用热塑性复合材料代替金属 - 基于航空航天工业视角

金属一直是航空航天工业的首选材料。然而，聚合物复合材料正在取得重大进展，在整个航空航天供应链上取代金属——波音787和空客A350的开发就是最好例证。

到底什么是复合材料？

简单地说，复合材料是两种或两种以上材料组合，形成一种性能高于其各成分之和的材料。其好处有很多，如减轻重量、优异的机械性能，并可降低成本和提高加工效率。

在我们的案例中讨论的热塑性复合材料，是PEEK和与其密切相关的PAEK类聚合物的组合。这类材料被用作聚合物基体材料，再掺混高体积分数连续碳纤维或玻璃纤维，从而提供所需的性能特性。市售的VICTREX™ PAEK和PEEK复合材料有各种形式，如单向（UD）预浸胶带、预浸织物和棒材。

为什么这是一种可行的金属替代方案？

热塑性复合材料主要可替代铝、钛和钢等金属，可带来许多好处:

• 减重高达60%
• 比强度提高5倍
• 比刚度提高2倍
• 抗疲劳性能提供4倍
• 高效的非热压罐加工
• 可自由合并零件并优化设计

与传统金属和金属合金件相比，VICTREX PAEK复合材料具有优异的机械性能，在更高的比强度和比刚度的基础上，提供重量更轻的替代方案。

而这些好处为何对整个供应链如此具有吸引力呢?

1. 可降低成本。热塑性复合材料的真正价值在于，可从一开始就通过非热压罐工艺加快生产周期。
2. 能够将层压复合材料与注塑混合材料相结合，使混合成型零件的制造速度更快、成本更低。
3. 设计优化使安装更容易。
4. 使用聚合物复合材料可减轻飞机重量，这意味着更高的燃油效率和更低的运营成本。
5. 持久的机械性能和更高的韧性有助于降低维护成本。

所有这些优点加在一起达到令人难以企及的性能高度，这成为热塑性VICTREX PAEK复合材料被采纳的主要原因，从而能满足航空航天行业日益增长的需求。