Por qué la industria aeroespacial ama los materiales plásticos

Los vuelos comerciales serían mucho más caros y los aviones de guerra modernos supondrían menos amenaza para el enemigo sin materiales plásticos. Desde 1970, el uso de plásticos aeroespaciales se ha cuadriplicado. Los componentes interiores (como compartimentos superiores), los componentes para las funciones de navegación y propulsión y los elementos estructurales pueden estar hechos de componentes de plástico. Los aviones militares también se benefician del uso de plásticos. Hacen que los aviones sean más livianos, lo que amplía el rango de vuelo y ayuda al avión a evadir la detección del radar.

Los plásticos tienen varias ventajas en comparación con las aleaciones metálicas empleadas tradicionalmente en la industria aeroespacial:

1) Son ligeros. Algunos componentes de plástico pueden ser hasta diez veces más ligeros que sus homólogos de metal. Por cada libra de peso que se reduce en un avión, se ahorran $ 1,000 en combustible durante la vida útil del avión.

2) Los plásticos generalmente se pueden fabricar de manera económica.

3) No son propensos a la corrosión. Muchos plásticos funcionan bien en entornos químicamente muy agresivos.

4) Los plásticos transparentes son más resistentes a los impactos que el vidrio, lo que aumenta la seguridad.

Aunque los materiales plásticos se desarrollaron a fines del siglo XIX y se generalizaron en los años 30, no fue hasta la Segunda Guerra Mundial que los componentes plásticos se instalaron inicialmente en los aviones. Debido a la escasez de muchos materiales industriales durante la guerra, los ingenieros primero buscaron plásticos para reemplazar los componentes de goma en los aviones. Una de las primeras aplicaciones de los componentes plásticos aeroespaciales fue como revestimiento para tanques de combustible. Finalmente, se desarrollaron plásticos de alto rendimiento. Muchos se utilizan hoy en día en todas las partes de aviones y helicópteros. Algunos plásticos comunes y sus aplicaciones potenciales se analizan a continuación.

1) Polieteretercetona (PEEK)

La polieteretercetona, comercializada con la marca comercial PEEK ™, es un polímero orgánico semicristalino. Presenta un rendimiento mecánico y propiedades térmicas superiores, incluida la resistencia a la fluencia y la baja inflamabilidad. PEEK también puede soportar grandes dosis de radiación. Tiene una excelente resistencia a la hidrólisis, lo que significa que puede exponerse a agua a alta presión y vapor sin degradarse. La temperatura de funcionamiento de PEEK ™ sube a 450 ° F. La combinación de propiedades y el amplio rango de temperatura de funcionamiento lo convierten en un producto preferido en la industria aeroespacial, especialmente en condiciones en las que puede estar expuesto a bajas temperaturas y partículas atmosféricas. Las aplicaciones comunes incluyen asientos de válvulas y engranajes de bombas.

2) Poliamida termoendurecible

Una clase de poliimidas termoendurecibles, comercializada con la marca registrada MELDIN® 7001, tiene excelentes propiedades mecánicas y alta resistencia a los productos químicos. Con una mayor ductilidad que la cerámica y menor peso que las aleaciones metálicas, es una excelente opción para diversas aplicaciones estructurales en la industria aeroespacial. Ejemplos de aplicaciones potenciales incluyen separadores eléctricos (espaciadores) y aislantes para tuercas roscadas y otros componentes.

3) Poliamida-imida (PAI)

PAI, comercializado bajo la marca registrada Torlon®, tiene una alta resistencia mecánica que retiene hasta 500 ° F. El PAI es resistente a la radiación y a la mayoría de los productos químicos a temperatura ambiente, es retardante de llama y no emite humo cuando se quema. Debido a todas estas propiedades, el PAI se utiliza a menudo como sustituto de muchos componentes metálicos en la industria aeroespacial.

4) Policlorotrifluoroetileno (PCTFE)

El PCTFE es un plástico fluoroquímico con una combinación óptima de propiedades físicas, propiedades mecánicas, resistencia al fuego y química, y muy baja absorción de humedad. También tiene excelentes propiedades eléctricas y una amplia gama de aplicaciones de temperatura de -400 ° F a +400 ° F. Estas propiedades hacen que el PCTFE sea un excelente material para componentes que se utilizan en exteriores o en ambientes corrosivos.

5) Politetrafluoroetileno (PTFE)

PTFE, o teflón, es un polímero de fluorocarbono. Es un aislante eléctrico, tiene baja inflamabilidad, alta resistencia al desgarro y conserva sus propiedades en condiciones aeroespaciales. El PTFE es un material excelente para aislar la miríada de alambres y cables en un avión.

Conclusión

En la economía actual, el alto costo del combustible y el impulso de precios más bajos de los boletos llevan a las aerolíneas a comprar aviones lo más livianos posible. Con su peso ligero y resistencia a altas temperaturas y materiales corrosivos, los materiales plásticos son una excelente opción para reemplazar componentes que históricamente estaban hechos de aleaciones metálicas o caucho. En las próximas décadas, son previsibles los aviones con alas y colas de plástico.

¿Me perdí algún material o aplicación importante en la industria aeroespacial? Házmelo saber en la sección de comentarios a continuación.

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