قطعات پلاستیکی هواپیما و صنایع هوایی
تزریق پلاستیک در صنعت هواپیماسازی چه کاربردی دارد؟
قطعاتی که در صنعت هواپیماسازی مورد استفاده قرار می‌گیرند، باید از استحکام، دوام و دقت بالایی در ساخت برخوردار باشند. علاوه بر این، قطعات باید از حداقل وزن برخوردار باشند تا در طول مدت پرواز سوخت کمتری مصرف شود.
روش تزریق پلاستیک (مواد اولیه پلاستیک) یکی از بهترین گزینه‌ها برای ساخت برخی قطعات هواپیما همچون پنل، محفظه و تیغه‌های توربین است. صرفه اقتصادی و وزن پایین محصول نهایی از جمله دلایل اهمیت این روش برای بسیاری از صنایع است. ساخت قطعات مشابه با سایر روش‌های پیشرفته و یا با دیگر مواد، هزینه‌ی بیشتری را به شما تحمیل خواهد کرد.
قطعاتی از هواپیما که به روش تزریق پلاستیک (مواد اولیه پلاستیک) ساخته می‌شوند
ابزار پیچیده و مانیتورهایی که در کابین هواپیما برای اطلاع از وضعیت و کنترل شرایط تعبیه شده‌اند، با استفاده از قاب‌های پلاستیکی محافظت می‌شوند. این قاب‌ها علاوه بر حفاظت از تجهیزات، ظاهری آراسته و سازمان‌یافته ایجاد می‌کنند.
مجموعه‌ی این قاب‌ها و محافظ‌ها با روش ریخته‌گری تزریق پلاستیک (مواد پلی‌پروپیلن) ساخته شده اند. این پوشش‌ها از تحمل بالایی در برابر تغییرات دمایی در طول پرواز برخوردارند.
به دلیل اهمیت بالایی که هواپیماها دارند، قطعاً از با دوام‌ترین مواد برای ساخت قطعات مختلف آن‌ها استفاده می‌شود. قطعاتی نظیر لنزها، پنل‌ها، محفظه‌ها و ظروف با استفاده از روش ریخته‌گری تزریق پلاستیک ساخته می‌شوند.
شیشه هواپیما از جمله اجزایی است که باید حجم بالایی از فشار را تحمل کند. بنابراین برای ساخت پنجره هواپیما از پلی‌متیل متاکریالات استفاده می‌شود. این ماده دارای خواص فوق‌العاده‌ای نظیر شفافیت و مقاومت بالا در برابر عوامل جوی است.
قطعات پلاستیکی که در بخش‌های داخلی و بیرون هواپیما مورد استفاده قرار می‌گیرند، باید توانایی تحمل تغییرات دمایی ناشی از گرمای خود هواپیما را داشته باشند. از این رو قطعاتی نظیر ارتفاع‌سنج، قطب‌نما، ژیروسکوپ (چرخش‌نما) با یک لایه محافظ پوشش داده می‌شوند.
مواد مصرفی در ریخته‌گری تزریقی برای ساخت قطعات هواپیما
روش ریخته‌گری تزریقی برای شکل‌دهی بسیاری از مواد پلاستیکی قابل استفاده است. اما پلاستیک‌هایی که در صنعت هوایی مورد استفاده قرار می‌گیرند، باید از خواص ویژه‌ای برخوردار باشند. در ادامه عمده پلاستیک‌هایی که برای ساخت قطعات هواپیما با روش ریخته‌گری تزریقی استفاده می‌شوند، معرفی می‌شود:
(PCTFE) Polychlorotrifluoroethylene
پلی‌کلروتریفلوورواتیلن پلاستیکی با دوام بالا در برابر سرما و گرمای شدید است. این مواد به هیچ عنوان تحت‌تأثیر عوامل خورنده قرار نمی‌گیرند. محدوده دمای کاری این ماده از دمای “-240” تا “204” درجه‌ی سانتی‌گراد می‌باشد.
از دیگر ویژگی‌های جالب توجه این پلیمر مقاومت در برابر آتش و مواد شیمیایی است. PCTFE هر گونه خسارت ناشی از نفوذ آب را به حداقل مقدار ممکن می‌رساند.
POLYAMIDEIMIDE (PAI)
پلی آمید ایمید با نام تجاری تورلون، قابلیت بازدارندگی شعله را داشته و خواص خود را تا 260 درجه‌ی سانتی‌گراد به‌خوبی حفظ می‌کند. عدم انتشار دود در حین سوختن در صنایع هواپیماسازی اهمیت ویژه‌ای دارد. چرا که این مسئله خطر پخش مواد شیمیایی خطرناک در محیط و استنشاق دود در شرایط بحرانی را بر طرف می‌کند.
Polytetrafluoroethylene (PTFE)
بدون شک همه ما با واژه‌ی تفلون آشنا هستیم. تفلون یا پلی‌تری فلورو اتیلن به عنوان پوشش بسیاری از کابل‌ها و سیم‌ها که از اجزای حیاتی تجهیزات هوایی هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. سیم‌ها که به‌عنوان شریان‌های حیاتی قطعات اصلی هواپیما را به یکدیگر متصل می‌کنند، باید در شرایط مختلف، تحت محافظت قرار بگیرند.
سیم‌ها و کابل‌ها به منظور محافظت در برابر پارگی و سوختگی، با استفاده از پوشش تفلون عایق‌بندی می‌شوند. PTFE قابل اشتعال نیست و مقاومت بالایی در برابر سایش و پارگی دارد. از این رو گزینه‌ی مناسبی برای حفاظت از کابل‌های موجود در هواپیما است.
Polyetheretherketone (PEEK)
از دیگر پلاستیک‌های با دوام که مورد توجه شرکت‌های سازنده‌ی قطعات هواپیمایی قرار گرفته است، پلی‌اتر اتر کتون یا (PEEK) است. محدوده‌ی دمایی این مواد بسیار گسترده است و حرارتی بالغ بر 204 درجه‌ی سانتی‌گراد را تحمل می‌کند.
اهمیت این مواد به دلیل مقاومت عالی در دماهای زیر صفر و هوای نامناسب است. (PEEK) در چرخ دنده‌های پمپ و دریچه‌ی سوپاپ در هواپیما کاربرد زیادی دارد. این مواد با مقاومت بالایی که در برابر هیدرولیز دارند، مانع از نفوذ آب و بخار می‌شوند.
Thermosetting Polyimide
Thermosetting Polyimide بیشتر با عنوان Meldin 7001 شناخته می‌شود. مهم‌ترین خواص این ماده مقاومت عالی در برابر مواد شیمیایی، انعطاف‌پذیری و وزن پایین آن است. قطعات مختلف هواپیما که به یکدیگر متصل شده‌اند، باید به درستی عایق‌بندی شوند. محل اتصال اجزای مختلف هواپیما برای عملکرد بهتر با Thermosetting Polyimide عایق می‌شوند. به منظور نگهداری، تراز و تنظیم چرخ هواپیما در زاویه‌ی صحیح از این ماده در Spacer استفاده می‌شود.
مزایای استفاده از مواد اولیه پلاستیک در ساخت قطعات هواپیما
پلاستیک‌های مورد استفاده برای ساخت قطعات هواپیما ویژگی‌هایی برابر با فلزات گران قیمت دارند. به عبارتی این مواد نسبت به فلزاتی با خواص مشابه، مقاوم‌تر و ارزان‌تر هستند. از طرفی صرف انرژی بسیار پایین‌تر برای تولید قطعات پلاستیکی، موجب شده است این مواد بیشتر مورد توجه قرار بگیرند.
صرفه‌جویی انرژی برای تولید این قطعات و بازیافت آن‌ها، اقدامی مؤثر و مفید است که به سود شرکت‌های تولیدکننده و محیط زیست خواهد بود. وزن ماده‌ی مورد استفاده برای ساخت قطعات هواپیما تأثیر زیادی در انتخاب نوع ماده خواهد داشت.
پلاستیک‌ها با خواص عایق حرارتی و مقاومت در برابر مواد شیمیایی، بهترین گزینه برای ساخت برخی قطعات هواپیما هستند. برخلاف فلزات، پلاستیک‌ها در معرض خطر خوردگی قرار ندارند که این امر بر عمر قطعات پلاستیکی افزوده است.
معایب استفاده از مواد اولیه پلاستیک در ساخت قطعات هواپیما
اگرچه مواد پلاستیکی (مواد اولیه پلاستیک) زیادی برای ساخت قطعات هواپیما پیشنهاد شده است، اما همچنان در بسیاری از بخش‌ها نمی‌توان از این مواد استفاده کرد. دلیل این امر پایین‌تر بودن خواص مکانیکی و فیزیکی پلیمرها نسبت به مواد فلزی، سرامیکی و کامپوزیت‌هاست. پلاستیک‌ها (پلی‌پروپیلن) انعطاف‌پذیرند. گرچه این ویژگی در اغلب موارد مفید است ولی بعضاً می‌تواند عیب یک ماده نیز محسوب شود.
به‌خصوص در شرایطی که قطعه باید از چقرمگی بالایی برخوردار باشد. امروزه کامپوزیت‌هایی که در صنایع هوایی مورد استفاده قرار می‌گیرند، دارای مقاومت دمایی و استحکام بسیار بالاتری نسبت به پلیمرها هستند. دمای کاری بهترین پلیمرها بین “-240” تا “204” درجه‌ی سانتی‌گراد است. در دماهای خارج از این محدوده، پلاستیک‌ها دچار تغییر فرم و از بین رفتن خواص می‌شوند. از این رو برای دماهای فراتر از محدوده‌ی یاد شده باید از مواد مقاوم‌تر از پلاستیک استفاده کرد.
دیدگاهتان را بنویسید