항공 우주 부품으로 사용할 수있는 플라스틱

플라스틱의 특성으로 인해 항공 우주 응용 분야에 적합하기 때문에 지난 45 년 동안 항공 우주 설계에 플라스틱 부품을 사용하는 것이 4 배가되었습니다.

플라스틱은 금속보다 훨씬 가볍기 때문에보다 역동적 인 디자인과 가벼운 항공기 부품에 적합하며 연료를 크게 절약 할 수 있습니다. 중량 대 강도 비율의 이점은 동일한 강도를 달성하기 위해 플라스틱이 금속의 1 분의 1 또는 알루미늄의 절반 만 무게를 갖는다는 것을 의미합니다. 플라스틱은 또한 열악한 환경과 기계적 안정성뿐만 아니라 열악한 환경에 적용 할 수있는 내식성을 제공합니다.

투명 플라스틱은 유리와 비교하여 항공 우주 제조 분야에서 몇 가지 장점이 있습니다. 투명한 플라스틱 부품은 무게가 가벼우 며 항공기보다 중요한 안전 요소 인 유리보다 충격에 강합니다. 투명한 플라스틱은 여러 가지 방법으로 형성 될 수 있으며 튼튼하고 투명하며 복잡한 부품으로 만들어 질 수 있습니다.

많은 항공기 응용 분야에서 베어링과 샤프트에는 높은 표면 윤활이 필요하지만 때로는 위치 때문에 윤활하기가 어렵습니다. 새로운 자체 윤활식 플라스틱 기술은 많은 경우이 문제를 해결하고 최소한의 유지 보수없이 긴 서비스 수명을 달성합니다.

고효율 전기 절연체 인 플라스틱은 항공 우주 응용 분야에서 최고의 선택입니다. 많은 플라스틱은 이러한 자연적인 절연 능력을 가지고 있기 때문에 일부 플라스틱은 거의 제로 전도성을 제공하지만 많은 재료를 제공합니다. 군사 응용 분야에서 플라스틱은 탐지를 방지하기 위해 레이더에 효과적인 단열재입니다.

또한 플라스틱은 디자인에 큰 유연성을 제공합니다. 오늘날 엔지니어들은 모든 응용 분야의 높은 요구를 충족시키기 위해 선택할 수있는 광범위한 고성능 열가소성 수지 및 복합 재료를 보유하고 있습니다.

마지막으로, 플라스틱 부품의 제조는 일반적으로 경제적이며, 핵심은 광범위한 제조 방법 중에서 대부분의 프로젝트에 가장 적합한 방법을 선택하는 것입니다.

항공 플라스틱 부품의 진화

역사적으로 항공 우주 산업과 플라스틱 산업은 제 2 차 세계 대전에서 매우 가까워졌습니다.

전쟁의 출현으로 전투에 사용되는 항공기의 개발이 가속화되었습니다. 1940 년, 루즈 벨트 미국 대통령은 전쟁을 지원하기 위해 군용 항공기의 연간 생산량을 10,000에서 50,000으로 늘 렸습니다. 동시에, 전시 기간 동안 금속 및 고무와 같은 주요 산업 재료의 부족은 항공 우주 제조를 포함하여 제조에 플라스틱의 사용을 빠르게 촉진했습니다.

항공 우주 산업의 엔지니어들은 처음에는 비닐을 사용하여 고무 부품, 특히 연료 탱크 및 파일럿 부츠 내부를 교체했습니다. 플라스틱은 레이더 장치를 덮는 레이돔을 만드는 데 사용됩니다. 전자기파는 거의 투명하기 때문에 플라스틱은 전송을 최대화하기 위해 빠르게 사용됩니다.

엔지니어가 플라스틱의 특성을 활용하는 새로운 방법을 발견하면서 성공적인 연쇄 반응이 시작되었습니다. 1960 년대와 1970 년대에 고성능 플라스틱의 개발은 새로운 문을 열었습니다. 오늘날 항공 우주 플라스틱 부품은 항공 우주 제조업체가 필요한 부품을 얻는 데 도움이되는 가장 빠르고 비용 효율적인 FAA 승인 부품 시장에서 널리 사용됩니다. 플라스틱 부품은 동체 구성 요소에서 부싱, 베어링, 브래킷 등에 이르기까지 항공 우주 분야에서 사용됩니다.

항공 우주 분야의 많은 플라스틱 부품은 성형 또는 압출이 아닌 가공됩니다. 항공 우주 설계에 필요한 매우 엄격한 공차뿐만 아니라 달성 할 수있는 매우 높은 성능과 정밀성으로 인해 교체해야하는 부품 수가 제한 될 때 가공이 최선의 선택입니다.

또한 가공은 일반적으로 훨씬 저렴합니다. 많은 수의 부품을 생산하지 않는 한 금형을 여는 데 드는 비용은 상당히 비 경제적입니다. 사출 성형 도구의 비용은 최대 30,000 달러입니다. 수천 개의 부품이 필요한 경우 금형 개방 비용이 허용되지만 항공 산업은 일반적으로 한 번에 백 개 이하 만 필요합니다.

교체 부품은 반드시 동일한 플라스틱으로 만들어야합니다. 얼마 전, 항공 우주 제조업체는 재생산을 위해 원래 부품 샘플을 플라스틱 공급 업체에 제공했습니다. 이제 플라스틱 엔지니어는 CAD 설계에서 FAA 승인 샘플을 직접 얻을 수 있습니다.

항공 플라스틱

선택할 수있는 고성능 플라스틱이 너무 많기 때문에 엔지니어는 모든 응용 분야에 가장 적합한 재료를 선택할 수 있습니다. 다음은 항공 우주 산업에서 일반적으로 사용되는 플라스틱 중 일부입니다.

Delrin (POM)-이 재료는 금속과 일반 플라스틱 사이의 간격을 줄여 내 크리프, 강도, 강성, 경도, 치수 안정성 및 인성을 결합합니다. 내용 제성, 연료 저항성, 내마모성, 낮은 마모 및 낮은 마찰력입니다. 기본적인 기계적 표면 특성으로 베어링이 적당한 마모를 견딜 수 있습니다.

Ultem Polyetherimide-기계적, 열적, 전기적 특성을 결합한 비정질 열가소성 폴리 에테르이 미드 (PEI) 소재입니다. 기계적 강도, 내열성, 내식성 및 기타 특성은 물론 쉬운 처리 및 표면 처리는 많은 항공 우주 응용 분야에서 사용될 수 있습니다.

폴리 카보네이트-내구성이 뛰어나고 성능이 우수한 플라스틱으로 가공이 쉽고 내열성이 우수하며 투명성으로 인해 광학 부품에 선호되는 선택입니다. 아크릴 충격 강도의 25 배인 고강도 소재입니다.

폴리 에테르 에테르 케톤 (PEEK) – 강도, 강성 및 경도를 결합한 폴리머로 고온, 고습 및 고하 중 관련 어플리케이션에 이상적입니다. 폴리 에테르 에테르 케톤은 내마모성, 내 화학성 및 내 습성 및 강도 및 강성을 통합합니다. 또한 마찰과 내마모성이 우수합니다. 그것은 가수 분해 저항성을 제공하고 심한 열화없이 오랜 시간 동안 고압의 물과 증기에 노출 될 수 있습니다. 고온 저항으로 인해 폴리 에테르 에테르 케톤은 가공 온도가 기존 플라스틱이 견딜 수있는 한계를 초과 할 때 이상적인 선택입니다.

Torlon-이 플라스틱은 매우 높은 온도를 견딜 수 있습니다. 또한 Torlon은 뛰어난 강도, 인성 및 강성뿐만 아니라 내구성 및 내 충격성을 제공합니다. 자체 윤활 특성과 결합 된 내열성 및 내압성은 베어링에 이상적입니다.

나일론-인성과 강도로 인해 핵심 재료. 내마모성과 내마모성이 우수합니다. 또한 처리하기 쉽고 가벼우 며 비용 효과적입니다. 우수한 내마모성으로 인해 종종 금속, 고무 및 기타 재료로 만들어진 부품을 대체합니다.

UHMW (Ultra High Molecular Weight) 재료-엔지니어가 장비 효율성을 개선하고 내마모성 및 소음 감소 성능을 향상 시키려면 플라스틱 부품을 만들기 위해 초고 분자량 폴리에틸렌을 선택합니다. UHMW는 또한 온도, 내 충격성 및 내마모성을 포함한 우수한 성능을 제공합니다. 강철이나 알루미늄보다 마찰 계수가 낮습니다.

테프론 (Teflon)-높은 순도와 불활성이 요구되는 고온 및 화학 환경에서 사용하기에 적합한 플루오르 카본입니다. 광범위한 온도 및 하중에 대한 성능을 유지하며 항공 우주 산업에서 밀봉 및 내 화학성 응용 분야에 일반적으로 사용됩니다.

폴리 설폰-이 소재는 열 안정성이 높고 완성 된 부품은 안정적이며 연속 하중 및 고온에서 크리프 및 변형에 강합니다. 인장 강도가 높고 온도가 상승함에 따라 굴곡 탄성률이 높게 유지됩니다. 폴리 설폰은 수성 무기산 및 산화제에 대한 내성이 높으며 고온 및 중간 압력 수준에서도 많은 비극성 용매에 내성이 있습니다.

항공 우주 산업의 발전에 따라 플라스틱 및 그 응용 분야도 개발되었습니다. 플라스틱의 독특한 조합과 새로운 플라스틱 재료의 지속적인 개발로 인해, 우리는 플라스틱이 항공 우주 산업의 혁신에 계속 중요한 역할을 할 것이라고 믿어야 할 이유가 있습니다.