超过十五年，飞机制造商利用了热塑性复合材料，其韧性和耐久性作为结构复合材料。航空航天设计允许数据库可用于商业和军队的应用。
大多数体积应用都是在商业领域，其中结构应用从发动机吊架门到前缘、横梁和托架不等。应用范围广泛，从头顶的行李架和内部厨房，到飞机发动机短舱的声音抑制系统。
图像信用：Toray高级复合材料
OEM最近对热塑性塑料的兴趣增加了较高。虽然选择a的一系列原因热塑性复合材料，许多关键要求正在推动这种趋势。
首先，由于自动化解决方案，可以生产具有非常低的空隙含量的热塑性结构，而无需使用高压灭菌和非常低的空隙热塑性嵌入式的生产。
部件和设备供应商，2020欧洲杯下注官网如自动动态，ACM / Experion，纤维和切割动力学，具有独特的机器技术，以优化热塑性复合部件的制造。
其次，由于热塑性塑料具有通过感应或电阻焊接方法进行熔焊的能力，这是通过消除紧固件来减少重量和成本的有效手段。
湾流通过Fokker FaloStructure采用感应焊接生产尾部组件，为G650商业喷气机生产尾部组件。与热固性复合结构相比，该结构达到了20％的成本降低和10％的重量节省。
最后，复合机身的变化导致了金属结构支架的去除和电流腐蚀的相应影响。热塑性复合材料具有卓越的阻燃性和结构特征。热塑性塑料还引入经济高效的技术（热成型或压缩成型），用于生产各种金属支架。
大多数新的自动化解决方案需求低空隙含量热塑性预浸料材料和非常高的一致性。欧洲杯足球竞彩低空隙内容磁带在高效的制造自动化磁带解决方案中是有益的。在该过程中，具有固欧洲杯足球竞彩有低空隙含量和浸渍浸渍丝的原料。
本文概述了今天在航空航天中使用的材料形式和材料，重点是所采用的制造技术。欧洲杯足球竞彩
聚合物技术
半结晶和无定形是两种热塑性聚合物。
无定形热塑性塑料没有形成结晶结构。低于玻璃化转变温度（Tg），聚合物分子是固体。聚合物可以在Tg的温度下模塑，因为分子有足够的能量以彼此相对于移动。
与半晶体聚合物相比，非晶态热塑性聚合物通常可以在更接近其Tg的温度下成型。无定形热塑性塑料的一个限制是它们对特定溶剂的抵抗力较差。
半结晶聚合物具有区域的区域，其中聚合物在晶格中将聚合物紧密填充在一起的区域。部分地层和聚合物类型期间采用的冷却速度影响各自部分中的结晶度。
半结晶聚合物具有熔融温度（Tm）和Tg，其中非晶相具有足够的能量来开始移动。熔融温度是晶体结构劣化的温度。
目前，复合材料中使用的主要热塑性塑料包括：
- 聚醚 - 酮 - 酮（PEKK） - 半晶
- 聚醚 - 醚 - 酮（PEEK） - 半晶
- 聚苯基硫醚（PPS） - 半晶
- 尼龙 - 无定形或半晶
- 聚醚 - 酰亚胺（PEI） - 无定形
材料形态
热塑性塑料中的材料形式有三种类型。第一类是利用具有包含在织物内的热塑性树脂的常见玻璃纤维织造或碳材料的织物预浸料。
这些材料略微欧洲杯足球竞彩适匀，可以覆盖。它们主要用于非常大，连续的结构，例如尾电梯，襟翼和领先的边缘等。术语“半导体”通常用于这些材料，因为树脂主要在织物表面上，并且在高温高压釜中发生浸渍过程。欧洲杯足球竞彩
Toray Advanced Composites提供一系列材料在CETEX下欧洲杯足球竞彩®使用玻璃纤维或碳织物的品牌名称，具有各种树脂，如PEEK，PEI，PA和PPS树脂。
第二类是增强热塑性层压材料，其与织物预浸料有关。这些材料是由欧洲杯足球竞彩多尺寸的层压板提供，其中一至二十层，从长达12英尺的长度为4英尺宽。将RTL层压板经受高温和高压热成型程序，以获得强粘度热塑性树脂的强纤维束浸渍。
RTL层压板使用户能够直接移动到一个短周期的热成型程序，以创建零件。在陶瓷加热器(分钟)下，层压板可以迅速加热，然后移动到热成型压力机，在那里可以在五分钟内生产出复杂的部件(肋加强筋)。
OEM通常概述其规格，具有多种不同的面料，树脂形式和方向，使用户能够通过类，等级，方向和树脂引用。Toray Advanced Composites称这些材料Cetex欧洲杯足球竞彩®其中，RTL表示增强的热塑性层板。
热塑性单元是第三种材料形式，其宽度通常从1/8英寸的狭缝胶带(或切碎的模塑复合级)到6至12英寸宽。这种材料形式的优点是能够使用纤维放置设备和自动化胶带铺设的最佳效率。2020欧洲杯下注官网
通过连续压缩成型，胶带铺设或纤维胶带放置（原位）提供更大范围的自动化解决方案。Toray Advanced Composites在品牌名称的CETEX下提供这些产品®热情'。
今天热塑性复合材料的状态
几十年来，热塑性复合材料已经有效地使用了。热塑性塑料有多种好处：
- 能够利用短循环时间热成型部件制造技术。
- 强烈损害抗性和韧性。
- 低吸水。
- 在室温下储存，使得能够生产较大的结构，而不会限制OUT-TIEE限制。
- 部件可以重新形成。
- 阻燃。
- 部分制造替代品存在，从而消除了高压釜的使用。
- 非常低的空隙内容。
热塑性复合材料与热固性度相比的一些局限性是：
- 与热固性集比原料的初始成本更高。欧洲杯足球竞彩
- 加工温度较高。
- 工具通常成本较高。
- 传统零件制造商可能不熟悉现代热塑性复合材料加工技术。
如果零件内存存在小缺陷，则在结构应用中使用复合材料的风险是其对裂纹传播的抵抗力，并且在没有冲击时吸收能量的能力而不会破裂。
与其热固性对应物相比，热塑性塑料通常具有更高的韧性。这是一个额外的好处，因为即使存在内部损坏，复合材料通常也不会显示表面损坏。
对于复合材料，当发生内部裂缝时，表面可以保持不变。由于这一点，具有具有抵抗裂纹生长的能力的矩阵系统，并且不像损坏那样易受伤害是一个主要的益处。
已经证明热塑性塑料在典型的航空航天试验中表现出更高程度的韧性，例如当测试在MODE I（开启模式）和模式II（滑动模式）和冲击试验后的压缩时传播裂缝所需的能量的量。
室温存储- 预浸料坯可以在室温下保持，没有性能降解，因为没有化学反应，涉及热塑性复合材料。
这消除了冷运输和冷库的要求，使物流使用热固性复合材料更复杂。随着时间的推移不是考虑，也可以使用更复杂的部分。
关于-成型- 可以重新形成热塑性材料，因为欧洲杯足球竞彩可以冷却热塑性树脂并在不影响性质的情况下加热多次。使用后的零件可以崩解并用作替代工艺的馈电材料，如压缩成型或注塑成型。欧洲杯足球竞彩
较高的处理温度-当使用热塑性复合材料时，需要考虑的一个问题是在明显高于玻璃化转变温度的温度下加工聚合物。
玻璃化转变温度通常被视为聚合物的使用温度。下表提供了各种热塑性聚合物的玻璃化转变温度和工艺温度的概述。
表格1。用于复合材料的热塑性聚合物。资料来源:东丽高级复合材料
| 聚合物 |
TG. |
工艺温度 |
形态学 |
| 窥视 |
290°F(143°C) |
715° - 740°F（380° - 395°C） |
半晶 |
| 裴 |
423°F（217°C） |
575° - 625°F（300° - 330°C） |
无定形 |
| PPS. |
192°F（89°C） |
温度范围:550°- 620°f(290°- 325°c) |
半晶 |
| 戳 |
312°F（156°C） |
645° - 690°F（340° - 365°C） |
半晶 |
| 尼龙 - 11. |
108°F（42°C） |
360° - 400°F（180° - 205°C） |
半晶 |
| 尼龙 - 6 |
116°F（47°C） |
415° - 450°F（210° - 230°C） |
半晶 |
工具- 金属工具通常用于热塑性件，因为所需的加工温度较高，在一些成形程序中采用的较高压力。
虽然工具的初始费用可以更高，但铝制工具可用于原型出现目的，这有助于减少交货时间和费用。对于生产应用，通常建议使用钢材工具。
与热塑性塑料有关的其他考虑
与半结晶热塑性聚合物有关的新因素之一是结晶度的水平和这种影响性质的程度。幸运的是，常用的分析设备如DSC（差示扫描量热计）可以用于容易地量化结晶度。2020欧洲杯下注官网
对于大多数热塑性塑料，当结晶度较低时，复合材料更加艰难，但这也增加了对溶剂的脆弱性。在许多工程化的热塑性塑料中可以看到高效的结晶率。这意味着一部分内的结晶度将在典型的制造方法中发现的冷却速率内显示出的变化。
任何复合结构的另一个关键因素是如何将其附加到其他结构元素上。类似于热固性复合材料，热塑性塑料可以粘接，但也可以采用一系列焊接工艺。
必须将键合线加热到加工温度以使材料软化以焊接结构。为了避免分层，必须采取措施确保压力保持在任何加热区域。可以通过多种不同的方法施加热量，例如电阻，诱导，摩擦，超声波和激光。
制造工艺
自动化过程中的新发展正在降低制造热塑性部件的成本。这些发展解决了复合行业的需求，以降低复合部件的加工成本。
由于热塑性塑料的特性，目前有许多这样的技术可以有效地和经济有效地生产零件。热塑性塑料在加工温度下迅速形成。
由于不包括化学反应，标准的热塑性固结循环要求材料保持在加工温度，直到完整的部分达到加工温度。
压力机可用于形成多个热塑性塑料，以具有高效循环时间的形状。不同公司生产的几种自动化流程以优化热塑性零件的质量和制造速度。下面概述了最广泛的技术。
自动化纤维放置和磁带放置
组织正在使用狭缝带和热塑性复合拖带，用于生产零件。在温度和压力下，将胶带放在工具或心轴上，该压力在放置过程中整合材料，这意味着不需要额外的处理。
自动化的动态。图像信用：Toray高级复合材料
Fiberforge。图像信用：Toray高级复合材料
由于这一过程是相对低压的，因此在该过程中所使用的单体具有非常低的空隙含量是至关重要的。
Toray先进复合材料采用的技术用于制造热塑性嵌体植物本身提供了优异的聚合物分布和低空隙含量。下面的显微照片显示了在非常低压下的热塑性核心型层压体的制造。
图1。横截面照片显示Toray Advanced Composites的TC1200 Peek Unitape层叠层。注意碳纤维丝束周围的均匀树脂分布和层压板中的低空隙含量。图像信用：Toray高级复合材料
热成型
热塑性复合材料的热成形过程类似于一般用于非增强塑料的热成形过程。
一个固化剂热塑性层压板被加热到加工温度，通常使用红外加热器，需要几秒钟到几分钟的时间将部分加热到所需的温度。这被转移到冲压工位，在那里，一个母模和公模被用于零件成型。零件成形过程的总持续时间通常少于5分钟。
机器人铺设
机器可用于在设计中规定的纤维方向上有效地放下热塑性胶带。局部加热源用于将帘布层放在一起。然后将随后的坯料压制成固结并热成型成份。
ACM / Experion。图像信用：Toray高级复合材料
连续压缩成型（CCM）
CCM是一种半连续，自动制造技术，能力采取热塑性复合材料并制造平板或实际上无限长度的高度形状的曲线。
概括
在结构复合材料领域有几种可供选择的材料。复合材料行业目前正专注于寻找具有成本效益的制造方法，以帮助降低零部件的总成本。一个关键的焦点是在不使用热压罐的过程中制造零件。
用热塑性聚合物加固的复合材料可提供制造工程师和设计人员一系列不同的过程，其中可以可靠和快速地生产零件。
随着较高的韧性，室温储存，几乎无限的保质期，使用焊接的结构以及自动化的现代发展，热塑性复合材料的能力将继续应用越来越多的韧性的优势。
致谢
由Tanay Advance欧洲杯足球竞彩d Composites的Dan Leeer最初撰写的材料生产。
此信息已采购，从Toray先进复合材料提供的材料进行审核和调整。欧洲杯足球竞彩
有关此来源的更多信息，请访问东丽先进复合材料。