Wir sind Experten in fortgeschrittenen, hochleistungsfähigen Polymer-Halbzeugen und Präzisionsteilen aus Torlon PAI, Victrex oder KetaSpire PEEK, PEK „HT“, AvaSpire PAEK, Ryton R4 PPS, Ultem PEI und vielen anderen. – Luftfahrt

Die Luftfahrtindustrie ist eine Branche, in der Materialwissenschaft und Technik an ihre Grenzen stoßen. Bei der Auswahl von Bauteilen für Flugzeuge müssen ein breites Spektrum an Haltbarkeit, Wirtschaftlichkeit, Gewicht, Bearbeitbarkeit und gewünschten physikalischen Eigenschaften berücksichtigt werden. Angesichts dieser hohen Anforderungen ist es nicht verwunderlich, dass die Industrie in den letzten Jahren ihr Augenmerk auf Hochleistungspolymere gerichtet hat. Dieser Trend nahm um die Jahrtausendwende richtig Fahrt auf, als sich die Menge der Hochleistungspolymere in der Industrie zwischen 2000 und 2010 verdoppelte. Dafür gibt es gute Gründe, denn Polymere wie PEEK und Torlon erfüllen die Anforderungen, die Flugzeughersteller an ihre Komponenten stellen.

Flugzeuge und Polymere

 

Was ist ein Hochleistungspolymer? Einfach ausgedrückt, handelt es sich um ein Polymer, das sich durch eine überlegene Temperaturstabilität auszeichnet, die weit über die von Standard- und sogar technischen Thermoplasten hinausgeht. Hochleistungspolymere bieten auch eine bessere chemische Beständigkeit und bessere mechanische Eigenschaften.

Inwiefern ist das für die Flugzeughersteller relevant? Schließlich werden Flugzeuge schon seit Jahrzehnten aus Metall gebaut. Es stimmt zwar, dass Metall eine strukturelle Festigkeit und Steifigkeit bietet, die Polymere nicht bieten können, was bedeutet, dass Metall auch in absehbarer Zukunft für Teile wie Flugzeugzellen verwendet wird, aber Hochleistungspolymere ersetzen Metalle schnell in vielen anderen Bereichen. Das liegt daran, dass Polymere die folgenden Vorteile bieten:

  1. Gewichtsreduzierung – Treibstoff ist teuer, und je schwerer das Flugzeug ist, desto mehr Treibstoff wird benötigt, um es in der Luft zu halten. Jedes Pfund zusätzliches Gewicht an einem Flugzeug kostet über die gesamte Lebensdauer des Flugzeugs 1.000 Euro zusätzlich an Treibstoff. Metalle sind schwer – Polymere sind es nicht. In einigen Fällen sind Polymere viel leichter als ihre Gegenstücke aus Metall, sogar bis zu 10 Mal leichter. Und das ohne Abstriche bei der Haltbarkeit, so dass die Flugzeughersteller die Betriebskosten ihrer Flugzeuge deutlich senken können.
  2. Langlebigkeit auf der ganzen Linie – PEEK und Torlon sind extrem reaktionsträge und widerstandsfähig und eignen sich besonders für die Umgebungen, die in der Luftfahrtindustrie üblich sind. PEEK und Torlon können beispielsweise längere Zeit mit Flugkraftstoffen und den meisten anderen Chemikalien in Kontakt kommen. Außerdem sind sie feuerbeständig und entwickeln keinen Rauch und keine Gase wie andere Polymere. Neben ihrer Chemikalien- und Korrosionsbeständigkeit sind Hochleistungspolymere auch unter enormem Druck widerstandsfähig und in der Lage, starke Stoß- und Abriebkräfte auf Komponenten wie Kabel und Schläuche abzufedern.
  3. Umfassende Verarbeitbarkeit – PEEK und Torlon gehören zu den widerstandsfähigsten Polymeren, die noch immer auf vielfältige Weise schmelzverarbeitet werden können. Sie können spritzgegossen oder aus extrudierten Halbzeuge präzise bearbeitet werden, was den Herstellern in der Luftfahrt eine Reihe von Fertigungsmöglichkeiten bietet. Diese vielseitige Verarbeitbarkeit bedeutet, dass PEEK- und Torlon-Komponenten so gestaltet werden können, dass sie in hochpräzise maschinell bearbeitete Einzelstücke passen, oder dass sie in großen Mengen sprtizgegossen werden können, um die Stückkosten niedrig zu halten.
  4. Hervorragende physikalische Eigenschaften – Hochleistungspolymere sind selbst bei extremen Temperaturen extrem haltbar. Torlon ist beispielsweise bei 200°C stärker als die meisten Thermoplaste bei Raumtemperatur. Es ist auch bei sehr niedrigen Temperaturen schlagzäh und wird häufig für den Einsatz in der Tieftemperaturtechnik spezifiziert. Sowohl PEEK als auch Torlon bieten hervorragende Dichtungseigenschaften, die für die Vermeidung von Luft- und Kraftstofflecks unerlässlich sind.

Diese Kombination herausragender Eigenschaften ist nicht zu übertreffen und ist der Grund, warum der Einsatz von Hochleistungspolymeren in vielen Bereichen des Luftfahrtmarktes zunimmt. Sie können in fast jedes Luftfahrtsystem integriert werden, vom Flugzeugrumpf über kleine Triebwerkskomponenten bis hin zur Elektronik und sogar den Sitzen in der Kabine. Konkret geht es darum, wo PEEK und Torlon in Flugzeugen zu finden sind:

  1. Aerostructure – Lager und Buchsen, Verstärkung für Verbundplatten, einschließlich harter Punkte und thermischer Isolatoren sowie Befestigungselemente.
  2. Systeme und Unterstützung – Betätigung und Steuerung, einschließlich Thermik- und Energiemanagement, Triebwerkssteuerung, Landesystem, Sensoren, Enteisung, Flugsteuerung, Steuerung zum Öffnen und Schließen der Türen, Kabelschutz.
  3. Kabinenausstattung – Sitze, Kühlsystem, Sauerstoffsystem, Kabinenbeleuchtung, Trinkwassersysteme, Vakuum-Abwassersysteme und Frachtausrüstung.
  4. Antrieb – Kraftstoffsysteme, Turbinen und Gondeln.

Es liegt auf der Hand, dass Hochleistungspolymere wie Torlon und PEEK für eine Vielzahl von Anwendungen in der Luftfahrt nützlich sind. Durch ihre hervorragende Langlebigkeit, Wirtschaftlichkeit und Vielseitigkeit sind sie konkurrierenden Materialien, einschließlich Metallen, weit voraus und garantieren, dass sie in der Luftfahrt auf absehbare Zeit benötigt werden.