Referindo-se às figuras 1B-1C, modalidades da revelação podem ser descritas no contexto do método de fabricação e de serviços de aeronave 31, tal como mostrado na figura 1B, e da aeronave 46, tal como mostrada na figura 1C. Durante pré-produção, o método de fabricação e de serviços de aeronave exemplar 31 (ver a figura 1B) pode incluir a especificação e projeto 32 (ver a figura 1B) da aeronave 46 (ver a figura 1C) e a obtenção de material 34 (ver a figura 1B). Durante fabricação, a fabricação de componentes e de submontagens 36 (ver a figura 1B) e a integração de sistema 38 (ver a figura 1B) da aeronave 46 (ver a figura 1C) acontecem. Em seguida, a aeronave 46 (ver a figura 1C) pode passar pela certificação e entrega 40 (ver a figura 1B) a fim de ser colocada em serviço 42 (ver a figura 1B). Enquanto em serviço 42 (ver a figura 1B) por um cliente, a aeronave 46 (ver a figura 1C) pode ser programada para a manutenção e serviços de rotina 44 (ver a figura 1B), o que também pode incluir modificação, recon-figuração, restauração e outros serviços adequados.Referring now to Figures 1B and 1C, Figure 1B is an illustration of a flowchart of one embodiment of an aircraft manufacturing and service method 31. Figure 1C is an illustration of a functional block diagram of a Referring to FIGURES 1B-1C, embodiments of the disclosure may be described in the context of the aircraft manufacturing and service method 31 as shown in FIG. 1B, and of aircraft 46 as shown. in figure 1C. During pre-production, the exemplary aircraft manufacturing and service method 31 (see figure 1B) may include specification and design 32 (see figure 1B) of aircraft 46 (see figure 1C) and material procurement 34 (see figure 1B). During fabrication, fabrication of components and subassemblies 36 (see Figure 1B) and system integration 38 (see Figure 1B) of aircraft 46 (see Figure 1C) take place. Aircraft 46 (see Figure 1C) can then pass certification and delivery 40 (see Figure 1B) in order to be put into service 42 (see Figure 1B). While in service 42 (see figure 1B) by a customer, aircraft 46 (see figure 1C) may be scheduled for routine maintenance and service 44 (see figure 1B), which may also include modification, reconfiguration and figuration, restoration and other appropriate services.
[0060] Cada um dos processos do método de fabricação e de serviços de aeronave 31 (ver a figura 1B) pode ser desempenhado ou executado por um integrador de sistema, uma entidade externa e/ou um operador (por exemplo, um cliente). Para os propósitos desta descrição, um integrador de sistema pode incluir, sem limitação, qualquer número de fabricantes de aeronaves e subcontratantes de sistema principal; uma entidade externa pode incluir, sem limitação, qualquer número de vendedores, subcontratantes e fornecedores; e um operador pode incluir uma companhia de aviação, empresa de leasing, entidade militar, organização de serviços e outros operadores adequados.Each of the aircraft manufacturing and service method processes 31 (see Figure 1B) may be performed or performed by a system integrator, an external entity and / or an operator (eg a customer). For the purposes of this description, a system integrator may include, without limitation, any number of aircraft manufacturers and main system subcontractors; an external entity may include, without limitation, any number of sellers, subcontractors and suppliers; and an operator may include an appropriate airline, leasing company, military entity, service organization and other appropriate operators.
[0061] Tal como mostrado na figura 1C, a aeronave 46 produzida pelo método de fabricação e de serviços de aeronave exemplar 31 (ver a figura 1B) pode incluir uma estrutura de avião 48 com uma pluralidade dos sistemas 50 e um interior 52. Tal como mostrado adicionalmente na figura 1C, exemplos dos sistemas 50 podem incluir um ou mais de um sistema de propulsão 54, um sistema elétrico 56, um sistema hidráulico 58 e um sistema ambiental 60. Qualquer número de outros sistemas pode ser incluído. Embora um exemplo aeroespacial esteja mostrado, os princípios da revelação podem ser aplicados para outras indústrias, tal como a indústria automotiva.As shown in Figure 1C, aircraft 46 produced by the exemplary aircraft manufacturing and service method 31 (see Figure 1B) may include an airplane structure 48 with a plurality of systems 50 and an interior 52. As further shown in Figure 1C, examples of systems 50 may include one or more of a propulsion system 54, an electrical system 56, a hydraulic system 58 and an environmental system 60. Any number of other systems may be included. Although an aerospace example is shown, the principles of revelation can be applied to other industries, such as the automotive industry.
[0062] Métodos e sistemas incorporados a este documento podem ser empregados durante qualquer um ou mais dos estágios do método de fabricação e de serviços de aeronave 31 (ver a figura 1B). Por exemplo, componentes ou submontagens correspondendo à fabricação de componentes e de submontagens 36 (ver a figura 1B) podem ser fabricados ou montados em um modo similar ao de componentes ou submontagens produzidos enquanto a aeronave 46 (ver a figura 1C) está em serviço 42 (ver a figura 1B). Também, uma ou mais modalidades de aparelho, modalidades de método, ou uma combinação das mesmas, podem ser utilizadas durante a fabricação de componentes e de submontagens 36 (ver a figura 1B) e a integração de sistema 38 (ver a figura 1B), por exemplo, ao substancialmente expedir monta- gem ou reduzir o custo da aeronave 46 (ver a figura 1C). De forma similar, uma ou mais de modalidades de aparelho, modalidades de método, ou uma combinação dos mesmos, podem ser utilizadas enquanto a aeronave 46 (ver a figura 1C) está em serviço 42 (ver a figura 1B), por exemplo, e sem limitação, para a manutenção e serviço 44 (ver a figura 1B).[0062] Methods and systems incorporated herein may be employed during any one or more of the stages of aircraft manufacturing and service method 31 (see Figure 1B). For example, components or subassemblies corresponding to the manufacture of components and subassemblies 36 (see Figure 1B) may be manufactured or assembled in a similar manner to components or subassemblies produced while aircraft 46 (see Figure 1C) is in service. (see figure 1B). Also, one or more apparatus embodiments, method embodiments, or a combination thereof, may be used during component and sub-assembly fabrication 36 (see Figure 1B) and system integration 38 (see Figure 1B), for example, by substantially shipping assembly or reducing the cost of aircraft 46 (see Figure 1C). Similarly, one or more apparatus embodiments, method embodiments, or a combination thereof may be used while aircraft 46 (see Figure 1C) is in service 42 (see Figure 1B), for example, and without limitation for maintenance and service 44 (see Figure 1B).
[0063] Em uma modalidade da revelação, é fornecido um sistema 100 para fabricar o sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartí-culas de titanato zirconato de chumbo (PZT) 110. A figura 5 é uma ilustração de um diagrama de blocos de uma das modalidades do sistema 100 para fabricar o sensor piezoelétrico à base de tinta de nano-partículas de PZT 110 (ver também a figura 2) da revelação. Tal como mostrado na figura 5, o sistema 100 para fabricar o sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 compreende uma tinta de nanopartículas de titanato zirconato de chumbo (PZT) formulada 104. A tinta de nanopartículas de PZT 104 compreende as partículas ou nanopartículas de tinta de PZT de nanoescala 106. Preferivelmente, as nanopartículas de tinta de PZT de nanoescala são pré-cristalizadas. A tinta de nanopartículas de PZT 104 preferivelmente tem um tamanho de partícula de PZT de nanoescala em uma faixa de cerca de 20 nanômetros a cerca de 1 mícron. O tamanho de partículas de tinta de PZT de nanoescala permite que a tinta de nanopartículas de PZT 104 seja depositada usando uma faixa ampla de processos, aparelhos e sistemas de deposição de tinta, e em particular permite que a tinta de nanopartículas de PZT 104 seja depositada usando um sistema do processo de deposição por jato atomizado 126 (ver as figuras 6A e 10) e um aparelho de deposição por jato atomizado 146 (ver as figuras 6A e 10). O sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 pode ter uma espessura em uma faixa de cerca de 1 mícron a cerca de 500 mícrons. A espessura do sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 pode ser medida em termos de um fator de tamanho de nanopartícula das nanopartículas de PZT e da espessura dos eletrodos condutivos 114, 118 (ver a figura 2). Espessura do sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 também pode depender do tamanho do sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110, já que uma relação de aspectos apropriada pode aumentar a sensibilidade do sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110.In one embodiment of the disclosure, a system 100 is provided for manufacturing the lead zirconate nanoparticle (PZT) piezoelectric ink-based sensor 110. Figure 5 is an illustration of a one-block diagram of a of the embodiments of the system 100 for manufacturing the PZT 110 nano-particle ink-based piezoelectric sensor (see also Figure 2) of the development. As shown in Figure 5, the system 100 for making the PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensor 110 comprises a lead zirconate titanate (PZT) nanoparticle ink formulated 104. The PZT 104 nanoparticle ink comprises the particles or nanoscale PZT ink nanoparticles 106. Preferably, the nanoscale PZT ink nanoparticles are precrystallized. PZT 104 nanoparticle ink preferably has a nanoscale PZT particle size in the range of about 20 nanometers to about 1 micron. The nanoscale PZT ink particle size allows PZT 104 nanoparticle ink to be deposited using a wide range of ink deposition processes, devices and systems, and in particular allows PZT 104 nanoparticle ink to be deposited. using an atomized jet deposition process system 126 (see figures 6A and 10) and an atomized jet deposition apparatus 146 (see figures 6A and 10). The PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensor can have a thickness in a range from about 1 micron to about 500 microns. The thickness of the PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensor can be measured in terms of a nanoparticle size factor of the PZT nanoparticles and the thickness of the conductive electrodes 114, 118 (see Figure 2). PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensor thickness may also depend on the size of the PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensor, as an appropriate aspect ratio may increase the sensitivity of the PZT 110-inkjet piezoelectric sensor. PZT 110 nanoparticles.
[0064] A tinta de nanopartículas de PZT 104 pode compreender adicionalmente um promotor de aderência à base de sol-gel 108 (ver a figura 5) para promover aderência da tinta de nanopartículas de PZT 104 a um substrato 101. Alternativamente, a tinta de nanopartículas de PZT 104 pode compreender adicionalmente um promotor de aderência à base de polímero tal como um epóxi ou um outro promotor de aderência à base de polímero adequado. As nanopartículas de tinta de PZT de nanoescala 106 podem ser suspensas em uma sol-gel de síli-ca e então depositadas usando um processo de deposição de tinta 122 tal como um processo de impressão de gravação direta 124. A sol-gel de sílica na formulação de tinta de nanopartículas de PZT capacita a tinta de nanopartículas de PZT 104 para se unir a uma variedade mais ampla de substratos do que certos promotores de aderência conhecidos. O sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 preferivelmente tem modalidades baseadas em propagação de onda ultrassônica e impedância eletromecânica.PZT 104 nanoparticle ink may further comprise a sol-gel adhesion promoter 108 (see Figure 5) to promote adherence of PZT 104 nanoparticle ink to a substrate 101. Alternatively, the PZT ink PZT 104 nanoparticles may further comprise a polymer based tackifier such as an epoxy or other suitable polymer based tackifier. Nanoscale PZT ink nanoparticles 106 may be suspended in a silica sol gel and then deposited using an ink deposition process 122 such as a direct etch printing process 124. The silica sol gel in PZT nanoparticle ink formulation enables PZT 104 nanoparticle ink to bond to a wider variety of substrates than certain known tackifiers. The PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensor preferably has modalities based on ultrasonic wave propagation and electromechanical impedance.
[0065] A tinta de nanopartículas de titanato zirconato de chumbo (PZT) formulada 104 pode ser formulada por meio de métodos revelados no pedido de patente não provisório U.S. Número Serial 13/211.554 depositado contemporaneamente, intitulado "METHODS FOR FORMING LEAD ZIRCONATE TITANATE NANOPARTICLES", tendo o Protocolo Representante Número UWOTL-1-37259, deposita- do em 17 de agosto de 2011, o qual está incorporado a este documento na sua totalidade pela referência.The lead zirconate titanate (PZT) nanoparticle ink formulated 104 may be formulated by methods disclosed in the non-provisional patent application US Serial Number 13 / 211.554 filed today entitled "METHODS FOR FORMING LEAD ZIRCONATE TITANATE NANOPARTICLES" , having Representative Protocol No. UWOTL-1-37259, filed August 17, 2011, which is incorporated herein by reference in its entirety.
[0066] Em particular, em tal revelação, métodos para formar nano-partículas de titanato zirconato de chumbo (PZT) são fornecidos. As nanopartículas de PZT são formadas a partir de uma solução precursora - compreendendo uma fonte de chumbo, uma fonte de titânio, uma fonte de zircônio e um mineralizador - que passa por um processo hidrotérmico de acordo com a seguinte reação ("o processo hidrotér-mico"): Pb2+ + xTi02 + (1-x)Zr02 + 20H' <-> PbTixZr,_x03 + H20 [0067] Nos métodos fornecidos, as propriedades das nanopartículas de PZT formadas são ditadas pelo menos pela concentração de mineralizador, tempo de processamento, taxa de aquecimento e taxa de resfriamento.In particular, in such a disclosure, methods for forming lead zirconate titanate (PZT) nanoparticles are provided. PZT nanoparticles are formed from a precursor solution - comprising a lead source, a titanium source, a zirconium source and a mineralizer - which undergoes a hydrothermal process according to the following reaction ("the hydrothermal process"). Pb2 + + xTi02 + (1-x) Zr02 + 20H '<-> PbTixZr, _x03 + H20 [0067] In the methods provided, the properties of the formed PZT nanoparticles are dictated by at least the concentration of mineralizer, time of processing, heating rate and cooling rate.
[0068] Em um aspecto, um método é fornecido para formar uma pluralidade de nanopartículas de PZT (também referidas neste documento como "nanocristais"). Em uma modalidade, o método inclui as etapas de: (a) fornecer uma solução precursora aquosa compreendendo uma solução mineralizadora, uma fonte de titânio, uma fonte de zircônio e uma fonte de chumbo; e (b) aquecer a solução precursora para produzir nanopartículas de PZT, em que aquecer a solução precursora compreende um primeiro planejamento de aquecimento que inclui pelo menos as etapas sequenciais de: (i) aquecer a solução precursora em uma primeira taxa para uma primeira temperatura, em que a dita primeira taxa está entre cerca de 1 ‘C/min e cerca de 30 ‘C/min (graus Celsius por minuto), e em que a dita primeira temperatura está entre cerca de 120 Ό e cerca de 350 IC; (ii) reter durante um primeiro tempo de retenção na primeira temperatura, em que o dito primeiro tempo de retenção está entre cerca de 5 a cerca de 300 minutos; e (iii) resfriar em uma segunda taxa para fornecer uma solução de PZT de nanopartículas compreendendo uma pluralidade de nanopartículas de PZT perovskitas suspensas tendo uma dimensão menor entre cerca de 20 nm (nanômetro) e cerca de 1.000 nm, em que a dita segunda taxa está entre cerca de 1 ‘C/min e cerca de 30 XX min.In one aspect, a method is provided for forming a plurality of PZT nanoparticles (also referred to herein as "nanocrystals"). In one embodiment, the method includes the steps of: (a) providing an aqueous precursor solution comprising a mineralizing solution, a titanium source, a zirconium source and a lead source; and (b) heating the precursor solution to produce PZT nanoparticles, wherein heating the precursor solution comprises a first heating schedule that includes at least the sequential steps of: (i) heating the precursor solution at a first rate to a first temperature. wherein said first rate is between about 1 ° C / min to about 30 ° C / min (degrees Celsius per minute), and wherein said first temperature is between about 120 ° C and about 350 IC; (ii) holding for a first holding time at the first temperature, wherein said first holding time is between about 5 to about 300 minutes; and (iii) cooling at a second rate to provide a nanoparticle PZT solution comprising a plurality of suspended perovskite PZT nanoparticles having a smaller dimension between about 20 nm (nanometer) and about 1,000 nm, wherein said second rate. is between about 1'C / min and about 30 XX min.
[0069] Solução Precursora: A solução precursora é definida por reagentes que são processados para formar nanopartículas de PZT. Especificamente, a solução precursora inclui pelo menos uma fonte de titânio, uma fonte de zircônio, uma fonte de chumbo e um mineraliza-dor. A solução precursora inclui opcionalmente solventes ou estabilizadores adicionais, tal como será discutido com mais detalhes a seguir.Precursor Solution: The precursor solution is defined by reagents that are processed to form PZT nanoparticles. Specifically, the precursor solution includes at least one titanium source, a zirconium source, a lead source and a mineralizer. The precursor solution optionally includes additional solvents or stabilizers as will be discussed in more detail below.
[0070] Os componentes da solução precursora podem todos ser combinados simultaneamente em um único vaso de reação, ou podem ser combinados de forma gradual, dependendo da natureza dos componentes da solução precursora e de uma potencial necessidade para minimizar interação entre os componentes do precursor antes da reação hidrotérmica para produzir nanopartículas de PZT. Por exemplo, a fonte de titânio e a fonte de zinco podem ser combinadas para formar um gel precursor, o qual é então combinado com uma fonte de chumbo na forma aquosa e o mineralizador para fornecer a solução precursora. Uma abordagem como esta permite controle máximo sobre as quantidades molares relativas de cada um dos reagentes (isto é, as fontes de titânio, zircônio e de chumbo).The precursor solution components may all be combined simultaneously in a single reaction vessel, or may be combined gradually, depending on the nature of the precursor solution components and a potential need to minimize interaction between the precursor components prior to the reaction. hydrothermal reaction to produce PZT nanoparticles. For example, the titanium source and the zinc source may be combined to form a precursor gel, which is then combined with an aqueous lead source and the mineralizer to provide the precursor solution. Such an approach allows for maximum control over the relative molar amounts of each of the reagents (ie, titanium, zirconium and lead sources).
[0071] As fontes de chumbo, titânio e de zircônio estão presentes na solução precursora em quantidades molares suficientes para obter nanopartículas de PZT tendo a fórmula PbxZiyTiz03, em que x está entre 0,8 e 2, em que y está entre 0,4 e 0,6, e em que y mais z é igual a 1. Por exemplo, uma fórmula comum para nanopartículas de PZT perovskitas é Pb(Zr0,52Ti0,48)O3. Entretanto, será percebido pelos versados na técnica que as quantidades relativas de chumbo, zircônio e ti- tânio podem ser modificadas dentro das faixas fornecidas para produzir as características desejadas das nanopartículas de PZT.Lead, titanium and zirconium sources are present in the precursor solution in molar quantities sufficient to obtain PZT nanoparticles having the formula PbxZiyTiz03, where x is between 0.8 and 2, where y is between 0.4 and 0.6, and wherein y plus z is 1. For example, a common formula for PZT perovskite nanoparticles is Pb (Zr0.52Ti0.48) O3. However, it will be appreciated by those skilled in the art that the relative amounts of lead, zirconium and titanium can be modified within the ranges provided to produce the desired characteristics of PZT nanoparticles.
[0072] A fonte de titânio na solução precursora pode ser qualquer composto contendo titânio que permita a formação de partículas de PZT de acordo com o método fornecido neste documento. Em uma modalidade, a fonte de titânio é Ti[OCH(CH3)2]4. Fontes adicionais de titânio podem compreender Ti02, Ti02*nH20, Ti(OC4H9), Ti(N03)2, TiCI3, TiCI4.The source of titanium in the precursor solution may be any titanium-containing compound that allows the formation of PZT particles according to the method provided herein. In one embodiment, the titanium source is Ti [OCH (CH3) 2] 4. Additional sources of titanium may comprise Ti02, Ti02 * H2O, Ti (OC4H9), Ti (NO3) 2, TiCl3, TiCl4.
[0073] A fonte de zircônio na solução precursora pode ser qualquer composto contendo zircônio que permita a formação de partículas de PZT de acordo com o método fornecido neste documento. Em uma modalidade, a fonte de zircônio é Zr[0(CH2)2CH3]4. Fontes adicionais de zircônio podem compreender Zr(N03)4*5H20, Zr0CI2*8H20, Zr02*nH20, Zr02.The source of zirconium in the precursor solution may be any zirconium-containing compound that allows the formation of PZT particles according to the method provided herein. In one embodiment, the source of zirconium is Zr [0 (CH2) 2CH3] 4. Additional sources of zirconium may comprise Zr (NO3) 4 * 5H20, Zr0Cl2 * 8H20, Zr02 * nH20, Zr02.
[0074] A fonte de chumbo na solução precursora pode ser qualquer composto contendo chumbo que permita a formação de partículas de PZT de acordo com o método fornecido neste documento. Em uma modalidade, a fonte de chumbo é Pb(CH3COOH)2. Fontes adicionais de chumbo podem compreender Pb(N03)2, Pb(OH)2, PbO, Pb203, Pb02.The lead source in the precursor solution may be any lead-containing compound that allows the formation of PZT particles according to the method provided herein. In one embodiment, the lead source is Pb (CH3COOH) 2. Additional sources of lead may comprise Pb (NO3) 2, Pb (OH) 2, PbO, Pb203, Pb02.
[0075] Em certas modalidades, excesso de chumbo é adicionado à solução precursora. Tal como usado neste documento, o termo "excesso de chumbo" se refere a uma quantidade de razão maior que um para a fonte de chumbo. Excesso de chumbo é um recurso para exercer controle adicional sobre as características das nanopartículas de PZT. Tipicamente, o excesso de chumbo é alcançado na solução precursora ao adicionar uma quantidade excedente da mesma fonte de chumbo tal como descrita anteriormente. Por exemplo, se a fonte de chumbo for tri-hidrato de acetato de chumbo, qualquer quantidade de tri-hidrato de acetato de chumbo adicionado à solução precursora que resulta na razão do tri-hidrato de acetato de chumbo sendo maior que uma comparada com a fonte de zircônio e a fonte de titânio será considerada uma quantidade excedente de chumbo. Em certas modalidades, a quantidade excedente de chumbo vem de uma segunda fonte de chumbo diferente.In certain embodiments, excess lead is added to the precursor solution. As used herein, the term "excess lead" refers to an amount of ratio greater than one for the lead source. Excess lead is a feature to exert additional control over the characteristics of PZT nanoparticles. Typically, excess lead is achieved in the precursor solution by adding an excess amount of the same lead source as described above. For example, if the lead source is lead acetate trihydrate, any amount of lead acetate trihydrate added to the precursor solution that results in the ratio of lead acetate trihydrate being greater than one compared to zirconium source and the titanium source will be considered as an excess amount of lead. In certain embodiments, the excess amount of lead comes from a different second lead source.
[0076] Excesso de chumbo não altera a composição química das nanopartículas de PZT, e em vez disto modifica as condições de reação hidrotérmica para produzir vários efeitos desejáveis sobre as nanopartículas de PZT formadas. Embora o excesso de chumbo não altere a estrutura de cristal fundamental das nanopartículas de PZT, ele melhora morfologia, reduz subprodutos amorfos e reduz o grau de aglomeração entre partículas.Excess lead does not alter the chemical composition of PZT nanoparticles, and instead modifies hydrothermal reaction conditions to produce various desirable effects on the formed PZT nanoparticles. Although excess lead does not alter the fundamental crystal structure of PZT nanoparticles, it improves morphology, reduces amorphous by-products, and reduces the degree of particle agglomeration.
[0077] Um efeito colateral menos desejável de excesso de chumbo é que ele também resulta na formação de um composto de oxido de chumbo que é uma impureza. Entretanto, a impureza de oxido de chumbo pode ser removida ao lavar as nanopartículas de PZT formadas com um solvente apropriado (por exemplo, ácido acético diluído).A less desirable side effect of excess lead is that it also results in the formation of a lead oxide compound that is an impurity. However, lead oxide impurity can be removed by washing PZT nanoparticles formed with an appropriate solvent (eg dilute acetic acid).
[0078] O mineralizador na solução precursora facilita a formação de PZT durante o processo hidrotérmico. O mineralizador age como uma fonte de íons de hidróxido para facilitar a síntese hidrotérmica de PZT. Mineralizadores representativos incluem KOH, NaOH, LiOH, NH4OH e combinações dos mesmos. A concentração do mineralizador, em uma solução mineralizadora antes de adicionar aos outros componentes da solução precursora, é de cerca de 0,2 M a cerca de 15 M se o mineralizador for líquido tal como NaOH. Se o mineralizador for sólido, tal como KOH, água Dl é primeiro adicionada à mistura de Zr, Ti, Pb e então o mineralizador sólido é adicionado. A concentração de mineralizador ideal depende das condições do processo hidrotérmico, tal como é conhecido para os versados na técnica.The mineralizer in the precursor solution facilitates the formation of PZT during the hydrothermal process. The mineralizer acts as a source of hydroxide ions to facilitate hydrothermal synthesis of PZT. Representative mineralisers include KOH, NaOH, LiOH, NH4OH and combinations thereof. The concentration of the mineralizer in a mineralizing solution before adding to the other components of the precursor solution is from about 0.2 M to about 15 M if the mineralizer is liquid such as NaOH. If the mineralizer is solid, such as KOH, water DI is first added to the mixture of Zr, Ti, Pb and then the solid mineralizer is added. The ideal mineralizer concentration depends on the conditions of the hydrothermal process as known to those skilled in the art.
[0079] A concentração do mineralizador afeta o tamanho de nano- partículas de PZT produzidas. Por exemplo, nanopartículas de PZT similares formadas usando 5 M e 10 M do mineralizador KOH têm morfologia similar, mas 5 M de mineralizador resultam em nanopartículas menores que aquelas formadas com 10 M de mineralizador, se todas as outras condições de processamento forem as mesmas.The concentration of mineralizer affects the size of PZT nanoparticles produced. For example, similar PZT nanoparticles formed using 5 M and 10 M from the KOH mineralizer have similar morphology, but 5 M from mineralizer results in smaller nanoparticles than those formed with 10 M from mineralizer if all other processing conditions are the same.
[0080] Em certas modalidades, um estabilizador é adicionado ao precursor para impedir gelificação e/ou precipitação de certos componentes do precursor antes do processo hidrotérmico. Isto é, estabilizadores podem ser exigidos para manter todos os componentes necessários do precursor em solução antes do processo hidrotérmico. Por exemplo, em uma modalidade, acetilacetona ("AcAc") é adicionada à fonte de titânio (por exemplo, isopropóxido de titânio) para impedir gelificação e precipitação antes da reação para formar PZT. Em uma outra modalidade, propóxido é adicionado à fonte de titânio.In certain embodiments, a stabilizer is added to the precursor to prevent gelation and / or precipitation of certain precursor components prior to the hydrothermal process. That is, stabilizers may be required to hold all necessary components of the precursor in solution prior to the hydrothermal process. For example, in one embodiment, acetylacetone ("AcAc") is added to the titanium source (e.g. titanium isopropoxide) to prevent gelation and precipitation prior to the reaction to form PZT. In another embodiment, propoxide is added to the titanium source.
[0081] A solução precursora tipicamente é aquosa, contudo será percebido que qualquer outro solvente capaz de criar solução com os componentes da solução precursora e facilitar a formação de nanopartículas de PZT também pode ser usado. Alternativas para água podem compreender solução aquosa, mistura de água e solvente orgânico, ou ácido orgânico fraco, por exemplo, etilenodiamino, CH2CI2, sal de amônio, ácido acético ou uma outra alternativa adequada.The precursor solution is typically aqueous, however it will be appreciated that any other solvent capable of creating solution with the precursor solution components and facilitating the formation of PZT nanoparticles may also be used. Alternatives to water may comprise aqueous solution, mixture of water and organic solvent, or weak organic acid, for example ethylenediamine, CH 2 Cl 2, ammonium salt, acetic acid or another suitable alternative.
[0082] Em uma modalidade exemplar, a solução precursora compreende KOH como a solução mineralizadora, isopropóxido de titânio como a fonte de titânio, n-propóxido de zircônio como a fonte de zircô-nio, tri-hidrato de acetato de chumbo como a fonte de chumbo, acetilacetona como um estabilizador, e água. O tri-hidrato de acetato de chumbo, n-propóxido de zircônio e isopropóxido de titânio estão presentes no precursor em uma razão em peso de cerca de 1 a cerca de 2 partes de tri-hidrato de acetato de chumbo, de cerca de 0,5 a cerca de 1 parte de n-propóxido de zircônio, e de cerca de 0,8 a cerca de 1,6 parte de isopropóxido de titânio. A solução mineralizadora de KOH é de cerca de 0,2 a cerca de 15 M.In one exemplary embodiment, the precursor solution comprises KOH as the mineralizing solution, titanium isopropoxide as the source of titanium, zirconium n-propoxide as the source of zirconium, lead acetate trihydrate as the source. lead, acetylacetone as a stabilizer, and water. Lead acetate trihydrate, zirconium n-propoxide and titanium isopropoxide are present in the precursor in a weight ratio of from about 1 to about 2 parts of lead acetate trihydrate, from about 0, 5 to about 1 part zirconium n-propoxide, and from about 0.8 to about 1.6 part titanium isopropoxide. The KOH mineralizing solution is from about 0.2 to about 15 M.
[0083] Planejamento de Aquecimento: Nanopartículas de PZT são formadas por meio de processamento hidrotérmico da solução precursora. O processo hidrotérmico inclui um planejamento de aquecimento compreendendo uma rampa de aquecimento para uma primeira temperatura, uma retenção na primeira temperatura e uma rampa de resfriamento para temperatura ambiente.Heating Planning: PZT nanoparticles are formed by hydrothermal processing of the precursor solution. The hydrothermal process includes a heating schedule comprising a first-temperature heating ramp, a first-temperature hold and a room-temperature cooling ramp.
[0084] O planejamento de aquecimento é executado sob pressão maior que 1 atm (atmosfera). Consequentemente, a solução precursora é contida dentro de um aparelho configurado tanto para aquecer quanto para pressurizar. Em certas modalidades, a pressão aplicada durante o planejamento de aquecimento é de cerca de 1 atm a cerca de 20 atm. Em uma modalidade exemplar, a solução precursora é contida dentro de uma autoclave e pressão autógena se desenvolve na autoclave durante o curso do planejamento de aquecimento. Alternativamente, uma pressão constante pode ser fornecida por uma bomba ou outro aparelho conhecido para os versados na técnica.Heating planning is performed under pressure greater than 1 atm (atmosphere). Consequently, the precursor solution is contained within an apparatus configured for both heating and pressurizing. In certain embodiments, the pressure applied during heating planning is from about 1 atm to about 20 atm. In an exemplary embodiment, the precursor solution is contained within an autoclave and autogenous pressure develops in the autoclave during the course of heating planning. Alternatively, a constant pressure may be provided by a pump or other apparatus known to those skilled in the art.
[0085] Em uma modalidade, aquecer a solução precursora para produzir nanopartículas de PZT inclui pelo menos as etapas sequenciais de: (i) aquecer a solução precursora em uma primeira taxa para uma primeira temperatura, em que a dita primeira taxa está entre cerca de 1 ‘C/min e cerca de 30 ‘C/min (graus Celsius por minuto), e em que a dita primeira temperatura está entre cerca de 120 Ό e cerca de 350 IC; (ii) reter durante um primeiro tempo de retenção na primeira temperatura, em que o dito primeiro tempo de retenção está entre cerca de 5 minutos a cerca de 300 minutos; e (iii) resfriar em uma segunda taxa para fornecer uma solução de PZT de nanopartículas compreendendo uma pluralidade de nanopartículas de PZT perovskitas suspensas tendo uma dimensão menor entre cerca de 20 nm (nanôme- tros) e cerca de 1.000 nm, em que a dita segunda taxa está entre cerca de 1 ‘C/min e cerca de 30 C/min.In one embodiment, heating the precursor solution to produce PZT nanoparticles includes at least the sequential steps of: (i) heating the precursor solution at a first rate to a first temperature, wherein said first rate is between about 2 ° C. 1 ° C / min and about 30 ° C / min (degrees Celsius per minute), and wherein said first temperature is between about 120 Ό and about 350 IC; (ii) holding for a first retention time at the first temperature, wherein said first retention time is between about 5 minutes to about 300 minutes; and (iii) cooling at a second rate to provide a nanoparticle PZT solution comprising a plurality of suspended perovskite PZT nanoparticles having a smaller size between about 20 nm (nanometers) and about 1,000 nm, wherein said Second rate is between about 1'C / min and about 30C / min.
[0086] A taxa de rampa de aquecimento ("primeira taxa") é usada para elevar a temperatura da solução precursora de cerca de temperatura ambiente (TRT) para a temperatura de processamento hidrotérmico máxima (Tmáx). A primeira taxa é de cerca de 1 ‘C/min e cerca d e 30 C/min.The heating ramp rate ("first rate") is used to raise the temperature of the precursor solution from about room temperature (TRT) to the maximum hydrothermal processing temperature (Tmax). The first rate is about 1 ‘C / min and about 30 C / min.
[0087] A temperatura de processamento ("primeira temperatura"; Tmáx) está entre cerca de 120 C (Celsius) e cerca de 3 50 C. Em certas modalidades, a primeira temperatura é de 200 C ou menos. Embora o planejamento de aquecimento esteja descrito primariamente neste documento como incluindo uma única primeira temperatura, para a qual a solução é aquecida, será percebido que o método revelado considera variações na primeira temperatura que podem surgir da reação hidrotérmica ou de imprecisões no equipamento de aquecimento. Além disso, a etapa de aquecimento do planejamento de aquecimento pode incluir segunda, terceira ou mais temperaturas às quais a solução precursora aquecida é submetida. A segunda, terceira ou mais temperaturas podem ser maiores ou menores que a primeira temperatura, tal como exigido para produzir as nanopartículas de PZT desejadas.The processing temperature ("first temperature"; Tmax) is between about 120 C (Celsius) and about 350 C. In certain embodiments, the first temperature is 200 C or less. Although heating planning is described primarily herein as including a single first temperature, for which the solution is heated, it will be appreciated that the disclosed method considers variations in the first temperature that may arise from hydrothermal reaction or inaccuracies in the heating equipment. In addition, the heating step of the heating schedule may include second, third or more temperatures to which the heated precursor solution is subjected. The second, third or more temperatures may be higher or lower than the first temperature as required to produce the desired PZT nanoparticles.
[0088] A primeira taxa é particularmente importante para controlar o tamanho das nanopartículas de PZT produzidas. Neste aspecto, à medida que a temperatura da solução precursora aumenta da TRT para Tmáx. existe uma temperatura intermediária, TnUc. na qual cristais de PZT começam a nuclear ("Zona de Nucleação"). Desenvolvimento de cristal de PZT ideal ocorre na Tmáx, e quaisquer cristais nucleados em uma temperatura menor que a Tmáx provavelmente crescerá mais com agregados maiores e/ou com maior grau de aglomeração do que cristais de PZT nucleados na Tmáx.[0088] The first rate is particularly important for controlling the size of the produced PZT nanoparticles. In this regard, as the temperature of the precursor solution increases from TRT to Tmax. there is an intermediate temperature, TnUc. in which PZT crystals begin to nuclear ("Nucleation Zone"). Optimal PZT crystal development occurs at Tmax, and any nucleated crystals at a temperature lower than Tmax are likely to grow larger with larger and / or more agglomerated aggregates than Tmax-nucleated PZT crystals.
[0089] Uma taxa de rampa baixa resulta em uma maior quantidade de tempo que a solução precursora gasta entre Tnuc e Tmáx. Portanto, uma taxa de rampa baixa resulta em mais nucleação de cristais de PZT em temperaturas abaixo da Tmáx, resultando em tamanho de cristal e estrutura de cristal de PZT inconsistentes. Tal como usado neste documento, o termo "taxa de rampa baixa" se refere a uma taxa de rampa abaixo de 1 C/min.A low ramp rate results in a longer amount of time than the precursor solution spent between Tnuc and Tmax. Therefore, a low ramp rate results in more nucleation of PZT crystals at temperatures below Tmax, resulting in inconsistent crystal size and PZT crystal structure. As used herein, the term "low ramp rate" refers to a ramp rate below 1 C / min.
[0090] De modo oposto, uma taxa de rampa relativamente alta resulta em nucleação de cristais de PZT homogênea ao passar a solução precursora rapidamente através da faixa de temperaturas entre Tnuc e Tmáx. Tal como usado neste documento, o termo "taxa de rampa alta" se refere a uma taxa de rampa de 10 ‘C/min ou maior. Em certas modalidades, a taxa de rampa alta é uma taxa de rampa de 20 C/min ou maior.Conversely, a relatively high ramp rate results in nucleation of homogeneous PZT crystals by passing the precursor solution rapidly through the temperature range between Tnuc and Tmax. As used herein, the term "high ramp rate" refers to a ramp rate of 10 ‘C / min or greater. In certain embodiments, the high ramp rate is a ramp rate of 20 C / min or higher.
[0091] Como um resultado da dinâmica de nucleação descrita anteriormente, quanto maior a taxa de rampa, tanto menores são as partículas de PZT geradas. Embora a taxa de rampa de aquecimento afete o tamanho e número de cristais de PZT, ela não afeta a estrutura de cristal. De forma similar, a taxa de resfriamento não afeta a estrutura de cristal.As a result of the nucleation dynamics described above, the higher the ramp rate, the smaller the PZT particles generated. Although the heating ramp rate affects the size and number of PZT crystals, it does not affect the crystal structure. Similarly, the cooling rate does not affect the crystal structure.
[0092] A etapa de "retenção" do planejamento de aquecimento possibilita tempo para os cristais de PZT se formarem e crescerem. A etapa de retenção está entre cerca de 5 minutos e cerca de 300 minutos na primeira temperatura. Tipicamente, um tempo de retenção maior resulta em cristais maiores. Tempo de retenção preferivelmente é para permitir que os cristais se desenvolvam. Se o tempo de retenção for muito curto, o produto final pode não ter composição de PZT.The "retention" step of the heating schedule allows time for PZT crystals to form and grow. The retention step is between about 5 minutes and about 300 minutes at the first temperature. Typically, a longer retention time results in larger crystals. Retention time is preferably to allow the crystals to develop. If the retention time is too short, the final product may not have PZT composition.
[0093] Após a etapa de retenção, o planejamento de aquecimento prossegue para uma etapa de "resfriamento". A taxa de resfriamento reduz a temperatura da temperatura de processamento máxima para a temperatura ambiente em uma "segunda taxa". A faixa da taxa de resfriamento é de cerca de 1 ‘C/min a cerca de 30 ‘C/m in. A taxa de resfriamento impacta vários aspectos das nanopartículas de PZT. A taxa de resfriamento determina parcialmente a morfologia e tamanho das nanopartículas de PZT formadas. Uma taxa de resfriamento relativamente alta, por exemplo, uma taxa de resfriamento maior que 20 Ό por minuto,resulta em nanopartículas de PZT na faixa de 100 nm a 500 nm e uma forma cúbica distinta.Following the retention step, heating planning proceeds to a "cooling" step. The cooling rate reduces the temperature from the maximum processing temperature to room temperature by a "second rate". The cooling rate range is from about 1 ‘C / min to about 30‘ C / m in. The cooling rate impacts various aspects of PZT nanoparticles. The cooling rate partially determines the morphology and size of the formed PZT nanoparticles. A relatively high cooling rate, for example a cooling rate greater than 20 Ό per minute, results in PZT nanoparticles in the range 100 nm to 500 nm and a distinct cubic shape.
[0094] Adicionalmente, uma taxa de resfriamento relativamente alta resulta em nanopartículas de PZT que são unidas fisicamente, tal como o oposto a ligadas quimicamente. Nanopartículas de PZT unidas fisicamente são preferíveis em relação àquelas que são ligadas quimicamente porque separação de nanopartículas unidas fisicamente é realizada mais facilmente do que a separação de nanopartículas ligadas quimicamente (por exemplo, por meio de agitação mecânica). Finalmente, uma taxa de resfriamento mais alta minimiza a presença da fase de PbTi03 no produto final. Isto é desejável porque PbTi03 não somente é uma impureza que deve ser removida para obter nanopartículas de PZT puras, mas formar PbTi03 também reduz o rendimento da reação de formação de PZT ao consumir chumbo e titânio em uma forma a não ser PZT.Additionally, a relatively high cooling rate results in PZT nanoparticles that are physically bonded, as opposed to chemically bonded. Physically bonded PZT nanoparticles are preferable to those that are chemically bonded because separation of physically bonded nanoparticles is performed more easily than separation of chemically bonded nanoparticles (for example, by mechanical stirring). Finally, a higher cooling rate minimizes the presence of the PbTi03 phase in the final product. This is desirable because PbTi03 is not only an impurity that must be removed to obtain pure PZT nanoparticles, but forming PbTi03 also reduces the yield of the PZT formation reaction by consuming lead and titanium in a form other than PZT.
[0095] Em certas modalidades, a segunda taxa é suficientemente grande em que partículas de PZT são criadas que são formas não pe-rovskitas de PZT. Neste aspecto, em certas modalidades, o método compreende adicionalmente uma etapa de tratar a solução de PZT de nanopartículas para eliminar as formas não perovskitas de PZT. Um tratamento como este pode incluir dissolução ajudada quimicamente, corrosão úmida, lavagem ácida, lavagem básica e combinações das mesmas. Qualquer método que seletivamente elimine (por exemplo, dissolva) o PZT não perovskita pode ser usado. Por exemplo, uma Ia- vagem com ácido acético diluído pode ser usada para eliminar o componente não perovskita PbTi03da síntese hidrotérmica de PZT.In certain embodiments, the second rate is large enough that PZT particles are created which are non-Perovskite forms of PZT. In this regard, in certain embodiments, the method further comprises a step of treating the nanoparticulate PZT solution to eliminate non-perovskite forms of PZT. Such a treatment may include chemically assisted dissolution, wet corrosion, acid scrubbing, basic scrubbing and combinations thereof. Any method that selectively eliminates (eg dissolves) non-perovskite PZT can be used. For example, a dilute acetic acid wash can be used to eliminate the non-perovskite component PbT103 from the hydrothermal PZT synthesis.
[0096] Alternativamente, em vez de eliminar as partículas de PZT não perovskitas, em certas modalidades, o método inclui adicionalmente uma etapa de separar as nanopartículas de PZT perovskitas das formas não perovskitas de PZT na solução de PZT de nanopartículas. A suspensão final é lavada com água Dl, ácido diluído, ou eta-nol para remover as formas não perovskitas.Alternatively, instead of eliminating non-perovskite PZT particles, in certain embodiments, the method further includes a step of separating the perovskite PZT nanoparticles from non-perovskite PZT forms in the PZT nanoparticle solution. The final suspension is washed with DI water, dilute acid, or ethanol to remove non-perovskite forms.
[0097] Em certas modalidades, a segunda taxa é suficientemente grande em que a solução de PZT de nanopartículas se torna supersa-turada. Nucleação e desenvolvimento de cristais são permitidos quando a solução está supersaturada e eles param quando a concentração alcança um equilíbrio. Para todas as temperaturas, existe uma concentração de equilíbrio em resposta. Portanto, quando a segunda taxa é baixa, a solução pode ficar supersaturada diversas vezes e o cristal pode ter uma oportunidade maior para crescer mais. Para uma segunda taxa alta, a concentração inicial pode ficar acima do equilíbrio e a concentração alta pode promover ocorrência de segunda nucleação junto com desenvolvimento de cristais. Taxa de nucleação é alta quando a concentração é alta, e assim tanto nucleação quanto desenvolvimento são rápidos. Por causa disso, muito provavelmente a nucleação e desenvolvimento secundários não formarão cristais estáveis ou criarão amorfo, o que pode ser removido.In certain embodiments, the second rate is large enough that the nanoparticle PZT solution becomes super-turbid. Nucleation and crystal development are allowed when the solution is supersaturated and they stop when the concentration reaches equilibrium. For all temperatures, there is an equilibrium concentration in response. Therefore, when the second rate is low, the solution may be supersaturated several times and the crystal may have a greater opportunity to grow larger. For a second high rate, the initial concentration may be above equilibrium and the high concentration may promote occurrence of second nucleation along with crystal development. Nucleation rate is high when concentration is high, so both nucleation and development are rapid. Because of this, secondary nucleation and development most likely will not form stable crystals or create amorphous, which can be removed.
[0098] A rota para formar as nanopartículas de PZT menores e de qualidade mais alta é alcançada usando o menor tempo de processamento possível para o processamento hidrotérmico, o que inclui usar a taxa de rampa de aquecimento mais alta, a taxa de rampa de resfriamento mais alta e uma concentração de mineralizador "média", uma vez que o tempo de processamento exigido será diferente se a concentração de mineralizador for mudada. Por exemplo, se 5 M de mine- ralizador forem usados, o tempo de processamento pode ser tão pequeno quanto uma (1) hora, mas para 2 M de mineralizador o tempo de processamento exigido é de três (3) horas. Se a concentração de mineralizador for menor em 0,4 Μ, PZT não será formado independente do tempo de processamento.The route to form the smallest and highest quality PZT nanoparticles is achieved using the shortest possible processing time for hydrothermal processing, which includes using the highest heating ramp rate, the cooling ramp rate. higher and an "average" mineralizer concentration since the required processing time will be different if the mineralizer concentration is changed. For example, if 5 M mineralizer is used, the processing time may be as short as one (1) hour, but for 2 M mineralizer the required processing time is three (3) hours. If the mineralizer concentration is less than 0.4 Μ, PZT will not be formed regardless of the processing time.
[0099] Após a etapa de resfriamento, uma solução de nanopartícu-las de PZT é obtida. A solução de nanopartículas de PZT contém uma pluralidade de nanopartículas de PZT suspensas em água. A solução de nanopartículas de PZT pode ser filtrada ou manipulada de outro modo para isolar as nanopartículas de PZT. Dependendo da eficiência do processo hidrotérmico, a solução também pode conter PbTi03, PbZr03, PbO, Ti02, Zr02, KOH ou outras potenciais impurezas. Lavar a solução com ácido acético é um método para remover PbO. Amostras de excesso de chumbo podem ser lavadas com ácido acético.After the cooling step, a solution of PZT nanoparticles is obtained. The PZT nanoparticle solution contains a plurality of PZT nanoparticles suspended in water. The PZT nanoparticle solution may be filtered or otherwise manipulated to isolate the PZT nanoparticles. Depending on the efficiency of the hydrothermal process, the solution may also contain PbTi03, PbZr03, PbO, Ti02, Zr02, KOH or other potential impurities. Washing the solution with acetic acid is a method for removing PbO. Excess lead samples may be washed with acetic acid.
[00100] Tal como mostrado na figura 5, o sistema 100 compreende adicionalmente um aparelho de deposição de tinta 142 (ver também a figura 6A) que deposita a tinta de nanopartículas de PZT 104 sobre um substrato 101 para formar o sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110. O aparelho de deposição de tinta 142 e um processo de deposição de tinta 122 usando o aparelho de deposição de tinta 142 não exigem desenvolvimento dos cristais de PZT 166 (ver a figura 6B) no substrato 101. Por causa de os cristais de PZT 166 já terem sido desenvolvidos nas nanopartículas de PZT, a tinta de nanopartículas de PZT 104 não exige um processo de sinterização de alta temperatura uma vez que depositada durante o processo de deposição de tinta 122. O aparelho de deposição de tinta 142 preferivelmente compreende um aparelho de impressão de gravação direta 144 (ver a figura 10). A figura 10 é uma ilustração de um diagrama de blocos de modalidades dos aparelhos e processos de deposição de tinta que podem ser usados para fabricar o sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 da revelação. Tal como mostrado na figura 10, o aparelho de impressão de gravação direta 144 pode compreender um aparelho de deposição por jato atomizado 146, um aparelho de impressão a jato de tinta 147, um aparelho de impressão por aerossol 190, um aparelho de evaporação a laser pulsado 192, um aparelho de impressão por flexografia 194, um aparelho de impressão por micropulverização 196, um aparelho de impressão por silk screen de berço plano 197, um aparelho de impressão por silk screen rotativo 198 ou um outro aparelho de impressão por tela adequado, um aparelho de impressão de gravura 199 ou um outro aparelho de impressão de pressionamento adequado, ou um outro aparelho de impressão de gravação direta adequado 144.As shown in Fig. 5, system 100 further comprises an ink deposition apparatus 142 (see also Fig. 6A) which deposits the PZT 104 nanoparticle ink onto a substrate 101 to form the piezoelectric sensor based on PZT. PZT nanoparticle ink 110. Ink deposition apparatus 142 and an ink deposition process 122 using ink deposition apparatus 142 do not require development of the PZT 166 crystals (see Figure 6B) on substrate 101. Because Since PZT 166 crystals have already been developed in PZT nanoparticles, PZT 104 nanoparticle ink does not require a high temperature sintering process as it is deposited during the ink deposition process 122. The ink deposition apparatus 142 preferably comprises a direct recording printing device 144 (see figure 10). Figure 10 is a block diagram illustration of ink deposition apparatus modalities and processes that can be used to fabricate the PZT 110 nanoparticle ink-based piezo sensor of the disclosure. As shown in Figure 10, direct engraving printing apparatus 144 may comprise an atomised jet deposition apparatus 146, an inkjet printing apparatus 147, an aerosol printing apparatus 190, a laser evaporating apparatus 192, a flexo printing device 194, a micro-spraying printing device 196, a flat cradle silk screen printing device 197, a rotary silk screen printing device 198, or another suitable screen printing device, a gravure printing press 199 or another suitable press printing press, or another suitable direct recording press 144.
[00101] A tinta de nanopartículas de PZT 104 pode ser depositada sobre o substrato 101 com o aparelho de deposição de tinta 142 por meio de um processo de deposição de tinta 122 (ver as figuras 6A e 10). O processo de deposição de tinta 122 preferivelmente compreende um processo de impressão de gravação direta 124 (ver a figura 10). Tal como mostrado na figura 10, o processo de impressão de gravação direta 124 pode compreender um processo de deposição por jato atomizado 126, um processo de impressão a jato de tinta 128, um processo de impressão por aerossol 180, um processo de evaporação por laser pulsado 182, um processo de impressão por flexografia 184, um processo de impressão por micropulverização 186, um processo de impressão por silk screen de berço plano 187, um processo de impressão por silk screen rotativo 188 ou um outro processo de impressão por tela adequado, um processo de impressão de gravura 189 ou uma outra impressão de pressionamento adequada, ou um outro processo de impressão de gravação direta adequado 124.PZT nanoparticle ink 104 may be deposited onto substrate 101 with ink deposition apparatus 142 by an ink deposition process 122 (see Figures 6A and 10). Ink deposition process 122 preferably comprises a direct embossing printing process 124 (see Figure 10). As shown in Fig. 10, direct embossing printing process 124 may comprise an atomized jet deposition process 126, an inkjet printing process 128, an aerosol printing process 180, a laser evaporation process Pulsed 182, a flexo printing process 184, a micro-spray printing process 186, a flat cradle silk screen printing process 187, a rotary silk screen printing process 188 or another suitable screen printing process, a gravure printing process 189 or other suitable press printing, or another suitable direct engraving printing process 124.
[00102] Tal como mostrado na figura 5, o substrato 101 pode ter uma superfície não curvada ou plana 136, uma superfície curvada ou não plana 138, ou uma combinação de uma superfície não curvada ou plana 136 e uma superfície curvada ou não plana 138. Tal como mostrado na figura 2, o substrato 101 pode ter uma primeira superfície 103a e uma segunda superfície 103b. O substrato 101 preferivelmente compreende um material composto, um material metálico, uma combinação de um material composto e um material metálico, ou um outro material adequado. Tal como mostrado na figura 2, o substrato 101 pode compreender uma estrutura composta 102. A estrutura composta 102 pode compreender materiais compostos tais como compostos po-liméricos, materiais compostos reforçados com fibras, polímeros reforçados com fibras, plásticos reforçados com fibras de carbono (CFRP), plásticos reforçados com vidro (GRP), compostos termoplásticos, compostos termorrígidos, compostos de resina epóxi, compostos de polímeros com memória de forma, compostos de matrizes cerâmicas, ou um outro material composto adequado. Tal como mostrado na figura 3, o substrato 101 pode compreender uma estrutura metálica 132. A estrutura metálica 132 pode compreender materiais metálicos tais como alumínio, aço inoxidável, titânio, ligas dos mesmos, ou um outro metal ou liga de metal adequada. O substrato 101 também pode compreender um outro material adequado.As shown in Fig. 5, the substrate 101 may have an uncurved or flat surface 136, a curved or non-flat surface 138, or a combination of an uncurved or flat surface 136 and a curved or non-flat surface 138. As shown in Figure 2, substrate 101 may have a first surface 103a and a second surface 103b. The substrate 101 preferably comprises a composite material, a metallic material, a combination of a composite material and a metallic material, or another suitable material. As shown in Fig. 2, substrate 101 may comprise a composite structure 102. Composite structure 102 may comprise composite materials such as polymeric composites, fiber reinforced composite materials, fiber reinforced polymers, carbon fiber reinforced plastics ( CFRP), glass reinforced plastics (GRP), thermoplastic compounds, thermosetting compounds, epoxy resin compounds, shape memory polymer compounds, ceramic matrix compounds, or another suitable composite material. As shown in Figure 3, substrate 101 may comprise a metal frame 132. The metal frame 132 may comprise metal materials such as aluminum, stainless steel, titanium, alloys thereof, or another suitable metal or metal alloy. The substrate 101 may also comprise another suitable material.
[00103] A figura 6A é uma ilustração de uma vista esquemática de uma das modalidades de um processo de deposição de tinta 122 e de um aparelho de deposição de tinta 142 para fabricar o sensor piezoe-létrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 da revelação. Um processo de impressão de gravação direta 124 e um aparelho de impressão de gravação direta 144 exemplares estão mostrados na figura 6A, a qual mostra o processo de deposição por jato atomizado 126 e o aparelho de deposição por jato atomizado 146. Tal como mostrado na figura 6A, as nanopartículas de tinta de PZT de nanoescala 106 podem ser transferidas por meio de uma entrada 148 para dentro de um vaso de mistura 150 contendo um solvente 152. As nanopartículas de tinta de PZT de nanoescala 106 preferivelmente são misturadas com o solvente 152 no vaso de mistura para formar uma suspensão de tinta de nanopartículas de PZT 154. A suspensão de tinta de nanopartículas de PZT 154 pode ser atomizada por um mecanismo ultrassônico 158 para formar as nanopartículas de tinta de PZT atomizadas 156. As nanopartículas de tinta de PZT atomizadas 156 podem então ser transferidas através de um corpo de bico 160 e direcionadas por meio de uma ponta de bico 162 para o substrato 101 para deposição e impressão do sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 no substrato 101.Fig. 6A is a schematic view illustration of one embodiment of an ink deposition process 122 and an ink deposition apparatus 142 for manufacturing the PZT 110 nanoparticle ink-based piezo sensor of revelation. An exemplary direct embossing printing process 124 and exemplary direct embossing printing apparatus 144 are shown in Fig. 6A, which shows the atomized jet deposition process 126 and the atomized jet deposition apparatus 146. As shown in the figure 6A, the nanoscale PZT ink nanoparticles 106 may be transferred via an inlet 148 into a mixing vessel 150 containing a solvent 152. The nanoscale PZT ink nanoparticles 106 are preferably mixed with solvent 152 at the same time. mixing vessel to form a PZT 154 nanoparticle ink suspension. The PZT 154 nanoparticle ink suspension can be atomized by an ultrasonic mechanism 158 to form atomized PZT ink nanoparticles 156. Atomized PZT ink nanoparticles 156 may then be transferred through a nozzle body 160 and directed via a nozzle tip 162 to substrate 1 01 for deposition and printing of the PZT 110 nanoparticle ink-based piezo sensor on substrate 101.
[00104] A figura 6B é uma ilustração de uma vista ampliada do sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 sendo depositado sobre o substrato 101. A figura 6B mostra as nanopartículas de tinta de PZT atomizadas 156 dentro do corpo de bico 160 e da ponta de bico 162 sendo depositadas sobre o substrato 101 para formar o sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110. Tal como mostrado na figura 6B, o sensor ou sensores piezoelé-tricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 podem ser depositados sobre o substrato 101 em uma forma personalizada 164, tal como letras, projetos, logomarcas, ou insígnias, ou formas geométricas tais como círculos, quadrados, retângulos, triângulos, ou outras formas geométricas, ou uma outra forma personalizada desejada. O processo de deposição de tinta 122 e o aparelho de deposição de tinta 142 não exigem desenvolvimento dos cristais de PZT 166 no substrato 101. Além disso, as nanopartículas de tinta de PZT de nanoescala 106 depositadas contêm uma estrutura de partícula cristalina que não exige quaisquer etapas de processamento posterior para desenvolver os cristais. O sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 pode ser depositado sobre uma superfície da estrutura 30 com uma ou mais camadas de isolamento, revestimento ou de tinta entre um corpo da estrutura 30 e o sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110.[00104] Figure 6B is an enlarged view of the PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensor 110 being deposited on the substrate 101. Figure 6B shows the atomized PZT ink nanoparticles 156 within the nozzle body 160 and nozzle 162 being deposited on substrate 101 to form the PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensor. As shown in Figure 6B, the PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensor or sensors they may be deposited on substrate 101 in a custom shape 164, such as letters, designs, logos, or insignia, or geometric shapes such as circles, squares, rectangles, triangles, or other geometric shapes, or another desired custom shape. The ink deposition process 122 and the ink deposition apparatus 142 do not require development of the PZT 166 crystals on the substrate 101. In addition, the deposited nanoscale PZT ink nanoparticles 106 contain a crystalline particle structure that does not require any further processing steps to develop the crystals. The PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensor may be deposited on a surface of frame 30 with one or more layers of insulation, coating or ink between a frame body 30 and the PZT nanoparticle ink-based sensor PZT 110.
[00105] As figuras 2 e 3 mostram modalidades de uma montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT depositada 115. A figura 2 é uma ilustração de uma vista seccional transversal de uma das modalidades de uma montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT depositada 116 que é depositada sobre um substrato 101 compreendendo uma estrutura composta 102. A montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT depositada 116 compreende o sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 acoplado a uma montagem condutora de energia e comunicação 140 agindo como um acionador 141 (ver a figura 4). A montagem condutora de energia e comunicação 140 preferivelmente é formada de uma tinta condutiva 168 (ver a figura 4) que pode ser depositada por meio do aparelho de deposição de tinta 142 e por meio do processo de deposição de tinta 122 sobre o substrato 101. A montagem condutora de energia e comunicação 140 agindo como um acionador 141 (ver a figura 4) pode compreender um primeiro eletrodo condutivo 114, um segundo eletrodo condutivo 118, um primeiro fio de traço condutivo 112a e um segundo fio de traço condutivo 112b. O primeiro eletrodo condutivo 114, o segundo eletrodo condutivo 118, o primeiro fio de traço condutivo 112a e o segundo fio de traço condutivo 112b podem ficar adjacentes ao sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110.Figures 2 and 3 show embodiments of a deposited PZT nanoparticle ink-based piezo sensor sensor assembly. Figure 2 is an illustration of a cross-sectional view of one embodiment of a piezoelectric sensor based piezoelectric sensor assembly. deposited PZT nanoparticle ink assembly 116 which is deposited on a substrate 101 comprising a composite structure 102. The deposited PZT nanoparticle ink-based piezo sensor sensor 116 comprises the coupled PZT 110 nanoparticle ink-based piezo sensor to a power and communication conductive assembly 140 acting as a driver 141 (see figure 4). The power and communication conductive assembly 140 is preferably formed of a conductive ink 168 (see Figure 4) which may be deposited by the ink deposition apparatus 142 and by the ink deposition process 122 on the substrate 101. The power and communication conductive assembly 140 acting as a driver 141 (see Figure 4) may comprise a first conductive electrode 114, a second conductive electrode 118, a first conductive trace wire 112a and a second conductive trace wire 112b. The first conductive electrode 114, the second conductive electrode 118, the first conductive trace wire 112a and the second conductive trace wire 112b may be adjacent to the PZT nanoparticle ink-based sensor 110.
[00106] A figura 3 é uma ilustração de uma vista seccional transversal de uma outra modalidade de uma montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT depositada 130 que é depositada sobre um substrato 101 compreendendo uma estrutura metálica 132. A montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nano- partículas de PZT depositada 130 compreende o sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 acoplado a uma montagem condutora de energia e comunicação 140 agindo como um acio-nador 141 (ver a figura 4). A montagem condutora de energia e comunicação 140 preferivelmente é formada de uma tinta condutiva 168 (ver a figura 4) que pode ser depositada por meio do aparelho de deposição de tinta 142 e por meio do processo de deposição de tinta 122 sobre o substrato 101. A montagem condutora de energia e comunicação 140 agindo como o acionador 141 pode compreender o primeiro eletrodo condutivo 114, o segundo eletrodo condutivo 118, o primeiro fio de traço condutivo 112a e o segundo fio de traço condutivo 112b. O primeiro eletrodo condutivo 114, o segundo eletrodo condutivo 118, o primeiro fio de traço condutivo 112a e o segundo fio de traço condutivo 112b podem ficar adjacentes ao sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110. Tal como mostrado na figura 3, a montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT depositada 130 compreende adicionalmente uma camada isolan-te 134 depositada entre o substrato 101 compreendendo a estrutura metálica 132 e o sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 acoplado à montagem condutora de energia e comunicação 140. A camada isolante 134 pode compreender um revestimento de polímero de isolamento, um material dielétrico, um material cerâmico, um material de polímero, ou um outro material de isolamento adequado.Figure 3 is an illustration of a cross-sectional view of another embodiment of a deposited PZT nanoparticle ink-based piezo sensor sensor assembly 130 that is deposited on a substrate 101 comprising a metal frame 132. deposited PZT nanoparticulate ink-based piezoelectric sensor 130 comprises the PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensor coupled to a power and communication conductive assembly 140 acting as a trigger 141 (see Figure 4) . The power and communication conductive assembly 140 is preferably formed of a conductive ink 168 (see Figure 4) which may be deposited by the ink deposition apparatus 142 and by the ink deposition process 122 on the substrate 101. The power and communication conductive assembly 140 acting as the driver 141 may comprise the first conductive electrode 114, the second conductive electrode 118, the first conductive trace wire 112a and the second conductive trace wire 112b. The first conductive electrode 114, the second conductive electrode 118, the first conductive trace wire 112a, and the second conductive trace wire 112b may be adjacent to the PZT nanoparticle ink-based sensor 110. As shown in Figure 3, the deposited PZT nanoparticle ink based piezo sensor 130 additionally comprises an insulating layer 134 deposited between the substrate 101 comprising the metal frame 132 and the PZT nanoparticle ink based piezo sensor 110 coupled to the conductive assembly of energy and communication 140. The insulating layer 134 may comprise an insulating polymer coating, a dielectric material, a ceramic material, a polymer material, or another suitable insulation material.
[00107] A figura 4 é uma ilustração de uma vista superior em perspectiva da montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT depositada 115, depositada sobre uma estrutura composta 102. A figura 4 mostra uma pluralidade dos sensores pie-zoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 acoplados a uma pluralidade de montagens condutoras de energia e comunicação 140, todos depositados sobre a estrutura composta 102. De forma similar, para uma estrutura metálica 132, a montagem de sensor piezoe-létrico à base de tinta de nanopartículas de PZT depositada 130 pode ter uma pluralidade dos sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 acoplados a uma pluralidade das montagens condutoras de energia e comunicação 140, todos depositados sobre a estrutura metálica 132.Figure 4 is a perspective top view illustration of the deposited PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensor assembly 115 deposited on a composite structure 102. Figure 4 shows a plurality of the piezoelectric sensors at the PZT nanoparticle ink base 110 coupled to a plurality of power and communication conductive assemblies 140, all deposited on composite structure 102. Similarly, for a metal frame 132, the ink-based piezoelectric sensor assembly of deposited PZT nanoparticle 130 may have a plurality of PZT nanoparticle ink-based piezo sensors 110 coupled to a plurality of power and communication conductive assemblies 140, all deposited on metal frame 132.
[00108] A deposição dos sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 sobre o substrato 101 ou a estrutura 30 (ver a figura 7) capacita instalação in situ dos sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 para aplicações tais como monitoramento de saúde estrutural. Os sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 podem ser um capacitador chave de sistemas de monitoramento de saúde estrutural de alta densidade 170. A figura 7 é uma ilustração de um diagrama de blocos de uma das modalidades de um sistema de monitoramento de saúde estrutural 170 usando os sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 da revelação. Dois ou mais sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas 110 podem ser usados para capacitar o sistema de monitoramento de saúde estrutural 170 para monitorar a saúde estrutural 172 de uma estrutura 30, tal como uma estrutura composta 102 (ver a figura 1A) ou uma estrutura metálica 132 (ver a figura 3), ou uma outra estrutura adequada, e fornecer os dados de saúde estrutural 174. Os dados de saúde estrutural 174 podem compreender desligamentos, união fraca, níveis de deformação, entrada de umidade, mudança de material, fissuras, vazios, delamina-ção, porosidade, ou outros dados de saúde estrutural adequados 174 ou propriedades eletromecânicas ou outras irregularidades que possam afetar adversamente o desempenho da estrutura 30.The deposition of PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensors onto substrate 101 or structure 30 (see Figure 7) enables in situ installation of PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensors for such applications. as structural health monitoring. PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensors can be a key enabler of high-density structural health monitoring systems 170. Figure 7 is an illustration of a block diagram of one of the embodiments of a PZT 110 monitoring system. structural health 170 using the development PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensors. Two or more nanoparticle paint-based piezoelectric sensors 110 may be used to enable the structural health monitoring system 170 to monitor the structural health 172 of a structure 30, such as a composite structure 102 (see Figure 1A) or a metal frame 132 (see Figure 3), or other suitable structure, and provide structural health data 174. Structural health data 174 may comprise shutdowns, weak bonding, strain levels, moisture ingress, material change, cracks, voids, delamination, porosity, or other appropriate structural health data 174 or electromechanical properties or other irregularities that may adversely affect structure performance 30.
[00109] O sistema de monitoramento de saúde estrutural 170 prefe- rivelmente compreende uma montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT depositada 115 (ver também as figuras 2 e 3). A montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT depositada 115 pode compreender a montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT depositada 116 (ver a figura 2), se usada com a estrutura composta 102, e pode compreender a montagem de sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT depositada 130 (ver a figura 3), se usada com uma estrutura metálica 132. O sistema de monitoramento de saúde estrutural 170 pode compreender adicionalmente uma fonte de alimentação de tensão 176 que pode ser usada para ajustar polaridade do sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 antes do uso no sistema de monitoramento de saúde estrutural 170. Tal como usado neste documento, o termo "ajuste de polaridade" significa um processo pelo qual um forte campo elétrico é aplicado através de um material, usualmente em temperaturas elevadas, a fim de orientar ou alinhar dipolos ou domínios. A fonte de alimentação de tensão 176 também pode acionar alguns sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 de maneira que eles se tornem os acionadores 141 enviando sinais de interrogação para outros sensores piezoelétricos 110.The structural health monitoring system 170 preferably comprises a deposited PZT nanoparticle ink-based piezo sensor sensor 115 (see also figures 2 and 3). The deposited PZT nanoparticle ink-based piezo sensor sensor 115 may comprise the deposited PZT nanoparticle ink-based piezo sensor sensor 116 (see Figure 2), if used with composite structure 102, and may comprise the deposited PZT nanoparticle ink-based piezo sensor sensor 130 (see Figure 3), if used with a metal frame 132. The structural health monitoring system 170 may additionally comprise a voltage power supply 176 which may be used to adjust the polarity of the PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensor prior to use in the structural health monitoring system 170. As used herein, the term "polarity adjustment" means a process by which a strong field Electricity is applied through a material, usually at elevated temperatures, to orient or align dipoles or domains. Voltage power supply 176 may also drive some PZT nanoparticle ink-based piezo sensors 110 so that they become the drivers 141 sending interrogation signals to other piezoelectric sensors 110.
[00110] Tal como mostrado na figura 7, o sistema de monitoramento de saúde estrutural 170 compreende adicionalmente uma fonte de energia elétrica 178 para fornecer energia elétrica para os sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110. A fonte de energia elétrica 178 pode compreender baterias, tensão, RFID (identificação por radiofrequência), transmissão de indução magnética, ou uma outra fonte de energia elétrica adequada. A fonte de energia elétrica 178 pode ser sem fio. Tal como mostrado na figura 7, o sistema 170 pode compreender adicionalmente uma rede de comunicações de dados digitais 179 para recuperar e processar os dados de saúde estrutural 174 dos sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopar-tículas de PZT 110. A rede de comunicações de dados digitais 179 pode ser sem fio. A rede de comunicações de dados digitais 179 pode recuperar dados recebidos dos sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110, tal como com um receptor (não mostrado), e pode processar dados recebidos dos sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110, tal como com um processador de computador (não mostrado). A rede de comunicações de dados digitais 179 pode ser sem fio.As shown in Figure 7, structural health monitoring system 170 additionally comprises an electrical power source 178 for supplying electrical power to the PZT 110 nanoparticle ink-based sensors. The electrical power source 178 it may comprise batteries, voltage, radio frequency identification (RFID), magnetic induction transmission, or another suitable source of electrical power. Power source 178 may be wireless. As shown in Fig. 7, system 170 may additionally comprise a digital data communications network 179 for retrieving and processing structural health data 174 from PZT nanoparticle ink-based piezo sensors 110. The communications network 179 digital data can be wireless. Digital data communications network 179 can retrieve data received from PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensors 110, such as with a receiver (not shown), and can process data received from PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensors PZT 110, as with a computer processor (not shown). Digital data communications network 179 may be wireless.
[00111] Em uma modalidade da revelação, é fornecido um método 200 de fabricar um sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de titanato zirconato de chumbo (PZT) 110. A figura 8 é uma ilustração de um fluxograma de uma modalidade do método 200 da revelação. O método 200 compreende a etapa 202 de formular uma tinta de nanopartículas de titanato zirconato de chumbo (PZT) 104. A tinta de nanopartículas de PZT 104 compreende as nanopartículas de tinta de PZT de nanoescala 106. Tal como discutido anteriormente, a tinta de nanopartículas de PZT 104 preferivelmente tem um tamanho de partícula de PZT de nanoescala em uma faixa de cerca de 20 na-nômetros a cerca de 1 mícron. A tinta de nanopartículas de PZT 104 pode compreender um promotor de aderência à base de sol-gel 108 (ver a figura 5) para promover aderência da tinta de nanopartículas de PZT 104 ao substrato 101. A tinta de nanopartículas de PZT 104 é formulada por meio do processo tal como discutido detalhadamente acima.[00111] In one embodiment of the disclosure, a method 200 of making a piezoelectric lead zirconate nanoparticle (PZT) ink-based sensor 110 is provided. Figure 8 is an illustration of a flowchart of a method 200 embodiment of revelation. Method 200 comprises the step 202 of formulating a lead zirconate titanate (PZT) nanoparticle ink 104. The PZT 104 nanoparticle ink comprises the nanoscale PZT ink nanoparticles 106. As discussed above, the nanoparticle ink nanoparticles of PZT 104 preferably has a nanoscale PZT particle size in the range of about 20 nanometers to about 1 micron. PZT 104 nanoparticle ink may comprise a sol-gel adhesion promoter 108 (see Figure 5) to promote adherence of PZT 104 nanoparticle ink to substrate 101. PZT 104 nanoparticle ink is formulated by middle of the process as discussed in detail above.
[00112] O método 200 compreende adicionalmente a etapa 204 de depositar a tinta de nanopartículas de PZT 104 sobre o substrato 101 por meio de um processo de deposição de tinta 122 para formar o sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110. O processo de deposição de tinta 122 preferivelmente compreende um processo de impressão de gravação direta 124 (ver a figura 10). Tal como mostrado na figura 10, o processo de impressão de gravação direta 124 pode compreender um processo de deposição por jato ato-mizado 126, um processo de impressão a jato de tinta 128, um processo de impressão por aerossol 180, um processo de evaporação por laser pulsado 182, um processo de impressão por flexografia 184, um processo de impressão por micropulverização 186, um processo de impressão por silk screen de berço plano 187, um processo de impressão por silk screen rotativo 188 ou um outro processo de impressão por tela adequado, um processo de impressão de gravura 189 ou uma outra impressão de pressionamento adequada, ou um outro processo de impressão de gravação direta adequado.Method 200 further comprises the step 204 of depositing the PZT 104 nanoparticle ink onto the substrate 101 by means of an ink deposition process 122 to form the PZT 110 nanoparticle ink-based piezo sensor. ink deposition process 122 preferably comprises a direct embossing printing process 124 (see figure 10). As shown in Figure 10, direct embossing printing process 124 may comprise an atomized jet deposition process 126, an inkjet printing process 128, an aerosol printing process 180, an evaporation process laser pulse 182, a flexography printing process 184, a micropulverization printing process 186, a flat cradle silk screen printing process 187, a rotary silk screen printing process 188 or another screen printing process a suitable gravure printing process 189 or other suitable press printing, or another suitable direct engraving printing process.
[00113] O substrato 101 preferivelmente compreende um material composto, um material metálico, uma combinação de um material composto e um material metálico, ou um outro material adequado. O substrato 101 preferivelmente compreende uma primeira superfície 103a e uma segunda superfície 103b. O substrato 101 pode ter uma superfície não curvada ou plana 136 (ver a figura 5), uma superfície curvada ou não plana 138 (ver a figura 5), ou uma combinação de uma superfície não curvada ou plana 136 (ver a figura 5) e uma superfície curvada ou não plana 138 (ver a figura 5). O processo de deposição de tinta 122 não exige desenvolvimento dos cristais de PZT 166 no substrato 101. Além disso, as nanopartículas de tinta de PZT de na-noescala 106 depositadas contêm uma estrutura de partícula cristalina que não exige quaisquer etapas de processamento posterior para desenvolver os cristais. O sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 pode ser depositado sobre o substrato 101 em uma forma personalizada 164 (ver a figura 6B).Substrate 101 preferably comprises a composite material, a metallic material, a combination of a composite material and a metallic material, or another suitable material. The substrate 101 preferably comprises a first surface 103a and a second surface 103b. The substrate 101 may have an uncurved or flat surface 136 (see Figure 5), a curved or non-flat surface 138 (see Figure 5), or a combination of an uncurled or flat surface 136 (see Figure 5) and a curved or non-flat surface 138 (see figure 5). The ink deposition process 122 does not require development of the PZT 166 crystals on the substrate 101. In addition, the deposited nanoscale PZT ink nanoparticles 106 contain a crystalline particle structure that does not require any further processing steps to develop. the crystals. The PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensor can be deposited onto substrate 101 in a custom shape 164 (see Figure 6B).
[00114] O sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 pode passar por um processo de ajuste de polaridade com uma fonte de alimentação de tensão 176 (ver a figura 7) antes de ser usado no sistema de monitoramento de saúde estrutural 170 para monitorar a saúde estrutural 172 de uma estrutura 30. O sensor piezoelé-trico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 pode ser acoplado a uma montagem condutora de energia e comunicação 140 formada de uma tinta condutiva 168 depositada sobre o substrato 101 por meio do processo de deposição de tinta 122 antes de ser usado no sistema de monitoramento de saúde estrutural 170. Dois ou mais sensores pi-ezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 podem ser usados para capacitar o sistema de monitoramento de saúde estrutural 170.The PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensor can undergo a polarity adjustment process with a voltage power supply 176 (see Figure 7) before being used in the structural health monitoring system 170. to monitor the structural health 172 of a frame 30. The PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensor can be coupled to a power and communication conductive assembly 140 formed of a conductive paint 168 deposited on the substrate 101 via of ink deposition process 122 prior to use in the structural health monitoring system 170. Two or more PZT 110 nanoparticle ink-based pi-ezoelectric sensors may be used to power the structural health monitoring system 170.
[00115] Em uma outra modalidade da revelação, é fornecido um método 250 de fabricar um sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de titanato zirconato de chumbo (PZT) 110. A figura 9 é uma ilustração de um fluxograma de uma outra modalidade do método 250 da revelação. O método 250 compreende a etapa 252 de formular uma tinta de nanopartículas de titanato zirconato de chumbo (PZT) 104 compreendendo as nanopartículas de tinta de PZT de nanoescala 106 que são pré-cristalizadas.In another embodiment of the disclosure, a method 250 of manufacturing a piezoelectric lead zirconate nanoparticle (PZT) ink-based sensor 110 is provided. Figure 9 is an illustration of a flowchart of another embodiment of the 250 method of development. Method 250 comprises step 252 of formulating a lead zirconate titanate (PZT) nanoparticle paint 104 comprising the nanoscale PZT paint nanoparticles 106 which are precrystallized.
[00116] O método 250 compreende adicionalmente a etapa 254 de suspender a tinta de nanopartículas de PZT 104 em um promotor de aderência à base de sol-gel 108. O método 250 compreende adicionalmente a etapa 256 de depositar a tinta de nanopartículas de PZT 104 sobre um substrato 101 por meio de um processo de impressão de gravação direta 124 para formar um sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110. Tal como mostrado na figura 10, o processo de impressão de gravação direta 124 pode compreender um processo de deposição por jato atomizado 126, um processo de impressão a jato de tinta 128, um processo de impressão por aerossol 180, um processo de evaporação por laser pulsado 182, um processo de impressão por flexografia 184, um processo de impressão por mi-cropulverização 186, um processo de silk screen de berço plano 187, um processo de silk screen rotativo 188 ou um outro processo de impressão por tela adequado, um processo de impressão de gravura 189 ou uma outra impressão de pressionamento adequada, ou um outro processo de impressão de gravação direta adequado 124.Method 250 further comprises the step 254 of suspending the PZT 104 nanoparticle ink in a sol-gel adhesion promoter 108. Method 250 further comprises the step 256 of depositing the PZT 104 nanoparticle ink on a substrate 101 by means of a direct etch printing process 124 to form a PZT nanoparticle ink-based piezo sensor 110. As shown in Figure 10, the direct etch printing process 124 may comprise a process of atomized jet deposition 126, an inkjet printing process 128, an aerosol printing process 180, a pulsed laser evaporation process 182, a flexography printing process 184, a micro-spray printing process 186 , a flat-cradle silk screen process 187, a rotary silk screen process 188 or another suitable screen printing process, a printing process 189 or another suitable press, or other suitable direct write printing process 124.
[00117] O substrato 101 preferivelmente compreende um material composto, um material metálico, uma combinação de um material composto e um material metálico, ou um outro material adequado. O substrato 101 preferivelmente compreende uma primeira superfície 103a e uma segunda superfície 103b. O substrato 101 pode ter uma superfície não curvada ou plana 136 (ver a figura 5), uma superfície curvada ou não plana 138 (ver a figura 5), ou uma combinação de uma superfície não curvada ou plana 136 (ver a figura 5) e uma superfície curvada ou não plana 138 (ver a figura 5). O processo de deposição de tinta 122 não exige desenvolvimento dos cristais de PZT 166 no substrato 101. Além disso, as nanopartículas de tinta de PZT de na-noescala 106 depositadas contêm uma estrutura de partícula cristalina que não exige quaisquer etapas de processamento posteriores para desenvolver os cristais. O sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 pode ser depositado sobre o substrato 101 em uma forma personalizada 164 (ver a figura 6B).Substrate 101 preferably comprises a composite material, a metallic material, a combination of a composite material and a metallic material, or another suitable material. The substrate 101 preferably comprises a first surface 103a and a second surface 103b. The substrate 101 may have an uncurved or flat surface 136 (see Figure 5), a curved or non-flat surface 138 (see Figure 5), or a combination of an uncurled or flat surface 136 (see Figure 5) and a curved or non-flat surface 138 (see figure 5). The ink deposition process 122 does not require development of the PZT 166 crystals on the substrate 101. In addition, the deposited nanoscale PZT ink nanoparticles 106 contain a crystalline particle structure that does not require any further processing steps to develop. the crystals. The PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensor can be deposited onto substrate 101 in a custom shape 164 (see Figure 6B).
[00118] O sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 pode passar por um processo de ajuste de polaridade com uma fonte de alimentação de tensão 176 antes de ser usado no sistema de monitoramento de saúde estrutural 170 para monitorar a saúde estrutural 172 de uma estrutura 30. O sensor piezoelétrico à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 pode ser acoplado a uma montagem condutora de energia e comunicação 140 formada de uma tinta condutiva 168 depositada sobre o substrato 101 por meio do processo de deposição de tinta 122 antes de ser usado no sistema de monitoramento de saúde estrutural 170. Dois ou mais sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 podem ser usados para capacitar o sistema de monitoramento de saúde estrutural 170.The PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensor can undergo a polarity adjustment process with a voltage power supply 176 before being used in the structural health monitoring system 170 to monitor structural health 172 of a frame 30. The PZT nanoparticle ink-based piezo sensor 110 may be coupled to a power and communication conductive assembly 140 formed of a conductive ink 168 deposited on the substrate 101 by the ink deposition process 122 before to be used in the structural health monitoring system 170. Two or more PZT 110 nanoparticle ink-based piezo sensors can be used to power the structural health monitoring system 170.
[00119] A estrutura 30 pode compreender uma aeronave, uma es-paçonave, um veículo aeroespacial, um veículo de lançamento no espaço, um foguete, um satélite, um helicóptero, um barco, um navio, um trem, um automóvel, um caminhão, um ônibus, uma estrutura arquitetônica, uma pá de turbina, um dispositivo médico, equipamento de acionamento eletrônico, um dispositivo eletrônico de consumidor, equipamento vibratório, amortecedores passivos e ativos, ou uma outra estrutura adequada. O sistema 100 e os métodos 200, 250 podem ser usados em muitas indústrias incluindo, por exemplo, geração de energia eólica (monitoramento de saúde de pás de turbina), aplicações aeroespaciais, aplicações militares, aplicações médicas, equipamento de acionamento eletrônico, produtos eletrônicos de consumidor, ou qualquer aplicação onde estruturas ou materiais exigem um sistema de monitoramento.The structure 30 may comprise an aircraft, a spaceship, an aerospace vehicle, a space launch vehicle, a rocket, a satellite, a helicopter, a boat, a ship, a train, an automobile, a truck. , a bus, an architectural structure, a turbine blade, a medical device, electronic drive equipment, a consumer electronic device, vibrating equipment, passive and active dampers, or another suitable structure. System 100 and methods 200, 250 can be used in many industries including, for example, wind power generation (turbine blade health monitoring), aerospace applications, military applications, medical applications, electronic drive equipment, electronic products. or any application where structures or materials require a monitoring system.
[00120] Modalidades do sistema 100 e dos métodos 200, 250 revelados neste documento para fabricar os sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 fornecem os sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 que podem ser usados em uma variedade de aplicações incluindo detecção ultrassô-nica de danos para estruturas compostas e metálicas, sensores de detecção de propagação de trinca, sensores de pressão, ou em um outro sensor adequado. Por exemplo, os sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 do sistema 100 e os métodos 200, 250 fornecem berço para gravar monitoramento de saúde de vários componentes em aeronave tal como detecção de dano para partes circunjacentes de portas, plataformas militares tais como detecção de desenvolvimento de fissura para avião militar, e sistemas espaciais tais como monitoramento de saúde de tanque de criogênio. Os sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 podem fornecer dados que não estavam disponíveis anteriormente que podem influenciar projetos novos e eficientes que podem reduzir custos.[00120] System 100 and Method 200, 250 Modalities disclosed herein for manufacturing PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensors provide PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensors that can be used in a variety applications including ultrasonic damage detection for composite and metal structures, crack propagation detection sensors, pressure sensors, or another suitable sensor. For example, system 100 PZT 110 piezoelectric ink-based sensors and methods 200, 250 provide cradles for recording multi-component health monitoring on aircraft such as damage detection for surrounding door parts, military platforms such as such as military aircraft crack development detection, and space systems such as cryogen tank health monitoring. PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensors can provide data that was not previously available that can influence new and efficient designs that can reduce costs.
[00121] Usar o processo de impressão de gravação direta 124 e, por exemplo, o processo de deposição por jato atomizado 126, juntamente com a tinta de nanopartículas de PZT formulada 104, permite que muitos sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 sejam depositados sobre um substrato 101 ou a estrutura 30 e em um custo reduzido quando comparado ao uso de sensores piezoelétricos conhecidos. Modalidades do sistema 100 e dos métodos 200, 250 revelados neste documento fornecem os sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 que permitem a colocação dos sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 em inúmeras áreas de uma estrutura e em grandes quantidades, o que pode ser difícil com sensores piezoelétricos conhecidos.Using the direct engraving printing process 124 and, for example, the atomized jet deposition process 126, together with formulated PZT nanoparticle ink 104, allows many PZT nanoparticle ink-based piezoelectric sensors 110 are deposited on a substrate 101 or structure 30 and at a reduced cost compared to the use of known piezoelectric sensors. System 100 and method 200, 250 embodiments disclosed herein provide the PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensors that allow placement of PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensors in numerous areas of a structure and in large quantities, which can be difficult with known piezoelectric sensors.
[00122] Além disso, modalidades do sistema 100 e dos métodos 200, 250 revelados neste documento para fabricar os sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 fornecem os sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 que são vantajosos em relação a sensores conhecidos porque eles não exigem um adesivo para colá-los à estrutura, e isto diminui a possibilidade de que os sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 possam descolar da estrutura. Modalidades do sistema 100 e dos métodos 200, 250 revelados neste documento para fabricar os sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 fornecem os sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 que são capacitados pela disponibilidade das nanopartículas de tinta de PZT de nanoescala 106 tendo propriedades piezoelétricas favoráveis e que são depositadas sobre um substrato ou estrutura em uma configuração desejada para uso sem a utilização de adesivo. Por causa de os sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 poderem ser depositados sobre um substrato ou estrutura sem adesivo entre os sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 e o substrato ou estrutura, acoplamento de sinal aperfeiçoado para a estrutura sendo interrogada pode ser alcançado.In addition, embodiments of the system 100 and methods 200, 250 disclosed herein for manufacturing the PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensors provide the PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensors that are advantageous in compared to known sensors because they do not require an adhesive to stick them to the frame, and this lessens the possibility that PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensors may peel off the frame. System 100 and methods 200, 250 embodiments disclosed herein for making PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensors provide the PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensors that are enabled by the availability of the nanoparticle ink nanoparticles. Nanoscale PZT 106 having favorable piezoelectric properties and which are deposited on a substrate or structure in a desired configuration for use without the use of adhesive. Because PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensors can be deposited on a non-adhesive substrate or structure between PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensors and the substrate or structure, improved signal coupling for structure being interrogated can be reached.
[00123] Adicionalmente, modalidades do sistema 100 e dos métodos 200, 250 revelados neste documento para fabricar os sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 fornecem os sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 que não exigem colocação ou instalação manual sobre o substrato ou estrutura e que podem ser depositados ou impressos sobre o substrato ou estrutura, juntamente com todas as montagens condutoras de energia e comunicação exigidas, diminuindo assim custos de mão de obra e de instalação, assim como diminuindo complexidade e peso da estrutura. Além do mais, os sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 podem ser fabricados a partir de inúmeros processos de impressão de gravação direta, incluindo o processo de deposição por jato atomizado 126; podem ser fabricados de partículas de tamanho de nanopartícula que tenham sido pré-cristalizadas e podem ser mais eficientes que sensores conhecidos que não tenham sido cristalizados; não exigem um processo de sinterização/cristalização de alta temperatura e assim reduzem ou eliminam possíveis danos a substratos ou estruturas sensíveis à temperatura; podem ser depositados sobre substratos ou estruturas curvadas ou não planas; não pos- suem ou têm de modo mínimo limitações de geometria física e assim diminuem a possibilidade de capacidades de detecção inadequadas ou respostas de acionamento inadequadas.Additionally, embodiments of system 100 and methods 200, 250 disclosed herein for making PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensors provide PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensors that do not require placement or manual installation on the substrate or structure and which may be deposited or printed on the substrate or structure, together with all required power and communication conductive assemblies, thereby reducing labor and installation costs as well as decreasing the complexity and weight of the structure. In addition, PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensors can be manufactured from a number of direct engraving printing processes, including the atomized jet deposition process 126; may be fabricated from pre-crystallized nanoparticle-sized particles and may be more efficient than known sensors that have not been crystallized; do not require a high temperature sintering / crystallization process and thus reduce or eliminate possible damage to temperature sensitive substrates or structures; may be deposited on curved or non-flat substrates or structures; they do not have or have minimal physical geometry limitations and thus diminish the possibility of inadequate detection capabilities or inadequate drive responses.
[00124] Finalmente, modalidades do sistema 100 e dos métodos 200, 250 revelados neste documento para fabricar os sensores piezoe-létricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 fornecem os sensores piezoelétricos à base de tinta de nanopartículas de PZT 110 que podem ser usados para predizer deterioração ou pontos fracos de uma estrutura antes do desenvolvimento real de tal deterioração ou pontos fracos, e assim podem aumentar confiabilidade da estrutura ou de partes de componentes estruturais, e podem reduzir custos totais de fabricação e de manutenção durante a vida da estrutura ou de partes de componentes estruturais; e que têm a capacidade para predizer, monitorar e diagnosticar a integridade, saúde e condição de uma estrutura sem ter que desmontar ou remover a estrutura ou fazer furos na estrutura para inserção de quaisquer ferramentas de medição.Finally, embodiments of system 100 and methods 200, 250 disclosed herein for making PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensors provide the PZT 110 nanoparticle ink-based piezoelectric sensors that can be used to predict deterioration or weaknesses of a structure prior to actual development of such deterioration or weaknesses, and thus may increase the reliability of the structure or parts of structural components, and may reduce overall fabrication and maintenance costs over the life of the structure. or parts of structural components; and have the ability to predict, monitor and diagnose the integrity, health and condition of a structure without having to disassemble or remove the structure or drill holes in the structure for insertion of any measuring tools.
[00125] Referindo-se agora às figuras 11A-14B, modalidades exemplares de um sistema de caminho de condução elétrica 300 com um padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 11A-11B) impresso ou depositado por meio do processo de impressão de gravação direta 124 (ver as figuras 10, 17), estão mostradas. A figura 17 é uma ilustração de um diagrama de blocos de uma modalidade de um veículo 26, tal como uma aeronave 26a, incorporando o sistema de caminho de condução elétrica 300 (ver as figuras 11A-11B) da revelação.Referring now to Figures 11A-14B, exemplary embodiments of an electrical conduction path system 300 with a direct embossing conductive material pattern 320 (see Figures 11A-11B) printed or deposited by the process of direct write print 124 (see figures 10, 17) are shown. Figure 17 is an illustration of a block diagram of one embodiment of a vehicle 26, such as an aircraft 26a, incorporating the electrical conduction path system 300 (see figures 11A-11B) of the disclosure.
[00126] O sistema de caminho de condução elétrica 300 (ver as figuras 11A-14B) é configurado para desviar uma carga elétrica 302 (ver a figura 17). A carga elétrica 302 (ver a figura 17) pode compreender, por exemplo, uma proveniente de uma queda de raio 302a (ver a figura 17), uma proveniente da precipitação estática (P-estática) 302b (ver a figura 17), ou um outro tipo de carga elétrica 302 (ver a figura 17). Tal como usado neste documento, "precipitação estática (P-estática)" significa carga elétrica desenvolvida em uma superfície. Tal como usado neste documento, "queda de raio" significa descarga elétrica em uma superfície.Electrical conduction path system 300 (see figures 11A-14B) is configured to divert an electrical charge 302 (see figure 17). The electrical charge 302 (see Figure 17) may comprise, for example, one from a lightning strike 302a (see Figure 17), one from static (P-static) precipitation 302b (see Figure 17), or another type of electrical charge 302 (see figure 17). As used herein, "static (P-static) precipitation" means electric charge developed on a surface. As used herein, "lightning strike" means electrical discharge to a surface.
[00127] O sistema de caminho de condução elétrica 300 (ver as figuras 11A-14B) preferivelmente é configurado para desviar a carga elétrica 302 (ver a figura 17) para um sistema de proteção contra relâmpago existente 356 (ver a figura 17) e funciona como um sistema de proteção contra relâmpago 356 (ver a figura 17).The electrical conduction path system 300 (see figures 11A-14B) is preferably configured to divert electrical charge 302 (see figure 17) to an existing lightning protection system 356 (see figure 17) and acts as a lightning protection system 356 (see figure 17).
[00128] A figura 11A é uma ilustração de uma vista superior seccional em perspectiva de uma modalidade do sistema de caminho de condução elétrica 300, tal como na forma do sistema de caminho de condução elétrica 300a, da revelação. A figura 11B é uma ilustração de uma vista seccional transversal do sistema de caminho de condução elétrica 300, tal como na forma do sistema de caminho de condução elétrica 300a, da figura 11 A.Figure 11A is an illustration of a perspective sectional top view of one embodiment of the electrical conduction path system 300, such as in the form of the electrical conduction path system 300a, of the disclosure. Figure 11B is an illustration of a cross-sectional view of the electric driving path system 300, as in the form of the electric driving path system 300a of Figure 11A.
[00129] Tal como mostrado nas figuras 11A-11B, o sistema de caminho de condução elétrica 300, tal como na forma do sistema de caminho de condução elétrica 300a, compreende um substrato 304 tendo uma primeira superfície 306a para receber impressão, uma segunda superfície 306b e um interior 305. O substrato 304 (ver as figuras 11A-11B) pode compreender um ou mais de um material de fibra de vidro 311 (ver a figura 17), um material composto 312 (ver a figura 17), um material metálico 314 (ver a figura 17), uma combinação 316 (ver a figura 17) do material composto 312 (ver a figura 17) com o material metálico 314 (ver a figura 17), e outros materiais adequados.As shown in FIGS. 11A-11B, the electrical conduction path system 300, as in the form of the electrical conduction path system 300a, comprises a substrate 304 having a first printable surface 306a, a second surface 306b and an interior 305. Substrate 304 (see Figures 11A-11B) may comprise one or more of a fiberglass material 311 (see Figure 17), a composite material 312 (see Figure 17), a material 314 (see Figure 17), a combination 316 (see Figure 17) of composite material 312 (see Figure 17) and metallic material 314 (see Figure 17), and other suitable materials.
[00130] O substrato 304 (ver as figuras 11A-11B) tem adicionalmente um ou mais pontos de aterramento 318 (ver as figuras 11A-11B). Os pontos de aterramento 318 (ver as figuras 11A-11B) podem ser pontos de aterramento definidos que são parte de um sistema de proteção contra relâmpago 356 (ver a figura 17) que é preexistente ou predeterminado, ou que são parte de um outro sistema elétrico 56 (ver a figura 1C), sistema ambiental 60 (ver a figura 1C) ou de outro sistema preexistente ou predeterminado em um veículo 26 (ver a figura 17), tal como uma aeronave 26a (ver a figura 17).Substrate 304 (see Figures 11A-11B) additionally has one or more grounding points 318 (see Figures 11A-11B). Ground points 318 (see Figures 11A-11B) may be defined ground points that are part of a lightning protection system 356 (see Figure 17) that is pre-existing or predetermined, or that are part of another system. 56 (see Figure 1C), environmental system 60 (see Figure 1C) or other pre-existing or predetermined system in a vehicle 26 (see Figure 17), such as an aircraft 26a (see Figure 17).
[00131] Os pontos de aterramento 318 (ver as figuras 11A-11B) podem ser na forma de um ou mais de um ou mais elementos de aterramento 319a (ver a figura 11 A) com um ou mais conectores de aterramento 319b (ver a figura 11 A); um ou mais prendedores 348 (ver a figura 15); e outros pontos de aterramento adequados 318 (ver a figura 17). Preferivelmente, o ponto de aterramento 318 (ver as figuras 11A-15, 17) é feito de um material condutivo 336 ou contém o mesmo (ver a figura 17), tal como um material metálico condutivo 336a (ver a figura 17), e é um condutor 364 (ver a figura 17) que efetivamente conduz e aterra a carga elétrica 302 (ver a figura 17).Grounding points 318 (see Figures 11A-11B) may be in the form of one or more than one or more grounding elements 319a (see Figure 11A) with one or more grounding connectors 319b (see Figure 11A). Figure 11A); one or more fasteners 348 (see figure 15); and other suitable grounding points 318 (see figure 17). Preferably, ground point 318 (see Figures 11A-15, 17) is made of or contains conductive material 336 (see Figure 17), such as conductive metal material 336a (see Figure 17), and It is a conductor 364 (see Figure 17) that effectively conducts and lands the electrical charge 302 (see Figure 17).
[00132] Tal como mostrado nas figuras 11A-11B, o sistema de caminho de condução elétrica 300, tal como na forma do sistema de caminho de condução elétrica 300a, compreende adicionalmente um padrão de material condutivo de gravação direta 320 impresso ou depositado diretamente sobre a primeira superfície 306a por meio do processo de impressão de gravação direta 124 (ver as figuras 10, 17) usando um aparelho de processo de impressão de gravação direta 144 (ver as figuras 10, 17). Em particular, tal como mostrado na figura 11 A, o padrão de material condutivo de gravação direta 320 é aplicado diretamente a uma superfície externa 309, tal como uma linha de forma externa 310 da superfície externa 309, e pode ser gravado em relevo sobre a superfície externa 309, em vez de ser embutido no interior 305 do substrato 304. O padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 11 A, 17) preferivelmente se estende sobre e ao longo do um ou mais pontos de aterramento 318 (ver as figuras 11 A, 17) para desviar ou direcionar a carga elétrica 302 (ver a figura 17) ou corrente para o aterramento.As shown in FIGS. 11A-11B, the electric conduction path system 300, as in the form of the electric conduction path system 300a, further comprises a direct etched conductive material pattern 320 printed or deposited directly onto. first surface 306a by direct embossing printing process 124 (see figures 10, 17) using a direct embossing printing apparatus 144 (see figures 10, 17). In particular, as shown in Fig. 11A, the direct embossing conductive material pattern 320 is applied directly to an outer surface 309, such as an outer shape line 310 of the outer surface 309, and may be embossed over the outer surface 309 rather than being embedded within 305 of substrate 304. The direct-etching conductive material pattern 320 (see Figures 11A, 17) preferably extends over and along one or more grounding points 318 ( see figures 11 A, 17) to divert or direct electrical load 302 (see figure 17) or current to ground.
[00133] Tal como mostrado nas figuras 11A-11B, o padrão de material condutivo de gravação direta 320 tem um primeiro lado 324a e um segundo lado 324b. O padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 11A-11B) preferivelmente pode compreender um padrão de grade 320a (ver as figuras 11A-11B). O padrão de grade 320a (ver as figuras 11A-11B) preferivelmente é formado de uma série das unidades modeladas geometricamente repetentes 322 (ver as figuras 16A-16B), tais como compreendendo uma ou mais das unidades de forma quadrangular 322a (ver a figura 16A), das unidades de forma hexagonal 322b (ver a figura 16B), das unidades de forma triangular 322c (ver a figura 16C), das unidades de forma circular 322d (ver a figura 17) e das outras unidades de forma geométrica adequada 322 (ver a figura 17), e são discutidas com mais detalhes a seguir.As shown in Figs. 11A-11B, the direct recording conductive material pattern 320 has a first side 324a and a second side 324b. The direct recording conductive material pattern 320 (see figures 11A-11B) may preferably comprise a grid pattern 320a (see figures 11A-11B). The grid pattern 320a (see figures 11A-11B) is preferably formed from a series of geometrically repeating patterned units 322 (see figures 16A-16B), such as comprising one or more of the quadrangular units 322a (see figure 16A), hexagonal shaped units 322b (see figure 16B), triangular shaped units 322c (see figure 16C), circular shaped units 322d (see figure 17) and other suitable geometric shaped units 322 (see figure 17), and are discussed in more detail below.
[00134] O padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 11A-11B), tal como na forma do padrão de grade 320a (ver as figuras 11A-11B), compreende uma ou mais linhas de grade 326 (ver a figura 11 A). O processo de impressão de gravação direta 124 (ver as figuras 10, 17) preferivelmente cria as linhas de grade 326 (ver a figura 11 A), isto é, os caminhos elétricos 334 (discutidos a seguir), com bordas suaves em vez de bordas aguçadas, e que se estendem ao longo das linhas de grade 326 (ver a figura 11 A) para formar uma ou mais partes alisadas 335 (ver a figura 17). A uma ou mais linhas de grade 326 (ver a figura 11 A) gradualmente podem ser alisadas para a borda da linha de grade 326 (ver a figura 11 A), o que preferivelmente reduz descontinuidades do padrão de grade 320a (ver a figura 11 A).The direct recording conductive material pattern 320 (see Figures 11A-11B), as in the form of grid pattern 320a (see Figures 11A-11B), comprises one or more grid lines 326 (see Figure 11A-11B). Figure 11A). Direct embossing printing process 124 (see figures 10, 17) preferably creates grid lines 326 (see figure 11 A), i.e. electric paths 334 (discussed below), with smooth edges rather than sharp edges extending along the grid lines 326 (see figure 11A) to form one or more straightened portions 335 (see figure 17). One or more gridlines 326 (see Figure 11A) may be gradually smoothed to the edge of gridline 326 (see Figure 11A), which preferably reduces discontinuities of grid pattern 320a (see Figure 11). THE).
[00135] O padrão de grade 320a (ver as figuras 11A-11B, 17) pode ser no formato de uma grade de forma quadrangular tendo um tama- nho ou dimensões, por exemplo, de 5,08 centímetros (2 (duas) polegadas) de largura por 5,08 centímetros (2 (duas) polegadas) de comprimento. Entretanto, o padrão de grade 320a (ver as figuras 11A-11B) pode ter outras dimensões adequadas e pode variar dependendo do tamanho e dimensões do substrato 304 (ver as figuras 11 A, 17), ou da superfície 28 (ver a figura 17), sobre o qual padrão de grade 320a (ver as figuras 11A-11B) está sendo impresso ou depositado.The grid pattern 320a (see Figures 11A-11B, 17) may be in the form of a quadrangular grid having a size or dimensions, for example, of 5.08 centimeters (2) inches. ) wide by 2 inches (5.08 centimeters) long. However, grid pattern 320a (see figures 11A-11B) may have other suitable dimensions and may vary depending on the size and dimensions of substrate 304 (see figures 11 A, 17) or surface 28 (see figure 17 ), on which grid pattern 320a (see figures 11A-11B) is being printed or deposited.
[00136] Cada linha de grade 326 (ver a figura 11 A), isto é, o caminho elétrico 334 (discutido a seguir), preferivelmente tem uma largura 327a (ver a figura 17) de cerca de 2,54 milímetros (0,1 polegada) a cerca de 7,62 milímetros (0,3 polegada). Entretanto, uma outra largura adequada 327a (ver a figura 17) pode ser usada. Cada linha de grade 326 (ver a figura 11 A), isto é, o caminho elétrico 334 (discutido a seguir), preferivelmente tem uma altura 327b (ver a figura 17) que é compatível e que não interfere com quaisquer condições aerodinâmicas ou outras condições de superfície de acordo com as quais a primeira superfície 306a (ver a figura 11 A) do substrato 304 (ver a figura 11 A), ou a superfície 28 (ver a figura 17) da estrutura 30 (ver a figura 17), opera.Each grid line 326 (see Figure 11A), that is, the electrical path 334 (discussed below), preferably has a width 327a (see Figure 17) of about 2.54 millimeters (0, 1 inch) to about 7.62 millimeters (0.3 inch). However, another suitable width 327a (see figure 17) may be used. Each grid line 326 (see Figure 11A), that is, electrical path 334 (discussed below), preferably has a height 327b (see Figure 17) that is compatible and does not interfere with any aerodynamic or other conditions. surface conditions according to which the first surface 306a (see Figure 11A) of substrate 304 (see Figure 11A), or surface 28 (see Figure 17) of structure 30 (see Figure 17), opera.
[00137] A largura 327a (ver a figura 17) e a altura 327b (ver a figura 17) podem variar dependendo do substrato 304 (ver as figuras 11 A, 17), ou da estrutura 30 (ver a figura 17), no qual padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 11A-11B), tal como na forma do padrão de grade 320a (ver as figuras 11A-11B), está sendo impresso ou depositado. Além do mais, a largura 327a (ver a figura 17) e a altura 327b (ver a figura 17) podem variar dependendo das exigências de condutividade 366 (ver a figura 17) da primeira superfície 306a (ver a figura 11 A) do substrato 304 (ver a figura 11 A), ou da superfície 28 (ver a figura 17) da estrutura 30 (ver a figura 17), e da quantidade de flexibilidade 368 (ver a figura 17) da primeira superfície 306a (ver a figura 11 A) do substrato 304 (ver a figura 11 A), ou da superfície 28 (ver a figura 17) da estrutura 30 (ver a figura 17), isto é, se uma superfície flexível 307 (ver a figura 17) está presente.The width 327a (see figure 17) and height 327b (see figure 17) may vary depending on substrate 304 (see figures 11 A, 17) or structure 30 (see figure 17) in the which direct etch conductive material pattern 320 (see figures 11A-11B), such as in the form of grid pattern 320a (see figures 11A-11B), is being printed or deposited. In addition, width 327a (see Figure 17) and height 327b (see Figure 17) may vary depending on the conductivity requirements 366 (see Figure 17) of the first surface 306a (see Figure 11 A) of the substrate. 304 (see Figure 11A), or surface 28 (see Figure 17) of structure 30 (see Figure 17), and the amount of flexibility 368 (see Figure 17) of first surface 306a (see Figure 11 A) of substrate 304 (see figure 11 A), or surface 28 (see figure 17) of structure 30 (see figure 17), that is, if a flexible surface 307 (see figure 17) is present.
[00138] O padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 11A-11B), tal como na forma do padrão de grade 320a (ver as figuras 11A-11B), preferivelmente é feito de um material condutivo 336 (ver a figura 17). O material condutivo 336 (ver a figura 17) pode compreender um material metálico condutivo 336a (ver a figura 17), tal como cobre, alumínio, titânio, níquel, bronze, ouro, prata, uma liga dos mesmos, ou um outro material metálico condutivo adequado 336a. O material condutivo 336 (ver a figura 17) pode compreender adicionalmente uma tinta condutiva 168 (ver a figura 17) compreendendo uma tinta de nanopartículas de titanato zirconato de chumbo (PZT) 104 (ver a figura 17). O material condutivo 336 (ver a figura 17), assim como a forma, a largura 327a (ver a figura 17) e a altura 327b (ver a figura 17), do padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 11A-11B), tal como na forma do padrão de grade 320a (ver as figuras 11A-11B), pode ser variado para maximizar a condutividade 366 (ver a figura 17) ou a flexibilidade 368 (ver a figura 17).Direct recording conductive material pattern 320 (see Figures 11A-11B), as in the form of grid pattern 320a (see Figures 11A-11B), is preferably made of conductive material 336 (see Figure 11A-11B). figure 17). Conductive material 336 (see Figure 17) may comprise a conductive metal material 336a (see Figure 17), such as copper, aluminum, titanium, nickel, bronze, gold, silver, an alloy thereof, or another metallic material. suitable conductive 336a. Conductive material 336 (see Figure 17) may further comprise a conductive paint 168 (see Figure 17) comprising a lead zirconate titanate (PZT) nanoparticle paint 104 (see Figure 17). Conductive material 336 (see Figure 17), as well as the shape, width 327a (see Figure 17), and height 327b (see Figure 17) of the direct etch conductive pattern 320 (see Figures 11A -11B), as in the form of grid pattern 320a (see Figures 11A-11B), can be varied to maximize conductivity 366 (see Figure 17) or flexibility 368 (see Figure 17).
[00139] O padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 11A-11B) é impresso ou depositado por meio do processo de impressão de gravação direta 124 (ver as figuras 10, 17). O processo de impressão de gravação direta 124 (ver as figuras 10, 17) pode compreender um de um processo de deposição por jato atomizado 126 (ver a figura 10), um processo de impressão a jato de tinta 128 (ver a figura 10), um processo de impressão por aerossol 180 (ver a figura 10), um processo de evaporação por laser pulsado 182 (ver a figura 10), um processo de impressão por flexografia 184 (ver a figura 10), um processo de impressão por micropulverização 186 (ver a figura 10), um processo de impressão por silk screen de berço plano 187 (ver a figura 10), um processo de impressão por silk screen rotativo 188 (ver a figura 10), um processo de impressão de gravura 189 (ver a figura 10), um processo de pulverização por plasma 352 (ver a figura 17), ou um outro processo de impressão de gravação direta adequado 124 (ver as figuras 10, 17).The direct embossing conductive material standard 320 (see Figures 11A-11B) is printed or deposited by the direct embossing printing process 124 (see Figures 10, 17). Direct embossing printing process 124 (see Figures 10, 17) may comprise one of an atomized jet deposition process 126 (see Figure 10), an inkjet printing process 128 (see Figure 10) , an aerosol printing process 180 (see Figure 10), a pulsed laser evaporation process 182 (see Figure 10), a flexographic printing process 184 (see Figure 10), a micropulverization printing process 186 (see Figure 10), a flatbed silk screen printing process 187 (see Figure 10), a rotary silk screen printing process 188 (see Figure 10), an engraving printing process 189 ( see figure 10), a plasma spray process 352 (see figure 17), or another suitable direct engraving printing process 124 (see figures 10, 17).
[00140] Com o processo de pulverização por plasma 352 (ver a figura 17), o material condutivo 336 (ver a figura 17) pode ser depositado como um pó, um líquido, uma suspensão ou um arame, e é introduzido em um jato de plasma, emanando de uma tocha de plasma. No jato de plasma, o material condutivo 336 (ver a figura 17) é impulsionado na direção do substrato 304 (ver a figura 11 A). Ali as gotinhas fundidas ficam niveladas, solidificam rapidamente e formam um depósito.With plasma spraying process 352 (see Figure 17), conductive material 336 (see Figure 17) can be deposited as a powder, liquid, suspension or wire, and is fed into a jet. of plasma emanating from a plasma torch. In the plasma jet, conductive material 336 (see figure 17) is driven toward substrate 304 (see figure 11 A). There the molten droplets level, rapidly solidify and form a deposit.
[00141] O processo de impressão de gravação direta 124 (ver as figuras 10, 17) preferivelmente é concretizado ou executado usando o aparelho de impressão de gravação direta 144 (ver as figuras 10, 17). O aparelho de impressão de gravação direta 144 (ver as figuras 10, 17) pode compreender um de um aparelho de deposição por jato ato-mizado 146 (ver a figura 10), um aparelho de impressão a jato de tinta 147 (ver a figura 10), um aparelho de impressão por aerossol 190 (ver a figura 10), um aparelho de evaporação a laser pulsado 192 (ver a figura 10), um aparelho de impressão por flexografia 194 (ver a figura 10), um aparelho de impressão por micropulverização 196 (ver a figura 10), um aparelho de impressão por silk screen de berço plano 197 (ver a figura 10), um processo de impressão por silk screen rotativo 198 (ver a figura 10), um processo de impressão de gravura 199 (ver a figura 10), um aparelho de pulverização por plasma 354 (ver a figura 17), ou um outro aparelho de impressão de gravação direta adequado 144 (ver as figuras 10, 17).The direct recording printing process 124 (see figures 10, 17) is preferably carried out or performed using the direct recording printing device 144 (see figures 10, 17). Direct embossing printing apparatus 144 (see Figures 10, 17) may comprise one of an atomized jet deposition apparatus 146 (see Figure 10), an inkjet printing apparatus 147 (see Figure 10), an aerosol printing apparatus 190 (see Figure 10), a pulsed laser evaporating apparatus 192 (see Figure 10), an flexographic printing apparatus 194 (see Figure 10), a printing apparatus microporverization 196 (see Figure 10), a flat cradle silk screen printing machine 197 (see Figure 10), a rotary silk screen printing process 198 (see Figure 10), a gravure printing process 199 (see figure 10), a plasma spray apparatus 354 (see figure 17), or another suitable direct recording printing device 144 (see figures 10, 17).
[00142] As figuras 11A-11B mostram uma ou mais localizações 328 no primeiro lado 324a onde o padrão de material condutivo de gravação direta 320 forma um ou mais caminhos elétricos 334 interligados com o um ou mais pontos de aterramento 318. O um ou mais caminhos elétricos 334 (ver as figuras 11A-11B) interligados com o um ou mais pontos de aterramento 318 (ver as figuras 11A-11B) desviam a carga elétrica 302 (ver a figura 17) da primeira superfície 306a (ver as figuras 11A-11B), ou da superfície externa 309 (ver a figura 11 A), para o um ou mais pontos de aterramento 318 (ver as figuras 11A-11B). O um ou mais caminhos elétricos 334 (ver as figuras 11A-11B) formam as interligações 338 (ver a figura 17) com o um ou mais pontos de aterramento 318 (ver as figuras 11A-11B) para desviar ou direcionar a carga elétrica 302 (ver a figura 17) para o aterramento. Preferivelmente, o caminho elétrico 334 (ver as figuras 11A-11B) é um bom condutor 364 (ver a figura 17) que oferece muito pouca ou nenhuma resistência para o fluxo da carga elétrica 302 (ver a figura 17).Figures 11A-11B show one or more locations 328 on the first side 324a where the direct recording conductive material pattern 320 forms one or more electrical paths 334 interconnected with one or more ground points 318. The one or more electrical paths 334 (see figures 11A-11B) interconnected with one or more grounding points 318 (see figures 11A-11B) divert electric charge 302 (see figure 17) from first surface 306a (see figures 11A- 11B), or from outer surface 309 (see Figure 11A) to one or more grounding points 318 (see Figures 11A-11B). The one or more electrical paths 334 (see figures 11A-11B) form the interconnections 338 (see figure 17) with one or more ground points 318 (see figures 11A-11B) to divert or direct electrical charge 302. (see figure 17) for grounding. Preferably, electrical path 334 (see Figures 11A-11B) is a good conductor 364 (see Figure 17) that offers very little or no resistance to the flow of electrical charge 302 (see Figure 17).
[00143] A figura 12A é uma ilustração de uma vista superior seccional em perspectiva de uma outra modalidade do sistema de caminho de condução elétrica 300, tal como na forma do sistema de caminho de condução elétrica 300b, da revelação, a qual inclui uma camada de primer 330. A figura 12B é uma ilustração de uma vista seccional transversal do sistema de caminho de condução elétrica 300, tal como na forma do sistema de caminho de condução elétrica 300b, da figura 12A.[00143] Figure 12A is an illustration of a perspective sectional top view of another embodiment of the electrical conduction path system 300, such as in the form of the development electric conduction path system 300b, which includes a layer. Primer 330. Figure 12B is an illustration of a cross-sectional view of the electric conduction path system 300, such as in the form of the electric conduction path system 300b of Figure 12A.
[00144] Tal como mostrado nas figuras 12A-12B, o sistema de caminho de condução elétrica 300, tal como na forma do sistema de caminho de condução elétrica 300b, compreende o substrato 304 tendo a primeira superfície 306a para receber impressão e a segunda superfície 306b, e tendo um ou mais pontos de aterramento 318.As shown in FIGS. 12A-12B, the electric conduction path system 300, as in the form of the electric conduction path system 300b, comprises substrate 304 having the first print surface 306a and the second surface. 306b, and having one or more grounding points 318.
[00145] Nesta modalidade mostrada nas figuras 12A-12B, o substrato 304 tem a camada de primer 330 aplicada sobre a primeira su- perfície 306a do substrato 304 para formar um substrato preparado 304a tendo uma superfície preparada 308. A camada de primer 330 (ver as figuras 12A-12B) compreende um primeiro lado 332a (ver as figuras 12A-12B) e um segundo lado 332b (ver as figuras 12A-12B). Tal como mostrado nas figuras 12A-12B, o segundo lado 332b da camada de primer 330 fica adjacente ao primeiro lado 306a do substrato 304.In this embodiment shown in FIGS. 12A-12B, substrate 304 has primer layer 330 applied over first surface 306a of substrate 304 to form a prepared substrate 304a having a prepared surface 308. Primer layer 330 ( see figures 12A-12B) comprises a first side 332a (see figures 12A-12B) and a second side 332b (see figures 12A-12B). As shown in figures 12A-12B, the second side 332b of primer layer 330 is adjacent to the first side 306a of substrate 304.
[00146] A camada de primer 330 (ver as figuras 12A-12B) pode compreender um primer de epóxi tal como um primer de epóxi reduzível em água, um primer de epóxi à base de solvente, ou um outro primer de epóxi adequado, um primer de uretano ou um outro primer adequado.Primer layer 330 (see Figures 12A-12B) may comprise an epoxy primer such as a water-reducible epoxy primer, a solvent-based epoxy primer, or another suitable epoxy primer, a urethane primer or other suitable primer.
[00147] O substrato 304 (ver as figuras 12A-12B) também pode ser submetido, além da aplicação da camada de primer 330 (ver as figuras 12A-12B), ou alternativamente à aplicação da camada de primer 330 (ver as figuras 12A-12B), a um processo de preparação para uso 333 (ver a figura 17), ou processo de preparação de superfície, para aprontar ou preparar a primeira superfície 306a do substrato 304 (ver as figuras 12A-12B), ou para aprontar ou preparar uma superfície externa 309 (ver a figura 11 A) de uma estrutura 30 (ver a figura 17), a fim de obter o substrato preparado 304a (ver as figuras 12A-12B). Por exemplo, o processo de preparação para uso 333 (ver a figura 17), ou processo de preparação de superfície, para aprontar ou preparar a primeira superfície 306a (ver as figuras 12A-12B), ou para aprontar ou preparar a superfície externa 309 (ver a figura 11 A) da estrutura 30 (ver a figura 17), tal como uma estrutura de aeronave 350 (ver a figura 17), pode compreender limpeza com um agente de limpeza ou solvente, lixação ou abrasão, uniformização, polimento, entalhamento, ou um outro processo de preparação para uso 333 (ver a figura 17) ou processo de preparação de superfície adequado.Substrate 304 (see figures 12A-12B) may also be subjected to, in addition to the application of primer layer 330 (see figures 12A-12B), or alternatively to the application of primer layer 330 (see figures 12A -12B), a preparation process for use 333 (see Figure 17), or surface preparation process, for priming or priming the first surface 306a of substrate 304 (see Figures 12A-12B), or for priming or preparing an outer surface 309 (see figure 11A) of a frame 30 (see figure 17) to obtain prepared substrate 304a (see figures 12A-12B). For example, the preparation process for use 333 (see figure 17), or surface preparation process, for priming or preparing first surface 306a (see figures 12A-12B), or for preparing or preparing outer surface 309 (see figure 11A) of frame 30 (see figure 17), such as an aircraft frame 350 (see figure 17), may comprise cleaning with a cleaning agent or solvent, sanding or abrasion, smoothing, polishing, notching, or another preparation process for use 333 (see figure 17) or suitable surface preparation process.
[00148] Tal como mostrado nas figuras 12A-12B, o sistema de caminho de condução elétrica 300, tal como na forma do sistema de caminho de condução elétrica 300b, compreende adicionalmente o padrão de material condutivo de gravação direta 320 impresso diretamente na superfície preparada 308 por meio do processo de impressão de gravação direta 124 (ver as figuras 10, 17) usando o aparelho de processo de impressão de gravação direta 144 (ver as figuras 10, 17).As shown in figures 12A-12B, the electric conduction path system 300, as in the form of the electric conduction path system 300b, further comprises the direct etching conductive material pattern 320 printed directly on the prepared surface. 308 by direct embossing printing process 124 (see figures 10, 17) using direct embossing printing apparatus 144 (see figures 10, 17).
[00149] O padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 12A-12B), tal como na forma do padrão de grade 320a (ver as figuras 12A-12B), compreende uma ou mais linhas de grade 326 (ver a figura 12A). Tal como mostrado nas figuras 12A-12B, o padrão de material condutivo de gravação direta 320 tem o primeiro lado 324a e o segundo lado 324b. O primeiro lado 332a (ver as figuras 12A-12B) da camada de primer 330 (ver as figuras 12A-12B) fica adjacente ao segundo lado 324b (ver as figuras 12A-12B) do padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 12A-12B).The direct recording conductive material pattern 320 (see Figures 12A-12B), as in the form of grid pattern 320a (see Figures 12A-12B), comprises one or more grid lines 326 (see Figure 12A-12B). Figure 12A). As shown in FIGS. 12A-12B, the direct recording conductive material pattern 320 has first side 324a and second side 324b. First side 332a (see figures 12A-12B) of primer layer 330 (see figures 12A-12B) is adjacent to second side 324b (see figures 12A-12B) of direct etch conductive material pattern 320 (see Figures 12A-12B).
[00150] As figuras 12A-12B mostram uma ou mais localizações 328 no primeiro lado 324a onde o padrão de material condutivo de gravação direta 320 forma um ou mais caminhos elétricos 334 interligados com o um ou mais pontos de aterramento 318. O um ou mais caminhos elétricos 334 (ver as figuras 12A-12B) interligados com o um ou mais pontos de aterramento 318 (ver as figuras 12A-12B) desviam a carga elétrica 302 (ver a figura 17) da primeira superfície 306a (ver as figuras 12A-12B) ou da superfície preparada 308 (ver as figuras 12A-12B) para o um ou mais pontos de aterramento 318 (ver as figuras 12A-12B).Figures 12A-12B show one or more locations 328 on the first side 324a where the direct recording conductive material pattern 320 forms one or more electrical paths 334 interconnected with one or more grounding points 318. The one or more electrical paths 334 (see figures 12A-12B) interconnected with one or more grounding points 318 (see figures 12A-12B) divert electric charge 302 (see figure 17) from first surface 306a (see figures 12A- 12B) or prepared surface 308 (see figures 12A-12B) to one or more grounding points 318 (see figures 12A-12B).
[00151] A figura 13A é uma ilustração de uma vista superior seccional em perspectiva também de uma outra modalidade do sistema de caminho de condução elétrica 300, tal como na forma do sistema de caminho de condução elétrica 300c, da revelação, a qual inclui uma camada de primer 330 e um revestimento condutivo 340. A figura 13B é uma ilustração de uma vista seccional transversal do sistema de caminho de condução elétrica 300, tal como na forma do sistema de caminho de condução elétrica 300c, da figura 13A.Figure 13A is an illustration of a perspective sectional top view also of another embodiment of the electrical conduction path system 300, such as in the form of the electrical conduction path system 300c of the disclosure, which includes a primer layer 330 and a conductive coating 340. Figure 13B is an illustration of a cross-sectional view of the electric conduction path system 300, as in the form of the electric conduction path system 300c of Figure 13A.
[00152] Tal como mostrado nas figuras 13A-13B, nesta modalidade, o sistema de caminho de condução elétrica 300, tal como na forma do sistema de caminho de condução elétrica 300c, compreende adicionalmente o revestimento condutivo 340 aplicado sobre o padrão de material condutivo de gravação direta 320. O revestimento condutivo 340 (ver as figuras 13A-13B) compreende um primeiro lado 342a (ver as figuras 13A-13B) e um segundo lado 342a (ver as figuras 13A-13B). Tal como mostrado nas figuras 13A-13B, o segundo lado 342b do revestimento condutivo 340 fica adjacente ao primeiro lado 324a do padrão de material condutivo de gravação direta 320.As shown in FIGS. 13A-13B, in this embodiment, the electric conduction path system 300, as in the form of the electric conduction path system 300c, further comprises conductive coating 340 applied over the conductive material pattern. direct embossing 320. Conductive sheath 340 (see figures 13A-13B) comprises a first side 342a (see figures 13A-13B) and a second side 342a (see figures 13A-13B). As shown in FIGS. 13A-13B, the second side 342b of conductive liner 340 is adjacent to the first side 324a of direct etch conductive material 320.
[00153] Em uma modalidade, o revestimento condutivo 340 (ver as figuras 13A-13B) pode ser na forma de uma tinta de metal condutiva 340a (ver as figuras 13A-13B, 17) feita de, ou contendo, um material metálico condutivo 336a (ver a figura 17) compreendendo um ou mais de cobre, alumínio, titânio, níquel, bronze, ouro, prata, uma liga dos mesmos e outros materiais metálicos condutivos adequados 336a (ver a figura 17). Em uma outra modalidade, o revestimento condutivo 340 (ver as figuras 13A-13B) pode ser na forma de um selador condutivo 340b (ver a figura 17) feito de, ou contendo, um material metálico condutivo 336a (ver a figura 17) compreendendo um ou mais de cobre, alumínio, titânio, níquel, bronze, ouro, prata, uma liga dos mesmos e outros materiais metálicos condutivos adequados 336a (ver a figura 17). O revestimento condutivo 340 (ver as figuras 13A-13B) fornece uma proteção de superfície total para dissipar ou espalhar a carga elétrica 302 (ver a figura 17), a energia 362 (ver a figura 17) proveniente de uma queda de raio 302a (ver a figura 17), ou a energia 362 (ver a figura 17) proveniente da precipitação estática (P-estática) 302b (ver a figura 17). O uso do revestimento condutivo carregado de metal 340 (ver as figuras 13A-13B) aplicado ou depositado sobre o padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 13A, 17) preferivelmente aumenta a condutividade 366 (ver a figura 17) do sistema de caminho de condução elétrica 300 e fornece uma superfície condu-tiva contínua sobre o padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 13A, 17) para proteção contra relâmpago aumentada.In one embodiment, the conductive coating 340 (see Figures 13A-13B) may be in the form of a conductive metal paint 340a (see Figures 13A-13B, 17) made of or containing a conductive metallic material. 336a (see Figure 17) comprising one or more of copper, aluminum, titanium, nickel, bronze, gold, silver, an alloy thereof and other suitable conductive metal materials 336a (see Figure 17). In another embodiment, conductive sheath 340 (see Figures 13A-13B) may be in the form of a conductive sealer 340b (see Figure 17) made from or containing a conductive metallic material 336a (see Figure 17) comprising one or more of copper, aluminum, titanium, nickel, bronze, gold, silver, an alloy thereof and other suitable conductive metal materials 336a (see Figure 17). Conductive sheath 340 (see Figures 13A-13B) provides full surface protection to dissipate or spread electrical charge 302 (see Figure 17), energy 362 (see Figure 17) from a lightning strike 302a ( see figure 17), or energy 362 (see figure 17) from static (P-static) 302b precipitation (see figure 17). Use of the metal-loaded conductive coating 340 (see Figures 13A-13B) applied or deposited onto the direct etch conductive material pattern 320 (see Figures 13A, 17) preferably increases the conductivity 366 (see Figure 17) of the electric conduction path system 300 and provides a continuous conductive surface over direct recording conductive material standard 320 (see figures 13A, 17) for increased lightning protection.
[00154] Tal como mostrado nas figuras 13A-13B, o sistema de caminho de condução elétrica 300, tal como na forma do sistema de caminho de condução elétrica 300c, compreende o substrato 304 tendo a primeira superfície 306a para receber impressão e a segunda superfície 306b, e tendo um ou mais pontos de aterramento 318.As shown in FIGS. 13A-13B, the electric conduction path system 300, as in the form of the electric conduction path system 300c, comprises substrate 304 having the first printable surface 306a and the second surface. 306b, and having one or more grounding points 318.
[00155] Nesta modalidade mostrada nas figuras 13A-13B, o substrato 304 tem a camada de primer 330 aplicada sobre a primeira superfície 306a do substrato 304 para formar o substrato preparado 304a tendo a superfície preparada 308. A camada de primer 330 (ver as figuras 13A-13B) compreende o primeiro lado 332a (ver as figuras 13A-13B) e o segundo lado 332b (ver as figuras 13A-13B). Tal como mostrado nas figuras 13A-13B, o segundo lado 332b da camada de primer 330 fica adjacente ao primeiro lado 306a do substrato 304.In this embodiment shown in Figures 13A-13B, substrate 304 has primer layer 330 applied on first surface 306a of substrate 304 to form prepared substrate 304a having prepared surface 308. Primer layer 330 (see Figures 13A-13B) comprises first side 332a (see Figures 13A-13B) and second side 332b (see Figures 13A-13B). As shown in figures 13A-13B, the second side 332b of primer layer 330 is adjacent to the first side 306a of substrate 304.
[00156] Tal como mostrado nas figuras 13A-13B, o sistema de caminho de condução elétrica 300, tal como na forma do sistema de caminho de condução elétrica 300c, compreende adicionalmente o padrão de material condutivo de gravação direta 320 impresso diretamente na superfície preparada 308 por meio do processo de impressão de gravação direta 124 (ver as figuras 10, 17) usando o aparelho de processo de impressão de gravação direta 144 (ver as figuras 10, 17).As shown in figures 13A-13B, the electric conduction path system 300, as in the form of the electric conduction path system 300c, further comprises the direct etching conductive material pattern 320 printed directly on the prepared surface. 308 by direct embossing printing process 124 (see figures 10, 17) using direct embossing printing apparatus 144 (see figures 10, 17).
[00157] O padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 13A-13B), tal como na forma do padrão de grade 320a (ver as figuras 13A-13B), compreende uma ou mais linhas de grade 326 (ver a figura 13A). Tal como mostrado nas figuras 13A-13B, o padrão de material condutivo de gravação direta 320 tem o primeiro lado 324a e o segundo lado 324b. O primeiro lado 332a (ver as figuras 13A-13B) da camada de primer 330 (ver as figuras 13A-13B) fica adjacente ao segundo lado 324b (ver as figuras 13A-13B) do padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 13A-13B).The direct recording conductive material pattern 320 (see Figures 13A-13B), as in the form of grid pattern 320a (see Figures 13A-13B), comprises one or more grid lines 326 (see Figure 13A-13B). Figure 13A). As shown in FIGS. 13A-13B, the direct recording conductive material pattern 320 has first side 324a and second side 324b. First side 332a (see figures 13A-13B) of primer layer 330 (see figures 13A-13B) is adjacent to second side 324b (see figures 13A-13B) of direct etch conductive pattern 320 (see 13A-13B).
[00158] As figuras 13A-13B mostram uma ou mais localizações 328 no primeiro lado 324a onde o padrão de material condutivo de gravação direta 320 forma um ou mais caminhos elétricos 334 interligados com o um ou mais pontos de aterramento 318. O um ou mais caminhos elétricos 334 (ver as figuras 13A-13B) interligados com o um ou mais pontos de aterramento 318 (ver as figuras 13A-13B) desviam a carga elétrica 302 (ver a figura 17) da primeira superfície 306a (ver as figuras 13A-13B) ou da superfície preparada 308 (ver as figuras 13A-13B) para o um ou mais pontos de aterramento 318 (ver as figuras 13A-13B).Figures 13A-13B show one or more locations 328 on the first side 324a where the direct recording conductive material pattern 320 forms one or more electrical paths 334 interconnected with one or more ground points 318. The one or more electrical paths 334 (see figures 13A-13B) interconnected with one or more grounding points 318 (see figures 13A-13B) divert the electrical charge 302 (see figure 17) from the first surface 306a (see figures 13A- 13B) or prepared surface 308 (see figures 13A-13B) to one or more grounding points 318 (see figures 13A-13B).
[00159] A figura 14A é uma ilustração de uma vista superior seccional em perspectiva também de uma outra modalidade do sistema de caminho de condução elétrica 300, tal como na forma do sistema de caminho de condução elétrica 300d, da revelação, a qual inclui uma camada de primer 330, um revestimento condutivo 340 e uma camada de cobertura superior 344. A figura 14B é uma ilustração de uma vista seccional transversal do sistema de caminho de condução elétrica 300, tal como na forma do sistema de caminho de condução elétrica 300d, da figura 14A.Figure 14A is an illustration of a perspective sectional top view also of another embodiment of the electrical conduction path system 300, such as in the form of the electrical conduction path system 300d, which includes a primer layer 330, a conductive coating 340 and an upper cover layer 344. Figure 14B is an illustration of a cross-sectional view of the electric conduction path system 300, such as in the form of the electric conduction path system 300d, of figure 14A.
[00160] Tal como mostrado nas figuras 14A-14B, nesta modalidade, o sistema de caminho de condução elétrica 300, tal como na forma do sistema de caminho de condução elétrica 300d, compreende adicionalmente a camada de cobertura superior 344 aplicada sobre o revestimento condutivo 340. A camada de cobertura superior 344 (ver as figuras 14A-14B) compreende um primeiro lado 346a (ver as figuras 14A-14B) e um segundo lado 346b (ver as figuras 14A-14B). Tal como mostrado nas figuras 14A-14B, o segundo lado 346b da camada de cobertura superior 344 fica adjacente ao primeiro lado 342a do revestimento condutivo 340.As shown in FIGS. 14A-14B, in this embodiment, the electric conduction path system 300, as in the form of the electric conduction path system 300d, further comprises the upper cover layer 344 applied over the conductive coating. 340. Top cover layer 344 (see figures 14A-14B) comprises a first side 346a (see figures 14A-14B) and a second side 346b (see figures 14A-14B). As shown in FIGS. 14A-14B, the second side 346b of the upper cover layer 344 is adjacent to the first side 342a of the conductive sheath 340.
[00161] A camada de cobertura superior 344 (ver as figuras 14A-14B) pode funcionar como um revestimento protetor sobre todo, ou substancialmente todo, o revestimento condutivo 340 (ver as figuras 14A-14B), ou pode ser aplicada para propósitos visuais ou de aparência estética. A camada de cobertura superior 344 (ver as figuras 14A-14B) pode compreender uma tinta ou revestimento de poliuretano, uma tinta ou revestimento de uretano, uma tinta ou revestimento acrílico, um revestimento adesivo, uma combinação dos mesmos, ou uma outra camada de cobertura superior adequada 344 (ver a figura 17). Preferivelmente, a camada de cobertura superior 344 (ver as figuras 14A-14B) é durável, resistente à abrasão e a produtos químicos, resistente ao calor e atraente visualmente.Upper cover layer 344 (see Figures 14A-14B) may function as a protective coating over all or substantially all of the conductive coating 340 (see Figures 14A-14B), or may be applied for visual purposes. or of aesthetic appearance. Upper cover layer 344 (see Figures 14A-14B) may comprise a polyurethane paint or coating, a urethane paint or coating, an acrylic paint or coating, an adhesive coating, a combination thereof, or another coating layer. adequate top cover 344 (see figure 17). Preferably, the topsheet 344 (see Figures 14A-14B) is durable, abrasion and chemical resistant, heat resistant and visually appealing.
[00162] Tal como mostrado nas figuras 14A-14B, o sistema de caminho de condução elétrica 300, tal como na forma do sistema de caminho de condução elétrica 300d, compreende adicionalmente o revestimento condutivo 340 aplicado sobre o padrão de material condutivo de gravação direta 320. O revestimento condutivo 340 (ver as figuras 14A-14B) compreende o primeiro lado 342a (ver as figuras 14A-14B) e o segundo lado 342a (ver as figuras 14A-14B). Tal como mostrado nas figuras 14A-14B, o segundo lado 342a do revestimento condutivo 340 fica adjacente ao primeiro lado 324a do padrão de material condutivo de gravação direta 320.As shown in FIGS. 14A-14B, the electric conduction path system 300, as in the form of the electric conduction path system 300d, further comprises conductive coating 340 applied over the direct etching conductive material standard. 320. Conductive sheath 340 (see figures 14A-14B) comprises first side 342a (see figures 14A-14B) and second side 342a (see figures 14A-14B). As shown in FIGS. 14A-14B, the second side 342a of conductive liner 340 is adjacent to the first side 324a of direct etch conductive material 320.
[00163] Tal como mostrado nas figuras 14A-14B, o sistema de caminho de condução elétrica 300, tal como na forma do sistema de caminho de condução elétrica 300d, compreende o substrato 304 tendo a primeira superfície 306a para receber impressão e a segunda superfície 306b, e tendo um ou mais pontos de aterramento 318.As shown in FIGS. 14A-14B, the electric conduction path system 300, as in the form of the electric conduction path system 300d, comprises substrate 304 having the first print surface 306a and the second surface. 306b, and having one or more grounding points 318.
[00164] Nesta modalidade mostrada nas figuras 14A-14B, o substrato 304 tem a camada de primer 330 aplicada sobre a primeira superfície 306a do substrato 304 para formar o substrato preparado 304a tendo a superfície preparada 308. A camada de primer 330 (ver as figuras 14A-14B) compreende o primeiro lado 332a (ver as figuras 14A-14B) e o segundo lado 332b (ver as figuras 14A-14B). Tal como mostrado nas figuras 14A-14B, o segundo lado 332b da camada de primer 330 fica adjacente ao primeiro lado 306a do substrato 304.In this embodiment shown in FIGS. 14A-14B, substrate 304 has primer layer 330 applied to first surface 306a of substrate 304 to form prepared substrate 304a having prepared surface 308. Primer layer 330 (see above). Figures 14A-14B) comprises first side 332a (see Figures 14A-14B) and second side 332b (see Figures 14A-14B). As shown in FIGS. 14A-14B, the second side 332b of primer layer 330 is adjacent to the first side 306a of substrate 304.
[00165] Tal como mostrado nas figuras 14A-14B, o sistema de caminho de condução elétrica 300, tal como na forma do sistema de caminho de condução elétrica 300d, compreende adicionalmente o padrão de material condutivo de gravação direta 320 impresso diretamente na superfície preparada 308 por meio do processo de impressão de gravação direta 124 (ver as figuras 10, 17) usando o aparelho de processo de impressão de gravação direta 144 (ver as figuras 10, 17).As shown in figures 14A-14B, the electric conduction path system 300, as in the form of the electric conduction path system 300d, further comprises the direct etching conductive material pattern 320 printed directly on the prepared surface. 308 by direct embossing printing process 124 (see figures 10, 17) using direct embossing printing apparatus 144 (see figures 10, 17).
[00166] O padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 14A-14B), tal como na forma do padrão de grade 320a (ver as figuras 14A-14B), compreende uma ou mais linhas de grade 326 (ver a figura 14A). Tal como mostrado nas figuras 14A-14B, o padrão de material condutivo de gravação direta 320 tem o primeiro lado 324a e o segundo lado 324b. O primeiro lado 332a (ver as figuras 14A-14B) da camada de primer 330 (ver as figuras 14A-14B) fica adjacente ao segundo lado 324b (ver as figuras 14A-14B) do padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 14A-14B).The direct recording conductive material pattern 320 (see Figures 14A-14B), as in the form of grid pattern 320a (see Figures 14A-14B), comprises one or more grid lines 326 (see Figure 14A-14B). Figure 14A). As shown in FIGS. 14A-14B, the direct recording conductive material pattern 320 has first side 324a and second side 324b. First side 332a (see figures 14A-14B) of primer layer 330 (see figures 14A-14B) is adjacent to second side 324b (see figures 14A-14B) of direct etch conductive pattern 320 (see 14A-14B).
[00167] As figuras 14A-14B mostram uma ou mais localizações 328 no primeiro lado 324a onde o padrão de material condutivo de gravação direta 320 forma um ou mais caminhos elétricos 334 interligados com o um ou mais pontos de aterramento 318. O um ou mais caminhos elétricos 334 (ver as figuras 14A-14B) interligados com o um ou mais pontos de aterramento 318 (ver as figuras 14A-14B) desviam a carga elétrica 302 (ver a figura 17) da primeira superfície 306a (ver as figuras 14A-14B) ou da superfície preparada 308 (ver as figuras 14A-14B) para o um ou mais pontos de aterramento 318 (ver as figuras 14A-14B).Figures 14A-14B show one or more locations 328 on the first side 324a where the direct recording conductive material pattern 320 forms one or more electrical paths 334 interconnected with one or more grounding points 318. The one or more electrical paths 334 (see figures 14A-14B) interconnected with one or more grounding points 318 (see figures 14A-14B) divert electric charge 302 (see figure 17) from the first surface 306a (see figures 14A- 14B) or prepared surface 308 (see figures 14A-14B) to one or more grounding points 318 (see figures 14A-14B).
[00168] A figura 15 é uma ilustração de uma vista seccional transversal de uma modalidade do sistema de caminho de condução elétrica 300 tendo os pontos de aterramento 318 na forma de prendedores 348. Tal como mostrado na figura 15, um ou mais pontos de aterramento 318 na forma dos prendedores 348, tais como os parafusos 348a, são usados para fixar o substrato 304 à estrutura 30, tal como uma estrutura de aeronave 350, por exemplo, uma estrutura de painel 350b (ver a figura 17), uma viga, uma nervura, uma longarina, ou uma outra estrutura de aeronave adequada 350. Os prendedores 348 (ver a figura 15) podem ser inseridos através de uma superfície 28 (ver a figura 15), tal como uma superfície de controle de voo 350a (ver a figura 17), do substrato 304 para fixação à estrutura 30 (ver a figura 15).Fig. 15 is an illustration of a cross-sectional view of one embodiment of the electric driving path system 300 having grounding points 318 in the form of fasteners 348. As shown in Fig. 15, one or more grounding points 318 in the form of fasteners 348, such as screws 348a, are used to secure substrate 304 to frame 30, such as an aircraft frame 350, for example, a panel frame 350b (see figure 17), a beam, a rib, stringer, or other suitable aircraft structure 350. Fasteners 348 (see Figure 15) may be inserted through a surface 28 (see Figure 15), such as a flight control surface 350a (see Figure 17) of substrate 304 for attachment to frame 30 (see Figure 15).
[00169] Tal como mostrado na figura 15, o sistema de caminho de condução elétrica 300 é integrado à estrutura de aeronave 350, e o padrão de material condutivo de gravação direta 320, tal como o padrão de grade 320a, é aplicado diretamente e se estende sobre os prendedores 348 e é vedado com um revestimento condutivo 340, tal como na forma de um selador condutivo 340b. Uma camada de cobertura superior opcional 344 (ver a figura 15) pode ser aplicada sobre o revestimento condutivo 340 (ver a figura 15). Uma camada de primer opcional 330 (ver a figura 15) pode ser aplicada sobre o substrato 304 (ver a figura 15).As shown in Figure 15, the electric conduction path system 300 is integrated with the aircraft structure 350, and the direct recording conductive material pattern 320, such as grid pattern 320a, is applied directly and if it extends over the fasteners 348 and is sealed with a conductive liner 340, such as in the form of a conductive sealer 340b. An optional upper cover layer 344 (see Figure 15) may be applied over conductive coating 340 (see Figure 15). An optional primer layer 330 (see Figure 15) may be applied to substrate 304 (see Figure 15).
[00170] Tal como mostrado na figura 15, o substrato 304 tem a primeira superfície 306a e a segunda superfície 306b. A estrutura 30 (ver a figura 15), tal como na forma da estrutura de aeronave 350 (ver a figura 15), compreende um primeiro lado 351a (ver a figura 15) e um segundo lado 351b (ver a figura 15). Tal como mostrado na figura 15, o primeiro lado 351a da estrutura 30 fica adjacente à segunda superfície 306b do substrato 304.As shown in Figure 15, substrate 304 has first surface 306a and second surface 306b. Frame 30 (see Figure 15), as in the form of aircraft frame 350 (see Figure 15), comprises a first side 351a (see Figure 15) and a second side 351b (see Figure 15). As shown in Figure 15, first side 351a of structure 30 is adjacent to second surface 306b of substrate 304.
[00171] Tal como mostrado adicionalmente na figura 15, a camada de primer opcional 330 tem o primeiro lado 332a e o segundo lado 332b, o revestimento condutivo 340 tem o primeiro lado 342a e o segundo lado 342b, e a camada de cobertura superior opcional 344 tem o primeiro lado 346a e o segundo lado 346b. A figura 15 mostra as localizações 328 dos caminhos elétricos 334 para os pontos de aterra-mento 318, tal como na forma dos prendedores 348.As further shown in Figure 15, optional primer layer 330 has first side 332a and second side 332b, conductive sheath 340 has first side 342a and second side 342b, and optional top cover layer 344 has first side 346a and second side 346b. Figure 15 shows the locations 328 of the electrical paths 334 to the grounding points 318, as in the form of the fasteners 348.
[00172] A figura 16A é uma ilustração de uma vista superior de uma modalidade de um padrão de material condutivo de gravação direta 320, tal como na forma do padrão de grade 320a, o qual é usado em uma modalidade do sistema de caminho de condução elétrica 300 (ver as figuras 11A-14B, 17) da revelação. A figura 16A mostra o primeiro lado 324a do padrão de grade 320a compreendendo as unidades modeladas geometricamente repetentes 322, tais como as unidades de forma quadrangular 322a, constituídas das linhas de grade 326. Tal como mostrado adicionalmente na figura 16A, o padrão de grade 320a inclui uma ou mais localizações 328 para os caminhos elétricos 334 (ver as figuras 11A-11B) para os pontos de aterramento 318 (ver as figuras 11A-14B).Figure 16A is a top view illustration of one embodiment of a direct-recording conductive material pattern 320, such as in the form of grid pattern 320a, which is used in a conduction path system embodiment. 300 (see Figures 11A-14B, 17) of the disclosure. Figure 16A shows the first side 324a of grid pattern 320a comprising geometrically patterned repeating units 322, such as quadrangular units 322a, constituted of grid lines 326. As shown further in figure 16A, grid pattern 320a includes one or more locations 328 for electrical paths 334 (see figures 11A-11B) for grounding points 318 (see figures 11A-14B).
[00173] A figura 16B é uma ilustração de uma vista superior de uma outra modalidade de um padrão de material condutivo de gravação direta 320, tal como na forma do padrão de grade 320a, o qual é usado em uma modalidade do sistema de caminho de condução elétrica 300 (ver as figuras 11A-14B, 17) da revelação. A figura 16B mostra o primeiro lado 324a do padrão de grade 320a compreendendo as unidades modeladas geometricamente repetentes 322, tais como as unidades de forma hexagonal 322b, constituídas das linhas de grade 326. Tal como mostrado adicionalmente na figura 16B, o padrão de grade 320a inclui uma ou mais localizações 328 para os caminhos elétricos 334 (ver as figuras 11A-11B) para os pontos de aterramento 318 (ver as figuras 11A-14B).[00173] Figure 16B is a top view illustration of another embodiment of a direct recording conductive material pattern 320, such as in the form of grid pattern 320a, which is used in one embodiment of the path system. electrical conduction 300 (see figures 11A-14B, 17) of the disclosure. Figure 16B shows the first side 324a of grid pattern 320a comprising geometrically patterned repeating units 322, such as hexagonal shape units 322b, constituted of grid lines 326. As further shown in figure 16B, grid pattern 320a includes one or more locations 328 for electrical paths 334 (see figures 11A-11B) for grounding points 318 (see figures 11A-14B).
[00174] A figura 16C é uma ilustração de uma vista superior também de uma outra modalidade de um padrão de material condutivo de gravação direta que é usado em uma modalidade do sistema de caminho de condução elétrica 300 (ver as figuras 11A-14B, 17) da revelação. A figura 16C mostra o primeiro lado 324a do padrão de grade 320a compreendendo as unidades modeladas geometricamente repetentes 322, tais como as unidades de forma triangular 322c, constituídas das linhas de grade 326. Tal como mostrado adicionalmente na figura 16C, o padrão de grade 320a inclui uma ou mais localizações 328 para os caminhos elétricos 334 (ver as figuras 11A-11B) para os pontos de aterramento 318 (ver as figuras 11A-14B).Figure 16C is a top view illustration also of another embodiment of a direct recording conductive material pattern that is used in one embodiment of the electrical conduction path system 300 (see Figures 11A-14B, 17). ) of revelation. Figure 16C shows the first side 324a of grid pattern 320a comprising geometrically patterned repeating units 322, such as triangular shaped units 322c, constituted of grid lines 326. As shown further in figure 16C, grid pattern 320a includes one or more locations 328 for electrical paths 334 (see figures 11A-11B) for grounding points 318 (see figures 11A-14B).
[00175] A figura 17 é uma ilustração de um diagrama de blocos de uma modalidade de um veículo 26, tal como uma aeronave 26a, com um sistema de caminho de condução elétrica 300 da revelação. Tal como mostrado na figura 17, o veículo 26, tal como a aeronave 26a, compreende uma estrutura 30, tal como uma estrutura de aeronave 350, tendo o sistema de caminho de condução elétrica 300. A estrutura 30 (ver a figura 17) tem uma superfície 28 (ver a figura 17), tal como uma superfície de controle de voo 350a (ver a figura 17). A estrutura de aeronave 350 (ver a figura 17) pode compreender uma estrutura de painel 350b (ver a figura 17), uma viga, uma nervura, uma longarina, ou uma outra estrutura de aeronave adequada 350 (ver a figura 17).Figure 17 is an illustration of a block diagram of one embodiment of a vehicle 26, such as an aircraft 26a, with an electric conduction pathway system 300 of the disclosure. As shown in Fig. 17, vehicle 26, such as aircraft 26a, comprises a structure 30, such as an aircraft structure 350, having electric driving path system 300. Structure 30 (see Figure 17) has a surface 28 (see figure 17), such as a flight control surface 350a (see figure 17). The aircraft structure 350 (see figure 17) may comprise a panel structure 350b (see figure 17), a beam, a rib, a stringer, or other suitable aircraft structure 350 (see figure 17).
[00176] Tal como mostrado na figura 17, o sistema de caminho de condução elétrica 300 compreende um substrato 304 com um ou mais pontos de aterramento 318. O substrato 304 (ver a figura 17) pode compreender um ou mais de um material de fibra de vidro 311 (ver a figura 17), um material composto 312 (ver a figura 17), um material metálico 314 (ver a figura 17), uma combinação 316 (ver a figura 17) do material composto 312 (ver a figura 17) com o material metálico 314 (ver a figura 17), e outros materiais adequados.As shown in Figure 17, the electrical conduction path system 300 comprises a substrate 304 with one or more ground points 318. The substrate 304 (see Figure 17) may comprise one or more of a fiber material. glass 311 (see Figure 17), a composite material 312 (see Figure 17), a metallic material 314 (see Figure 17), a combination 316 (see Figure 17) of composite material 312 (see Figure 17 ) with metallic material 314 (see Figure 17), and other suitable materials.
[00177] O um ou mais pontos de aterramento 318 (ver a figura 17) podem ser pontos de aterramento definidos que são parte de um sistema de proteção contra relâmpago 356 (ver a figura 17) que é preexistente ou predeterminado, ou que são parte de um outro sistema elétrico 56 (ver a figura 1C), sistema ambiental 60 (ver a figura 1C) ou de outro sistema preexistente ou predeterminado no veículo 26 (ver a figura 17), tal como a aeronave 26a (ver a figura 17).One or more ground points 318 (see Figure 17) may be defined ground points that are part of a lightning protection system 356 (see Figure 17) that is pre-existing or predetermined, or which are part of from another electrical system 56 (see Figure 1C), environmental system 60 (see Figure 1C) or from another pre-existing or predetermined system on vehicle 26 (see Figure 17), such as aircraft 26a (see Figure 17) .
[00178] Os pontos de aterramento 318 (ver a figura 17) podem ser na forma de um ou mais de um ou mais elementos de aterramento 319a (ver a figura 11 A) com um ou mais conectores de aterramento 319b (ver a figura 11 A); um ou mais prendedores 348 (ver a figura 17); e outros pontos de aterramento adequados 318 (ver a figura 17). Preferivelmente, o ponto de aterramento 318 (ver a figura 17) é feito de um material condutivo 336 ou contém o mesmo (ver a figura 17), tal como um material metálico condutivo 336a (ver a figura 17), e é um condutor 364 (ver a figura 17) que conduz e aterra efetivamente a carga elétrica 302 (ver a figura 17).Grounding points 318 (see Figure 17) may be in the form of one or more than one or more grounding elements 319a (see Figure 11A) with one or more grounding connectors 319b (see Figure 11). THE); one or more fasteners 348 (see figure 17); and other suitable grounding points 318 (see figure 17). Preferably, grounding point 318 (see figure 17) is made of or contains conductive material 336 (see figure 17), such as conductive metal material 336a (see figure 17), and is a conductor 364 (see figure 17) that effectively conducts and lands electrical charge 302 (see figure 17).
[00179] O substrato 304 (ver a figura 17) pode compreender um substrato preparado 304a (ver a figura 17) tendo uma superfície prepa- rada 308 (ver a figura 17), se uma camada de primer 330 (ver a figura 17) for aplicada ao substrato 304 (ver a figura 17), ou se o substrato 304 (ver a figura 17) passar por um processo de preparação para uso 333 (ver a figura 17).Substrate 304 (see Figure 17) may comprise a prepared substrate 304a (see Figure 17) having a prepared surface 308 (see Figure 17) if a primer layer 330 (see Figure 17) applied to substrate 304 (see Figure 17), or if substrate 304 (see Figure 17) undergoes a preparation process for use 333 (see Figure 17).
[00180] Tal como mostrado na figura 17, o sistema de caminho de condução elétrica 300 compreende adicionalmente um padrão de material condutivo de gravação direta 320 impresso ou depositado diretamente sobre a primeira superfície 306a (ver a figura 11 A) do substrato 304, ou sobre a superfície 28 (ver a figura 17) da estrutura 30 (ver a figura 17), por meio do processo de impressão de gravação direta 124 (discutido detalhadamente acima) usando o aparelho de processo de impressão de gravação direta 144 (discutido detalhadamente acima), por exemplo, um processo de pulverização por plasma 352 usando um aparelho de pulverização por plasma 354. Em particular, o padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver a figura 17) pode ser aplicado diretamente a uma superfície externa 309 (ver a figura 17), tal como uma linha de forma externa 310 (ver a figura 17) da superfície externa 309 (ver a figura 17), e pode ser depositado ou gravado em relevo na superfície externa 309 (ver a figura 17), em vez de ser embutido no interior 305 (ver a figura 11 A) do substrato 304 (ver a figura 17).As shown in Fig. 17, the electrical conduction path system 300 further comprises a direct etch conductive pattern 320 printed or deposited directly on the first surface 306a (see Fig. 11A) of substrate 304, or on surface 28 (see figure 17) of frame 30 (see figure 17) by direct embossing printing process 124 (discussed in detail above) using direct embossing printing apparatus 144 (discussed in detail above) ), for example, a plasma spray process 352 using a plasma spray apparatus 354. In particular, the direct etch conductive material pattern 320 (see Figure 17) can be applied directly to an external surface 309 (see Figure 17), such as an outer shape line 310 (see Figure 17) of the outer surface 309 (see Figure 17), and may be deposited or embossed on the outer surface. 309 (see Figure 17), rather than being embedded within 305 (see Figure 11A) of substrate 304 (see Figure 17).
[00181] Tal como mostrado na figura 17, o padrão de material condutivo de gravação direta 320 preferivelmente compreende um padrão de grade 320a tendo uma ou mais linhas de grade 326 com uma largura 327a e uma altura 327b. O processo de impressão de gravação direta 124 (ver a figura 17) preferivelmente cria as linhas de grade 326 (ver a figura 17) com bordas suaves em vez de bordas aguçadas, as quais se estendem ao longo das linhas de grade 326 (ver a figura 17) para formar uma ou mais partes alisadas 335 (ver a figura 17). Tal como discutido anteriormente, a largura 327a (ver a figura 17) e a altura 327b (ver a figura 17) das linhas de grade 326 (ver a figura 17) podem ser variadas dependendo das exigências de condutividade 366 (ver a figura 17) da primeira superfície 306a (ver a figura 11A) do substrato 304 (ver a figura 17), ou da superfície 28 (ver a figura 17) da estrutura 30 (ver a figura 17), e se uma superfície flexível 307 (ver a figura 17) está presente.As shown in Figure 17, the direct recording conductive material pattern 320 preferably comprises a grid pattern 320a having one or more grid lines 326 with a width 327a and a height 327b. The direct embossing printing process 124 (see figure 17) preferably creates grid lines 326 (see figure 17) with smooth edges rather than sharp edges, which extend along grid lines 326 (see figure 17). Figure 17) to form one or more straightened parts 335 (see Figure 17). As discussed above, the width 327a (see Figure 17) and height 327b (see Figure 17) of grid lines 326 (see Figure 17) may be varied depending on conductivity requirements 366 (see Figure 17) first surface 306a (see Figure 11A) of substrate 304 (see Figure 17), or surface 28 (see Figure 17) of structure 30 (see Figure 17), and if a flexible surface 307 (see Figure 17) is present.
[00182] O padrão de grade 320a (ver a figura 17) preferivelmente é formado de uma série das unidades modeladas geometricamente re-petentes 322 (ver a figura 17), tal como compreendendo uma ou mais das unidades de forma quadrangular 322a (ver a figura 17), unidades de forma hexagonal 322b (ver a figura 17), unidades de forma triangular 322c (ver a figura 17), unidades de forma circular 322d (ver a figura 17) e de outras unidades de forma geométrica adequada 322 (ver a figura 17).The grid pattern 320a (see Figure 17) is preferably formed from a series of geometrically shaped recurrent units 322 (see Figure 17), as comprising one or more of the quadrangular units 322a (see Figure 17). Figure 17), hexagonal shaped units 322b (see Figure 17), triangular shaped units 322c (see Figure 17), circular shaped units 322d (see Figure 17) and other suitable geometric shaped units 322 (see Figure 17). Figure 17).
[00183] O padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver a figura 17), tal como na forma do padrão de grade 320a (ver a figura 17), preferivelmente é feito de um material condutivo 336 (ver a figura 17), tal como discutido detalhadamente acima. O material condutivo 336 (ver a figura 17) pode compreender uma tinta condutiva 168 (ver a figura 17) compreendendo uma tinta de nanopartículas de titanato zir-conato de chumbo (PZT) 104 (ver a figura 17). O material condutivo 336 (ver a figura 17) pode ser variado para maximizar a condutividade 366 (ver a figura 17) ou a flexibilidade 368 (ver a figura 17).The direct-embossing conductive material pattern 320 (see figure 17), as in the form of grid pattern 320a (see figure 17), is preferably made of a conductive material 336 (see figure 17), as discussed in detail above. Conductive material 336 (see Figure 17) may comprise a conductive paint 168 (see Figure 17) comprising a lead zirconate titanate (PZT) nanoparticle paint 104 (see Figure 17). Conductive material 336 (see Figure 17) may be varied to maximize conductivity 366 (see Figure 17) or flexibility 368 (see Figure 17).
[00184] O padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver a figura 17) forma um ou mais caminhos elétricos 334 (ver a figura 17) interligados com o um ou mais pontos de aterramento 318 (ver a figura 17). O padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver a figura 17) tem uma ou mais localizações 328 (ver a figura 17), onde uma ou mais interligações 338 (ver a figura 17) são formadas entre o um ou mais caminhos elétricos 334 (ver a figura 17) e o um ou mais pontos de aterramento 318 (ver a figura 17).The direct recording conductive material pattern 320 (see Figure 17) forms one or more electrical paths 334 (see Figure 17) interconnected with one or more ground points 318 (see Figure 17). Direct recording conductive material pattern 320 (see Figure 17) has one or more locations 328 (see Figure 17), where one or more interconnections 338 (see Figure 17) are formed between one or more electrical paths 334 (see figure 17) and one or more grounding points 318 (see figure 17).
[00185] O um ou mais caminhos elétricos 334 (ver a figura 17) interligados com o um ou mais pontos de aterramento 318 (ver a figura 17) preferivelmente desviam uma carga elétrica 302 (ver a figura 17) proveniente de uma queda de raio 302a (ver a figura 17) ou proveniente da precipitação estática (P-estática) 302b (ver a figura 17) na superfície externa 309 (ver a figura 17) da estrutura 30 (ver a figura 17), tal como a estrutura de aeronave 350 (ver a figura 17), para o um ou mais pontos de aterramento 318 (ver a figura 17). O um ou mais caminhos elétricos 334 (ver a figura 17) do sistema de caminho de condução elétrica 300 (ver a figura 17) podem funcionar como um caminho de proteção contra relâmpago 358 (ver a figura 17), e preferivelmente fornecem proteção contra os efeitos eletromagnéticos 360 (ver a figura 17) por causa das quedas de raios 302a (ver a figura 17).The one or more electrical paths 334 (see Figure 17) interconnected with one or more ground points 318 (see Figure 17) preferably divert an electrical charge 302 (see Figure 17) from a lightning strike. 302a (see figure 17) or from static (P-static) precipitation 302b (see figure 17) on outer surface 309 (see figure 17) of structure 30 (see figure 17), such as aircraft structure 350 (see figure 17) to one or more grounding points 318 (see figure 17). The one or more electrical paths 334 (see Figure 17) of the electrical conduction path system 300 (see Figure 17) may function as a lightning protection path 358 (see Figure 17), and preferably provide protection against lightning strikes. electromagnetic effects 360 (see figure 17) because of lightning strikes 302a (see figure 17).
[00186] O sistema de caminho de condução elétrica 300 preferivelmente dispersa e dissipa a carga elétrica 302, tal como a P-estática 302b (ver a figura 17), mitigando desse modo desenvolvimento da P-estática 302b (ver a figura 17) na superfície externa 309 (ver a figura 17), ou em uma área localizada, no veículo 26 (ver a figura 17), tal como a aeronave 26a (ver a figura 17). Esta dispersão e dissipação reduz a possibilidade da descarga elétrica 370 (ver a figura 17), a qual pode ser uma fonte de ruído elétrico para vários sistemas de comunicação incorporados à aeronave 26a (ver a figura 17) durante voo. Esta dispersão e dissipação também reduz a possibilidade de ferimentos em pessoas se uma pessoa contactar a superfície externa 309 (ver a figura 17), tal como uma estrutura de painel 350b (ver a figura 17), ou revestimento, da aeronave 26a (ver a figura 17), após a aeronave 26a (ver a figura 17) pousar, mas antes de a aeronave 26a (ver a figura 17) estar aterrada eletricamente.The electrical conduction path system 300 preferably disperses and dissipates electrical charge 302, such as P-static 302b (see figure 17), thereby mitigating development of P-static 302b (see figure 17) in outer surface 309 (see Figure 17), or in a localized area, on vehicle 26 (see Figure 17), such as aircraft 26a (see Figure 17). This dispersion and dissipation reduces the possibility of electrical discharge 370 (see figure 17), which may be a source of electrical noise for various communication systems incorporated into aircraft 26a (see figure 17) during flight. This dispersion and dissipation also reduces the possibility of injury to persons if a person contacts external surface 309 (see figure 17), such as a panel structure 350b (see figure 17), or liner of aircraft 26a (see Figure 17), after aircraft 26a (see Figure 17) lands, but before aircraft 26a (see Figure 17) is electrically grounded.
[00187] Tal como mostrado na figura 17, o sistema de caminho de condução elétrica 300 pode compreender adicionalmente um revestimento condutivo 340 aplicado sobre o padrão de material condutivo de gravação direta 320. O revestimento condutivo 340 (ver a figura 17) preferivelmente tem propriedades condutivas 343 (ver a figura 17), e pode compreender um ou mais de uma tinta de metal condutiva 340a (ver a figura 17), um selador condutivo 340b (ver a figura 17) e outros revestimento condutivos adequados 340 (ver a figura 17).As shown in Figure 17, the electrical conduction path system 300 may additionally comprise a conductive coating 340 applied over the direct etch conductive material pattern 320. Conductive coating 340 (see Figure 17) preferably has properties 343 (see Figure 17), and may comprise one or more of a conductive metal paint 340a (see Figure 17), a conductive sealer 340b (see Figure 17) and other suitable conductive coatings 340 (see Figure 17 ).
[00188] Tal como mostrado na figura 17, o sistema de caminho de condução elétrica 300 pode compreender adicionalmente uma camada de cobertura superior 344 aplicada sobre o revestimento condutivo 340. Tal como discutido anteriormente, a camada de cobertura superior 344 (ver a figura 17) pode funcionar como um revestimento protetor sobre todo ou substancialmente todo o revestimento condutivo 340 (ver a figura 17) ou pode ser aplicada para propósitos visuais ou de aparência estética.As shown in Figure 17, the electrical conduction path system 300 may additionally comprise an upper cover layer 344 applied to the conductive coating 340. As discussed above, the upper cover layer 344 (see Figure 17 ) may function as a protective coating over all or substantially all of the conductive coating 340 (see Figure 17) or may be applied for visual or aesthetic appearance purposes.
[00189] Em uma outra modalidade é fornecido um método 400 (ver a figura 18) de fabricar um sistema de caminho de condução elétrica 300 (ver as figuras 11A-15) para desviar uma carga elétrica 302 (ver a figura 17) em uma superfície 28 (ver as figuras 15, 17) de uma estrutura 30 (ver as figuras 15, 17). A figura 18 é uma ilustração de um fluxo-grama de uma modalidade do método 400.In another embodiment there is provided a method 400 (see Figure 18) of fabricating an electrical conduction path system 300 (see Figures 11A-15) to divert an electrical charge 302 (see Figure 17) in a surface 28 (see figures 15, 17) of a frame 30 (see figures 15, 17). Figure 18 is an illustration of a gram flow of one embodiment of method 400.
[00190] Tal como mostrado na figura 18, o método (400) compreende a etapa 402 de fornecer a estrutura 30 (ver as figuras 15, 17) tendo a superfície 28 (ver as figuras 15, 17) para receber impressão e tendo um ou mais pontos de aterramento 318 (ver as figuras 15, 17). A estrutura 30 (ver as figuras 15, 17) pode incluir o substrato 304 (ver a figura 11 A) tendo a primeira superfície 306a (ver a figura 11 A), ou o substrato preparado 304a (ver a figura 12A) tendo a superfície preparada 308 (ver a figura 12A), fixado à estrutura 30 (ver as figuras 15, 17), tal como a estrutura de aeronave 350 (ver a figura 17). A superfí- cie 28 (ver as figuras 15, 17) pode compreender uma superfície de controle de voo 350a (ver a figura 17) e preferivelmente é uma superfície externa 309 (ver a figura 17), tal como com uma linha de forma externa 310 (ver a figura 17).As shown in figure 18, method (400) comprises step 402 of providing structure 30 (see figures 15, 17) having surface 28 (see figures 15, 17) for receiving print and having a or more ground points 318 (see figures 15, 17). Frame 30 (see Figures 15, 17) may include substrate 304 (see Figure 11A) having first surface 306a (see Figure 11A), or prepared substrate 304a (see Figure 12A) having surface 308 (see Figure 12A), secured to frame 30 (see Figures 15, 17), as is aircraft frame 350 (see Figure 17). Surface 28 (see Figures 15, 17) may comprise a flight control surface 350a (see Figure 17) and preferably is an outer surface 309 (see Figure 17), as with an externally shaped line. 310 (see figure 17).
[00191] Tal como mostrado na figura 18, o método 400 pode compreender adicionalmente a etapa 404 de aplicar, opcionalmente, uma camada de primer 330 (ver as figuras 12A-12B, 17) sobre a superfície 28 (ver as figuras 15, 17) da estrutura 30 (ver as figuras 15, 17). Tal como discutido anteriormente, a camada de primer 330 (ver as figuras 12A-12B) pode compreender um primer de epóxi, tal como um primer de epóxi reduzível em água, um primer de epóxi à base de solvente, ou um outro primer de epóxi adequado, um primer de uretano, ou um outro primer adequado.As shown in figure 18, method 400 may further comprise step 404 of optionally applying a primer layer 330 (see figures 12A-12B, 17) on surface 28 (see figures 15, 17 ) of frame 30 (see figures 15, 17). As discussed above, primer layer 330 (see Figures 12A-12B) may comprise an epoxy primer, such as a water reducible epoxy primer, a solvent based epoxy primer, or another epoxy primer. suitable, a urethane primer, or another suitable primer.
[00192] O substrato 304 (ver as figuras 12A-12B) também pode ser submetido, além da aplicação da camada de primer 330 (ver as figuras 12A-12B), ou alternativamente à aplicação da camada de primer 330 (ver as figuras 12A-12B), a um processo de preparação para uso 333 (ver a figura 17), ou processo de preparação de superfície, para aprontar ou preparar a primeira superfície 306a do substrato 304 (ver as figuras 12A-12B), ou a superfície 28 (ver a figura 17) da estrutura 30 (ver a figura 17), a fim de obter o substrato preparado 304a (ver as figuras 12A-12B). Por exemplo, o processo de preparação para uso 333 (ver a figura 17) ou processo de preparação de superfície para aprontar ou preparar a primeira superfície 306a (ver as figuras 12A-12B), ou para aprontar ou preparar a superfície 28 (ver a figura 17), tal como a superfície externa 309 (ver as figuras 11 A, 17) da estrutura 30 (ver a figura 17), tal como uma estrutura de aeronave 350 (ver a figura 17), pode compreender limpeza com um agente de limpeza ou solvente, lixação ou abrasão, uniformização, polimento, entalhamento, ou um outro processo de preparação para uso ou processo de preparação de superfície adequado.Substrate 304 (see Figures 12A-12B) may also be subjected, in addition to the application of primer layer 330 (see Figures 12A-12B), or alternatively to application of primer layer 330 (see Figures 12A -12B), a preparation process for use 333 (see Figure 17), or surface preparation process for priming or preparing the first surface 306a of substrate 304 (see Figures 12A-12B), or surface 28 (see figure 17) of structure 30 (see figure 17) to obtain prepared substrate 304a (see figures 12A-12B). For example, the preparation process for use 333 (see figure 17) or surface preparation process for priming or preparing first surface 306a (see figures 12A-12B), or for preparing or preparing surface 28 (see Figure 17), such as the outer surface 309 (see Figures 11A, 17) of the structure 30 (see Figure 17), such as an aircraft structure 350 (see Figure 17), may comprise cleaning with a cleaning agent. cleaning or solvent, sanding or abrasion, smoothing, polishing, notching, or any other preparation process for use or suitable surface preparation process.
[00193] Tal como mostrado na figura 18, o método 400 compreende adicionalmente a etapa 406 de imprimir, por meio de um processo de impressão de gravação direta 124 (ver a figura 17), um padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 15, 17) na superfície 28 (ver as figuras 15, 17) da estrutura 30 (ver as figuras 15, 17) para formar um ou mais caminhos elétricos 334 (ver as figuras 15, 17). A etapa de impressão 406 compreende imprimir o padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 15, 17) compreendendo um padrão de grade 320a (ver as figuras 15, 17) feito de um material condutivo 336 (ver a figura 17) compreendendo cobre, alumínio, titânio, níquel, bronze, ouro, prata, ou uma liga dos mesmos, ou uma tinta de nanopartículas de titanato zirconato de chumbo (PZT) 104 (ver a figura 17), ou um outro material condutivo adequado 336 (ver a figura 17).As shown in Figure 18, method 400 further comprises step 406 of printing, by means of a direct embossing printing process 124 (see Figure 17), a direct embossing conductive material pattern 320 (see figures 15, 17) on surface 28 (see figures 15, 17) of structure 30 (see figures 15, 17) to form one or more electrical paths 334 (see figures 15, 17). Printing step 406 comprises printing the direct etch conductive material pattern 320 (see figures 15, 17) comprising a grid pattern 320a (see figures 15, 17) made from a conductive material 336 (see figure 17) comprising copper, aluminum, titanium, nickel, bronze, gold, silver, or an alloy thereof, or a lead zirconate titanate (PZT) nanoparticle paint 104 (see Figure 17), or other suitable conductive material 336 ( see figure 17).
[00194] A etapa de impressão 406 (ver a figura 18) compreende adicionalmente imprimir por meio do processo de impressão de gravação direta 124 (ver as figuras 10, 17) compreendendo um de um processo de deposição por jato atomizado 126 (ver a figura 10), um processo de impressão a jato de tinta 128 (ver a figura 10), um processo de impressão por aerossol 180 (ver a figura 10), um processo de evaporação por laser pulsado 182 (ver a figura 10), um processo de impressão por flexografia 184 (ver a figura 10), um processo de impressão por micropulverização 186 (ver a figura 10), um processo de impressão por silk screen de berço plano 187 (ver a figura 10), um processo de impressão por silk screen rotativo 188 (ver a figura 10), um processo de impressão de gravura 189 (ver a figura 10), e um processo de pulverização por plasma 352 (ver a figura 17).Printing step 406 (see Figure 18) further comprises printing by direct embossing printing process 124 (see Figures 10, 17) comprising one of an atomized jet deposition process 126 (see Figure 10), an inkjet printing process 128 (see Figure 10), an aerosol printing process 180 (see Figure 10), a pulsed laser evaporation process 182 (see Figure 10), an flexographic printing 184 (see Figure 10), a micropulverization printing process 186 (see Figure 10), a flat cradle silk screen printing process 187 (see Figure 10), a silk printing process rotary screen 188 (see Figure 10), a gravure printing process 189 (see Figure 10), and a plasma spray process 352 (see Figure 17).
[00195] Tal como mostrado na figura 18, o método 400 compreende adicionalmente a etapa 408 de interligar o um ou mais caminhos elétri- cos 334 (ver as figuras 15, 17) com o um ou mais pontos de aterra-mento 318 (ver as figuras 15, 17) para desviar a carga elétrica 302 (ver a figura 17) da superfície 28 (ver as figuras 15, 17) para o um ou mais pontos de aterramento 318 (ver as figuras 15, 17).As shown in Fig. 18, method 400 further comprises step 408 of interconnecting one or more electrical paths 334 (see Figs. 15, 17) with one or more grounding points 318 (see Figures 15, 17) to divert the electrical charge 302 (see Figure 17) from surface 28 (see Figures 15, 17) to one or more grounding points 318 (see Figures 15, 17).
[00196] Tal como mostrado na figura 18, o método 400 pode compreender adicionalmente a etapa 410 de aplicar, opcionalmente, um revestimento condutivo 340 (ver as figuras 15, 17) sobre o padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 15, 17). Tal como discutido anteriormente, o revestimento condutivo 340 (ver as figuras 13A-13B) pode ser na forma de uma tinta de metal condutiva 340a (ver as figuras 13A-13B, 17) feita de, ou contendo, um material metálico condutivo 336a (ver a figura 17) compreendendo um ou mais de cobre, alumínio, titânio, níquel, bronze, ouro, prata, uma liga dos mesmos e outros materiais metálicos condutivos adequados 336a (ver a figura 17). Em uma outra modalidade, o revestimento condutivo 340 (ver as figuras 13A-13B) pode ser na forma um selador condutivo 340b (ver a figura 17) feito de, ou contendo, um material metálico condutivo 336a (ver a figura 17) compreendendo um ou mais de cobre, alumínio, titânio, níquel, bronze, ouro, prata, uma liga dos mesmos e outros materiais metálicos condutivos adequados 336a (ver a figura 17). O revestimento condutivo 340 (ver as figuras 13A-13B) fornece uma proteção de superfície total para dissipar ou espalhar a carga elétrica 302 (ver a figura 17), a energia 362 (ver a figura 17) proveniente de uma queda de raio 302a (ver a figura 17) ou a energia 362 (ver a figura 17) proveniente da precipitação estática (P-estática) 302b (ver a figura 17). O uso do revestimento condutivo carregado de metal 340 (ver as figuras 13A-13B) aplicado ou depositado sobre o padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 13A, 17) preferivelmente aumenta a condutividade 366 (ver a figura 17) do sistema de caminho de condução elétrica 300 e fornece uma superfície condutiva contínua sobre o padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 13A, 17) para proteção contra relâmpago aumentada.As shown in figure 18, method 400 may further comprise step 410 of optionally applying a conductive coating 340 (see figures 15, 17) over the direct etch conductive material 320 (see figures 15, 17). As discussed above, conductive coating 340 (see Figures 13A-13B) may be in the form of a conductive metal paint 340a (see Figures 13A-13B, 17) made of or containing conductive metal material 336a ( see figure 17) comprising one or more of copper, aluminum, titanium, nickel, bronze, gold, silver, an alloy thereof and other suitable conductive metal materials 336a (see figure 17). In another embodiment, conductive coating 340 (see Figures 13A-13B) may be in the form of a conductive sealer 340b (see Figure 17) made of or containing a conductive metallic material 336a (see Figure 17) comprising a or more of copper, aluminum, titanium, nickel, bronze, gold, silver, an alloy thereof and other suitable conductive metal materials 336a (see Figure 17). Conductive sheath 340 (see Figures 13A-13B) provides full surface protection to dissipate or spread electrical charge 302 (see Figure 17), energy 362 (see Figure 17) from a lightning strike 302a ( see figure 17) or energy 362 (see figure 17) from static (P-static) precipitation 302b (see figure 17). Use of the metal-loaded conductive coating 340 (see Figures 13A-13B) applied or deposited onto the direct etch conductive material pattern 320 (see Figures 13A, 17) preferably increases the conductivity 366 (see Figure 17) of the electric conduction path system 300 and provides a continuous conductive surface over direct recording conductive material standard 320 (see figures 13A, 17) for increased lightning protection.
[00197] Tal como mostrado na figura 18, o método 400 pode compreender adicionalmente a etapa 412 de aplicar, opcionalmente, uma camada de cobertura superior 344 (ver as figuras 15, 17) sobre o revestimento condutivo 340 (ver as figuras 15, 17). Tal como discutido anteriormente, a camada de cobertura superior 344 (ver as figuras 14A-14B) pode funcionar como um revestimento protetor sobre todo, ou substancialmente todo, o revestimento condutivo 340 (ver as figuras 14A-14B), ou pode ser aplicada para propósitos visuais ou de aparência estética. A camada de cobertura superior 344 (ver as figuras 14A-14B) pode compreender uma tinta ou revestimento de poliuretano, uma tinta ou revestimento de uretano, uma tinta ou revestimento acrílico, uma combinação dos mesmos, ou uma outra camada de cobertura superior adequada 344 (ver a figura 17). Preferivelmente, a camada de cobertura superior 344 (ver as figuras 14A-14B) é durável, resistente à abrasão e a produtos químicos, resistente ao calor e atraente visualmente.As shown in figure 18, method 400 may further comprise step 412 of optionally applying an upper cover layer 344 (see figures 15, 17) on conductive coating 340 (see figures 15, 17 ). As discussed above, the upper cover layer 344 (see Figures 14A-14B) may function as a protective coating on all or substantially all of the conductive coating 340 (see Figures 14A-14B), or may be applied to visual or aesthetic appearance purposes. Upper cover layer 344 (see Figures 14A-14B) may comprise a polyurethane paint or coating, a urethane paint or coating, an acrylic paint or coating, a combination thereof, or another suitable upper covering layer 344 (see figure 17). Preferably, the topsheet 344 (see Figures 14A-14B) is durable, abrasion and chemical resistant, heat resistant and visually appealing.
[00198] Modalidades do sistema de caminho de condução elétrica 300 (ver as figuras 11A-14B, 17) e do método 400 (ver a figura 18) reveladas neste documento fornecem um ou mais caminhos elétricos 334 (ver as figuras 11A-15, 17) que são impressos ou depositados por meio de um processo de impressão de gravação direta 124 (ver a figura 17) em uma primeira superfície 306a (ver a figura 11 A) de um substrato 304 (ver a figura 11 A), ou em uma superfície 28 (ver a figura 17) de uma estrutura 30 (ver a figura 17), tal como uma superfície externa 309 (ver a figura 17) de uma estrutura de aeronave 350 (ver a figura 17), e que conduzem a carga elétrica 302 (ver a figura 17), ou eletricidade, da primeira superfície 306a (ver a figura 11 A) do substrato 304 (ver a figura 11A), ou da superfície 28 (ver a figura 17) da estrutura 30 (ver a figura 17), para e entre um ou mais pontos de aterramento 318 (ver as figuras 11A-15, 17). O um ou mais caminhos elétricos 334 (ver as figuras 11A-15, 17) preferivelmente são impressos ou depositados como um padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 11A-15, 17), na forma de um padrão de grade 320a (ver a figura 11A, 17). O um ou mais caminhos elétricos 334 (ver as figuras 11A-15, 17) podem ser construídos de um material condutivo 336, tal como um material metálico condutivo 336a, ou de uma tinta condutiva 168 (ver a figura 17), tal como uma tinta de nanopartículas de titanato zir-conato de chumbo (PZT) 104 (ver a figura 17). O padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 11A-15, 17), tal como um padrão de grade 320a (ver as figuras 11A-15, 17), é configurado para maximizar a condutividade 366 (ver a figura 17) e a flexibilidade 368 (ver a figura 17). Opcionalmente, um revestimento condutivo 340 (ver as figuras 13A, 15, 17) pode ser adicionado sobre o padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver a figura 13A) para aumentar a condutividade 366 (ver a figura 17) e fornecer uma superfície condutiva contínua sobre o padrão de grade 320a (ver as figuras 11A-15, 17) para proteção contra relâmpago aumentada.[00198] Modalities of the electrical conduction path system 300 (see Figures 11A-14B, 17) and method 400 (see Figure 18) disclosed herein provide one or more electrical paths 334 (see Figures 11A-15, 17) which are printed or deposited by a direct embossing printing process 124 (see figure 17) on a first surface 306a (see figure 11 A) of a substrate 304 (see figure 11 A), or a surface 28 (see figure 17) of a structure 30 (see figure 17), such as an outer surface 309 (see figure 17) of an aircraft structure 350 (see figure 17), and which carry the cargo 302 (see Figure 17), or electricity, from the first surface 306a (see Figure 11A) of substrate 304 (see Figure 11A), or from surface 28 (see Figure 17) of structure 30 (see Figure 17) to and between one or more ground points 318 (see Figures 11A-15, 17). The one or more electrical paths 334 (see figures 11A-15, 17) are preferably printed or deposited as a direct etching conductive material pattern 320 (see figures 11A-15, 17), in the form of a grid pattern. 320a (see figure 11A, 17). The one or more electrical paths 334 (see Figures 11A-15, 17) may be constructed of a conductive material 336, such as a conductive metal material 336a, or a conductive paint 168 (see Figure 17), such as a lead zirconate titanate (PZT) nanoparticle paint 104 (see Figure 17). Direct recording conductive material pattern 320 (see figures 11A-15, 17), such as a grid pattern 320a (see figures 11A-15, 17), is configured to maximize conductivity 366 (see figure 17 ) and flexibility 368 (see Figure 17). Optionally, a conductive coating 340 (see figures 13A, 15, 17) may be added over the direct etch conductive material pattern 320 (see figure 13A) to increase conductivity 366 (see figure 17) and provide a surface continuous conductive over grid pattern 320a (see figures 11A-15, 17) for increased lightning protection.
[00199] O padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 11A-15, 17), tal como um padrão de grade 320a (ver as figuras 11A-15, 17), é impresso ou depositado diretamente em uma superfície externa 309, tal como, por exemplo, uma linha de forma externa 310 (ver a figura 17) da superfície externa 309 (ver a figura 17), tal como uma superfície de controle de voo 350a (ver a figura 17), a qual pode ser feita de um material de fibra de vidro 311 (ver a figura 17), e não exige qualquer montagem especial das camadas de fibras de vidro. Assim, o sistema de caminho de condução elétrica 300 (ver as figuras 11A-14B, 17) não afeta a construção ou projeto da estrutura 30 (ver a figura 17), tal como uma estrutura composta 102 (ver a figura 7) ou uma estrutura metálica 132 (ver a figura 7), e diminui a chance de formação de quaisquer microfissuras. O uso do processo de impressão de gravação direta 124 (ver a figura 17) pode ser aplicado diretamente à linha de forma externa 310 (ver a figura 17) da superfície externa 309 (ver a figura 17), em vez de embutido nas camadas de fibras de vidro do substrato 304 (ver a figura 11 A) ou da superfície de controle de voo 350a (ver a figura 17).The direct embossing conductive material pattern 320 (see Figures 11A-15, 17), such as a grid pattern 320a (see Figures 11A-15, 17), is printed or deposited directly on an outer surface. 309, such as, for example, an outer shape line 310 (see figure 17) of outer surface 309 (see figure 17), such as a flight control surface 350a (see figure 17), which may be made of a fiberglass material 311 (see Figure 17), and does not require any special assembly of the fiberglass layers. Thus, the electrical conduction path system 300 (see figures 11A-14B, 17) does not affect the construction or design of structure 30 (see figure 17), such as a composite structure 102 (see figure 7) or a metal frame 132 (see figure 7), and decreases the chance of any micro-cracks forming. The use of direct embossing printing process 124 (see figure 17) can be applied directly to the outer shape line 310 (see figure 17) of the outer surface 309 (see figure 17) rather than embedded in the layers of glass fibers from the substrate 304 (see Figure 11A) or flight control surface 350a (see Figure 17).
[00200] O sistema de caminho de condução elétrica 300 (ver as figuras 11A-14B, 17) revelado neste documento não exige fabricação com um processo especial de montagem de camadas, o que pode resultar em tempo e custo de fabricação reduzidos. Além do mais, o padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 11A-15, 17), tal como na forma do padrão de grade 320a (ver a figura 11 A, 17), pode ser impresso ou depositado durante fabricação da estrutura 30 (ver a figura 17), tal como uma estrutura de aeronave 350 (ver a figura 17), e não exige aplicação em uma operação secundária menos permanente após fabricação.The electrical conduction path system 300 (see Figures 11A-14B, 17) disclosed herein does not require fabrication with a special layer assembly process, which can result in reduced fabrication time and cost. In addition, the direct embossing conductive material pattern 320 (see Figures 11A-15, 17), as in the form of grid pattern 320a (see Figure 11A, 17), may be printed or deposited during manufacture. of structure 30 (see figure 17), such as an aircraft structure 350 (see figure 17), and does not require application in a less permanent secondary operation after fabrication.
[00201] Além do mais, modalidades do sistema de caminho de condução elétrica 300 (ver as figuras 11A-14B, 17) e do método 400 (ver a figura 18) reveladas neste documento fornecem proteção contra os efeitos eletromagnéticos 360 (ver a figura 17) por causa das quedas de raios 302a (ver a figura 17) e desviam a carga elétrica 302 (ver a figura 17), tal como das quedas de raios 302a (ver a figura 17) e da P-estática 302b (ver a figura 17, na superfície 28 (ver as figuras 15, 17). O padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 11A-15, 17), na forma de um padrão de grade 320a (ver a figura 11A, 17), e o revestimento condutivo opcional 340 (ver a figura 17), pode ser usado com o um ou mais pontos de aterramento 318 (ver a figura 17) para fornecer um ou mais caminhos elétricos 334 (ver a figura 17) para aterramento para a carga elétrica 302 (ver a figura 17) e a ener- gia 362 (ver a figura 17) proveniente das quedas de raios 302a (ver a figura 17) ou da P-estática 302b (ver a figura 17). O sistema de caminho de condução elétrica 300 (ver as figuras 11A-14B, 17) e o método 400 (ver a figura 18) revelados neste documento fornecem adicionalmente um caminho condutivo para desvio e distribuição de corrente de relâmpago que, em combinação com os pontos de aterramento 318 (ver a figura 17), tais como os prendedores 348 (ver a figura 17), e outros recursos, fornece um caminho de proteção contra relâmpago 358 (ver a figura 17) e um sistema de proteção contra relâmpago 356 (ver a figura 17) para as estruturas 30 (ver a figura 17), tais como as estruturas compostas 102 (ver a figura 7) ou as estruturas metálicas 132 (ver a figura 7), e fornecem proteção para o veículo 26 (ver a figura 17) , tal como a aeronave 26a (ver a figura 17), as estruturas 30 (ver a figura 17) e os sistemas 50 (ver a figura 1C). As modalidades reveladas do sistema de caminho de condução elétrica 300 (ver as figuras 11A-14B, 17) e do método 400 (ver a figura 18) vantajosamente desviam a carga elétrica 302 (ver a figura 17) proveniente de uma queda de raio 302a (ver a figura 17) ou da P-estática 302b (ver a figura 17) para criar um sistema de proteção contra relâmpago robusto 356 (ver a figura 17) para um veículo 26 (ver a figura 17), tal como uma aeronave 26a (ver a figura 17).In addition, embodiments of the electrical conduction path system 300 (see Figures 11A-14B, 17) and method 400 (see Figure 18) disclosed herein provide protection against electromagnetic effects 360 (see Figure 17) because of lightning strikes 302a (see figure 17) and deflect electrical charge 302 (see figure 17), as well as lightning strikes 302a (see figure 17) and P-static 302b (see figure 17). Figure 17 on surface 28 (see Figures 15, 17.) The direct-etching conductive material pattern 320 (see Figures 11A-15, 17) in the form of a grid pattern 320a (see Figure 11A, 17 ), and optional conductive sheath 340 (see figure 17), can be used with one or more grounding points 318 (see figure 17) to provide one or more electrical paths 334 (see figure 17) for grounding to the electrical charge 302 (see figure 17) and energy 362 (see figure 17) from lightning strikes 302a (see figure 17) or P-static 302b (see figure 17). The electrical conduction path system 300 (see Figures 11A-14B, 17) and method 400 (see Figure 18) disclosed herein further provide a conductive path for lightning current diversion and distribution which, in combination with the ground points 318 (see Figure 17), such as fasteners 348 (see Figure 17), and other features, provide a lightning protection path 358 (see Figure 17) and a lightning protection system 356 ( see figure 17) for frames 30 (see figure 17), such as composite frames 102 (see figure 7) or metal frames 132 (see figure 7), and provide protection for vehicle 26 (see Figure 17), such as aircraft 26a (see Figure 17), structures 30 (see Figure 17) and systems 50 (see Figure 1C). The disclosed embodiments of the electric conduction path system 300 (see figures 11A-14B, 17) and method 400 (see figure 18) advantageously divert electric charge 302 (see figure 17) from a lightning strike 302a. (see figure 17) or P-static 302b (see figure 17) to create a robust lightning protection system 356 (see figure 17) for a vehicle 26 (see figure 17), such as an aircraft 26a (see figure 17).
[00202] Com modalidades do sistema de caminho de condução elétrica 300 (ver as figuras 11A-14B, 17) e do método 400 (ver a figura 18) reveladas neste documento, se existir uma queda de raio direta 302a (ver a figura 17) na área ou região do padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 11A-15, 17), tal como na forma do padrão de grade 320a (ver a figura 11 A, 17), sobre o um ou mais pontos de aterramento 318 (ver a figura 17), tais como os prendedores 348 (ver a figura 71), o sistema de caminho de condução elétrica 300 (ver as figuras 11A-14B, 17) protege a estrutura subjacente 30 (ver a figura 17) do substrato 304 (ver a figura 17). O sistema de caminho de condução elétrica 300 (ver as figuras 11A-14B, 17) não afeta a construção do material composto ou da parte componente à qual ele é aplicado.With embodiments of the electrical conduction path system 300 (see Figures 11A-14B, 17) and method 400 (see Figure 18) disclosed herein, if there is a direct lightning strike 302a (see Figure 17 ) in the area or region of the direct recording conductive material pattern 320 (see figures 11A-15, 17), such as in the form of grid pattern 320a (see figure 11 A, 17), over one or more points. 318 (see figure 17), such as fasteners 348 (see figure 71), electrical conduction path system 300 (see figures 11A-14B, 17) protects the underlying structure 30 (see figure 17 ) of substrate 304 (see figure 17). The electrical conduction path system 300 (see Figures 11A-14B, 17) does not affect the construction of the composite material or component part to which it is applied.
[00203] Além disso, modalidades do sistema de caminho de condução elétrica 300 (ver as figuras 11A-14B, 17) e do método 400 (ver a figura 18) reveladas neste documento fornecem um sistema de caminho de condução elétrica 300 (ver as figuras 11A-14B, 17) e o sistema de proteção contra relâmpago 356 (ver a figura 17) para as superfícies flexíveis 307 (ver a figura 17), tais como as superfícies de controle de voo 350a (ver a figura 17), mais produzíveis e instaláveis do que sistemas e métodos de proteção contra queda de raio conhecidos. O processo de impressão de gravação direta 124 (ver a figura 17) preferivelmente produz uma linha de grade muito fina 326 (ver a figura 17) de partículas metálicas do material condutivo 336 (ver a figura 17), permitindo que o padrão de grade 320a (ver a figura 17) seja impresso ou depositado em uma superfície flexível 307 (ver a figura 17). Além do mais, o processo de impressão de gravação direta 124 (ver a figura 17) resulta em um depósito metálico fino que adere ao substrato 304 (ver a figura 11 A), tal como a superfície de controle de voo 350a (ver a figura 17) feita de fibra de vidro, e pode lidar melhor com a fadiga de uma superfície flexível 307 (ver a figura 17) do que sistemas e métodos de proteção contra queda de raio conhecidos, tais como projetos de malhas metálicas embutidas ou sobreposições de camadas de malhas metálicas conhecidos.In addition, embodiments of the electric conduction path system 300 (see figures 11A-14B, 17) and method 400 (see figure 18) disclosed herein provide an electric conduction path system 300 (see 11A-14B, 17) and lightning protection system 356 (see Figure 17) for flexible surfaces 307 (see Figure 17), such as flight control surfaces 350a (see Figure 17), more and installable than known lightning protection systems and methods. Direct embossing printing process 124 (see figure 17) preferably produces a very fine grid line 326 (see figure 17) of metallic particles of conductive material 336 (see figure 17), allowing grid pattern 320a (see figure 17) is printed or deposited on a flexible surface 307 (see figure 17). In addition, direct embossing printing process 124 (see Figure 17) results in a thin metallic deposit adhering to substrate 304 (see Figure 11A), such as flight control surface 350a (see Figure 17) made of fiberglass, and can better handle the fatigue of a flexible surface 307 (see figure 17) than known lightning protection systems and methods such as embedded wire mesh designs or layer overlays of known metal mesh.
[00204] Além do mais, modalidades do sistema de caminho de condução elétrica 300 (ver as figuras 11A-14B, 17) e do método 400 (ver a figura 18) reveladas neste documento podem ter durabilidade e capacidade de serem reparadas aumentadas que podem eliminar ou diminuir a quantidade de reparos que podem ser necessários. O padrão de material condutivo de gravação direta 320 (ver as figuras 11A-15, 17), tal como o padrão de grade 320a (ver as figuras 11A-15, 17), é descontínuo e pode ser reaplicado ou reparado in situ mais facilmente, quando comparado a sistemas e métodos de proteção contra queda de raio conhecidos, tais como apliques conhecidos, os quais incluem uma camada contínua aplicada com um adesivo e não podem ser reparados ou reaplicados facilmente.In addition, embodiments of the electric conduction path system 300 (see Figures 11A-14B, 17) and method 400 (see Figure 18) disclosed herein may have increased durability and repairability which may eliminate or decrease the amount of repairs that may be required. Direct embossing conductive material pattern 320 (see figures 11A-15, 17), such as grid pattern 320a (see figures 11A-15, 17), is discontinuous and can be reapplied or repaired in situ more easily. when compared to known lightning protection systems and methods such as known appliques which include a continuous layer applied with an adhesive and cannot be easily repaired or reapplied.
[00205] Adicionalmente, modalidades do sistema de caminho de condução elétrica 300 (ver as figuras 11A-14B, 17) e do método 400 (ver a figura 18) reveladas neste documento podem ser impressas, depositadas ou aplicadas diretamente em uma superfície externa 309 (ver a figura 17) que exige proteção, tal como uma superfície de controle de voo 350a, mas também é um condutor 364 (ver a figura 17) que pode alcançar uma condutividade alta 366 (ver a figura 17) e pode ser modelado para alcançar tal condutividade alta 366 (ver a figura 17). O uso de um revestimento condutivo carregado de metal 340 (ver a figura 17) aplicado sobre o padrão de metal condutivo de gravação direta 320 (ver a figura 17) aumenta adicionalmente a condutividade 366 (ver a figura 17). Finalmente, uma camada de cobertura superior 344 (ver a figura 17) pode ser aplicada para aparência visual ou proteção adicional.Additionally, embodiments of the electrical conduction path system 300 (see Figures 11A-14B, 17) and method 400 (see Figure 18) disclosed herein may be printed, deposited or applied directly to an external surface 309. (see figure 17) that requires protection, such as a flight control surface 350a, but is also a conductor 364 (see figure 17) that can achieve high conductivity 366 (see figure 17) and can be modeled to achieve such high conductivity 366 (see figure 17). The use of a metal-loaded conductive coating 340 (see Figure 17) applied over the direct etch conductive metal pattern 320 (see Figure 17) further increases conductivity 366 (see Figure 17). Finally, an upper cover layer 344 (see Figure 17) may be applied for visual appearance or additional protection.
[00206] Cláusula 1. Uma aeronave compreendendo: [00207] uma estrutura de aeronave tendo um sistema de caminho de condução elétrica, o sistema de caminho de condução elétrica compreendendo: [00208] um substrato preparado tendo uma superfície preparada para receber impressão e tendo um ou mais pontos de aterramento;Clause 1. An aircraft comprising: an aircraft structure having an electric conduction path system, the electric conduction path system comprising: a prepared substrate having a printable surface and having one or more grounding points;
[00209] um padrão de material condutivo de gravação direta compreendendo um padrão de grade impresso diretamente na superfície preparada por meio de um processo de impressão de gravação direta, o padrão de material condutivo de gravação direta formando um ou mais caminhos elétricos interligados com o um ou mais pontos de ater-ramento;A direct embossing conductive material pattern comprising a grid pattern printed directly on the surface prepared by means of a direct embossing printing process, the direct embossing conductive pattern forming one or more electrical paths interconnected with one another. or more grounding points;
[00210] um revestimento condutivo aplicado sobre o padrão de material condutivo de gravação direta; e [00211] uma camada de cobertura superior aplicada sobre o revestimento condutivo, [00212] em que o um ou mais caminhos elétricos interligados com o um ou mais pontos de aterramento desviam uma carga elétrica proveniente de uma ou mais de uma queda de raio e precipitação estática (P-estática) em uma superfície externa da estrutura de aeronave para o um ou mais pontos de aterramento.[00210] a conductive coating applied over the direct etching conductive material standard; and an upper cover layer applied over the conductive coating, wherein the one or more electrical paths interconnected with one or more ground points divert an electrical charge from one or more of a lightning strike and static (P-static) precipitation on an external surface of the aircraft structure to one or more ground points.
[00213] Cláusula 2. A aeronave da Cláusula 1 em que o padrão de material condutivo de gravação direta é feito de um material condutivo compreendendo um ou mais de cobre, alumínio, titânio, níquel, bronze, ouro, prata, uma liga dos mesmos e uma tinta de nanopartículas de titanato zirconato de chumbo (PZT).Clause 2. The aircraft of Clause 1 wherein the direct etching conductive material pattern is made of a conductive material comprising one or more of copper, aluminum, titanium, nickel, bronze, gold, silver, an alloy thereof. and a lead zirconate titanate (PZT) nanoparticle paint.
[00214] Cláusula 3. A aeronave da Cláusula 1 em que o processo de impressão de gravação direta compreende um ou mais de um processo de deposição por jato atomizado, um processo de impressão a jato de tinta, um processo de impressão por aerossol, um processo de evaporação por laser pulsado, um processo de impressão por flexo-grafia, um processo de impressão por micropulverização, um processo de impressão por silk screen de berço plano, um processo de impressão por silk screen rotativo, um processo de impressão de gravura e um processo de pulverização por plasma.Clause 3. The aircraft of Clause 1 wherein the direct embossing printing process comprises one or more of an atomized jet deposition process, an inkjet printing process, an aerosol printing process, a pulsed laser evaporation process, a flexo printing process, a micropulverization printing process, a flat cradle silk screen printing process, a rotary silk screen printing process, an engraving printing process and a plasma spraying process.
[00215] Cláusula 4. A aeronave da Cláusula 1 em que o um ou mais pontos de aterramento compreendem um ou mais de um ou mais prendedores feitos de um material metálico condutivo, e um ou mais elementos de aterramento e uma ou mais conexões de aterramento, ambos feitos do material metálico condutivo.Clause 4. The aircraft of Clause 1 wherein one or more grounding points comprise one or more of one or more fasteners made of a conductive metal material, and one or more grounding elements and one or more grounding connections. , both made of conductive metallic material.
[00216] Muitas modificações e outras modalidades da revelação surgirão nas mentes dos versados na técnica à qual esta revelação pertence tendo o benefício dos preceitos apresentados nas descrições anteriores e nos desenhos associados. As modalidades descritas neste documento são pretendidas para serem ilustrativas e não são pretendidas para serem limitantes ou exaustivas. Embora termos específicos sejam empregados neste documento, eles são usados somente em um sentido genérico e descritivo e não para propósitos de limitação.Many modifications and other embodiments of the disclosure will arise in the minds of those skilled in the art to which this disclosure belongs having the benefit of the precepts set forth in the foregoing descriptions and associated drawings. The embodiments described herein are intended to be illustrative and not intended to be limiting or exhaustive. Although specific terms are used throughout this document, they are used only in a generic and descriptive sense and not for purposes of limitation.
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