Vespel®:het ruimtevaartmateriaal

DuPont Vespel® Polyimide

Vespel® is de handelsnaam van DuPont voor een groep materialen die wordt gebruikt om een ​​grote verscheidenheid aan componenten te maken. Deze omvatten bevestigingsmiddelen zoals schroeven, platte ringen, zeskantmoeren, zeskantbouten, enz. Vespel® wordt gebruikt om op maat gemaakte onderdelen te maken, zoals klepafdichtingen, drukringen, tappunten en geleidingsbussen voor actuators. Het is een hoogwaardige kunststof die voornamelijk wordt gebruikt in de halfgeleider-, ruimtevaart- en transporttoepassingen. In deze blog gaan we in op het gebruik van Vespel® in de lucht- en ruimtevaartindustrie. In het bijzonder zullen we het gebruik van de materiaalsoorten SP1 en SP21 in ruimtevaartzittingen en afdichtingen voor kleppen bespreken.

Metalen worden beschouwd als stijve materialen met een relatief hoge modulus. Metaal-op-metaal klepafdichtingen kunnen voorkomen dat de twee bijpassende delen zich aanpassen aan de zeer kleine onregelmatigheden ertussen. Daardoor kunnen lekpaden ontstaan. Ook kunnen metalen onderdelen die in elkaar moeten schuiven ook gal veroorzaken, vooral in gevallen waar vloeibare smeermiddelen niet kunnen worden gebruikt. Puin van vreten kan verontreiniging veroorzaken en daarom zal het systeem niet goed worden gevormd. Overmatig vreten kan ertoe leiden dat de klep vastloopt en defect raakt.

Technische thermoplasten

Hoogwaardige technische thermoplasten hebben een matige modulus bij kamertemperatuur. Daarom voldoen componenten die zijn gemaakt van deze thermoplasten, zoals nylon, PCTFE en PEEK, bij kamertemperatuur aan kleine onregelmatigheden in het metalen pasoppervlak. Deze kunststoffen kunnen ook een lage wrijving hebben wanneer ze tegen een metalen oppervlak schuiven. De klep zal soepel lopen met een langere levensduur.

Bij toepassingen bij zeer hoge temperaturen zullen deze kunststoffen echter zacht worden en een versnelde kruip en spanningsrelaxatie vertonen. Na verloop van tijd kunnen ze ook degraderen en broos worden. Thermoplasten kunnen ook een hoge mate van thermische uitzetting hebben die sterk verschilt van de bijpassende metalen onderdelen. Dit kan lekpaden in de klep veroorzaken en mogelijk klepfalen.

Ook presteren de meeste van deze zelfde thermoplasten niet goed bij extreem lage temperaturen. Ze kunnen stijf en broos worden. Wanneer cryogene temperaturen worden gecombineerd met drukbelastingen zoals bij kleppen, kan de plastic afdichting zelfs barsten en daardoor zal de klep uiteindelijk defect raken.

 Vespel® SP1 is de ongevulde hars. Het vertoont:

• uitstekende elektrisch isolerende eigenschappen
• resistent tegen stress-ontspanning
• superieure thermische isolatie
• thermische stabiliteit
• continue gebruikstemperatuur - cryogene temperaturen tot 260 ° C (500 ° F)
• kruipvast
• lichtgewicht in vergelijking met metalen
• uitstekende slijtage- en wrijvingsprestaties
• stootvast
• behoudt in de loop van de tijd meer van zijn schijnbare modulus
• vereist geen externe smering
• lage en consistente thermische uitzettings- en krimpsnelheden.

SP21 is de met 15% grafiet gevulde graad van Vespel®. Het heeft alle eigenschappen van de SP1 ongevulde kwaliteit en:

• een lagere wrijvingscoëfficiënt die de maatvastheid verbetert
• is compatibel met systemen voor vloeibare zuurstof
• hoge zelfontbrandingstemperatuur

DuPont® Vespel® SP1 is een thermohardend polyimide. Het behoudt een aanzienlijke modulus (stijfheid), zelfs bij temperaturen tot wel 260 ° C (500 ° F) met kortetermijntemperaturen die 900 ° F bereiken. Het behoudt veel van zijn schijnbare modulus in de loop van de tijd, zelfs in toepassingen waarbij hoge druk en hoge temperaturen betrokken zijn . Dit maakt het een uitstekende keuze voor klepzittingen en afdichtingen in ruimtevaarttoepassingen. Het zal ook goed presteren bij cryogene temperaturen.

Gebruik voor Vespel ® SP21:

Sommige lucht- en ruimtevaartkleppen moeten hoog in de atmosfeer, in polaire klimaten of in de ruimte werken. Daarom worden de afdichtingen blootgesteld aan extreem koude temperaturen. PCTFE, een veelgebruikt materiaal voor klepzittingen, wordt broos bij temperaturen onder 150 kelvin. Vooral de druksterkte van de Vespel® SP21-kwaliteit blijft consistent bij koeling tot cryogene temperaturen. Daarom behouden de afdichtingen hun taaiheid en kunnen ze een hogedrukafdichting behouden zonder brosse breuk te vertonen.

Andere soorten Vespel® zijn goedgekeurd door NASA voor verschillende toepassingen van hoogwaardige kleppen in ruimtevaartuigen, waaronder de Ares I Upper Stage J-2X-motor.

Het is belangrijk om de omstandigheden te evalueren waarin de Vespel®-onderdelen moeten presteren, zoals de hierboven besproken onderwerpen, maar ook welke chemicaliën aanwezig zijn en eventuele andere factoren. Dit zal u helpen beslissen welke van de vele soorten Vespel® het beste zou werken in uw toepassing.

Opmerking:gebruik Vespel® niet in medische toepassingen waarbij het materiaal in het menselijk lichaam wordt geïmplanteerd of in contact komt met interne lichaamsvloeistoffen of weefsel.

Afdrukken, onderdelen of problemen?