熱塑性碳纖維是一種高級的輕量化復(fù)合材料，根據(jù)碳纖維增強(qiáng)體部分的形態(tài)而呈現(xiàn)出高低不等的機(jī)械性能，其中以連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料最為出色。目前熱塑性碳纖維復(fù)合材料更傾向于應(yīng)用在航空航天、高端醫(yī)療、軌道交通等領(lǐng)域，本文討論的是將該型復(fù)合材料制成航空飛機(jī)的儲物箱是否值得推崇。
 
 
    熱塑性碳纖維復(fù)合材料可制作飛機(jī)儲物箱嗎？
 
    從設(shè)計(jì)、制造和適用性角度來看，將熱塑性碳纖維加工成飛機(jī)儲物箱是完全可以實(shí)現(xiàn)的，而且已經(jīng)有了類似的應(yīng)用案例，不過使用的多為短切碳纖維增強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料。這是因?yàn)轱w機(jī)儲物箱并非主承重或次承重結(jié)構(gòu)部件，短切碳纖維增強(qiáng)的熱塑性碳纖維復(fù)合材料完全可以勝任，加上短切碳纖維具備的多向強(qiáng)度的提升，是比較不錯的選擇。
 
    熱塑性碳纖維復(fù)合材料具備很多有點(diǎn)，如高抗拉強(qiáng)度、高彈性模量、極高的抗疲勞特性等。高強(qiáng)度和剛度可以使得飛機(jī)儲物箱在飛行過程中承擔(dān)一定的載荷，加上自身重量很輕，可以降低部分機(jī)組載重。
 
    另外熱塑性復(fù)合材料的設(shè)計(jì)和制造較為靈活，可以使用各種技術(shù)進(jìn)行模制和成型，例如壓縮成型或熱成型，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的形狀。如果發(fā)生損壞，熱塑性復(fù)合材料可以加熱并重塑，與熱固性復(fù)合材料相比，修復(fù)更容易、更高效。
 
    此外，熱塑性復(fù)合材料具有良好的耐濕性、耐化學(xué)品性和耐紫外線輻射性，這是飛機(jī)應(yīng)用的重要考慮因素。它們可以承受環(huán)境因素的影響，并在較長的使用壽命內(nèi)保持其機(jī)械性能。
 
用熱塑性碳纖維制作飛機(jī)儲物箱是否值得？
 
    用熱塑性碳纖維制作飛機(jī)儲物箱性價(jià)比如何？
 
    原先的飛機(jī)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(jià)格遠(yuǎn)低于熱塑性碳纖維復(fù)合材料，那后者的性價(jià)比會不會太低了呢？如果只從原材料價(jià)格方面來看，鋁合金確實(shí)很不錯，但從飛機(jī)整體性能來看，可能會有不同的結(jié)果。
 
    首先，與鋁等傳統(tǒng)材料相比，熱塑性復(fù)合材料可以減輕重量。飛機(jī)部件重量的減輕可以節(jié)省燃料并提高效率。尤其是碳纖維復(fù)合材料，具有出色的強(qiáng)度重量比，可實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)而堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)。
 
    其次，熱塑性復(fù)合材料在加工和制造方面具有優(yōu)勢。這些材料可以使用各種技術(shù)模制或成型，例如壓縮成型或熱成型，與傳統(tǒng)材料所需的更復(fù)雜的制造工藝相比，這些技術(shù)更具成本效益。此外，熱塑性復(fù)合材料的生產(chǎn)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(fù)合材料相比，熱塑性復(fù)合材料可以提供改進(jìn)的可修復(fù)性。如果發(fā)生損壞或磨損，熱塑性復(fù)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(dāng)然一架大型飛機(jī)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(jià)，需要考慮的因素還有很多。熱塑性碳纖維給大飛機(jī)的構(gòu)造提供了一種新的選擇，隨著碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，原材料的價(jià)格會逐步下調(diào)，本文討論的性價(jià)比可能會得到一個更好的答案。
 
    文章轉(zhuǎn)載說明：本文由無錫智上原創(chuàng)編輯發(fā)布，版權(quán)所有，未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載。