استفاده از پلاستیک در کاربردهای هوافضا در دهه 1970 چهار برابر شده است. در دهه‌های اخیر، فناوری و استفاده از پلاستیک‌ها در صنعت هوا و فضا به طور چشمگیری رشد کرده و با توسعه انواع پلاستیک ها وپلیمرهای با استحکام بالا، استفاده از قطعات پلاستیکی در کاربردهای هوافضا همچنان افزایش می یابد. در حالی که مواد فلزی هنوز در موارد بسیار مورد نیاز هستند، مواد پلاستیکی برای سبک‌تر کردن هواپیما استفاده می‌شوند و در عین حال امکان صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه‌ها وجود دارد.
استفاده از پلاستیک‌ها در صنعت هوا و فضا علاوه بر کاهش وزن قطعات، دارای مزایای دیگری نیز است. این پلاستیک‌ها معمولاً مقاومت بالا در برابر خوردگی، حرارت، شعله، تغییرات دمایی و تنش‌ها را دارا هستند. همچنین، قابلیت تولید قطعات پیچیده و شکل‌پذیری بالا از جمله ویژگی‌های مهمی هستند که باعث گسترش استفاده از پلاستیک‌ها در صنعت هوا و فضا شده است.
در ادامه مقاله به بررسی استفاده از پلاستیک در صنعت هوایی را مورد بررسی قرار خواهیم داد، لطفا تا پایان مطلب ما را همراهی کنید.
چه نوع پلاستیک‌هایی در صنعت هوایی استفاده میشود؟
در صنعت هوایی، انواع مختلفی از پلاستیک‌ها استفاده میشود. برخی از پلاستیک‌های استفاده شده در صنعت هوایی عبارتند از:
- پلی‌اتیلن (Polyethylene): پلی‌اتیلن به عنوان یک پلاستیک سبک و مقاوم در برخی قطعات غیر باربری مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع پلاستیک در برخی قطعات داخلی هواپیماها، مانند کیسه‌های بادی و قطعات صوتی، استفاده میشود.
- پلی‌پروپیلن (Polypropylene): پلی‌پروپیلن در صنعت هوایی به عنوان یک پلاستیک سبک و مقاوم مورد استفاده قرار می‌گیرد. از پلی‌پروپیلن می‌توان در تولید قطعات داخلی هواپیماها، صندلی‌ها، قطعات الکترونیکی، و قطعات مقاوم در برابر خوردگی استفاده کرد.
- پلی‌اتریمید (Polyetherimide – PEI): پلی‌اتریمید یک پلاستیک با خواص مکانیکی بالا، مقاومت حرارتی و عایق الکتریکی است. در صنعت هوایی، از پلی‌اتریمید در قطعاتی که نیاز به مقاومت حرارتی بالا و استحکام ساختاری دارند، مانند قطعات موتورها، قطعات سیستم هواشناسی، و قطعات الکترونیکی استفاده میشود.
- پلی‌آمید (Polyamide – Nylon): پلی‌آمید یک پلاستیک مقاوم، سبک و با خواص مکانیکی بالا است. در صنعت هوایی، از پلی‌آمید در تولید قطعات ساختاری مقاوم در برابر خمش و فشار، قطعات داخلی و قطعات مکانیکی استفاده میشود.
- پلی‌کربنات (Polycarbonate): پلی‌کربنات یک پلاستیک شفاف و ضد ضربه است که در برخی قطعاتی که نیاز به شفافیت و مقاومت در برابر ضربه دارند، مانند پنجره‌ها، قطعات نورپردازی و قطعات کابین هواپیماها استفاده میشود.
مهم است بدانید که استفاده از هر نوع پلاستیک باید با مشخصات فنی، استانداردها و نیازهای صنعت هوایی سازگار باشد و مطابق با مقررات و اصول ایمنی صنعت هوایی استفاده شود.
استفاده از پلاستیک در صنعت هوایی چه مزایایی دارد؟
استفاده از پلاستیک در صنعت هوایی دارای مزایای بسیاری است. در زیر، برخی از مزایای استفاده از پلاستیک در صنعت هوایی را ذکر می‌کنیم:
کاهش وزن
یکی از مهمترین مزایای استفاده از پلاستیک در صنعت هوایی کاهش وزن است. پلاستیک‌ها معمولاً سبک‌تر از فلزات هستند، بنابراین با جایگزینی قطعات فلزی با قطعات پلاستیکی، وزن کلی هواپیما کاهش می‌یابد. این کاهش وزن منجر به کاهش مصرف سوخت، افزایش محدوده پرواز و کاهش آلودگی محیط زیست میشود.
مقاومت در برابر خوردگی
برخی از پلاستیک‌ها دارای مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی هستند. این ویژگی می‌تواند در قطعاتی که در تماس با مواد شیمیایی یا رطوبت قرار می‌گیرند، مانند قطعات خارجی هواپیما، اهمیت داشته باشد.
انعطاف‌پذیری و طراحی
پلاستیک‌ها انعطاف‌پذیری بالایی دارند و می‌توانند به آسانی به شکل‌های مختلفی بافته شوند. این ویژگی به طراحان هواپیما امکان می‌دهد تا قطعات با شکل و ساختار پیچیده‌تری را تولید کنند و بهینه‌ترین استفاده را از فضا و وزن داشته باشند.
عایق الکتریکی
برخی از پلاستیک‌ها دارای خواص عایق الکتریکی هستند. به همین دلیل در قطعاتی که نیاز به عایق‌بندی الکتریکی دارند، مانند سیستم‌های برقی و الکترونیکی، استفاده می‌شوند.
مقاومت ساختاری
پلاستیک‌ها می‌توانند مقاومت مکانیکی بالایی داشته باشند و به عنوان جایگزین مناسبی برای فلزات در برخی قطعاتی که به مقاومت ساختاری بالا نیاز دارند، مورد استفاده قرار گیرند. این مقاومت ساختاری می‌تواند در کاهش وزن و افزایش استحکام و سختی قطعات موثر باشد.
کاهش هزینه‌ها
تولید قطعات پلاستیکی معمولاً ارزانتر از تولید قطعات فلزی است. همچنین، استفاده از پلاستیک می‌تواند هزینه‌های تعمیر و نگهداری را کاهش دهد، زیرا پلاستیک‌ها معمولاً به صورت مقاومت بالا و ضربه‌پذیری بالا تولید می‌شوند و نیاز به تعویض و تعمیر کمتری دارند.
با وجود این مزایای مهم، در انتخاب و استفاده از پلاستیک‌ها، باید روی مقررات صنعتی، استانداردها و مشخصات فنی مربوطه تأکید شود تا اطمینان حاصل شود که قطعات پلاستیکی از نظر ایمنی و قابلیت عملکرد در شرایط هوایی ایمن و قابل اطمینان هستند.
کاربرد پلاستیک در صنعت هوایی
در سال‌های اخیر، قطعات پلاستیکی جایگزین فلز و شیشه در بسیاری از کاربردهای هوافضا شده‌اند. برخی از این کاربردها عبارتند از:
- قطعات پس از فروش: استفاده از پلاستیک، تولید کننده هوافضا را قادر می‌سازد تا دوره‌های بزرگ و مقرون‌به‌صرفه تولید قطعات جایگزین را تکمیل کنند. پرسنل تعمیر و نگهداری می‌تواند به راحتی قطعات معیوب و خراب را جدا و قطعات پلاستیکی را جایگزین کنند.
- فضای داخلی هواپیما: پلاستیک ها گزینه ای مقطوع و مقرون به صرفه به عنوان جایگزین هستند که تنها برای طراحی داخلی و هم برای طراحی کابینت مفید هستند. پلاستیک را می توان برای همه چیز از محفظه های نگهداری چمدان های بالای سر گرفته تا کانال ها و روتورهای فن تهویه استفاده کرد. این می تواند باعث کاهش هزینه، بهبود بهره وری سوخت و ایجاد موقعیت اضافی شود.
- ترموپلاستیک ها: بدنه هواپیما به طور معمول دارای هزاران قطعه ساختاری فلزی است که می تواند وزن قابل توجهی را به هواپیمای نهایی اضافه کند. عاملی که موجب میشود، سازندگان هوافضا به مدرن سازی هواپیماهای موجود و توسعه طرح های جدید و کارآمدتر ادامه می دهند، ترموپلاستیک ها هستند، ترموپلاستیک ها به صورت فزاینده ای برای جایگزینی براکت های فلزی و سایر اجزای بدنه هواپیما استفاده می شوند.
- پرینت سه بعدی: پرینت سه بعدی، فناوری ساخت افزودنی که در حال توسعه است، استفاده از آن در هوافضا نیز افزایش می یابد. پیشرفت‌ها در چاپ سه‌بعدی به ذینفعان هوافضا این امکان را می‌دهد تا قطعات مورد نیاز را از مواد مورد اعتماد و آزمایش‌شده چاپ کنند. بعلاوه، تولید افزودنی به سازندگان هوافضا اجازه می دهد تا به سرعت نمونه های اولیه سبک پلاستیکی را توسعه و تطبیق دهند.
قطعات پلاستیکی کاربردهای قابل توجهی را برای بخش هوافضا از جمله کارایی هزینه و سرعت تولید دارند. پلاستیک همچنین می‌تواند راحت‌تر قالب‌گیری شود و به کمک اجزای متعددی که باید به طریقی جوش داده شوند، می‌توان قطعات منفرد بزرگ‌تر را ایجاد کرد و در مقایسه با فلزات سنگین تر مانند تیتانیوم یا فولاد، وزن سبک تری دارد که یک مزیت بزرگ است.
نتیجه گیری
امروزه پلاستیک‌های پیشرفته‌تری مانند کامپوزیت‌های کربن، رزین‌های پیشرفته، پلیمرهای نانو ساختار، پلی‌آریل‌آمیدها و رزین‌های مقاوم در برابر حرارت و شعله و ترکیبات هیبریدی در تولید قطعات ساختاری، قطعات الکترونیکی، قطعات ارتباطی، قطعات حرارتی و قطعات نورپردازی استفاده می‌شوند. این پلاستیک‌ها به دلیل وزن سبک، مقاومت بالا و خواص مکانیکی مناسب، جایگزینی مناسبی برای مواد سنتی مانند فلزات در صنعت هوا و فضا هستند.
مهم است بدانید که با توجه به پیشرفت فناوری و نیازهای صنعت هوا و فضا، استفاده از پلاستیک‌های جدید و پیشرفته همچنان در حال ادامه است و مواد جدیدی در حال تحقیق و توسعه برای استفاده در این صنعت در حال شناخته شدن هستند.