قطعاتی که در صنعت هواپیما سازی مورد استفاده قرار می گیرند، باید از استحکام، دوام و دقت بالایی در ساخت برخوردار باشند. علاوه بر این، قطعات باید از حداقل وزن برخوردار باشند تا در طول مدت پرواز سوخت کمتری مصرف شود.
روش تزریق پلاستیک یکی از بهترین گزینه ها برای ساخت قطعاتی همچون پنل، محفظه و تیغه های توربین است. صرفه اقتصادی و وزن پایین محصول نهایی از جمله دلایل اهمیت این روش برای بسیاری از صنایع است. ساخت قطعات مشابه با سایر روش های پیشرفته و یا با دیگر مواد، هزینه‌ی بیشتری را به شما تحمیل خواهد کرد.
قطعاتی از هواپیما که به روش تزریق پلاستیک ساخته می شوند
ابزار پیچیده و مانیتورهایی که در کابین هواپیما برای اطلاع از وضعیت و کنترل شرایط تعبیه شده اند، با استفاده از قاب های پلاستیکی محافظت می شوند. این قاب ها علاوه بر حفاظت از تجهیزات، ظاهری آراسته و سازمان‌یافته ایجاد می کنند.
![تزریق پلاستیک در صنعت هواپیما سازی]()
مجموعه‌ی این قاب ها و محافظ ها با روش ریخته گری تزریق پلاستیک ساخته شده اند. این پوشش ها از تحمل بالایی در برابر تغییرات دمایی در طول پرواز برخوردارند.
به دلیل اهمیت بالایی که هواپیماها دارند، قطعا از با دوام ترین مواد برای ساخت قطعات مختلف آن‌ها استفاده می شود. قطعاتی نظیر لنز ها، پنل ها، محفظه ها و ظروف با استفاده از روش ریخته گری تزریق پلاستیک ساخته می شوند.
شیشه هواپیما از جمله اجزایی است که باید حجم بالایی از فشار را تحمل کند. بنابراین برای ساخت پنجره هواپیما از پلی متیل متاکریالات استفاده می-شود. این ماده دارای خواص فوق العاده‌ای نظیر شفافیت و مقاومت بالا در برابر عوامل جوی است.
قطعات پلاستیکی که در بخش های داخلی و بیرون هواپیما مورد استفاده قرار می گیرند، باید توانایی تحمل تغییرات دمایی ناشی از گرمای خود هواپیما را داشته باشند. از این رو قطعاتی نظیر ارتفاع سنج، قطب نما، ژیروسکوپ( چرخش نما) با یک لایه محافظ پوشش داده می شوند.
مواد مصرفی در ریخته گری تزریقی برای ساخت قطعات هواپیما
روش ریخته گری تزریقی برای شکل دهی بسیاری از مواد پلاستیکی قابل استفاده است. اما پلاستیک هایی که در صنعت هوایی مورد استفاده قرار می گیرند، باید از خواص ویژه ای برخوردار باشند. در ادامه عمده پلاستیک هایی که برای ساخت قطعات هواپیما با روش ریخته گری تزریقی استفاده می شوند، معرفی می گردد:
(PCTFE) Polychlorotrifluoroethylene
پلی کلروتریفلوورواتیلن پلاستیکی با دوام بالا در برابر سرما و گرمای شدید است. این مواد به هیچ عنوان تحت تاثیر عوامل خورنده قرار نمی گیرند. محدوده دمای کاری این ماده از دمای “-240” تا “204” درجه‌ی سانتی‌گراد می باشد.
از دیگر ویژگی های جالب توجه این پلیمر مقاومت در برابر آتش و مواد شیمیایی است. PCTFE هرگونه خسارت ناشی از نفوذ آب را به حداقل مقدار ممکن می رساند.
![تزریق پلاستیک در صنعت هواپیما سازی]()
POLYAMIDEIMIDE (PAI)
پلی آمید ایمید با نام تجاری تورلون، قابلیت بازدارندگی شعله را داشته وخواص خود را تا 260 درجه‌ی سانتی‌گراد به خوبی حفظ می کند. عدم انتشار دود در حین سوختن در صنایع هواپیماسازی اهمیت ویژه ای دارد. چرا که این مسئله خطر پخش مواد شیمیایی خطرناک در محیط و استنشاق دود در شرایط بحرانی را برطرف می کند.
Polytetrafluoroethylene (PTFE)
بدون شک همه ما با واژه‌ی تفلون آشنا هستیم. تفلون یا پلی تری فلورو اتیلن به عنوان پوشش بسیاری از کابل ها و سیم ها که از اجزای حیاتی تجهیزات هوایی هستند، مورد استفاده قرار می گیرد. سیم ها که به عنوان شریان های حیاتی قطعات اصلی هواپیما را به یکدیگر متصل می کنند، باید در شرایط مختلف، تحت محافظت قرار بگیرند.
سیم ها و کابل ها به منظور محافظت در برابر پارگی و سوختگی، با استفاده از پوشش تفلون عایق بندی می شوند. PTFE قابل اشتعال نیست و مقاومت بالایی در برابر سایش و پارگی دارد. از این رو گزینه‌ی مناسبی برای حفاظت کابل های موجود در هواپیما است.
Polyetheretherketone (PEEK)
از دیگر پلاستیک‌های با دوام که مورد توجه شرکت های سازنده‌ی قطعات هواپیمایی قرار گرفته است، پلی اتر اتر کتون یا (PEEK) است. محدوده‌ی دمایی این مواد بسیار گسترده است و حرارتی بالغ بر 204 درجه‌ی سانتی‌گراد را تحمل می کند.
اهمیت این مواد به دلیل مقاومت عالی در دماهای زیر صفر و هوای نامناسب است. (PEEK) در چرخ دنده های پمپ و دریچه‌ی سوپاپ در هواپیما کاربرد زیادی دارد. این مواد با مقاومت بالایی که در برابر هیدرولیز دارند، مانع از نفوذ آب و بخار می شوند.
![تزریق پلاستیک در صنعت هواپیما سازی]()
Thermosetting Polyimide
Thermosetting Polyimide بیشتر با عنوان Meldin 7001 شناخته می‌شود. مهمترین خواص این ماده مقاومت عالی در برابر مواد شیمیایی، انعطاف پذیری و وزن پایین آن است. قطعات مختلف هواپیما که به یکدیگر متصل شده‌اند، باید به درستی عایق بندی شوند. محل اتصال اجزای مختلف هواپیما برای عملکرد بهتر با Thermosetting Polyimide عایق می شوند. به منظور نگه‌داری، تراز و تنظیم چرخ هواپیما در زاویه‌ی صحیح از این ماده در Spacer استفاده می شود.
مزایای استفاده از پلاستیک در ساخت قطعات هواپیما
پلاستیک های مورد استفاده برای ساخت قطعات هواپیما ویژگی هایی برابر با فلزات گران قیمت دارند. به عبارتی این مواد نسبت به فلزاتی با خواص مشابه، مقاوم تر و ارزان تر هستند. از طرفی صرف انرژی بسیار پایین تر برای تولید قطعات پلاستیکی، موجب شده است این مواد بیشتر مورد توجه قرار بگیرند.
صرفه جویی انرژی برای تولید این قطعات و بازیافت آن‌ها، اقدامی موثر و مفید است که به سود شرکت های تولید کننده و محیط زیست خواهد بود. وزن ماده‌ی مورد استفاده برای ساخت قطعات هواپیما تاثیر زیادی در انتخاب نوع ماده خواهد داشت.
پلاستیک ها با خواص عایق حرارتی و مقاومت در برابر مواد شیمیایی، بهترین گزینه برای ساخت برخی قطعات هواپیما هستند. برخلاف فلزات، پلاستیک ها در معرض خطر خوردگی قرار ندارند که این امر بر عمر قطعات پلاستیکی افزوده است.
حداکثر چگالی پلیمرهای مورد استفاده در صنایع هوایی 1.3 g/〖cm〗^3 است. این عدد در مقایسه با چگالی آلومینیوم ( 2.7 g/〖cm〗^3) چشم‌گیر است. مجموعه این ویژگی های پلیمرها سبب شده است کمپانی های هواپیماسازی پلیمرهای مستحکم و سبک را جایگزین قطعات فلزی کنند.
معایب استفاده از پلاستیک در ساخت قطعات هواپیما
اگرچه مواد پلاستیکی زیادی برای ساخت قطعات هواپیما پیشنهاد شده است، اما همچنان در بسیاری از بخش‌ها نمی توان از این مواد استفاده کرد. دلیل این امر پایین تر بودن خواص مکانیکی و فیزیکی پلیمرها نسبت به مواد فلزی، سرامیکی و کامپوزیت-هاست. پلاستیک ها انعطاف پذیرند. گرچه این ویژگی در اغلب موارد مفید است ولی بعضا می تواند عیب یک ماده نیز محسوب شود.
به خصوص در شرایطی که قطعه باید از چقرمگی بالایی برخوردار باشد. امروزه کامپوزیت هایی که در صنایع هوایی مورد استفاده قرار می گیرند، دارای مقاومت دمایی و استحکام بسیار بالاتری نسبت به پلیمرها هستند. دمای کاری بهترین پلیمرها بین “-240” تا “204” درجه‌ی سانتی‌گراد است. در دماهای خارج از این محدوده، پلاستیک ها دچار تغییر فرم و از بین رفتن خواص می شوند. از این رو برای دماهای فراتر از محدوده‌ی یاد شده باید از مواد مقاوم تر از پلاستیک استفاده کرد.
![تزریق پلاستیک در صنعت هواپیما سازی]()
مزایای روش ریخته گری تزریقی در ساخت قطعات پلاستیکی هواپیما
از مهمترین مزایای روش ریخته گری برای تولید قطعات پلاستیکی هواپیما می توان به انعطاف پذیری محصولات و تکرار پذیری آن‌ها اشاره کرد. راندمان بالای کار در عین مصرف بهینه انرژی، این روش را به بخشی جدایی‌ناپذیر از صنعت هوافضا مبدل نموده است.
توان تولید قطعات پیچیده و یکپارچه از دیگر مزایای روش ریخته گری تزریقی است. قطعاتی با ابعاد کوچک و متوسط توسط این روش و بدون تلرانس ابعادی به راحتی قابل ساخت هستند.
معایب ریخته گری تزریقی در ساخت قطعات پلاستیکی هواپیما
صنایع هوایی همواره در جستجوی بهترین مواد و مطمئن ترین روش ها برای ساخت قطعات هواپیما هستند. امروزه به لطف پیشرفت تکنولوژی، ماشین آلات پیچیده تری برای ساخت قطعات به وجود آمده‌اند. دستگاه ریخته گری تزریقی از جمله این تجهیزات است که با وجود تمامی مزایایی که دارد، از قیمت بالایی نیز برخوردار است.
از دیگر معایب این دستگاه، محدودیت در ساخت قطعات با ابعاد بزرگ تر است. برای ساخت قطعات بزرگ‌تر نیاز به دستگاه های عظیم تزریق پلاستیک خواهد بود که تولید آن‌ها هزینه‌های بسیار زیادی را به شما تحمیل خواهد کرد. تنظیم دمایی جهت کنترل ویسکوزیته در این دستگاه باید با توجه به نوع ماده و به دقت انجام شود.
در غیر این صورت سبب ایجاد عیوب مختلفی از جمله شیار و حفره در قطعه می شود. اگرچه زمان تولید یک قطعه پلاستیکی در دستگاه کوتاه است، اما فرایند تولید از طراحی تا تولید قطعه‌ی نهایی زمانی طولانی است. چرا که هر قطعه نیاز به طراحی دقیق قالب و ساخت آن خواهد داشت.