Lucht- en ruimtevaart ontmoet additief:alles wat je moet weten over ULTEM (PEI)

Een inleiding tot ULTEM-kunststoffen

Hoogwaardige kunststofpolymeren vallen in twee categorieën:thermoharders en thermoplasten. Thermohardende polymeren zijn polymeren die na uitharding stollen tot een onomkeerbare hardheid als gevolg van chemische bindingen in het plastic. Het polymeer hardt uit in een vernettingspatroon dat voorkomt dat het opnieuw smelt, zelfs onder extreme hitte.

ULTEM®, de merknaam voor polyetherimide (PEI), is een van de weinige commercieel verkrijgbare amorfe thermoplastische harsen die zijn mechanische integriteit behoudt bij hoge temperaturen. ULTEM, oorspronkelijk ontwikkeld door General Electric Plastics Division (nu SABIC) in het begin van de jaren tachtig, is een hoogwaardige kunststof die al meer dan 35 jaar een hoofdbestanddeel van de maakindustrie is. Dit materiaal is sterk, chemisch en vlambestendig, gemakkelijk te gebruiken en bestand tegen extreem hoge temperaturen met behoud van een reeks stabiele elektrische eigenschappen.

ULTEM wordt vaak gebruikt bij de productie van printplaten, brillen, voedselbereidings- en sterilisatieapparatuur en, misschien wel het meest opvallende, vliegtuigonderdelen, en staat bekend om zijn sterkte en duurzaamheid. Lees verder om alles te weten te komen over ULTEM.

Afdrukken met ULTEM

ULTEM is gemakkelijk te thermovormen en kan worden vervaardigd met behulp van fused deposition modeling (FDM). Een verwarmd mondstuk volgt herhaaldelijk een ingesteld gereedschapspad en stoot één laag van het materiaal tegelijk uit totdat het product volledig is gevormd.

Injectiemodellering is een andere snelle en kosteneffectieve optie voor productie met ULTEM. Thermoplastische pellets worden in de spuitgietschroef gevoerd, gesmolten en in de mal geïnjecteerd, afgekoeld en uitgehard, waarna het voltooide onderdeel via de uitwerppen naar buiten wordt geduwd. Dit proces is ideaal voor de productie van uniforme onderdelen in grote hoeveelheden, zoals inbrandbussen.

Mechanische specificaties

ULTEM onderscheidt zich van andere hoogwaardige polymeren omdat het uniek is ontworpen om onder extreme omstandigheden mechanisch stabiel te blijven. Het is bestand tegen temperaturen tot 217°C gedurende langere tijd en blijft vormstabiel bij fluctuerende temperaturen. Het is inherent vlambestendig en produceert minimale rook die niet giftiger is dan rook die wordt geproduceerd door brandend hout.

Amorfe thermoplasten hebben de neiging te barsten wanneer ze in contact komen met vetten en oliën uit voedsel, alcoholen, zuren, vloeistoffen die worden gebruikt voor het onderhoud van auto's en vliegtuigen, en andere waterige oplossingen. ULTEM is niet alleen bestand tegen spanningsscheuren onder dergelijke omstandigheden, maar is ook bestand tegen ultraviolette stralen en gammastraling.

De belangrijkste mechanische specificaties van ULTEM zijn:

• Treksterkte bij breuk (73°F):15.200 psi
• Buigsterkte (73°F):22.000 psi
• Verlenging bij breuk (73°F):60%
• Afschuifsterkte:15.000 psi
• Smeltpunt:426°F
• Ontvlambaarheid:V-0
• Diëlektrische sterkte in lucht:830 V/mil

Deze mechanische specificaties zijn alleen van toepassing op standaard ULTEM - specificaties zullen variëren voor verschillende productvarianten, waaronder ULTEM 10%, 20% en 30% Glass Reinforced.

ULTEM en de lucht- en ruimtevaartindustrie

De lucht- en ruimtevaartindustrie is begrijpelijkerwijs streng met de mechanische normen en kwaliteitsvoorschriften waaraan onderdelen moeten voldoen. Om ervoor te zorgen dat ze voldoen aan de kwalificatie- en gelijkwaardigheidsnormen die zijn opgesteld door de Federal Aviation Administration (FAA), moeten nieuwe onderdelen lange, strenge en dure test- en goedkeuringsprocessen doorlopen.

Helaas zijn deze langdurige processen onverenigbaar met de stijgende vraag naar nieuwere, snellere en goedkopere vliegtuigen. Om aan deze vraag te voldoen, wordt van marktleiders zoals Boeing en Airbus verwacht dat ze de productietijden versnellen en de kosten laag houden. Een groeiend aantal spelers in de commerciële lucht- en ruimtevaartindustrie gaan deze uitdagingen het hoofd aan met behulp van additive manufacturing - een proces waarin ze ULTEM kunnen gebruiken.

ULTEM is een van de weinige harsen die zijn goedgekeurd voor gebruik in de commerciële lucht- en ruimtevaartsector. Het verslaat vergelijkbare thermoplasten als het gaat om het weerstaan ​​van kruip, de neiging van materialen om te vervormen en degraderen onder herhaalde mechanische belasting. Het houdt ook goed stand wanneer het in contact wordt gebracht met verschillende brandstoffen, koelvloeistoffen en smeermiddelen. De vlambestendigheid zorgt ervoor dat het voldoet aan FAA-regelgeving 25.853 voor ontvlambaarheid. ULTEM heeft zelfs al een grote belofte getoond als een levensvatbaar materiaal voor brandblokkers en vliegtuigstoelhoezen.

Bovendien kan ULTEM vliegtuigmaatschappijen helpen hun kostenbesparingsdoelen te bereiken door gewicht te besparen. Zo werkten LSG Sky Chefs en Norduyn samen aan een vloot ultralichte in-flight trolleys die gebruik maakten van ULTEM. Een volledige Boeing 747 geladen met deze trolleys zou 1.650 pond lichter zijn dan een vliegtuig geladen met standaard trolleys, een gewichtsvermindering die ongeveer $ 65.000 aan brandstofbesparing per jaar zou kunnen opleveren. Met ULTEM hoeven fabrikanten van vliegtuigonderdelen niet te kiezen tussen een sterk of lichtgewicht polymeer - ze krijgen het beste van twee werelden.

Waarom ULTEM?

Voor fabrikanten lijkt het printen van een product dat sterk, stabiel, lichtgewicht, vlam- en chemicaliënbestendig, gemakkelijk te verwerken en uitgerust met veelzijdige mechanische eigenschappen is, een hele opgave. ULTEM controleert elk vakje. Dit high-fidelity polymeer is een uitstekende keuze voor een verscheidenheid aan toepassingen, van eenvoudige schakelaars tot complexe vliegtuigonderdelen.

ULTEM + snelle straal

Als u denkt dat ULTEM het juiste materiaal is voor uw volgende project, neem dan vandaag nog contact op met Fast Radius. We hebben een passie voor het verbinden van innovatieve bedrijven met de capaciteiten en technologieën die nodig zijn om hun ontwerpen tot leven te brengen. Door teams ongeëvenaarde technische expertise, professionele ondersteuning en een volledige reeks materialen en productieprocessen te bieden om vrijwel elk denkbaar onderdeel te produceren, wil Fast Radius dat u ontdekt wat er mogelijk is.

Klaar voor meer informatie? Bekijk het Fast Radius-resourcecentrum voor informatie over alles, van additieve productieprocessen tot hoe onze technologie in verschillende sectoren wordt gebruikt.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?