English
簡體中文
一些新公司也正在進(jìn)入市場，并從航空航天制造商那里獲得供應(yīng)商資格，并加強(qiáng)現(xiàn)有的供應(yīng)鏈。而使用熱塑性塑料的創(chuàng)新制造方法正在開發(fā)、改進(jìn)和上線。所有這些跡象都表明，熱塑性材料在下一代商用飛機(jī)和相關(guān)應(yīng)用中的應(yīng)用將大大增加。
熱塑性材料的生產(chǎn)、成型和制造的進(jìn)步等因素，成為熱塑性材料獲得日益增長的主要因素。在一些航空航天應(yīng)用中，這些材料比熱固性塑料和鋁等金屬具有明顯的優(yōu)勢。它們還與航空航天制造業(yè)的新興趨勢相吻合，包括飛機(jī)組裝和生產(chǎn)速度加快、先進(jìn)商用飛機(jī)設(shè)計的發(fā)展等。
航空航天用熱塑性復(fù)合材料優(yōu)勢分析
航空航天級熱塑性復(fù)合材料，如碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮（PEEK）和聚醚酮酮（PEKK）等，在現(xiàn)代航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用前景為廣闊。熱塑性預(yù)浸料在主輥上生產(chǎn)，可以轉(zhuǎn)換成狹縫帶、短切纖維或其他形式。這些產(chǎn)品經(jīng)過優(yōu)化，可以實現(xiàn)高效率和日益精簡的零件生產(chǎn)。
航空航天級熱塑性塑料具有輕質(zhì)、耐高溫的性能，并具有很高的韌性和抗沖擊性。其他關(guān)鍵特征包括：
低吸濕性
優(yōu)異的耐磨性
優(yōu)異的耐火焰/煙霧毒性
揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)的低排放
低熱循環(huán)膨脹系數(shù)
盡管熱固性塑料的供應(yīng)鏈更加完善，而且作為航空航天結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用歷史也更長，但近的技術(shù)和工藝發(fā)展正在改善熱塑性材料的競爭格局。例如，制造商和精密成型加工商正在提高切割和轉(zhuǎn)換過程的精度，以生產(chǎn)更多種類的先進(jìn)組件。
熱塑性塑料和熱固性塑料具有相對相似的性能特征，但它們在加工和處理要求上有顯著差異。雖然熱塑性塑料比熱固性塑料需要更高的加工溫度，但它們可以在室溫下儲存，并且?guī)缀蹙哂袩o限的保質(zhì)期。
相反，熱固性塑料在運(yùn)輸和儲存時，必須在加工前進(jìn)行冷凍和解凍，以保持其機(jī)械性能。熱固性材料規(guī)定的保質(zhì)期、解凍和凍結(jié)所需的時間，以及跟蹤總冷凍時間和解凍時間的需要，所有這些加起來都是與熱塑性塑料無關(guān)的額外成本。
熱塑性材料還有可回收利用的優(yōu)點(diǎn)。與熱固性塑料不同，熱固性塑料在加工時會發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)，不能再熔化，熱塑性塑料在使用后可以再加工，從而使熱塑性樹脂和增強(qiáng)纖維可以回收或重新用于其他的應(yīng)用。
先進(jìn)的熱塑性復(fù)合材料為下一代飛機(jī)的設(shè)計者提供了一個擴(kuò)展的材料工具箱。熱塑性塑料使飛機(jī)設(shè)計更具創(chuàng)造性和靈活性。它們可以形成復(fù)雜的輪廓和形狀，使飛機(jī)可以被塑造，而不是機(jī)械加工。熱塑性復(fù)合材料目前用于夾子和支架等半結(jié)構(gòu)部件，但用于機(jī)身面板、機(jī)翼箱和縱梁等主要結(jié)構(gòu)部件正在試驗中。
下一代航空航天設(shè)計將需要更快的制造和裝配。熱塑性塑料零件的制造速度非常符合飛機(jī)制造商和設(shè)計師的預(yù)期需求。考慮使用自動纖維鋪放生產(chǎn)的機(jī)身部分的情況。如果零件由熱固性材料制成，則在疊層后必須使用高壓釜對零件進(jìn)行加壓和固化。相比之下，熱塑性材料可以通過先進(jìn)的熱處理進(jìn)行加固，從而縮短飛機(jī)生產(chǎn)所需的制造時間。
熱塑性材料的使用也有助于減少飛機(jī)的總部件數(shù)量。這種材料可以在不改變尺寸公差的情況下將相鄰零件焊接在一起，從而消除了對許多小緊固件的需要。
除了商用飛機(jī)，熱塑性材料還可用于要求苛刻的衛(wèi)星應(yīng)用。在一個實際應(yīng)用案例中，某公司向一家衛(wèi)星制造商提供了一種熱塑性狹縫膠帶，其邊緣非常光滑，尺寸公差超出了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，用于其專有工藝。
熱塑性狹縫帶
該部件重量輕，是運(yùn)載火箭和有效載荷的理想選擇。一旦進(jìn)入太空，它會在展開時保持其剛度。由于熱膨脹系數(shù)低，當(dāng)衛(wèi)星經(jīng)歷熱循環(huán)時，材料在尺寸上保持穩(wěn)定。
生產(chǎn)加工的精確格式化
生產(chǎn)熱塑性部件的主要制造方法包括自動纖維鋪放/自動鋪帶（AFP/ATL）、連續(xù)壓縮成型、不連續(xù)壓縮成型和自動壓制/熱成型。每種方法都是為某些類型的航空航天部件而設(shè)計的，并且需要為此目的定制的預(yù)浸料。
例如，連續(xù)壓縮成型需要在纏繞線軸或襯墊上放置定向材料，而AFP/ATL則使用狹縫膠帶。精密格式化程序可以提供轉(zhuǎn)換材料的精確水平，從而為航空航天制造商節(jié)省時間和成本。
即使熱塑性復(fù)合材料的加工和制造技術(shù)不斷發(fā)展和完善，但是熱固性材料和航空航天金屬的研究和開發(fā)仍在繼續(xù)，它們也在進(jìn)行改進(jìn)。因此，未來沒有任何一種材料將會在航空航天應(yīng)用中占絕對主導(dǎo)地位，但考慮到先進(jìn)的熱塑性塑料的許多優(yōu)點(diǎn)，它們很可能在未來幾年發(fā)揮越來越重要的作用。