고성능 플라스틱 소재의 군사 및 방위 분야에는 이국적인 추진제, 절삭, 높은 중력 및 진동 스트레스, 온도, 날씨 및 극한 환경, EMI/RFI 및 방사선 노출, 정밀 공차 요구 사항이 모두 고려됩니다. Drake의 초고성능 폴리머는 이러한 과제에 대한 솔루션을 제공하는 데 수십 년 동안 성공하며 인상적인 기록을 쌓아왔습니다.
무기 시스템에 사용되는 Drake의 초고성능 폴리머
휴대용 미사일 발사기와 같은 첨단 무기에는 정밀한 정확도와 극한의 조건에서도 완벽하고 신뢰할 수 있는 성능이 필수적입니다. 이동 중인 요원이 휴대하고 발사하는 무기의 경우 경량도 중요한 요소입니다. 복잡한 조준 및 유도 시스템의 구성 요소는 매우 다양한 환경 조건에서 치수 안정성을 유지해야 하며 거친 취급, 강력한 추진제, 발사 온도 및 빠른 속도에 견딜 수 있어야 합니다. 이러한 유형의 군용 장비에 사용되는 부품의 재료 사양 목록에는 내연성이 필수인 경우가 많습니다.
드레이크 플라스틱의 초고성능 폴리머는 수십 년 동안 이러한 엔지니어링 과제에 대한 솔루션을 제공해 왔으며, 종종 금속에 비해 상당한 이점을 제공합니다. Drake가 가공 가능한 형상 및 기계 가공 및 사출 성형 부품의 형태로 제공하는 다양한 등급의 Torlon PAI, Victrex 및 Solvay KetaSpire® PEEK, Ryton R-4 PPS 및 Ultem PEI의 고유한 특성 프로파일은 다양한 재료 및 생산 옵션을 제공합니다. 이를 통해 엔지니어는 설계 중인 무기 부품의 요구 사항을 성능과 비용을 가장 효율적이고 효과적으로 조합할 수 있는 최적의 소재 및 부품 제조 방식에 맞출 수 있습니다.
이 초고성능 폴리머는 금속에 비해 다양한 화학물질, 윤활제, 추진제에 노출되어도 부식이 잘 일어나지 않습니다. 또한 과도한 습기의 영향을 견디고 극한의 습도와 온도에서도 치수 안정성을 유지합니다. 이러한 모든 혜택은 다양한 기상 조건에 장시간 노출될 가능성을 고려할 때 필수적입니다. 금속보다 훨씬 가볍기 때문에 무기 휴대성이 향상되고 현장에서 일상적으로 요구되는 장소 간 신속한 배치가 용이합니다.
탄소 및 유리 섬유로 강화된 Torlon PAI 및 PEEK 등급은 구조적 강도와 강성이 매우 높습니다. 금속에 필적하는 낮은 라이너 열팽창 계수로 온도 스펙트럼의 양 극단에서 정밀 부품의 치수 안정성을 제공합니다. 또한 반복적인 무기 발사로 인해 발생하는 최고 수준의 강렬한 열에도 구조적 강도를 유지합니다. 이러한 고강도와 안정성의 조합은 휴대용 미사일 발사기의 정확도를 안내하고 보장하기 위해 정밀한 치수 공차가 필요한 부품을 선택하는 데 있어 핵심적인 요소였습니다.
라돔, 이그나이터 컵, 핀, 날개, 케이블 지지대 등은 휴대용 및 고정 플랫폼에서 배치되는 미사일과 기타 유도 무기에 사용되는 고성능 폴리머의 응용 분야 중 하나입니다. 이 복잡한 무기 시스템은 매우 다양하고 가혹한 작동 조건에서 구조적 강도와 안정성을 위해 Drake Plastics의 Torlon PAI, PEEK, Ryton R-4 PPS 및 기타 고성능 폴리머를 활용합니다. Drake가 가공 가능한 스톡 형상 및 부품으로 공급하는 이러한 폴리머 소재는 20년 이상 성공적인 성능을 통해 첨단 무기 및 무기 시스템의 요구 사항을 충족할 수 있음을 입증했습니다.
드레이크의 고성능 폴리머를 사용한 군용 항공기 응용 분야
Drake의 초고성능 폴리머는 복잡한 군용 항공기 부품 엔지니어링과 관련된 과제에 대한 솔루션을 제공하는 데 있어 탄탄한 실적을 쌓아왔습니다. 일상적인 운항 환경에서는 제트 엔진의 강렬한 열과 비행 중 경험하는 급격하고 극심한 대기 온도 변화에도 견고하고 치수 안정성을 유지하는 경량 소재가 필요합니다. 전자 차폐와 전기 및 열 절연은 시스템 성능을 저하시키지 않는 데 필수적입니다. 기내 스트레스와 가속, 감속, 착륙 시 발생하는 힘으로 인해 부품은 높은 수준의 강성과 충격 강도를 유지해야 합니다. 미사일 추진제와 제트 연료는 항공기 부품에 사용되는 소재에 대한 내화학성 요건이 더욱 강화되었습니다. Torlon PAI, 빅트렉스 및 솔베이 케타스파이어 PEEK, 라이톤 R-4 PPS 및 울템 PEI의 다양한 배합으로 가공 및 사출 성형된 애플리케이션은 이러한 문제를 해결하는 데 그 효과를 입증했습니다.
대부분의 경우 구성 요소는 초기 설계 단계부터 Drake의 Torlon PAI, PEEK, Ryton R-4 PPS 및 Ultem PEI로 엔지니어링됩니다. 그러나 이러한 초고성능 폴리머가 금속 부품에서 발생하는 예상치 못한 단점을 해결한 예외적인 경우도 있습니다.
예를 들어, F-16 전투기의 보조 연료 탱크의 연료 연결부는 원래 스테인리스 스틸로 만들어졌습니다. 보조 탱크는 제트 전투기의 사거리를 50% 연장하는 중요한 전술적 이점을 제공합니다. 기존 탱크에 사용된 젖은 금속 연결부는 낙뢰가 발생할 경우 안전하지 않은 것으로 간주되었습니다. 엔지니어들은 금속 부품을 단열하는 데 비용이 많이 들고 불확실한 방법을 택하는 대신 금속 부품을 직접 대체할 수 있는 소재를 찾는 데 도전했습니다. 이 소재는 제트 연료에 노출되어도 성능 저하와 취성을 견뎌야 하고, 심한 진동에도 고장 없이 견뎌야 하며, 애프터버너 비행 중 400°F(200°C)까지의 온도 변화에서도 강성과 치수를 유지해야 했습니다. Drake의 개발팀은 항공기 엔지니어와 협력하여 요구 사항을 충족하는 데 가장 적합한 특성을 가진 소재로 Torlon 4203L을 찾아냈습니다. 그런 다음 연결부를 가공하는 데 사용할 재료 형태로 Drake의 독점적인 Seamless Tube®를 지정했습니다. 압출 심리스 튜브®로 가공된 Torlon 4203L 부품은 사출 성형 부품보다 내재 응력 수준이 낮고 인성 및 강도가 높았습니다. 또한 솔리드 로드 대신 Drake의 심리스 튜브로 연결부를 제작함으로써 재료 손실을 최소화하고 가공 시간을 크게 절약할 수 있었습니다. Drake의 가공 작업에서 생산된 첫 번째 연결부터 모든 연결은 애플리케이션에 필요한 엄격한 650psi(45bar) 압력 테스트를 통과했습니다.
Drake의 가공 및 성형된 Torlon PAI, PEEK, Ultem PEI 및 Ryton R-4 PPS의 많은 군용 항공기 적용 사례는 상업용 항공기의 적용 사례와 매우 유사합니다. 이러한 폴리머의 치수 안정성, 강도, 차폐 효과 및 전기적 특성이 핵심 요소인 전기 커넥터, 단자대 및 조명 하우징이 여기에 포함됩니다. 부싱, 베어링, 롤러, 기어, 베인 및 이와 유사한 이동 및 슬라이딩 부품도 극한 조건에서 신뢰할 수 있는 장기적인 성능을 달성하기 위해 이러한 베어링 및 내마모성 등급의 소재로 생산됩니다.
해군 함정 부품에 사용되는 드레이크의 초고성능 폴리머
핵잠수함보다 시스템과 부품의 신뢰성이 더 중요한 고성능 폴리머의 적용 분야를 정의하는 것은 어려운 과제입니다.
신뢰성과 안전이 가장 중요합니다.
원자력 추진 운영 환경은 그에 근접하여 사용되는 재료와 부품에 대한 고유한 요구 사항이 있습니다. 각 애플리케이션에서 발생하는 방사선의 양이 폴리머의 특성에 어떤 영향을 미치는지 파악하는 것은 소재 선택의 핵심 요소입니다.
높은 수준의 방사선량에서 테스트할 경우 일부 플라스틱 소재는 기계적 특성이 급격히 떨어지는 것으로 나타났습니다. 그 결과 강도와 연성이 손실되어 스트레스나 충격 하중을 받으면 고장날 가능성이 높아집니다.
미국 복합재 제조 학습 센터에서 수행하고 인증한 테스트에서 Torlon PAI, PEEK 및 Ultem PEI를 포함한 광범위한 열가소성 소재를103~109 방사선의 노출 수준에서 테스트했습니다. 106 이상의 수준에서 만족스러운 물성 유지력을 보인 소재는 소수에 불과했습니다. 드레이크 플라스틱에서 30% 유리 강화 폴리머를 압출하여 부품으로 가공한 고강도 Torlon 5030 PAI는 폴리머 소재 평가에 사용되는 최고 수준인109rad에서 기관의 테스트를 통과하는 데 필요한 수준의 기계적 물성을 성공적으로 유지했습니다. 드레이크의 또 다른 고성능 스톡 형상 및 부품 폴리머인 빅트렉스 PEEK도109레이드를 통과했습니다. Drake가 독특하고 효율적인 Seamless Tube® 구성으로 공급하는 30% 유리 강화 Ultem 2300 PEI는108rad에서 인상적인 물성 유지력을 보여주었습니다.
유사한 응용 분야에서 신뢰할 수 있는 성능을 입증한 역사와 함께 방사선 노출 시에도 물성을 유지하는 특성 덕분에 미 해군 엔지니어들은 핵 잠수함의 볼 밸브 및 튜브 시트 설계에 Drake Plastics의 Torlon PAI를 지정했습니다. 방사선의 영향에 대한 탁월한 내성을 지닌 Torlon PAI는 이러한 부품에 지정된 높은 압축 강도, 인성 및 내마모성을 제공하고 유지합니다.
드레이크 플라스틱의 개발팀은 또한 선미 튜브 씰에 사용할 수 있는 수명이 긴 소재에 대한 미 해군의 과제를 해결했습니다. 솔루션: Torlon PAI에서 생산된 Drake Seal Segments®. 오늘날 해군의 함정들은 높은 압축 강도, 인성 및 장기적인 내마모성을 위해 이러한 호형 씰 부품에 의존하고 있습니다.
해군 함정에서 Drake 고성능 폴리머 제품의 다른 응용 분야로는 고강도 및 내화학성 Ryton R-4 PPS로 가공된 전기 커넥터 및 리셉터클이 있습니다. 이 소재는 이러한 다양한 구성 요소에 필요한 우수한 전기 및 단열, 절연 특성을 제공합니다. 내화학성 또한 주목할 만한데, PPS 소재에는 알려진 용매가 없습니다.
군사 및 방위 부품의 드레이크 고성능 폴리머
- 30% 탄소 섬유 강화 PEEK로 가공된 휴대용 미사일 핀은 가볍고 견고하며 단단하여 무기 휴대성, 신뢰성 및 정확성에 기여합니다.
- 라돔은 표준 PEEK 등급과 비교하여 솔베이의 KetaSpire XT920 GF30 PEEK의 유전체 특성, 높은 강도 및 높은 내열성의 이점을 누릴 수 있습니다.
- 뛰어난 강도와 전기 전도성 특성으로 사용되는 탄소 섬유로 채워진 PEEK로 가공된 안테나 마운트 .
- 전기 커넥터는 Ryton R-4 PPS의 치수 안정성과 절연 및 절연 특성에 의존합니다.
- 베어링 및 내마모성 Torlon PAI 및 PEEK 등급으로 가공된 부싱과 베어링은 항공기 및 해군 함정에서 신뢰할 수 있는 성능을 제공합니다.
- Torlon 4203 심리스 튜브®로 가공된 보조 연료 탱크와 에어 커넥트는 전투기의 비행 범위를 확장합니다.
- Torlon PAI에서 가공된 볼 밸브 시트는 핵잠수함 및 기타 해군 함정에서 장기간 안정적으로 작동합니다.
- Drake의 Torlon PAI 씰 세그먼트®로 구성된 선미 튜브 씰은 증가하는 해군 함정에 사용됩니다.
