次世代航空宇宙用途における熱可塑性複合材料の役割

将来の航空宇宙用途の有力な材料として、先進的な熱可塑性複合材料は現在、航空宇宙メーカー、設計者、部品メーカー、成形加工業者の間で一連の活動を引き起こしています。航空宇宙向けの熱可塑性複合材料の研究開発は加速しており、熱可塑性複合材料を用いた試験がさらに進んでいます。

一部の新規企業も市場に参入し、航空宇宙メーカーからサプライヤー資格を取得し、既存のサプライチェーンを強化しています。熱可塑性プラスチックを使用した革新的な製造方法が開発、改良、導入されています。これらすべての兆候は、次世代の民間航空機および関連用途における熱可塑性材料の適用が大幅に増加することを示しています。

熱可塑性材料の生産、成形、製造の進歩などの要因が、熱可塑性材料の入手可能性を高める主な要因となっています。一部の航空宇宙用途では、これらの材料は、熱硬化性プラスチックやアルミニウムなどの金属よりも明らかな利点があります。これらは、航空機の組み立てと生産の加速、先進的な民間航空機設計の開発など、航空宇宙製造業界の新たなトレンドとも一致しています。

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航空宇宙用熱可塑性複合材料の利点の分析

炭素繊維強化ポリエーテルエーテルケトン (PEEK) やポリエーテルケトンケトン (PEKK) などの航空宇宙グレードの熱可塑性複合材料は、現代の航空宇宙分野で最も幅広い応用の可能性を秘めています。熱可塑性プリプレグはメインロール上で製造され、スリットテープ、チョップドファイバー、その他の形状に変換できます。これらの製品は、部品生産の高効率化と合理化を実現するために最適化されています。

航空宇宙グレードの熱可塑性プラスチックは、軽量で高温耐性があり、高い靭性と耐衝撃性を備えています。その他の主な機能は次のとおりです。

低吸湿性

優れた耐摩耗性

炎/煙毒性に対する優れた耐性

揮発性化学物質の排出が少ない

低い熱サイクル膨張係数

熱硬化性プラスチックのサプライチェーンはより完全になり、航空宇宙構造部品としての応用の歴史も長くなりましたが、最近の技術とプロセスの開発により、熱可塑性プラスチック材料の競争環境は改善されています。たとえば、メーカーや精密成形加工業者は、より多様な高度なコンポーネントを製造するために、切断および変換プロセスの精度を向上させています。

熱可塑性プラスチックと熱硬化性樹脂は比較的類似した性能特性を持っていますが、加工と取り扱いの要件には大きな違いがあります。熱可塑性プラスチックは熱硬化性樹脂よりも高い加工温度を必要としますが、室温で保存でき、保存寿命はほぼ無制限です。

逆に、熱硬化性プラスチックは、輸送および保管中に機械的特性を維持するために、加工前に凍結および解凍する必要があります。熱硬化性樹脂の規定された保存期間、解凍と凍結に必要な時間、合計の凍結時間と解凍時間を追跡する必要性など、これらすべてが熱可塑性プラスチックとは関係のない追加コストとなります。

熱可塑性材料にはリサイクルが可能であるという利点もあります。熱硬化性プラスチックとは異なり、熱硬化性プラスチックは加工中に不可逆的な化学反応を受けるため、再溶解することはできません。熱可塑性プラスチックは使用後に再処理できるため、熱可塑性樹脂や強化繊維をリサイクルしたり、他の用途に再利用したりできます。

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投稿時間: 2021 年 9 月 10 日