Kuris plastikas gali būti naudojamas kaip aviacijos ir kosmoso dalys

Dėl plastiko savybių jis tinkamas naudoti kosminėje erdvėje, todėl per pastaruosius 45 metus plastikinių dalių naudojimas kosminėje erdvėje buvo padvigubėjęs.

Plastikai yra daug lengvesni nei metalai, todėl jie tinkami dinamiškesnėms konstrukcijoms ir lengvesnėms orlaivių dalims, be to, jie sutaupo daug degalų. Masės ir stiprumo santykio pranašumas reiškia, kad norint pasiekti vienodą stiprumą, plastikas sveria tik vieną septintąją metalo arba pusę aliuminio. Plastikai taip pat suteikia atsparumą korozijai, jei naudojama atšiaurioje aplinkoje, taip pat turi gana aukštą šiluminį ir mechaninį stabilumą.

Palyginti su stiklu, skaidrus plastikas turi keletą pranašumų aviacijos ir kosmoso pramonėje. Skaidrios plastikinės dalys yra lengvesnės ir pasižymi didesniu atsparumu smūgiams nei stiklas, o tai yra pagrindinis orlaivių saugos faktorius. Skaidrus plastikas gali būti suformuotas keliais būdais ir pagamintas iš tvirtų, skaidrių ir sudėtingų dalių.

Daugelyje orlaivių reikia guolių ir velenų aukšto paviršiaus sutepimo, tačiau kartais sunku juos sutepti dėl savo vietos. Naujoji savaiminio tepimo plastiko technologija daugeliu atvejų išsprendžia šią problemą ir pasiekia ilgą tarnavimo laiką be minimalios priežiūros.

Kaip labai efektyvus elektros izoliatorius, plastikas yra svarbiausias pasirinkimas aviacijos ir kosmoso pramonėje. Daugelis plastikų pasižymi tokiu natūraliu izoliacijos gebėjimu, todėl siūlo didelį medžiagų pasirinkimą, nors kai kurių plastikų laidumas yra beveik lygus nuliui. Karinėse reikmėse plastikas yra efektyvi radarų izoliacinė medžiaga, apsauganti nuo aptikimo.

Be to, plastikai suteikia didelį dizaino lankstumą. Šiandien inžinieriai turi platų spektrą aukštos kokybės termoplastikų ir kompozitų, iš kurių galima pasirinkti, kad būtų patenkinti aukšti bet kokio taikymo reikalavimai.

Galiausiai plastikinių dalių gamyba paprastai yra ekonomiška ir svarbiausia yra pasirinkti geriausią metodą daugumai projektų iš daugybės gamybos būdų.

Aviacijos plastikinių dalių raida

Istoriškai aviacijos ir kosmoso pramonė ir plastiko pramonė pradėjo labai arti - visa tai įvyko Antrojo pasaulinio karo metais.

Karo atsiradimas pagreitino kovoms naudojamų orlaivių plėtrą. 1940 m. JAV prezidentas Ruzveltas padidino metinę karinių orlaivių gamybą nuo 10 000 iki 50 000, kad paremtų karą. Tuo pačiu metu pagrindinių pramonės medžiagų, tokių kaip metalai ir guma, trūkumas karo metu greitai paskatino plastikų naudojimą gamyboje, įskaitant aviacijos ir kosmoso pramonę.

Aviacijos ir kosmoso pramonės inžinieriai iš pradžių naudojo vinilą, kad pakeistų gumines dalis, ypač degalų bakų ir bandomųjų batų viduje. Tada plastikas naudojamas radomei, kuri uždengia radaro įtaisą, sudaryti. Kadangi elektromagnetinės bangos yra beveik skaidrios, plastikas greitai naudojamas, kad būtų kuo geriau perduodamas.

Inžinieriams atradus naujus plastiko savybių naudojimo būdus, suaktyvėjo sėkmingos grandininės reakcijos. Septintajame ir aštuntajame dešimtmečiuose, plėtojant aukštos kokybės plastiką, atvėrė naujas duris. Šiandien aviacijos ir kosmoso plastikinės dalys yra plačiai naudojamos FAA patvirtintoje dalių rinkoje - tai greičiausia ir ekonomiškiausia medžiaga, padedanti aviacijos ir kosmoso gamintojams įsigyti jiems reikalingas dalis. Plastikinės dalys randamos kosminėje erdvėje - nuo fiuzeliažo komponentų iki įvorių, guolių, kronšteinų ir dar daugiau.

Daugelis plastikinių dalių, naudojamų kosminėje erdvėje, yra apdirbamos, o ne formuojamos ar išspaudžiamos. Apdirbimas yra geriausias pasirinkimas, kai dalių, kurias reikia pakeisti, skaičius yra ribotas dėl labai aukšto našumo ir tikslumo, kurį galima pasiekti, taip pat dėl labai griežtų tolerancijų, reikalingų kosmoso projektams.

Be to, apdirbti dažniausiai yra daug pigiau. Jei negaminsite daugybės dalių, pelėsio atidarymo išlaidos bus gana neekonomiškos. Injekcinio formavimo įrankio kaina gali siekti 30 000 USD. Jei jums reikia tūkstančių dalių, pelėsių atidarymo kaina yra priimtina, tačiau aviacijos pramonei paprastai reikia tik vieno šimto ar mažiau.

Akivaizdu, kad atsarginės dalys turi būti pagamintos iš to paties plastiko. Neseniai aviacijos ir kosmoso gamintojai pateikė originalių dalių pavyzdžius plastiko tiekėjams reprodukcijai. Dabar jie leidžia plastiko inžinieriams gauti FAA patvirtintus pavyzdžius tiesiai iš CAD projekto.

Aviacijos plastikas

Turėdami tiek daug aukštos kokybės plastikų, inžinieriai gali pasirinkti geriausią medžiagą bet kokiam pritaikymui. Žemiau yra keletas plastikų, paprastai naudojamų kosmoso pramonėje.

Delrinas (POM) - ši medžiaga sumažina tarpą tarp metalo ir paprasto plastiko, sujungdama atsparumą šliaužimui, stiprumą, standumą, kietumą, matmenų stabilumą ir kietumą. Jis yra atsparus tirpikliams, degalams, atsparus dilimui, mažas dilimas ir maža trintis. Pagrindinės mechaninės paviršiaus savybės leidžia guoliui atlaikyti vidutinį dilimą.

Ultem polieterimidas - tai amorfinė termoplastinė polieterimido (PEI) medžiaga, apjungianti mechanines, šilumines ir elektrines savybes. Jo mechaninis stiprumas, atsparumas karščiui, atsparumas korozijai ir kitos savybės, taip pat lengvas apdorojimas ir paviršiaus apdorojimas gali būti naudojami daugelyje aviacijos ir kosmoso programų.

Polikarbonatas - tai patvarus, labai efektyvus plastikas, kurį lengva apdirbti, jis pasižymi puikiu atsparumu karščiui, todėl dėl jo skaidrumo yra geriausias pasirinkimas optiniams komponentams. Tai didelio stiprumo medžiaga, turinti 25 kartus didesnį akrilo atsparumą smūgiams.

Polieterio etiketonas (PEEK) - polimeras, kuris sujungia stiprumą, standumą ir kietumą ir yra idealiai tinkamas naudoti esant aukštai temperatūrai, aukštai drėgmei ir didelėms apkrovoms. Polietileno etiketonas pasižymi dilimu, atsparumu cheminėms medžiagoms ir drėgmei, taip pat stiprumu ir standumu. Tai taip pat rodo gerą trintį ir atsparumą dilimui. Tai suteikia atsparumą hidrolizei ir ilgą laiką gali būti veikiamas aukšto slėgio vandens ir garų, be stipraus skilimo. Dėl aukšto atsparumo temperatūrai, polietileterketketonas yra idealus pasirinkimas, kai apdirbimo temperatūra viršija ribas, kurias gali atlaikyti įprastas plastikas.

„Torlon“ - šis plastikas gali atlaikyti labai aukštą temperatūrą. Be to, „Torlon“ pasižymi išskirtiniu tvirtumu, tvirtumu ir standumu, taip pat patvarumu ir atsparumu smūgiams. Dėl karščio ir atsparumo slėgiui, kartu su savaiminio sutepimo savybėmis, jis puikiai tinka guoliams.

Nailonas - pagrindinė medžiaga, daugiausia dėl kietumo ir stiprumo. Jis yra atsparus dilimui ir turi gerą atsparumą dilimui. Tai taip pat lengva apdoroti, lengva ir ekonomiška. Dėl puikaus atsparumo dilimui, jis dažnai pakeičia detales, pagamintas iš metalo, gumos ir kitų medžiagų.

Itin didelės molekulinės masės (UHMW) medžiagos - Kai inžinieriai nori pagerinti įrangos efektyvumą ir pagerinti atsparumą dilimui bei triukšmo mažinimo savybes, plastikinėms dalims gaminti jie pasirinks itin didelės molekulinės masės polietileną. UHMW taip pat siūlo puikias eksploatacines savybes, įskaitant temperatūrą, atsparumą smūgiams ir atsparumą dilimui. Jis turi mažesnį trinties koeficientą nei plienas ar aliuminis.

Teflonas - tai angliavandenilis, kuris puikiai tinka naudoti aukštoje temperatūroje ir cheminėje aplinkoje, kur reikalingas aukštas grynumas ir inertiškumas. Jis išlaiko savo veikimą esant įvairiems temperatūrų ir apkrovų diapazonams ir dažniausiai naudojamas aviacijos ir kosmoso pramonėje sandarinimui ir atsparumui cheminėms medžiagoms.

Polisulfonas - ši medžiaga pasižymi dideliu šiluminiu stabilumu, o gatavos dalys yra stabilios ir atsparios šliaužimui ir deformacijai nuolat veikiant apkrovai ir aukštai temperatūrai. Jis pasižymi dideliu atsparumu tempimui, o kylant temperatūrai, lenkimo modulis išlieka aukštas. Polisulfonas yra labai atsparus vandeninėms mineralinėms rūgštims ir oksidatoriams ir yra atsparus daugeliui nepolinių tirpiklių net esant aukštai temperatūrai ir esant vidutinio slėgio lygiui.

Tobulėjant aviacijos ir kosmoso pramonei, vystėsi ir plastikai bei jų pritaikymas. Dėl unikalaus plastikų derinio ir nuolatinio naujų plastikinių medžiagų kūrimo turime pagrindo manyti, kad plastikai ir toliau vaidins pagrindinį vaidmenį inovacijose aviacijos ir kosmoso pramonėje.