Авиационный пластик что это

Быстрее, выше, прочнее

Конструкционные полимерные композиты

Их применение актуально везде, где важны легкость и прочность, в первую очередь в авиации: от веса самолета напрямую зависит расход топлива. В автомобильной промышленности из углепластиков делают спорткары, болиды «Формулы-1», элитные модели легковых автомобилей и электромобили. Все, что двигается быстро, сейчас стараются делать из композитов.

Авиационный пластик что это. materials carbon laminate. Авиационный пластик что это фото. Авиационный пластик что это-materials carbon laminate. картинка Авиационный пластик что это. картинка materials carbon laminate
Схема лайнера Boeing-787. Темно-серым цветом выделены детали из углепластика // boeing.com

Разработка новых материалов

Композиционные материалы совершенствуются: прочность и легкость материала зависят от инжиниринга детали, вида наполнителя. Разработчики постоянно улучшают параметры углеродных волокон, меняют типы выкладок и совершенствуют технологии формования.

Чтобы производить термостойкие материалы, получают новые полимеры.

В технологии при создании новых полимерных матриц есть ограничение: нужно отталкиваться от исходных веществ, которые уже есть в тоннажном производстве и недорого стоят. Композитная отрасль в России достаточно маленькая, и запускать новое производство узкоспециализированных реагентов нерационально.

Формирование деталей

Как получить готовое изделие из композита? Изначально технология была похожа на изготовление папье-маше: брали волокно, промазывали кисточкой и клали следующий слой. Некоторые изделия производят таким способом до сих пор, но риск человеческой ошибки слишком высок. Сейчас процесс производства стремятся максимально автоматизировать.

Авиационный пластик что это. 987d8506e1afb62ffd134db3b0b95a54. Авиационный пластик что это фото. Авиационный пластик что это-987d8506e1afb62ffd134db3b0b95a54. картинка Авиационный пластик что это. картинка 987d8506e1afb62ffd134db3b0b95a54
Российский пассажирский лайнер МС-21. Крылья и фюзеляж выполнены из полимерных композитных материалов // uacrussia.ru

Минусы композиционных материалов

Использование композитов позволяет сокращать количество частей в детали, тем самым ускоряя сборку самолета, и получать изделия сложной формы. В отличие от металлов, композиты не подвержены усталости. В то же время полимерные композиты имеют ряд недостатков: композиционные материалы пока что значительно дороже, чем металлы, и их использование окупается лишь при долгой эксплуатации.

Источник

Применение реактопластов в авиастроении

Авиационный пластик что это. f751313c9820216baa66273af2a394ce. Авиационный пластик что это фото. Авиационный пластик что это-f751313c9820216baa66273af2a394ce. картинка Авиационный пластик что это. картинка f751313c9820216baa66273af2a394ce

Полимеры в авиастроении позволяют значительно снизить массу авиационного аппарата и, как следствие, повысить их нагрузку и дальность перелетов. Минимальная вероятность обнаружения локаторами полимерного материала активно используется в изготовлении военной авиационной техники. Благодаря своим техническим характеристикам, применение полимерных продуктов в авиации продолжает расширяться. Одними из самых популярных полимеров, используемых в данной сфере, являются реактопласты.

Основные характеристики реактопластов

Виды реактопластов

В зависимости от входящих компонентов, различают следующие виды авиационного пластика:

Каждый материал имеет свои сильные стороны, но любой из них обладает очень высокой прочностью и жесткостью. Исследования показали, что комбинация боропластика и углепластика превышает по жесткости алюминий в 8 раз

Реактопласт – применение в авиастроении

Основные сферы применения реактопластов в авиации следующие:

Использование реактопластиков позволяет снизить массу вертолетов на 35%, самолетов вертикального взлета – на 21%, военно-транспортных самолетов – на 22%.

Отдельно следует отметить фенопласты, которые наделены хорошими теплозащитными свойствами. Фенопласт применяется, как и другие виды полимеров, для производства различных элементов самолетов и вертолетов, в местах, где нужна теплоизоляция.

С развитием современных технологий роль реактопластов возрастает. В частности, углеродопластик, благодаря своим возможностям и доступной стоимости в перспективном будущем практически полностью заменит металл в авиационной промышленности.

Источник

Авиационный пластик что это

Использование пластмассовых композитов в авиационно-космической промышленности в былые времена ограничивалось внешней обшивкой самолетов, носками крыла и задними кромками крыла, бортовыми кухнями воздушного судна и прочими применениями для производства не конструкционных деталей. Но в наши дни пластмассовые композиты используются для производства таких несущих конструкций, как крылья, фюзеляжи и поперечные балки…

Заменяя алюминий и другие металлы при производстве деталей самолетов на высокоэффективные композиты низкой плотности, создатели самолетов надеются снизить массу своих самолетов. А это может привести к сокращению платы за топливо для клиентов самолетов коммерческой авиации, которые постоянно сталкиваются с ростом конкуренции и беспрецедентным повышением топливных затрат.
Примерно 15% от структурной массы современного гражданского самолета в наши дни составляют пластиковые композиты, преимущественно, изготовленные из углеродной пластмассы, армированной волокном. В запускаемом в настоящее время в производство новом поколении самолетов будет использовано до 50% конструкционных композитов. Согласно исследованию использования пластмассовых композитов в авиационно-космической промышленности, которое подготовило EADS Deutschland GmbH (European Aeronautic Defense and Space Co), детали самолетов, изготовленные из композитов, на 15-20% легче, чем аналогичные детали, изготовленные из алюминия. Экономия на эксплуатационных расходах за счет уменьшения массы самолетов оценивается в отчете суммой от 100 до 1000 евро (в зависимости от области применения) на килограмм сэкономленной массы. Такая экономия образуется за счет более низких затрат на топливо и меньшей потребности в материально-техническом обслуживании, которое при использовании металлов возникает из-за их усталости и коррозии.

Таблица 1: Сопоставление физических свойств различных фторополимеров.

Несмотря на существенные преимущества, которые дает их использование, пластмассовые композиты все еще встречаются с препятствиями на пути своего продвижения на авиационно-космическую арену. Во-первых, они зачастую дороже, чем сопоставимые металлические материалы. Они также испытывают конкуренцию со стороны новых облегченных сплавов металлов и композитов. Кроме того, сертификация пластмассовых композитов – или любых иных новых материалов – для использования при производстве несущих конструкций самолетов, представляет собой долгий процесс, на который требуются месяцы и годы дорогостоящих испытаний безопасности.
Для того чтобы значительно повысить конкурентоспособность пластмассовых композитов, производители разрабатывают технологии более низкозатратного производства, которое менее трудоемко и капиталоемко, а также более компьютеризировано, чем традиционные методы.

Авиационный пластик что это. 608. Авиационный пластик что это фото. Авиационный пластик что это-608. картинка Авиационный пластик что это. картинка 608

Рис. 1. В конструкции Airbus A380, самолета коммерческой авиации, который должен быть введен в коммерческую эксплуатацию в 2008г., будут широко использоваться полимерные композиты во всех частях конструкции.

Материалы
В состав каучуков, используемых в авиационно-космической промышленности, входит много термоотверждающихся пластиков. К их числу относятся эпоксидная, фенольная, бисмалеимидная, уретановая, цианоэфирная и винилэфирная смолы. Используются также и термопластики, включая поликарбонат, полиэтилентерефталат (PET), нейлон, сополимер акрилонитрил-бутадиен-стирола (АБС), ацеталь, полиэтилен, полистирол и жидкокристаллические полимеры. В качестве наиболее часто используемых материалов для армирования авиационно-космических композитов используются волокна, тканые материалы или пленки, изготовленные из углерода, стекла или арамида.

Авиационный пластик что это. 609. Авиационный пластик что это фото. Авиационный пластик что это-609. картинка Авиационный пластик что это. картинка 609

Рис. 2. Почти 50% материалов, из которых производится самолет Boeing 787, будут изготавливаться из композитов (схема применения материалов).

Для производства высококачественных композитов, используемых для конструкционных применений при производстве самолетов, обычно используют эпоксидные и фенольные смолы. Для армирования, как правило, используют углеродное волокно. Чаще всего такое волокно изготавливается путем воздействия очень высоких температур на нити из полиакрилонитрила (PAN).

Авиационный пластик что это. 610. Авиационный пластик что это фото. Авиационный пластик что это-610. картинка Авиационный пластик что это. картинка 610

Рис. 3. Недавно завершенный компанией Boeing цельный полномасштабный композитный фюзеляж для 787. Габариты конструкции почти 7 м в длину и 6 м в ширину.

Наслаивание с предварительной пропиткой
Для производства конструкционных пластмассовых композитов наиболее часто используемой технологией является насыщение тканых материалов из углеродного волокна матрицей из невулканизированной смолы, такой как эпоксидная, для формирования предварительно пропитанной конструкции. В ходе следующего этапа, который называется наслаивание, специалисты помещают предварительно пропитанную деталь в пресс-форму, располагая поверх сотоподобную структуру, затем основная часть покрывается дополнительными слоями предварительно пропитанных листов. Затем детали вулканизируют в автоклаве под воздействием высокой температуры и давления (технология соединения внешних слоев с внутренней основной частью). Затем получаемую композитную панель подгоняют по размеру.
Наслаивание с предварительной пропиткой представляет собой метод производства, используемый для создания крыльев для нового реактивного самолета Boeing 787, который на 50% состоит из композитов: на сегодняшний день это самая большая доля композитов, используемая при производстве самолетов коммерческой авиации. Планируется, что самолет, который будет перевозить 200-300 пассажиров, начнет совершать регулярные рейсы в 2008г. Как сообщают в компании Boeing, он будет расходовать на 20% топлива меньше, чем реактивные лайнеры того же размера. Также крылья, передняя часть фюзеляжа и хвост нового европейского боевого самолета Eurofighter Typhoon изготовлены из пластмассовых композитов, произведенных методом наслаивания.

Авиационный пластик что это. 611. Авиационный пластик что это фото. Авиационный пластик что это-611. картинка Авиационный пластик что это. картинка 611

Рис. 4. Наслаивание используется для производства композитного хвостового стабилизатора для штурмовика военно-морского флота США F/A-18E/F.

Метод наслаивания предварительно пропитанных углеродных/эпоксидных слоев используется также для создания отсека вертикального хвостового оперения нового реактивного самолета на 555 мест Airbus A380, который станет самым большим в мире самолетом коммерческой авиации, когда он вступит в эксплуатацию в 2008г.

Автоматизированное нанесение пленки
Для сокращения эксплуатационных расходов некоторые методы производства авиационных композитов, включающие процесс предварительного пропитывания, могут быть автоматизированы. Одной из таких технологий является технология «нанесения пленки»: в ходе этого процесса предварительно пропитанная пленка из углеродного волокна и смолы наматывается на стержень. Намотанная пленка затем вулканизируется в автоклаве, стержень удаляется, а форма композита сохраняется. Когда форма сложная, наматывание пленки может производиться машиной, так что пленка надежно прилегает по всем сложным контурам формы. Такая технология автоматизированного нанесения пленки будет использована для производства центральной части крыла самолета Boeing 787.

Авиационный пластик что это. 612. Авиационный пластик что это фото. Авиационный пластик что это-612. картинка Авиационный пластик что это. картинка 612

Рис. 5. Установка нанесения пленки для производства частей самолета Airbus A380.

С технологией автоматизированного нанесения пленки тесно связана технология формования намоткой волокон, при которой установка наматывает волокна углерода или другого армирующего материала на вращающийся стержень. Головка держателя волокна двигается туда и обратно в то время, как стержень вращается, так что пучки волокон наматываются единообразно. Как правило, волокна окунают в ванну со смолой непосредственно перед наматыванием, хотя без ванны можно обойтись, если использовать предварительную подготовку нити (непрерывную нить, предварительно пропитанную смолой). После вулканизации в автоклаве стержень удаляют. Формование намоткой нити в настоящее время используется для производства целых фюзеляжей реактивных самолетов на несколько пассажиров.

Трансферное формование пластмасс (RTM)
При использовании данной технологии жидкая смола и катализатор помещаются в закрытую форму, в которую перед этим поместили предварительно отформованную заготовку с волоконной основой. Вулканизация смолы происходит в форме, обычно с применением повышенных температур. Готовая деталь затем извлекается. Оборудование для этой технологии относительно недорого, поскольку не требуется дорогостоящего автоклава. Другим плюсом технологии RTM является возможность соединения крупногабаритных деталей. RTM используется для производства манипуляторов дверных петель нового Airbus A380. Детали производят из тканого материала с углеволокном и эпоксидной смолой.

Авиационный пластик что это. 613. Авиационный пластик что это фото. Авиационный пластик что это-613. картинка Авиационный пластик что это. картинка 613

Рис. 6. Трансферное формование пластмасс используется для изготовления вертикального стабилизатора из углеродного/эпоксидного композита для нового служебного реактивного самолета Dassault Falcon 7X.

Тогда как для RTM необходима форма состоящяя из двух половин, разновидность RTM, называемая транферное формование пластмасс с помощью вакуума (VARTM), позволяет производить детали для авиационно-космической промышленности на одной открытой форме. При использовании данной технологии предварительно отформованную заготовку помещают в одну половину формы, затем поверх формы надевается мешок, чтобы обеспечить герметичность. Когда в покрытой форме создается вакуум, смола засасывается в форму через впускное отверстие в заготовку, а затем окончательно отвердевает. Технология VARTM позволяет производить крупные детали, в которых практически нет дефектов. Эта технология также дешевле, чем RTM, поскольку используется только половина формы. VARTM изучалась одним подрядчиком (Lockheed Martin Space Systems) как один из способов снижения затрат на производство приборного отсека ракетного комплекса Trident II D5 путем интеграции состоящего из 61 части агрегата в единое целое. Производитель пришел к выводу, что новая технология сулит сокращение эксплуатационных затрат до 75%.

Авиационный пластик что это. 614. Авиационный пластик что это фото. Авиационный пластик что это-614. картинка Авиационный пластик что это. картинка 614

Рис. 7. Установка трансферного формования пластмасс, управляемая компьютером.

Вливание пленки на основе смолы
Другой основанной на использовании вакуума технологией для авиационно-космических композитов является вливание пленки на основе смолы (RFI). При использовании этой технологии, полутвердые пленки на основе смолы переплетаются с сухими тканевыми материалами в односторонней форме. Затем на установку надевают эластичный мешок для вакуумного формования и откачивают воздух, оказывая давление на многослойную структуру и вытесняя любой вовлеченный воздух. При применении высоких температур пленка расплавляется и пропитывает тканевый материал жидкой смолой, которая со временем отвердевает. Подобно ряду других усовершенствованных технологий, RFI не требует наличия автоклава. Произведенные на основе данной технологии детали, как правило, не имеют пустот. Один из подрядчиков (GKN Aerospace) использует технологию RFI для создания различных конструктивных узлов для крыльев Airbus A380, и будет поставлять произведенные с использованием RFI лонжероны крыла для нового военного транспортного самолета Airbus A400M.

Сочетание высоких топливных затрат и конкурентная борьба между авиакомпаниями стимулирует внедрение мер по сокращению затрат в авиационно-космической промышленности. Опорные конструкции из пластмассовых композитов, с их небольшой массой, высокой прочностью и устойчивостью к усталости и коррозии, позволяют авиакомпаниям экономить. Сложной задачей, стоящей перед производителями композитных материалов, является разработка технологий производства с более низкими затратами, которые сделали бы композиты конкурентоспособными по отношению к легким сплавам металлов и маталлокомпозитам, которые тоже участвуют в борьбе за ведущую роль в производстве будущих самолетов. Новые композитные технологии, которые исключают дорогостоящее автоклавное оборудование, представляют собой один из способов решения этой задачи отраслью, занимающейся переработкой пластмасс.

Авиационный пластик что это. ptr3. Авиационный пластик что это фото. Авиационный пластик что это-ptr3. картинка Авиационный пластик что это. картинка ptr3

19.04.2011 Продаем скипидар Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем растворители Нижний Новгород

Источник

Изделия из пластмасс

Наряду с облагороженной древесиной в самолетостроении до­вольно широко применяют материалы и изделия из пластических масс.

Пластмассами, или пластиками, называют композиции из раз­личных искусственных полимеризующихся (способных к уплотнению) смол с наполнителями или пластификаторами. Благодаря малому удельному весу, сравнительно высоким механическим качествам, про­стоте технологической обработки пластики находят большое примене­ние в конструкциях самолетов. В самолетостроении применяют прозрачные пластики следующих основных типов: целлулоид, цел — лулон и акралиты; к последним относятся плексигласе, плексигум, акрилоад и др.

Слоистые пластики (текстолит, гетинакс, бакелитовая фанера) получают на специальных пропиточных машинах. Ткань для текстолита, бумагу для гетинакса и фанеру пропускают через спе­циальную ванну со спиртовым раствором фенольной смолы — баке­лита, которая при нагревании проходит три стадии превра­щения.

Бакелит А, или резол,— свежеприготовленная смола. Она плавится, растворяется в спирте, в ацетоне, в щелочах. Бакелит В, или резитол, представляющий резинообразную массу, получают путем нагревания резола. Бакелит С, или резит, представляет окончательный продукт после нагревания резитола; резит стоек к действию соляной и серной кислот и бензина, не плавится и не набухает в растворителях.

Фрикционные и антифрикционные пла­стики — асболит, асботекстолит, феродо — в основном состоят из волокнистого асбеста, смешанного с минеральными наполнителями (каолин, гипс) и пропитанного фенольными смолами. К электроизо­ляционным пластикам относят микрофолий, представляющий спе­циальную композицию бумаги (или тонкой ткани), тонкой слюды и глифталевой смолы, микалекс — для высоких температур и другие органические, неорганические пластики и их композиция.

К тепло-звукоизоляционным пластикам относятся виамиз (пробка толщиной 25 мм), вермикулит (препарат смолы, прогретой при высокой температуре).

В качестве примера рассмотрим процесс обработки плексигласса ким и хорошо поддастся обработке режущим инструментом. При даль­нейшем повышении температуры до 250° плексигласе мутнеет и не вос­станавливает своих прозрачных свойств.

Прямолинейные заготовки из листа можно вырезать острым резцом, причем надрез делают на половину толщины листа, а затем его ло-і мают, подобно тому как это делают при резке стекла. Отверстия дна— метром до 6 мм сверлят при больших скоростях, а отверстия больше 6 мм — на малых скоростях; сверло должно быть заточено под углом 40°.

Плексигласе хорошо поддается фрезерованию и точению. Eroi можно изгибать в разных плоскостях, пользуясь шаблонами, покры­тыми текстильным материалом. Для этого плексигласе нагревают в горячем масле до 90—12СР, накладывают на шаблон и прижимают струбцинками, давая ему остыть в течение часа.

Плексигласе хорошо склеивается ацетоном. Шов после склейки высушивают в течение 2—3 часов. При склейке применяют запрес­совку шва, применяя усилие 0,3 кг/см’2. Разрывающее усилие шва : достигает 4 кг/см2.

Целлулоид, так же как плексигласе, хорошо поддается обработке режущими инструментами, а также гнется при температуре 70°. I При нагревании свыше 80° целлулоид мутнеет, теряет свою прозрач — — ность и искажает изображение. Целлулоид легко воспламеняется, и это ограничивает его применение.

Целлон в отличие от целлулоида не горюч, но менее морозостоек, чем целлулоид, и потому применение его также ограничено.

Изготовление нужных изделий заводы пластмасс производят по ■ чертежам. Для механической обработки этих пластмасс применяют деревообделочные станки. Режимы обработки приведены в табл. 51.

Скорости резания при обработке пластмасс (и/мин)

Источник

Применение термопластиков в авиакосмической промышленности.

Что же такое термопластичное связующее?

Авиационный пластик что это. specializirovannyj instrument 1 thumb w250 h229. Авиационный пластик что это фото. Авиационный пластик что это-specializirovannyj instrument 1 thumb w250 h229. картинка Авиационный пластик что это. картинка specializirovannyj instrument 1 thumb w250 h229Термопласты — полимерные материалы, которые при обычной температуре находятся в твёрдом состоянии, а при её повышении они переходят в высокоэластичное и далее в вязкотекучее состояние, что обеспечивает возможность формования их различными методами. Эти переходы обратимы и могут повторяться многократно, что позволяет, в частности, производить переработку бытовых и производственных отходов из термопластов в новые изделия.

Полимеры-термопласты могут иметь линейное или разветвлённое строение, быть аморфными (полистирол, полиметилметакрилат) либо полукристаллическими (полиэтилен, полипропилен).

Термопластичные связующие широко распространены, и мы постоянно сталкиваемся с их применением. Примеры наиболее распространённого применения:

Авиационный пластик что это. specializirovannyj instrument 2 thumb w585 h285. Авиационный пластик что это фото. Авиационный пластик что это-specializirovannyj instrument 2 thumb w585 h285. картинка Авиационный пластик что это. картинка specializirovannyj instrument 2 thumb w585 h285

В таблице 1 вы можете ознакомиться с существующими термопластичными связующими.

При производстве полимерного композиционного материала на основе термопластичной матрицы в качестве армирующего материала используется: стеклоткань, углеволокно, арамидное волокно, базальтовое волокно, нетканые материалы, а также используется пена и препреги. Всё ранее перечисленное повышает механические свойства изделия и технически рассматривается как композиционный материал.

Если проводить сравнение между термопластичными и термоотрвеждаемыми композитами, то можно выделить ряд явных преимуществ первых.

Преимущества термопластичных связующих относительно термоотверждаемых связующих.

С точки зрения самого материала, термоотверждаемые композиты, когда их нагревают, не могут быть переплавлены или переформованы, в то время как термопластичные композиты – это перерабатываемые в расплаве полимеры, что обеспечивает более простой процесс производства.

Например, термопластики нагреваются, плавятся или размягчаются, им придается форма и затем они охлаждаются до конечной твердой формы, что позволяет легко их перерабатывать и ремонтировать.

Термопластики, из сырых материалов, имеют очень высокий гарантийный срок хранения, а также стоимость их намного ниже, чем у термоотверждаемых композитов (а именно препрегов), у которых стандартный гарантийный срок составляет менее 6 месяцев и требует затратного хранения при определённой температуре.

Обычно термопластики нагреваются, формуются и охлаждаются быстро, в то время как термоотверждаемые связующие имеют более длительное время (десятки минут, а иногда и часы) выдержки при определенной температуре для достижения отверждения. В конечном счете при выборе термопластичного связующего Вы значительно сокращаете затраты на электроэнергию.

Термопластики и их инновационная обработка исключают необходимость формования в автоклаве, что сокращает капитальные затраты, требования к производственной площадке и проблемы технологической переработки относительно термоотверждаемых препрегов.

Обработка термопластиков вместо термоотверждаемых композитов является прекрасным решением проблемы защиты окружающей среды. Термопластики по определению могут быть полностью переработаны, и во время их обработки практически не выделяются летучие органические вещества (ЛОВ).

Применение термопластиков в авиакосмической промышленности.

В аэрокосмической отрасли существует ряд причин использовать более дорогие термопластичные связующие вместо термоотверждаемых.

Для авиакосмического сектора, в основном используют 3 типа связующих:

PEEK (полиэфироэфиркетон)

PEEK – это самый известный представитель жаропрочных термопластичных связующих с температурой плавления 335°C (635°F). Применяемый в промышленности уже более 20 лет, он обладает самыми высокими характеристиками из имеющихся на рынке термопластиков, и считается основным материалом среди термопластичных препрегов, используемых в авиакосмической промышленности.

PEEK обладают стойкостью практически ко всем органическим и неорганическим химическим веществам. Они также не поддаются гидролизу при температуре до 280°C (536°F). С другой стороны, они не устойчивы к воздействию ультрафиолетового (УФ) излучения, концентрированной азотной кислоты, общего окисления и некоторых галогенированных углеводородов. Это один из самых дорогих конструкционных термопластиков, поэтому в промышленности существуют всего несколько поставщиков.

PEI (полиэфиримид)

Авиационный пластик что это. specializirovannyj instrument 3 thumb w250 h177. Авиационный пластик что это фото. Авиационный пластик что это-specializirovannyj instrument 3 thumb w250 h177. картинка Авиационный пластик что это. картинка specializirovannyj instrument 3 thumb w250 h177PEI – это высококачественное огнестойкое термопластичное связующие, которое относится к группе жаропрочных пластиков – до 200°C (392°F) с низким выделением дыма. Он используется в качестве композитной матрицы в многочисленных внутренних конструкциях воздушного судна, включая панели перекрытия, герметические перегородки и другие компоненты. К сожалению, PEI подвержен действию противообледенительных жидкостей, что мешает его широкому применению в наружной части самолета.

Он обладает очень высокой прочностью, которая может быть в дальнейшем увеличена с помощью добавления стекло- или углеродных волокон. PEI обладает высокой диэлектрической прочностью, устойчив к гидролизу и не поддается воздействию ультрафиолетового и гамма излучения.

PPS (полифениленсульфид)

Эти три представляющих интерес для композитного рынка полимера – PEEK, PEI и PPS – все чаще применяются в авиакосмической промышленности. В то время как долгосрочные вложения в улучшение качества PEEK материалов привели к созданию хорошей базы данных и истории полетов. Так как эти полимеры получают более широкое признание в промышленности, ожидается снижение затрат на все авиакосмические композитные материалы.

Снижение веса – еще одно преимущество термопластичных препрегов. Несущие конструкции самолетов заменяются термопластиками. Более легкие авиалайнеры значительно помогают снизить затраты на топливо и эксплуатацию, что очень важно с точки зрения экономии.

Композиты захватывают все больше областей применения традиционных металлов в воздушном судне. Они достигли такого уровня развития, что некоторые сложные детали, производимые из термопластика невозможно изготовить из металла. И даже если эти детали получится изготовить из металла, затраты будут непомерно высокими.

Сегодня порядка 1000 деталей для авиалайнера Airbus A380, который весит больше 2,5 тонн, производится из композитов с PPS матрицей. Этот высококачественный композитный материал используется в наружных частях самолёта, например, в передних кромках крыла или в нервюрах и крепежных элементах, которые укрепляют фюзеляж. Применение во внутренних конструкциях включает поясничную опору, изготовленную из упрочненных углепластиков и встроенную в спинку кресла. Она весит всего 150 грамм, тогда как аналогичная опора из алюминия весит 280 грамм – почти в два раза больше.

Авиационный пластик что это. specializirovannyj instrument 4 thumb w250 h124. Авиационный пластик что это фото. Авиационный пластик что это-specializirovannyj instrument 4 thumb w250 h124. картинка Авиационный пластик что это. картинка specializirovannyj instrument 4 thumb w250 h124

В ближайшем будущем будут установлены патентованные модульные рамы из термопластика, для пассажирских сидений, что поможет еще больше снизить вес и затраты. Эти каркасы сидений производятся из PPS термопластика, соединенного с углеволокном, для изготовления недорогой ленты. Эта лента нарезается по заданной ширине и сплетается, а затем используется для изготовления высококачественных однонаправленных заготовок, которые могут быть быстро помещены в специальные формы и за считанные минуты превращаются в готовые изделия.

Новые рамы сидений из PPS композитов весят значительно меньше, чем их алюминиевые аналоги и при этом отвечают высоким требованиям крутящей нагрузки. Они также соответствуют требованиям Федерального авиационного управления США по огнестойкости и токсичности, по которым уже невозможно выполнять каркасы сидений из термоотверждаемых связующих.

На основе зарубежных изданий и производителей, термопластичные связующие начали применяться в высокотехнологических пластиках в авиастроении. Например, производитель TICONA FORTRON использовал материалы на основе PPS (полифенилен сульфид) и углеродного волокна в определенной пропорции для коммерческого авиационного транспорта нового самолета Gulfstream серии G 650 еще в 2009 году. Затем препрег на основе термопластичной матрицы из углеродного волокна попал и в Airbus А 350 XWB, а так же А380, конечным производителем продукта является компания Ten Cate, серия Cetex. Так же, в данном секторе авиастроения и высокотехнологичных пластиках представлены такие компании, как: CYTEC (марка DECLAR), Porcher industries или к примеру Toho Tenax (марка Tenax TPUD или TPCL).

Авиационный пластик что это. specializirovannyj instrument 5 thumb w250 h124. Авиационный пластик что это фото. Авиационный пластик что это-specializirovannyj instrument 5 thumb w250 h124. картинка Авиационный пластик что это. картинка specializirovannyj instrument 5 thumb w250 h124

Gulfstream G650 бизнес-джет с первым в своем роде рулем управления из термопластичных композитов на основе Fortron® полифениленсульфид (PPS), разработанного компанией Royal Ten Cate.

Авиационный пластик что это. specializirovannyj instrument 6 thumb w250 h128. Авиационный пластик что это фото. Авиационный пластик что это-specializirovannyj instrument 6 thumb w250 h128. картинка Авиационный пластик что это. картинка specializirovannyj instrument 6 thumb w250 h128

Carbon/ Fortron® полифениленсульфид (PPS) композиты используются в пассажирском сиденье (авиация) производителем Dynamics inc.

Fortron (Ticona)® на основе PPS применяются в аэрокосмической сфере при производстве сложных изделий, таких как передняя кромка крыла Airbus A380. Они были выбраны благодаря низкой стоимости и превосходному исполнению в критических окружающих условиях.

Вполне успешно наши российские институты разработали собственные материалы, к примеру ЦНИИ КМ ПРОМЕТЕЙ разработал новый материал УПФС – на основе термопластичного связующего PPS и углеродного волокна Т-15, получив на него патент.

Ниже, представлены некоторые примеры и характеристики термопластичных связующих.

Тип термопластаОценка ударной прочности*КИ, % О 2Химическая устойчивостьСпецифика
PPSхорошая44отличнаяМикротрещины
Peek (Полиэфиркитон)отличная24хорошаяЗамечательные трибологические свойства и устойчивость к гидролизу, теплостойкий, кристаллический.
PEI (Полиэфиримид)очень хорошая47очень хорошаяНе очень хорош при воздействии горячих гидравлических жидкостей; светопроницаемый, жесткий
PSU (Полисульфон)отличная30хорошаяжесткий, светопроницаемый, крепкий, хорошие электр. свойства; В сравнении с РР, PVC имеет лучшие механические свойства
PES (Полиэфирсульфон)отличная34хорошаякрепкий, негнущийся, жесткий,
PI (Полиимид)36износостойкий, низкий коэффициент трения, хор. диэлектрические и теплоизолирующие свойства, низкая проницаемость по отношению к газам

*Огнестойкость, концентрационный критерий- кислотный индекс КИ

Тип термопластаTg °CТемпература преформованияТемпература производстваПлотностьСтруктура
PPS90653201,34полукристалл
Peek1433801.30полукристалл
PEI2171503401,25аморфная

Производство термопластичных препрегов основывается на методе расплавных технологий, то есть пропорционального нанесения порошкового связующего на ткань (материал), расплав данного связующего, прессование (пропитка), нагрев и/или охлаждения, в зависимости от задач. Ранее производство термопластичных препрегов сдерживал факт дорогостоящего оборудования и отсутствие возможности точно отследить долю процентного состава термопластичного связующего в препреге, что влияло на качество продукта.

В следующем номере, мы более подробно разберем термопластичную матрицу PPS (полифениленсульфид), рассмотрим производителей, области применения, характеристики и требования, предъявляемые к данному термопластичному препрегу.

С более подробной информацией, Вы можете познакомиться на нашем сайте www.carbonstudio.ru или просто связаться с нами.

192236, Россия, Санкт-Петербург, Софийская д.8

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *