Кои пластмаси могат да се използват като космически части

Свойствата на пластмасата я правят подходяща за аерокосмически приложения, поради което използването на пластмасови части в аерокосмическия дизайн се е утроило през последните 45 години.

Пластмасите са много по-леки от металите, което ги прави подходящи за по-динамичен дизайн и по-леки части на самолети и предлагат значителни икономии на гориво. Предимството в съотношението тегло / здравина означава, че за да постигне една и съща якост, пластмасата тежи само една седма от метала или половината от алуминия. Пластмасите също осигуряват корозионна устойчивост за приложения в тежки условия, както и сравнително висока термична и механична стабилност.

В сравнение със стъклото, прозрачните пластмаси имат няколко предимства в авиокосмическото производство. Прозрачните пластмасови части са с по-лека тежест и предлагат по-висока устойчивост на удар от стъклото, което е ключов фактор за безопасност на самолета. Прозрачната пластмаса може да бъде оформена по няколко начина и да се превърне в здрави, прозрачни и сложни части.

В много приложения за въздухоплавателни средства се изисква висока повърхностна смазване за лагери и валове, но понякога е трудно да се смазва поради местоположението му. Новата пластмасова технология за самосмазване решава този проблем в много случаи и постига дълъг експлоатационен живот без минимална поддръжка.

Като високоефективен електрически изолатор, пластмасата е избор номер едно за аерокосмическите приложения. Много пластмаси имат тази естествена изолираща способност и по този начин предлагат голям избор от материали, въпреки че някои пластмаси осигуряват почти нулева проводимост. Във военни приложения пластмасата е ефективен изолационен материал за радари за предотвратяване на откриването.

В допълнение, пластмасите предлагат голяма гъвкавост в дизайна. Днес инженерите разполагат с широка гама от високопроизводителни термопласти и композити, от които да избирате, за да отговорите на високите изисквания на всяко приложение.

И накрая, производството на пластмасови части като цяло е икономично и ключът е да се избере най-добрият метод за повечето проекти от широк спектър от производствени методи.

Еволюция на авиационни пластмасови части

В исторически план аерокосмическата промишленост и пластмасовата промишленост са се сближили много - всичко това през Втората световна война.

Появата на война ускори развитието на самолетите, използвани в битката. През 1940 г. президентът на САЩ Рузвелт увеличи годишното производство на военни самолети от 10 000 на 50 000 в подкрепа на войната. В същото време недостигът на ключови индустриални материали като метали и каучук по време на военно време бързо насърчава използването на пластмаси в производството, включително в космическото производство.

Първоначално инженерите в аерокосмическата индустрия използват винил за замяна на гумени части, особено от вътрешната страна на резервоарите за гориво и пилотните ботуши. След това пластмасата се използва, за да се направи радома, която покрива радарното устройство. Тъй като електромагнитните вълни са почти прозрачни, пластмасата бързо се използва за максимално предаване.

Тъй като инженерите откриха нови начини да се възползват от свойствата на пластмасата, се задействаха успешни верижни реакции. През 60-те и 70-те години развитието на високоефективните пластмаси отвори нова врата. Днес космическите пластмасови части се използват широко на одобрения от FAA пазар на части, най-бързият и най-рентабилен материал, който помага на производителите на космически косми да получат необходимите им части. Пластмасовите части се намират в аерокосмическите приложения, от компоненти на фюзелажа до втулки, лагери, скоби и други.

Много пластмасови части в аерокосмическите приложения са обработени, а не оформени или екструдирани. Обработката е най-добрият избор, когато броят на частите, които трябва да бъдат заменени, е ограничен поради много високата производителност и прецизност, които могат да бъдат постигнати, както и много стегнатите допуски, необходими за аерокосмическите проекти.

В допълнение, обработката обикновено е много по-евтина. Освен ако не произвеждате огромен брой части, цената за отваряне на формата ще бъде доста неикономична. Цената на инструмент за леене под налягане може да достигне 30 000 долара. Ако имате нужда от хиляди части, цената на отваряне на плесени е приемлива, но авиационната индустрия обикновено се нуждае само от сто или по-малко наведнъж.

Очевидно резервните части трябва да бъдат направени от същата пластмаса. Не много отдавна производителите на космически пространства предоставиха проби от оригинални части на пластмасови доставчици за възпроизвеждане. Сега позволяват на инженерите на пластмаса да получат одобрени от FAA образци директно от CAD дизайн.

Авиационна пластмаса

С толкова много високоефективни пластмаси, от които да избирате, инженерите могат да изберат най-добрия материал за всяко приложение. Следват някои от пластмасите, които обикновено се използват в космическата индустрия.

Delrin (POM) - Този материал намалява разликата между метал и обикновена пластмаса, съчетавайки устойчивост на пълзене, здравина, твърдост, твърдост, стабилност на размерите и здравина. Той е устойчив на разтворители, устойчив на гориво, устойчив на износване, ниско износване и ниско триене. Основните му механични повърхностни свойства позволяват на лагера да издържа на умерено износване.

Ultem Polyetherimide - Това е аморфен термопластичен полиетеримид (PEI) материал, който съчетава механични, топлинни и електрически свойства. Неговата механична якост, устойчивост на топлина, устойчивост на корозия и други характеристики, както и лесната обработка и повърхностна обработка, могат да бъдат използвани в много аерокосмически приложения.

Поликарбонат - Това е устойчива, високоефективна пластмаса, която се обработва лесно, осигурява отлична топлинна устойчивост и е предпочитаният избор за оптичните компоненти поради своята прозрачност. Това е високоякостен материал с 25 пъти по-голяма якост на удар от акрил.

Polyetheretherketone (PEEK) - полимер, който съчетава здравина, твърдост и твърдост и е идеален за приложения, включващи високи температури, висока влажност и големи натоварвания. Полиетретеркетонът включва износване, химическа и влагоустойчивост, както и здравина и твърдост. Освен това показва добро триене и износоустойчивост. Той осигурява устойчивост на хидролиза и може да бъде излаган на вода и пара под високо налягане за продължителни периоди от време, без силно разграждане. Поради високата си устойчивост на температура, полиетертеркетон е идеален избор, когато температурата на обработка надвишава границите, които конвенционалните пластмаси могат да издържат.

Торлон - Тази пластмаса може да издържи на много високи температури. В допълнение, Torlon предлага изключителна здравина, здравина и коравина, както и издръжливост и устойчивост на удар. Неговата устойчивост на топлина и налягане в комбинация със самосмазващи се свойства го правят идеален за лагери.

Найлон - основен материал, главно поради неговата здравина и здравина. Устойчив е на абразия и има добра износоустойчивост. Освен това е лесен за обработка, лек и икономичен. Поради отличната износоустойчивост, той често е заместител на части, изработени от метал, гума и други материали.

Материали с изключително високо молекулно тегло (UHMW) - Когато инженерите искат да подобрят ефективността на оборудването и да подобрят тяхната устойчивост на износване и намаляване на шума, те ще изберат полиетилен с ултра високо молекулно тегло за изработка на пластмасови части. UHMW предлага също отлична производителност, включително температура, устойчивост на удар и износоустойчивост. Той има по-нисък коефициент на триене от стомана или алуминий.

Тефлон - Това е флуоровъглерод, който е подходящ за използване във високи температури и химически среди, където се изисква висока чистота и инертност. Той поддържа своята производителност в широк диапазон от температури и натоварвания и често се използва в аерокосмическата промишленост за запечатване и химическа устойчивост.

Полисулфон - Този материал има висока термична стабилност, а готовите части са стабилни и устойчиви на пълзене и деформации при непрекъснато натоварване и високи температури. Той има висока якост на опън и с повишаване на температурата модулът на огъване остава висок. Полисулфонът е силно устойчив на водни минерални киселини и окислители и е устойчив на много неполярни разтворители дори при повишени температури и умерени нива на налягане.

С развитието на аерокосмическата индустрия се развиха и пластмасите и техните приложения. Поради уникалната комбинация от пластмаси и непрекъснатото развитие на нови пластмасови материали, ние имаме основание да смятаме, че пластмасите ще продължат да играят ключова роля в иновациите на аерокосмическата индустрия.