威格斯聚芳醚酮(PAEK)熱塑性復合材料在飛機面板上的開發應用
據報道,10月20日,威格斯(英國Thornton-Cleveleys)與法國飛機制造商和設備供應商Daher(法國Wissous)合作生產了厚度為32毫米( 1.26英寸)的176層層壓結構飛機面板。兩家公司都指出,這種合作是由于需要更快的飛機生產。例如,使用諸如面板和托架之類的復合結構部件來提高生產率是解決方案。
使用基于Victrex AE 250聚芳醚酮(PAEK)的熱塑性復合材料和自動纖維鋪放(AFP)處理技術,然后進行烤箱和真空或超高壓滅菌(OOA)固結,據說所得的熱塑性面板證明它是通過OOA加工獲得以前無法達到的厚度,可以實現航空航天質量的層壓板。據威格斯(Victrex)稱,這可能為航空航天工業在主要結構應用中提供關鍵優勢。
面板尺寸為120乘60厘米(474乘24英寸),厚度為32毫米(1.3英寸),比傳統平板要厚得多,同時還展示了層板襯墊和可變厚度的能力,質量可滿足評估和測試。176層結構的特殊厚度可通過AFP和高質量單向(UD)膠帶的鋪設來實現,從而消除了對高壓釜固化的需要,因此,與現有技術相比,潛在的重大工業成本優勢。Victrex說,使用Victrex AE 250 UDT,使用加熱工具進行整合也可以大大縮短生產時間。
新面板符合航空工業的孔隙率、結晶度、固結度和板層粘合標準。
“這種復合材料新面板的孔隙度,結晶度,固結和板層粘結滿足航空航天工業標準。材料是航空航天工業未來的關鍵。除了減輕重量,減少燃料消耗和降低運營成本外,它們還可以提高生產率,并更好地保護環境。” Daher研發副總裁Dominique Bailly說。“由于航空業預計在未來20年內將需要超過40,000架新飛機,因此,要滿足這一需求水平,就必須加速生產。”
具體來說,面板的工程規格包括幾乎沒有孔隙或孔隙率小于1%,結晶度為25-30%。據威格斯(Victrex)所述,正如預期的一樣,176層層壓板結構復合層之間的粘合旨在獲得必要的層間剪切強度(ILSS),從而清楚地描述了面板的極高機械強度,該結構通過AFP工藝消除了空隙,并保持了高質量和機械完整性。
此外,Victrex AE 250 UDT可在隨后的烘箱循環280℃(536°F)進行處理。它在-305°C(-517°F)時具有相對較低的熔點,而不是PEEK(PEEK系列中眾所周知的高性能聚合物)的345°C(653°F)。該公司表示,這是自動化熱塑性加工的顯著優勢,可加快粘合過程并提高飛機生產的整體效率。
與金屬相比,其他引人注目的材料優勢包括比強度和比剛度高5倍,耐疲勞性高4倍。耐腐蝕性,加工性和隔熱性也得到了改善,而抗沖擊性,耐化學性以及耐損傷性與金屬相似。此外,與熱固性解決方案相比,PAEK復合材料可完全回收利用,具有高達10倍的更好的耐損傷性,同時具有更高的耐化學性,疲勞性能和FST(火焰/煙熏/毒性)性能,并且仍與熱固性材料的強度和剛度匹配。
Victrex AE 250復合材料的關鍵特性還包括出色的高溫性能和熱穩定性,對航天流體和氣體的廣泛耐化學性以及出色的耐水解和耐腐蝕性能。
“我們在這里看到的是我們膠帶的輕質性能和由法國科里奧利復合材料公司(法國奎文市)開發的快速AFP工藝,為飛機設計領域帶來了用熱塑性復合材料替代金屬的所有令人興奮的可能性。這段時間還可以減少生產積壓,現在由于七到八年不等的裝配時間表,使飛機制造陷入困境。”威格斯航空航天總監Tim Herr說道。“這個開拓性項目的工作成果豐碩,令人興奮,我們相信它將真正的幫助塑造未來的飛機和飛機工業。”










































