桑頓·克萊維利（英國）-空中客車直升機公司正在用高模量碳纖維增強高性能聚合物取代空中客車A350-900飛機艙門配件中的鋁。該支架現在由VICTREX™PEEK 90HMF40制造，由空中客車直升機公司開發，在獲得相關組件資格后，正在批量生產用于商業用途。金屬的成功替代使重量和成本降低了40%。注塑聚合物溶液取代了由鋁塊加工而成的支架的高成本制造。

A350XWB飛機艙門的纖維增強聚合物（FRP）結構使用外殼，內部連接支撐結構?，F在由VICTREX PEEK 90HMF40熱塑性塑料制成的配件將蒙皮連接到內部支撐結構上的點。這兩個部件形成箱式結構，以利用最大的幾何慣性矩。

空中客車直升機公司飛機艙門研究和技術負責人克里斯蒂安·沃爾夫（Christian Wolf）解釋了PEEK組件的操作和意義：“就標準載荷情況，即機艙內部壓力而言，這種點式接頭減少了外殼的變形，從而保持了飛機艙門的氣動質量。飛機艙門中的所有組件都是單冗余設計。如果支架附近的組件發生故障，支架將為傳遞結構載荷提供替代路徑，因此是飛機主要結構的一部分。”

金屬更換：新支架降低成本，提高質量

通過使用碳纖維增強的高性能VICTREX PEEK 90HMF40聚合物代替以前使用的鋁，空中客車直升機公司成功制造了一種提供一系列好處的等效部件。重量和生產成本各降低了40%。將PEEK組件而不是鋁組件連接到熱固性材料上，可以更容易地鉆孔。與之前的解決方案相比，優化的碳纖維增強塑料（CFRP）鉆頭提高了孔的質量。

VICTREX PEEK 90HMF40是空中客車公司指定的材料。熱塑性塑料很容易承受飛機艙門內持續積聚的水分，而容易腐蝕的鋁需要特殊的表面涂層來防止腐蝕。Wolf說：“威格斯提供的合適材料，以及他們的專業知識和與材料專家的合作，為成功開發和部件鑒定做出了貢獻。從最初使用纖維增強PEEK中獲得的專業知識可以轉移到其他部件和具有類似要求的其他應用領域。”。

新的發展和投資有助于保持領先地位

在航空航天業務中，“設計和建造”過程，例如根據給定規范進行開發，是生產結構部件的一種可能選擇。在這個過程中，開發人員在材料選擇等方面有額外的自由。威格斯航空航天業務開發經理烏韋·馬伯格（Uwe Marburger）解釋說：“90HMF40是一種特殊的高性能熱塑性塑料，也適用于承重結構部件，因為它現在首次用于空客A350-900，因此也適用于常規航空公司運營。這一首次應用肯定會很快被其他應用所取代”。這家總部位于英國的公司在全球范圍內運營，擁有超過35年的經驗，不僅提供基于聚芳醚酮（PAEK）的解決方案，還提供穩定的產品質量和供應安全。

2015年4月，威格斯第三家生產工廠投產，進一步擴大了其作為PAEK（包括Victrex PEEK）領先供應商的領先地位。馬伯格自信地說：“我們還準備迎接未來的新挑戰，例如與合作伙伴在需要新設計的“設計和構建”應用中的合作，以及為實現指定功能而選擇材料”。威格斯最近才宣布成功推出其先進的混合成型工藝。這提供了強度和設計自由度的完美結合，特別是在開發非常輕的結構時。

航空航天設計師和制造商受益于VICTREX PEEK 90HMF40的使用。這種具有高模量纖維（HMF-high-modulus fibres）的高性能聚合物基于威格斯90系列聚芳醚酮，主要用于非常薄壁的注塑部件。高強度部件可以用這種自由流動、易于加工的材料制造。PEEK的性能無法與標準等級的性能相匹配。例如，在相同條件下，90HMF40的疲勞壽命比鋁7075-T6長100倍，比強度和剛度高20%。

原文《Ready for take-off: Doors on the A350 with a primary structural component made from Victrex polymer》

補充

性能得到改善-在相同條件下，與鋁7075-T6相比，高模量PEEK聚合物的疲勞壽命延長了100倍，比強度和剛度提高了20%；與鋁相比，購買與運輸比提高了85%，通過在注塑過程中優化原材料的使用，顯著減少了材料浪費。

那么，這對未來意味著什么？

空中客車公司認證的熱塑性塑料是一種高流動性、易加工的材料，可以生產高模量的零件。這使工程師能夠設計出與不銹鋼、鈦和鋁等傳統航空航天金屬具有同等強度和剛度的部件，重量減輕70%。

高性能熱塑性材料，40%碳纖維增強聚醚醚酮（PEEK），半結晶，注塑顆粒，易流動，黑色。

具有較薄橫截面或較長流動長度的復雜幾何形狀，需要在靜態或動態系統中具有優異的強度。優異的耐磨性、低摩擦系數、低熱膨脹系數。對侵蝕性環境具有化學抗性。

楊超凡 2024.12.22