Ứng dụng PEEK trong ngành hàng không vũ trụ thương mại
PEEK (Polyetheretherketone) và các hợp chất của nóVật liệu composite được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không thương mại. Giá trị cốt lõi của chúng nằm ở chỗ...trọng lượng nhẹ, khả năng chống chịu môi trường khắc nghiệt và độ tin cậy cao, khiến chúng trở thành lựa chọn thay thế lý tưởng cho các kim loại truyền thống (như nhôm và titan).hợp kim ani) và một số vật liệu thông thường.
I. Ưu điểm hiệu suất cốt lõi
ThViệc ứng dụng rộng rãi PEEK trong ngành hàng không chủ yếu là nhờ vào các đặc tính toàn diện vượt trội của nó:
· Giảm trọng lượng: Với mật độ chỉ khoảng 1,3 g/cm³, nó xấp xỉ bằng một nửa so với hợp kim nhôm và một phần tư so với hợp kim titan, đóng vai trò là vật liệu quan trọng để giảm trọng lượng máy bay (có thể lên đến 10%-40%).
· Độ bền cao và khả năng chống mỏi tốt: Vật liệu này có đặc tính cơ học tuyệt vời và khả năng chống mỏi vượt trội, tương đương với các vật liệu hợp kim, do đó rất phù hợp cho các bộ phận chịu rung động và ứng suất lâu dài.
· Khả năng chịu nhiệt độ cao và thấp: Nó có thể được sử dụng liên tục ở nhiệt độ lên đến 260°C và chịu được khi tiếp xúc ngắn hạn ở nhiệt độ trên 300°C, đồng thời duy trì hiệu suất ổn định ở nhiệt độ thấp (ví dụ: -40°C).
· Khả năng chống cháy, ít khói và không độc hại: Vật liệu này vốn dĩ có khả năng chống cháy, đạt tiêu chuẩn UL94 V-0 mà không cần chất phụ gia, và tạo ra ít khói và khí độc hại khi cháy, hoàn toàn tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn hàng không nghiêm ngặt.
· Khả năng chống ăn mòn hóa học và thủy phân: Nó có khả năng chống ăn mòn do nhiên liệu hàng không, chất lỏng thủy lực, chất chống đóng băng và các hóa chất khác, đồng thời thể hiện độ ổn định thủy phân tuyệt vời.
· Khả năng chống mài mòn và tự bôi trơn: Nó có hệ số ma sát thấp và khả năng chống mài mòn tuyệt vời, do đó rất phù hợp cho...Các bộ phận chuyển động chỉ cần bôi trơn tối thiểu hoặc không cần bôi trơn, do đó giảm nhu cầu bảo trì.
II. Các thành phần ứng dụng cụ thể
Vật liệu PEEK được sử dụng trong nhiều lĩnh vực của máy bay thương mại, từ nội thất đến các bộ phận quan trọng.l các thành phần cấu trúc:
· Cấu trúc bên trong và các cấu trúc phụ trợ: Được sử dụng trong khung ghế, giá đỡ, tấm vách bên, giá để hành lý và tấm che nắng để giảm trọng lượng, chống cháy, tăng cường an toàn và thoải mái trong cabin, và giảm tiếng ồn.
· Động cơ và các khu vực xung quanh: Được sử dụng trong các tấm che bên trong động cơ, lưỡi dao, vòng đệm, gioăng, kẹp dây dẫn và đai ốc. Khả năng chịu nhiệt độ cao và chống ăn mòn hóa học cho phép nó thay thế kim loại để giảm trọng lượng và cách nhiệt.
· Hệ thống đường ống và cáp: Các bộ phận như kẹp ống nhiên liệu/thủy lực, ống dẫn và lớp cách điện/vỏ bọc dây/cáp sử dụng PEEK nhờ trọng lượng nhẹ, khả năng chống dầu, khả năng chống cháy, khả năng cách điện tốt và độ bền cao.
· Các bộ phận cấu trúc khung máy bay và cánh: Vật liệu composite sợi carbon/PEEK (CF/PEEK), nhờ độ bền riêng và mô đun đàn hồi riêng cực cao, được sử dụng trong các giá đỡ, ốc vít, mép trước cánh, tấm chắn khí động học, các bộ phận đỡ cửa và các cấu trúc chịu tải phụ hoặc thậm chí chính khác, đại diện cho một hướng đi quan trọng để giảm trọng lượng tối đa.
· Các thành phần quan trọng khác: Các bộ phận như nắp chụp trục bánh xe máy bay, vỏ bọc trụ đỡ, cánh quạt hệ thống điều khiển, vòm radar, giá đỡ bình oxy và các bộ phận ghế máy bay cũng sử dụng PEEK, tận dụng các đặc tính toàn diện của vật liệu này.Các vật liệu này có khả năng thay thế kim loại, giảm trọng lượng và chịu được môi trường khắc nghiệt.
SpVí dụ cụ thể về ứng dụng trên máy bay:
· Boeing 787 & Airbus A350: Các bộ phận PEEK như nắp chụp trục bánh xe, tấm chắn bảo vệ cột trụ, kẹp và ống dẫn đã được sử dụng rộng rãi.
· COMAC C919: Được ứng dụng trong ống dẫn cáp điện cao thế, kẹp dây, giá đỡ và các bộ phận nội thất, góp phần giảm trọng lượng và nâng cao hiệu suất cho máy bay chở khách nội địa. Các báo cáo cho thấy nó cũng được sử dụng trong giá đỡ sàn cho máy bay phản lực khu vực ARJ21.
· UAV/eVTOL (Kinh tế ở độ cao thấp): Đã sử dụng trong các cánh quạt, các bộ phận cấu trúc khung máy bay, v.v., việc giảm trọng lượng trực tiếp giúp cải thiện độ bền và khả năng tải trọng.
III. Triển vọng thị trường và các yếu tố thúc đẩy
1. Tăng trưởng thị trường: Ngành hàng không vũ trụ là thị trường tiêu thụ chính của PEEK trên toàn cầu, chiếm khoảng 22-25% tổng lượng tiêu thụ. Nhu cầu tiếp tục tăng trưởng cùng với sự phát triển của đội máy bay thương mại toàn cầu và sự gia tăng ứng dụng các vật liệu mới.
2. Cơ hội bản địa hóa: Hiện nay, vật liệu composite CF/PEEK được sử dụng trong các máy bay như C919 chủ yếu được nhập khẩu. Với sự phát triển của các máy bay chở khách nội địa và việc nội địa hóa các linh kiện, tiềm năng thay thế bằng vật liệu CF/PEEK trong nước là rất đáng kể.
3. Các yếu tố thúc đẩy chính: Sự theo đuổi không ngừng nghỉ của ngành hàng không thương mạihiệu quả nhiên liệu (nhờ giảm trọng lượng), độ tin cậy (trong môi trường khắc nghiệt) và an toàn (khả năng chống cháy) Đây là những động lực cốt lõi thúc đẩy việc áp dụng PEEK.
IV. Các công ty tiêu biểu
Các công ty trong nước như Công ty TNHH Phát triển Công nghệ Đại Liên Luyang đang tích cực định vị mình trong lĩnh vực ứng dụng PEEK hàng không vũ trụ, cung cấp các giải pháp tích hợp từ cải tiến vật liệu đến gia công chi tiết chính xác.
