Application of carbon fiber reinforced PEEK in drones

在無人機中施用碳纖維增強的窺視

2024-09-25 11:06:43

3.結論

無人機產業鏈逐漸改善,包括無人機研發,生產,銷售,培訓,維護和其他領域。上游鏈接主要包括R&D和關鍵組件的生產,例如無人機主機,發動機,傳感器等;中游鏈接是無人機的製造;下游鏈接是無人機的應用服務,包括航空攝影,測量和映射,檢查,農業植物保護等。

碳纖維增強的PEEK複合材料是一種複合材料,其中以短碳纖維(SCF),長碳纖維(LCF),連續碳纖維(CCF)形式形式的碳纖維增強了PEEK樹脂基質。純Peek本身是一種特殊的工程塑料,具有諸如輻射阻力,自潤滑,高溫抗性,耐磨損性和抗疲勞性等特徵。與純Peek材料相比,許多方面都改善了碳纖維增強的PEEK材料的性能。

與沒有加固的情況相比,在室溫下,短碳纖維增強的聚苯乙烯複合材料的拉伸強度至少翻了一番,在150°C下達到3次。基於聚丙烯硝基烯的連續碳纖維的形式是色帶單向預直接增強的增強聚醚酮材料,在室溫下具有拉伸強度,是未增強的PEEK的二十倍。同時,增強複合材料的衝擊強度,彎曲強度和模量也得到了極大的提高,伸長率急劇下降,並且熱失真溫度可能超過300°C。複合材料的影響能量吸收率直接影響複合材料的性能。碳纖維增強的聚醚酮PEEK複合材料表明,特定的能量吸收能力高達180 kJ/kg。

碳纖維的增強可以在一定程度上抵抗PEEK的熱軟化,並形成非常高強度的轉移膜以有效保護接觸區域。因此,碳纖維增強的聚醚酮PEEK複合材料的磨損速率明顯低於純PEEK。用於生產零件的碳纖維增強的聚醚酮PEEK複合材料可以有效地避免諸如金屬或陶瓷材料易於生成的表面裂紋。它的出色摩擦學特性甚至超過了超高分子量聚乙烯的特性。作為一種特殊的工程塑料,PEEK聚苯乙烯酮具有高溫抗性,低溫耐藥性,耐磨損性,高強度,耐腐蝕性,伽馬射線輻射耐性,抗疲勞性和易於成型。它是具有非常出色的全面特性的高性能聚合物之一。 PEEK正在逐漸取代航空航天,軍事和核電等領域的傳統金屬材料,並且在低空經濟領域也表現出越來越重要的作用。與金屬材料相比,PEEK具有較強的抗疲勞性,可以在260°C的高溫下保持較高的剛性,其剛度是鋁合金的四倍,是鋼合金的1.5倍,僅重1.5倍,僅重量僅為鋁合金的一半。 。

與傳統的鋁合金和不銹鋼材料相比,PEEK複合材料在輕巧和強度方面具有明顯的優勢。

Drone flight pictures

2.無人機應用中的碳纖維PPEK的預測

在飛機高速運動的工作條件下,低質量意味著低慣性,這可以達到更高的控制精度。特別是通過碳纖維增強的PEEK熱塑性複合材料,其性能可以進一步提高,並且在低海拔經濟領域具有很高的應用潛力。

碳纖維增強的PEEK可用於製造無人機中無人機的螺旋槳,螺旋槳和發動機部分,以及輕巧的結構零件,例如座椅,門和窗框的低空飛行汽車。它也可用於製造傳感器和控制系統的外殼。

優點包括:

•減輕體重和減少降噪功能:使用PEEK和短纖維複合材料後,在減輕體重的同時,它也可以保持機身材料的出色性能,提高刀片本身的強度,具有更好的動態平衡,並具有更明顯的效果降低無聲噪音。

•高強度:與傳統的金屬材料相比,PEEK具有高抗拉強度和抗疲勞性,適合重複使用和極端負荷。

•良好的飛行穩定性:PEEK及其複合材料具有較小的熱膨脹係數,強烈的疲勞性和抗振動性,可以在惡劣的環境中使用,並且葉片不容易被外部環境變形,並且使用壽命很長。

•耐熱性:窺視可以在極端溫度下保持性能。

•耐化學性:PEEK對大多數溶劑,化學物質和輻射具有良好的耐藥性,適合在惡劣的環境中使用。

•自潤滑:PEEK的自潤滑特性減少了組件之間的摩擦,並延長了設備的使用壽命。

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