熱塑性碳纖維是一種高級的輕量化復合材料,根據碳纖維增強體部分的形態而呈現出高低不等的機械性能,其中以連續碳纖維增強熱塑性復合材料最為出色。目前熱塑性碳纖維復合材料更傾向于應用在航空航天、高端醫療、軌道交通等領域,本文討論的是將該型復合材料制成航空飛機的儲物箱是否值得推崇。
 
用熱塑性碳纖維制作飛機儲物箱是否值得?
 
    熱塑性碳纖維復合材料可制作飛機儲物箱嗎?
 
    從設計、制造和適用性角度來看,將熱塑性碳纖維加工成飛機儲物箱是完全可以實現的,而且已經有了類似的應用案例,不過使用的多為短切碳纖維增強的熱塑性復合材料。這是因為飛機儲物箱并非主承重或次承重結構部件,短切碳纖維增強的熱塑性碳纖維復合材料完全可以勝任,加上短切碳纖維具備的多向強度的提升,是比較不錯的選擇。
 
    熱塑性碳纖維復合材料具備很多有點,如高抗拉強度、高彈性模量、極高的抗疲勞特性等。高強度和剛度可以使得飛機儲物箱在飛行過程中承擔一定的載荷,加上自身重量很輕,可以降低部分機組載重。
 
    另外熱塑性復合材料的設計和制造較為靈活,可以使用各種技術進行模制和成型,例如壓縮成型或熱成型,從而實現復雜的形狀。如果發生損壞,熱塑性復合材料可以加熱并重塑,與熱固性復合材料相比,修復更容易、更高效。
 
    此外,熱塑性復合材料具有良好的耐濕性、耐化學品性和耐紫外線輻射性,這是飛機應用的重要考慮因素。它們可以承受環境因素的影響,并在較長的使用壽命內保持其機械性能。
 
用熱塑性碳纖維制作飛機儲物箱是否值得?
 
    用熱塑性碳纖維制作飛機儲物箱性價比如何?
 
    原先的飛機儲物箱更多的采用鋁合金材料制成,重量上雖然提升了不少,但鋁合金本身的價格遠低于熱塑性碳纖維復合材料,那后者的性價比會不會太低了呢?如果只從原材料價格方面來看,鋁合金確實很不錯,但從飛機整體性能來看,可能會有不同的結果。
 
    首先,與鋁等傳統材料相比,熱塑性復合材料可以減輕重量。飛機部件重量的減輕可以節省燃料并提高效率。尤其是碳纖維復合材料,具有出色的強度重量比,可實現輕質而堅固的結構。
 
    其次,熱塑性復合材料在加工和制造方面具有優勢。這些材料可以使用各種技術模制或成型,例如壓縮成型或熱成型,與傳統材料所需的更復雜的制造工藝相比,這些技術更具成本效益。此外,熱塑性復合材料的生產周期更短,從而提高制造速度并可能降低勞動力成本。
 
    此外,與熱固性復合材料相比,熱塑性復合材料可以提供改進的可修復性。如果發生損壞或磨損,熱塑性復合材料可以被加熱并重塑,從而簡化并可能降低維修成本。
 
    當然一架大型飛機擁有成千上萬個零部件,儲物箱只是其中的一小部分,想要平衡性能和造價,需要考慮的因素還有很多。熱塑性碳纖維給大飛機的構造提供了一種新的選擇,隨著碳纖維產業的發展,原材料的價格會逐步下調,本文討論的性價比可能會得到一個更好的答案。
 
    文章轉載說明:本文由無錫智上原創編輯發布,版權所有,未經允許不得轉載。