이국적인 추진제, 제거, 높은 중력 및 진동 응력, 온도, 날씨 및 극한 환경, EMI/RFI 및 방사선 노출 및 정밀 허용 오차 요구 사항은 모두 고성능 플라스틱 재료에 대한 군사 및 방위 애플리케이션의 요소입니다. Drake의 초고성능 폴리머는 이러한 문제에 대한 솔루션을 제공하는 데 수십 년 동안 성공을 거두며 인상적인 기록을 세웠습니다.
무기 시스템에서 Drake의 초고성능 폴리머
극한 조건에서 정밀한 정확도와 흠잡을 데 없고 신뢰할 수 있는 성능은 휴대용 미사일 발사기와 같은 첨단 무기에 필수적입니다. 가벼운 무게는 또한 이동 중인 인원이 휴대하고 발사하는 무기의 한 요소입니다. 복잡한 조준 및 안내 시스템의 구성 요소는 다양한 환경 조건에서 치수 안정성을 유지해야 하며 거친 취급, 공격적인 추진제, 발사 온도 및 높은 속도를 견뎌야 합니다. 고유한 화염 저항은 종종 이러한 유형의 군용 장비에 사용되는 구성 요소의 재료 사양 목록에서 필수 조건입니다.
Drake Plastics의 초고성능 폴리머는 수십 년 동안 종종 금속에 비해 상당한 이점을 제공함으로써 이러한 엔지니어링 문제에 대한 솔루션을 제공해 왔습니다. 다양한 그레이드의 Torlon PAI, Victrex 및 Solvay KetaSpire® PEEK, Ryton R-4 PPS 및 Ultem PEI의 고유한 특성 프로파일은 Drake가 제공하는 가공 가능한 모양과 기계 및 사출 성형 부품 의 형태로 다양한 재료 및 생산 옵션을 제공합니다. . 이를 통해 엔지니어는 성능과 비용의 가장 효율적이고 효과적인 조합을 산출할 최적의 재료 및 부품 제조 방법에 맞게 설계하는 무기 구성 요소의 요구 사항을 일치시킬 수 있습니다.
금속에 비해 이 고성능 폴리머는 광범위한 화학 물질, 윤활제 및 추진제에 노출되어 부식되지 않습니다. 또한 과도한 수분의 영향을 견디며 극한의 습도와 온도에서도 치수 안정성을 유지합니다. 이러한 모든 이점은 다양한 기상 조건에 장기간 노출될 가능성을 감안할 때 필수적입니다. 금속보다 훨씬 가볍기 때문에 무기 휴대성을 향상시키고 현장에서 일상적인 요구 사항인 위치 간 신속한 배치를 용이하게 합니다.
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. 그들은 또한 반복적인 무기 발사로 발생하는 최고 수준의 강렬한 열에 근접한 구조적 강도를 유지합니다. 이러한 높은 강도와 안정성의 조합은 휴대용 미사일 발사기의 정확성을 안내하고 보장하기 위해 정밀한 치수 허용 오차가 필요한 부품을 선택하게 된 핵심 요소였습니다.
레이돔, 점화 컵, 핀, 날개 및 케이블 지지대는 휴대용 및 고정 플랫폼 및 기타 유도 무기에서 배치된 미사일에 이러한 고성능 폴리머를 적용하는 것 중 하나입니다. 복잡한 무기 시스템은 광범위하고 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 모양 및 부품으로 공급하는 이러한 폴리머 재료는 20년 이상의 성공적인 성능으로 첨단 무기 및 무기 시스템의 요구 사항을 견딜 수 있음이 입증되었습니다.
Drake의 고성능 폴리머의 군용 항공기 응용
Drake의 초고성능 폴리머는 복잡한 군용 항공기 부품 엔지니어링과 관련된 문제에 대한 솔루션을 제공하는 데 있어 탄탄한 실적을 쌓아왔습니다. 일상적인 작동 조건에서는 제트 엔진의 강렬한 열과 비행 중에 경험하는 빠르고 극단적인 대기 온도 변화를 통해 견고하고 치수적으로 안정적인 상태를 유지하는 경량 재료가 필요합니다. 완벽한 시스템 성능을 위해서는 전자 차폐와 전기 및 열 절연이 필수적입니다. 비행 중 응력과 가속, 감속 및 착륙의 힘은 구성 요소가 높은 수준의 강성과 충격 강도를 유지하도록 요구합니다. 미사일 추진제 및 제트 연료는 항공기 구성 요소에 사용되는 재료에 대한 타협 없는 내화학성에 대한 추가 요구 사항을 부여합니다. Torlon PAI , Victrex 및 Solvay KetaSpire PEEK, Ryton R-4 PPS 및 Ultem PEI 의 다양한 배합으로 기계가공 및 사출 성형된 애플리케이션은 이러한 문제를 해결하는 데 효과가 있음을 입증했습니다.
대부분의 경우 구성 요소는 초기 설계 단계부터 Drake의 Torlon PAI, PEEK, Ryton R-4 PPS 및 Ultem PEI로 설계됩니다. 그러나 이러한 초고성능 폴리머가 금속 부품에서 발생하는 예상치 못한 결점에 대한 솔루션을 제공한 경우는 예외입니다.
예를 들어, F-16 전투기의 보조 연료 탱크용 연료 연결부는 원래 스테인리스 스틸로 만들어졌습니다. 보조 탱크는 전투기에게 사거리를 50% 확장하는 중요한 전술적 이점을 제공합니다. 원래 탱크에 사용된 젖은 금속 연결부는 낙뢰 발생 시 안전하지 않은 것으로 간주되었습니다. 엔지니어들은 금속 부품을 절연하기 위해 비용이 많이 들고 불확실한 경로를 찾는 대신 금속 부품을 직접 대체할 재료를 찾는 도전에 착수했습니다. 이 소재는 제트 연료 노출로 인한 열화 및 취화에 저항하고, 고장 없이 심한 진동을 견뎌야 하며, 애프터버너 비행 중 400°F(200°C)의 온도 편위에서도 강성과 치수를 유지해야 했습니다. Drake의 개발 팀은 항공기 엔지니어와 협력하여 Torlon 4203L 을 요구 사항을 충족하는 가장 좋은 특성 조합을 가진 재료로 지목했습니다. 그런 다음 연결 가공에 사용할 재료 형태로 Drake의 독점 Seamless Tube® 를 지정했습니다. 압출된 Seamless Tube®로 가공된 Torlon 4203L 부품은 사출 성형 부품에 비해 고유한 응력 수준이 낮고 인성과 강도가 높습니다. 솔리드 로드 대신 Drake의 Seamless Tube로 연결부를 생산함으로써 재료 손실을 최소화하고 가공 시간을 크게 절약할 수 있었습니다. Drake의 가공 작업에서 생성된 첫 번째 연결부터 모든 연결은 응용 프로그램에 필요한 엄격한 650psi(45bar) 압력 테스트를 통과했습니다.
Drake의 기계 가공 및 성형된 Torlon PAI, PEEK, Ultem PEI 및 Ryton R-4 PPS의 많은 군용 항공기 응용 프로그램은 상업용 항공기의 응용 프로그램과 매우 유사합니다. 여기에는 치수 안정성, 강도, 차폐 이점 및 이러한 폴리머의 전기적 특성이 핵심 요소인 전기 커넥터, 단자 블록 및 라이트 하우징이 포함됩니다. 부싱, 베어링, 롤러, 기어, 베인 및 이와 유사한 이동 및 슬라이딩 부품도 이러한 재료의 베어링 및 내마모성 등급으로 생산되어 극한 조건에서 신뢰할 수 있는 장기 성능을 달성합니다.
해군 선박 구성 요소에서 Drake의 초고성능 폴리머
시스템과 부품의 신뢰성이 핵잠수함보다 더 중요한 고성능 폴리머의 응용 분야를 정의하는 것은 어려운 도전이 될 것입니다.
신뢰성과 안전성이 가장 중요합니다.
핵추진 운영 환경은 그 주변에서 사용되는 재료 및 구성 요소에 대한 고유한 요구 사항을 요구합니다. 각 응용 분야에서 발생하는 방사선의 양이 중합체의 특성에 미치는 영향을 결정하는 것은 재료 선택의 핵심 요소로 순위가 매겨집니다.
높은 수준의 방사선 테스트에서 일부 플라스틱 재료는 기계적 특성이 급격히 떨어집니다. 그 결과 강도와 연성의 손실이 발생하며, 이는 응력 또는 충격 하중에서 파손될 가능성이 높음을 나타냅니다.
American Composites Manufacturing Learning Center에서 수행하고 인증한 테스트에서 Torlon PAI, PEEK 및 Ultem PEI를 포함한 광범위한 열가소성 재료가 10 3 ~ 10 9 rad의 노출 수준에서 테스트되었습니다. 소수의 재료만이 10 6 이상의 수준에서 만족스러운 특성 유지를 나타냈습니다. 30% 유리 강화 폴리머인 고강도 Torlon 5030 PAI 는 Drake Plastics에서 부품으로 가공하고 성형한 30% 유리 강화 폴리머로 폴리머 재료 평가에 사용되는 최고 수준인 109rads 에서 기관의 테스트를 통과하는 데 필요한 기계적 특성 수준을 성공적으로 유지했습니다. . Drake의 또 다른 고성능 스톡 형상 및 부품 폴리머인 Victrex PEEK도 10 9 rads에서 통과했습니다. Drake가 독특하고 효율적인 Seamless Tube® 구성으로 공급하는 30% 유리 강화 Ultem 2300 PEI 는 10 8 rad에서 인상적인 재산 유지력을 보여주었습니다.
유사한 응용 분야에서 신뢰할 수 있는 성능의 역사와 함께, 방사선 노출에 따른 속성 유지로 인해 미 해군 엔지니어는 핵 잠수함용 볼 밸브 및 튜브 시트용으로 Drake Plastics의 여러 설계에서 Torlon PAI를 지정하게 되었습니다. 방사선 영향에 대한 재료의 탁월한 내성으로 Torlon PAI는 이러한 구성 요소에 지정된 높은 압축 강도, 인성 및 내마모성을 제공하고 유지합니다.
Drake Plastics의 개발 팀은 또한 선미 튜브 씰에 사용할 수 있는 형태로 수명이 긴 재료에 대한 미 해군의 도전 과제를 해결했습니다. 솔루션: Torlon PAI에서 생산된 Drake Seal Segments®. 오늘날 해군의 증가하는 함대는 높은 압축 강도, 인성 및 장기간의 내마모성을 위해 이러한 호 모양의 봉인 구성 요소에 의존합니다.
해군 함정에 사용되는 Drake 고성능 폴리머 제품의 다른 응용 분야에는 고강도 및 내화학성 Ryton R-4 PPS로 가공된 전기 커넥터 및 콘센트가 있습니다. 이 재료는 이러한 다양한 구성 요소에 필요한 우수한 전기 및 열 절연 및 절연 특성을 제공합니다. PPS 재료에 대해 알려진 용매가 없는 내화학성도 주목할 만합니다.
군사 및 방위 부품의 Drake 고성능 폴리머
- 30% 탄소 섬유 강화 PEEK로 가공된 휴대용 미사일 지느러미 는 가볍고 견고하며 무기 휴대성, 신뢰성 및 정확도에 기여합니다.
- Radomes 는 표준 PEEK 등급에 비해 Solvay의 KetaSpire XT920 GF30 PEEK의 유전 특성, 고강도 및 더 높은 온도 저항의 이점을 제공합니다.
- 탄소 섬유로 채워진 PEEK로 가공된 안테나 마운트 는 뛰어난 강도와 전기 전도성 특성을 위해 사용됩니다.
- 전기 커넥터 는 Ryton R-4 PPS의 치수 안정성과 절연 및 절연 특성에 의존합니다.
- 베어링 및 내마모성 Torlon PAI 및 PEEK 등급으로 가공된 부싱 및 베어링 은 항공기 및 해군 함정에서 안정적인 성능을 제공합니다.
- Torlon 4203 Seamless Tube®로 가공된 보조 연료 탱크와 공기 연결부 는 전투기의 비행 범위를 확장합니다.
- Torlon PAI로 가공된 볼 밸브 시트 는 핵잠수함 및 기타 해군 함정에서 장기간 안정적으로 작동합니다.
- Drake의 Torlon PAI Seal Segments®로 구성된 선미 튜브 씰 은 증가하는 함대에 사용됩니다.
