Peça angular de aeronave em CF/PEEK

Com o desenvolvimento da indústria aeroespacial, o alto desempenho, a alta confiabilidade e o baixo custo de aeronaves avançadas, veículos lançadores e satélites devem-se em grande parte à ampla aplicação de novos materiais e novos processos.
Os materiais compósitos avançados são uma parte importante dos produtos de alta tecnologia aeroespacial. Os materiais compósitos contínuos de CF/PEEK possuem as vantagens de resistência ao calor extremamente alta (a temperatura de deformação por calor pode atingir 340°C), resistência à corrosão, resistência ao atrito e boa biocompatibilidade. Eles podem efetivamente reduzir o peso estrutural de aeronaves, veículos lançadores e satélites, aumentar a carga útil e o alcance, e reduzir custos.
Os materiais compósitos contínuos de CF/PEEK possuem propriedades mecânicas muito altas e maior resistência ao impacto do que os materiais compósitos termofixos tradicionais. Eles podem ser usados para processar componentes da pele do trem de pouso de aeronaves, reduzindo simultaneamente o peso da aeronave.

Aplicação no campo da aviação civil
Os materiais compósitos de CF/PEEK são amplamente utilizados nas bordas de ataque das asas de aeronaves civis, em partes internas da aeronave, incluindo estruturas de assentos, suportes, nervuras de vigas e tubos de admissão de ar.

Aplicação no campo da aviação
O pré-impregnado de PEEK tem sido utilizado em cauda totalmente automática, parede inferior da fuselagem, pele da fuselagem, porta do trem de pouso dianteiro, porta do trem de pouso principal, parede da asa, borda de ataque do estabilizador horizontal, etc. Como materiais de transmissão de ondas, as resinas PEEK, PEKK, PES e outras possuem características relativamente boas de transmissão de radar e projeção com economia de energia. Quando as ondas de radar são projetadas nesses materiais compósitos à base de resina, não é fácil formar ondas eletromagnéticas rastejantes. O reforço unidirecional de fio misto de filamentos múltiplos de fibra de carbono e PEEK é adequado para a fabricação de rotores de helicóptero e algumas partes importantes da carcaça.

Como uma resina termoplástica de alto desempenho típica, o PEEK possui propriedades excepcionais. Quando combinado com fibra de carbono contínua, o desempenho dos dois materiais é efetivamente combinado, e o desempenho geral é ainda melhor. Devido ao seu excelente desempenho, os materiais compósitos termoplásticos de fibra de carbono contínua CF/PEEK têm sido amplamente utilizados nas áreas aeroespacial, médica, automotiva e outras, sendo também o foco de pesquisa e atenção das principais universidades, instituições de pesquisa científica e unidades corporativas.

Vantagens dos compósitos de fibra de carbono contínua CF/PEEK:

1. Boa elongação na ruptura e tenacidade à fratura

Como representante dos polímeros termoplásticos de alto desempenho, o PEEK possui uma tenacidade à fratura de até 2,0 KJ/m, o que é 20 vezes maior que a da resina epóxi.

2. Excelente resistência à delaminação e à fadiga

O PEEK possui boa resistência ao impacto, sendo uma das melhores resistências ao impacto entre as resinas termorrígidas. Ao mesmo tempo, o PEEK possui alta rigidez, boa estabilidade dimensional, pequeno coeficiente de expansão linear e excelentes propriedades de longo prazo contra fluência e fadiga.

3. Excelente resistência à corrosão química

O PEEK possui excelente resistência à corrosão química e é altamente resistente a ácidos, álcalis e quase todos os solventes orgânicos. É corroído apenas por halogênios e ácidos fortes em altas temperaturas e é solúvel apenas em ácido sulfúrico concentrado à temperatura ambiente.

4. Excelente resistência à umidade e ao calor

O PEEK possui baixa taxa de absorção de umidade e boa resistência à umidade e ao calor. Pode manter boas propriedades mecânicas sob alta temperatura e alta umidade. Além disso, possui resistência à hidrólise destacada, baixa absorção e permeabilidade de umidade, sendo resistente a vapor, água e água do mar.

5. Excelente resistência ao desgaste por deslizamento e por fretagem

O PEEK pode manter alta resistência ao desgaste e baixo coeficiente de atrito a 250°C.

6. Biocompatibilidade

Estudos demonstraram que o PEEK reforçado com fibra de carbono curta, implantado como material protético em animais, apresenta baixa citotoxicidade, atende aos indicadores de citotoxicidade de materiais para implantes médicos e possui boa compatibilidade sanguínea e tecidual.

7. Transparência aos raios X

O PEEK possui boas propriedades de transmissão e não produz artefatos como os implantes metálicos durante exames de raio-X e tomografia computadorizada, facilitando a realização de exames médicos pelos pacientes.

Casos de aplicação e perspectivas dos materiais compósitos de fibra de carbono contínua CF/PEEK:

1. Fita de pré-impregnado unidirecional 2. Tecido trançado 3. Chapa grossa de material compósito 4. Peça angular de PEEK em aeronaves 5. Cabo de dispositivo médico, armação de mira 6. Assento de aviação (Toray) 7. Moldura da janela da aeronave 8. Porta da aeronave 9. Revestimento de motor síncrono de alta velocidade 10. Canhão eletromagnético 11. Placa óssea, parafuso ósseo 12. Peça estrela do compressor de ar 13. Revestimento da aeronave 14. Bordo de ataque da asa 15. Haste de helicóptero 16. Suporte de foguete 17. Tubulação de óleo de submarino 18. Pá de bomba de vácuo 19. Tampa do analisador 20. Anel de desgaste de impulso 21. Tripé 22. Tampa de janela da haste de perfuração 23. Tanque de digestão 24. Tanque de armazenamento de hidrogênio 25. Carcaça de foguete 26. Filamento para impressão 3D 27. Abridor 28. Estrutura de extensão do quadro externo

O que é PEEK?

O PEEK e seus materiais compósitos modificados apresentam desempenho excelente em condições de alta temperatura e alta umidade. O PEEK possui excelente resistência à corrosão química, autolubrificação e propriedades resistentes ao desgaste, tornando-se o material mais ideal para substituir ligas de cobre e borracha comum. Em comparação com eles, o PEEK tem uma vida útil mais longa, o que pode reduzir os custos operacionais do equipamento e melhorar a confiabilidade operacional do equipamento.

Desempenho em Alta Temperatura

O desempenho do PEEK pode permanecer estável na faixa de temperatura de -196°C a 260°C. Sob condições de trabalho extremas, pode suportar 300°C por um curto período. O desempenho do PEEK ainda é confiável mesmo em altas temperaturas de vários quilômetros abaixo do solo no ambiente de trabalho.

Alta Resistência e Resistência ao Desgaste

Comparado com outros plásticos, o PEEK é resistente à compressão, impacto e também possui boa resistência à fadiga. O PEEK é durável em equipamentos mecânicos e ambientes resistentes ao desgaste.

Dobrar a Vida Útil

As soluções de vedação em PEEK podem melhorar a vida útil da peça. Algumas empresas químicas nacionais usam o material modificado PEEK5600FE20 com politetrafluoretileno projetado pela JUNHUA PEEK para substituir o material original, a vida útil das peças de desgaste pode ser estendida em 1,3 a 3 vezes.

Resistência à Corrosão

O PEEK é quimicamente inerte e não reage à maioria dos ácidos, óleos, graxas e todos os outros solventes orgânicos e inorgânicos ou enzimas, e ainda pode manter boa resistência e estabilidade dimensional.

Autolubrificação

O PEEK tem baixo coeficiente de atrito, baixa resistência de funcionamento, podendo ser usado sem óleo em algumas condições de trabalho. O equipamento fica mais limpo, melhorando assim a confiabilidade do processo, melhorando a eficiência energética e economizando custos.

Mais Liberdade no Design

Moldes de injeção podem ser usados para moldagem por injeção rápida de grandes quantidades de peças especiais complexas, e o custo é baixo em comparação com a usinagem.