Inhoud
- Polymer Matrix
- Glasvezelversterkt kunststof (GFK)
- Composieten van koolstofvezel
- Aramidevezelcomposieten
Polymeermatrixcomposieten zijn hoogtechnologische materialen gemaakt van versterkende vezels ingebracht in een plastic matrix. Veel moderne militaire en commerciële vliegtuigen kunnen niet worden vervaardigd zonder het gebruik van deze materialen. Het eerste composiet dat werd gebruikt om vliegtuigen te maken was de FRP. Het was in de jaren 1950 dat dit materiaal (plastic met glasvezelversterking) en koolstofvezel en boorcomposieten voor het eerst werden gebruikt in de productie van commerciële vliegtuigen.
Polymer Matrix
Composietmaterialen zijn een combinatie van twee of meer elementen. Polymeren zijn plastic, die zijn versterkt met vezelachtige materialen zoals koolstof of glas. De thermohardende polymeerhars of thermoplastisch materiaal is de matrix die wordt gebruikt voor de composieten. Na te zijn gemodelleerd, kunnen die gemaakt van thermohardende harsen niet eenvoudig worden gerepareerd of opnieuw gemodelleerd. Het thermoplastische materiaal kan na harding worden gesmolten en opnieuw gemodelleerd. Hierdoor zijn componenten gemaakt van dit materiaal gemakkelijker te herstellen dan die gemaakt van thermohardende harsen.
Glasvezelversterkt kunststof (GFK)
Glasvezelversterkt kunststof (PRFV) is, zoals de naam al aangeeft, een plastic polymeer versterkt met glasvezels. Voor de eerste keer ontwikkeld in 1920, werden met glasvezel versterkte kunststoffen al snel gebruikt in scheeps- en luchtvaarttoepassingen. Het leger van de Verenigde Staten heeft het gebruik ervan gebruikt om een sterker en lichter militair vliegtuig te ontwikkelen. Volgens het Oak Ridge National Laboratory in 1945 werd meer dan 3.000 ton van dit materiaal gebruikt in militaire toepassingen. De glasvezelcomponenten worden gevormd in de vormen die nodig zijn voor de constructie van het vliegtuig. De vezels worden in een matrix van kunststofhars gefixeerd. Polyester- of vinylesterharsen worden over het algemeen gebruikt als matrixmateriaal, maar thermoplastische materialen vervangen de oudere typen matrices omdat ze veiliger en gemakkelijker te verwerken zijn.
Composieten van koolstofvezel
De stijging van de kosten van olie heeft vliegtuigbouwers gedwongen om meer gewicht toe te kennen aan de vermindering van het gewicht en aan de productie van efficiëntere vliegtuigen.Een manier om dit doel te bereiken is om koolstofvezelcomposieten te gebruiken bij de fabricage van deze vliegtuigen. Commerciële vliegtuigen, zoals de Boeing 787 Dreamliner, werken veel efficiënter en met lagere brandstofkosten als gevolg van het gebruik van deze materialen. Koolstofvezelcomposieten worden ook veel gebruikt bij de constructie van militaire vliegtuigen. Omdat het lichtgewicht en resistente materialen zijn, worden koolstofvezels veel gebruikt op regeloppervlakken, zoals rolroeren en rotors. Ze zijn duurzamer en bestand tegen corrosie dan metalen onderdelen. Koolstofvezelcomposieten worden veel gebruikt in vliegtuigcomponenten zoals de F-18 en de V-22 Osprey convertiplane.
Aramidevezelcomposieten
Aramidevezelcomposieten zijn te vinden op enkele van de grootste vliegtuigen ter wereld. Aromatische polyamiden zijn polymeervezels met moleculen georiënteerd langs de vezelas. Vanwege de chemische binding tussen de moleculen, maakt dit het resulterende materiaal extreem sterk en licht. De vezels worden geproduceerd door het polymeer uit een vloeibare oplossing te centrifugeren. Sommige van de in de handel bekende composieten van aramidevezels zijn Kevlar en Nomex. Deze materialen zijn extreem sterk, isolerend en bestand tegen corrosie. Deze eigenschappen maken ze geschikt voor het fabriceren van structurele elementen van vliegtuigen. Grote passagiersvliegtuigen, zoals de Airbus A380, zijn gemaakt van polyamide-materialen. Het resultaat is een lichtgewicht constructie met een laag brandstofverbruik, zonder de structurele integriteit op te geven.
