工程塑料在航天航空领域的应用

2021-11-11 15:40

工程塑料的性能使其适用于航空航天的奇异应用，，，，，，，这就是为什么已往45年中，，，，，，，工程塑料零部件在航空航天设计中的使用翻了两番。。。。。。。

工程塑料的重量比金属轻得多，，，，，，，这使其适适用于更动态的设计和更轻质的飞机零部件，，，，，，，并且能带来重大的燃料节约。。。。。。。在重量强度比上的优势意味着，，，，，，，要抵达一律强度，，，，，，，工程塑料重量只有金属的七分之一，，，，，，，或是铝的一半。。。。。。。工程塑料还可为飞机卑劣情形的应用提供耐侵蚀性，，，，，，，以及相对较高的热稳固性和机械稳固性。。。。。。。

和玻璃相比，，，，，，，透明塑料在航空制造中的应用也有几大优势。。。。。。。透明塑料零部件重量更轻，，，，，，，并能提供比玻璃更高的耐攻击性，，，，，，，而这对飞机来说正是一个要害的清静因素。。。。。。。透明塑料可以通过几种要领成型，，，，，，，并制作成结实、透明而又重大的零部件。。。。。。。

在许多飞机应用中，，，，，，，关于轴承和轴都要求有高的外貌润滑性，，，，，，，但有时间由于其所处的位置而很难润滑。。。。。。。新的自润滑塑料手艺在许多情形下可以解决这个问题，，，，，，，并能实现长的使用寿命而无需最低限度的维护。。。。。。。

作为一种高效的电绝缘体，，，，，，，工程塑料是一些航空航天应用的第一选择。。。。。。。许多工程塑料具有这种自然的绝缘能力，，，，，，，因而提供了大宗的质料选择，，，，，，，不过有一些工程塑料提供的是靠近零的电导率。。。。。。。在军事应用中，，，，，，，工程塑料关于雷达来说是一种有用的绝缘质料，，，，，，，用来避免被发明。。。。。。。

别的，，，，，，，工程塑料在设计中能提供极大的无邪性。。。。。。。现在，，，，，，，工程师有着许多种高性能的热塑性塑料和复合质料可供选择，，，，，，，可以很好地知足任何应用的高要求。。。。。。。

最后，，，，，，，工程塑料零部件的制造总体来说较量经济，，，，，，，要害是从普遍的制造要领中选出适合大大都项目的最佳要领。。。。。。。

航空工程塑料零部件的演变

从历史来看，，，，，，，航空航天工业和塑料工业腾飞的时间点很是靠近——都是在二次天下大战。。。。。。。

战争的泛起加速了战斗中使用的飞机的生长。。。。。。。1940年，，，，，，，美国总统罗斯福增添了军用飞机的年生产量，，，，，，，从10000增至50000以支持战争。。。。。。。同时，，，，，，，战时要害工业质料如金属和橡胶泛起欠缺，，，，，，，快速推动了塑料在制造业中的应用，，，，，，，包括航空制造。。。。。。。

航空制造业的工程师早先是使用乙烯基质料来替换橡胶零件，，，，，，，特殊是在燃料箱内壁和航行员靴子。。。。。。。之后塑料被用于制造笼罩雷达装置的天线罩。。。。。。。由于对电磁波险些透明，，，，，，，塑料被迅速投入使用，，，，，，，以使传输最大化。。。。。。。

随着工程师发明了新的要领来使用工程塑料的性能，，，，，，，乐成的连锁反应由此被引发。。。。。。。在 20世纪60年月和70年月，，，，，，，高性能工程塑料的生长翻开了新的大门。。。。。。。今天，，，，，，，航空工程塑料零部件被普遍投入FAA批准的零件市场，，，，，，，这种最快、最具本钱效益的质料能资助航空制造商获得所需的零部件。。。。。。。工程塑料零部件大宗泛起在航空航天领域，，，，，，，从机身零部件到衬套、轴承、支架以及更多。。。。。。。

航空应用中的许多工程塑料零部件是机械加工的，，，，，，，而不是成型或挤压的。。。。。。。当需要替换的零部件数目有限时，，，，，，，机械加工是最好的选择，，，，，，，这是由于能实现很是高的性能和精度，，，，，，，以及航空航天设计所需的很是细密的公差。。。。。。。

别的，，，，，，，机械加工通常要自制得多。。。。。。。除非你要生产数目重大的零部件，，，，，，，不然开模用度就会相当不划算。。。。。。。一个注塑成型模具的本钱可能高达3万美金。。。。。。。若是你需要几千个某种零件，，，，，，，那开模本钱是可以接受的，，，，，，，但航空业通常一次只需要一百个或更少。。。。。。。

显然，，，，，，，替换的零部件必需由相同的塑料制成。。。。。。。不久以前，，，，，，，航空制造商会向塑料供应商提供原始零部件的样品用来复制。。。。。。。现在，，，，，，，他们让塑料工程师直接从CAD设计来获得FAA批准的样品。。。。。。。

航空用工程塑料

由于有着云云之多的高性能工程塑料供选择，，，，，，，工程师可以为任何给定的应用选择最佳的质料。。。。。。。下面先容几种常用于航空领域的工程塑料。。。。。。。

迭尔林(聚甲醛树脂)(POM)——这种质料能缩小金属和通俗塑料之间的差别，，，，，，，团结了抗蠕变性、强度、刚度、硬度、尺寸稳固性和韧性。。。。。。。它防溶剂，，，，，，，防燃油，，，，，，，耐磨损，，，，，，，低磨损，，，，，，，低摩擦。。。。。。。其基本的机械外貌性能使轴承能遭受中度的磨损。。。。。。。

Ultem聚醚酰亚胺——这是一种无定形热塑性聚醚酰亚胺(PEI)质料，，，，，，，团结了机械性能、热性能和电气性能。。。。。。。其机械强度、耐热性、耐侵蚀性等特征，，，，，，，以及易于加工和外貌处置惩罚，，，，，，，让其能用于许多航空航天的应用。。。。。。。

聚碳酸酯（PC）——这是一种耐久耐用的高性能塑料，，，，，，，它很容易加工，，，，，，，能提供精彩的耐热性，，，，，，，并且由于其透明度而是光学元件的首选。。。。。。。它是一种高强度质料，，，，，，，攻击强度是压克力的25倍。。。。。。。

聚醚醚酮(PEEK)——这是一种兼具强度、刚度、硬度的聚合物，，，，，，，关于涉及高温、高湿和重负载的应用是一种理想选择。。。。。。。聚醚醚酮融合了抗磨损、耐化学性和耐湿性以及强度和刚度。。。。。。。它还显示出优异的摩擦性能和耐磨性。。。。。。。它提供耐水解性，，，，，，，并可以袒露在高压水和蒸汽中一连很长一段时间，，，，，，，也不会泛起严重的降解。。。。。。。由于其耐高温性，，，，，，，当加工温度凌驾通例塑料能遭受的极限时，，，，，，，聚醚醚酮将是一种理想选择。。。。。。。

聚酰亚胺PI(Torlon)——这种塑料可以遭受很高的温度。。。。。。。别的，，，，，，，Torlon可以提供精彩的强度、韧性和刚度，，，，，，，以及耐久性和抗攻击性。。。。。。。其耐热性和抗压性，，，，，，，再团结自润滑性能，，，，，，，使其很是适适用于轴承。。。。。。。

尼龙(Nylon)——一种焦点质料，，，，，，，主要是由于其韧性和强度。。。。。。。它耐磨损，，，，，，，具有优异的耐磨性。。。。。。。它也很容易加工，，，，，，，轻盈，，，，，，，并且具有高的本钱效益。。。。。。。由于其精彩的耐磨性，，，，，，，经常能替换金属、橡胶以及其他质料的零部件。。。。。。。

超高分子量(UHMW)质料——当工程师想要提高装备效率，，，，，，，提高其耐磨性、降噪性能时，，，，，，，会选择超高分子量聚乙烯来制作塑料零部件。。。。。。。UHMW也提供优异的性能，，，，，，，包括温度、抗攻击、抗磨损。。。。。。。它具有比钢或铝更低的摩擦系数。。。。。。。

聚四氟乙烯(Teflon)—— 这是一种碳氟化合物，，，，，，，能很好地应用于从高温顺化学情形到需要高纯度和惰性的地方。。。。。。。它能在规模广的温度和高负载下坚持其性能，，，，，，，在航空工业中，，，，，，，它通常用于密封和耐化学性的应用。。。。。。。

聚砜(Polysulfone)——这种质料具有高的热稳固性，，，，，，，制成的零部件在一连负载和高温下能坚持稳固以及抗蠕变和抗变形。。。。。。。它具有高的拉伸强度，，，，，，，并且随着温度的升高，，，，，，，弯曲模量仍然很高。。。。。。。聚砜是高度耐无机酸水溶液和氧化剂的，，，，，，，并且纵然在高温顺适度的压力水平下，，，，，，，它仍然能对抗许多非极性溶剂。。。。。。。