航空宇宙と添加剤の融合:ULTEM (PEI) について知っておくべきことすべて

ULTEM プラスチックの紹介

高性能プラスチック ポリマーは、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の 2 つのカテゴリに分類されます。熱硬化性ポリマーは、プラスチック内の化学結合により、硬化後に不可逆的な硬度に固化するポリマーです。ポリマーは架橋パターンで硬化し、極度の熱の下でも再溶融を防ぎます。

ポリエーテルイミド (PEI) のブランド名である ULTEM® は、高温で機械的完全性を保持する数少ない市販のアモルファス熱可塑性樹脂の 1 つです。 1980 年代初頭に General Electric Plastics Division (現在の SABIC) によって最初に開発された ULTEM は、35 年以上にわたって製造業の定番となっている高性能プラスチックです。この材料は、強力で、耐薬品性と難燃性があり、使いやすく、一連の安定した電気特性を維持しながら、非常に高い温度に耐えることができます。

ULTEM は、回路基板、眼鏡、食品調理および殺菌装置、そしておそらく最も注目すべき航空機部品の製造によく使用され、その強度と耐久性で知られています。 ULTEM について知っておく必要があるすべてのことを見つけるために読んでください。

ULTEMで印刷

ULTEM は熱成形が容易で、溶融堆積モデリング (FDM) を使用して製造できます。加熱されたノズルは、設定されたツールパスを繰り返したどり、製品が完全に形成されるまで一度に 1 つの材料層を放出します。

射出成形は、ULTEM を使用して製造するための迅速でコスト効果の高いもう 1 つのオプションです。熱可塑性樹脂のペレットを射出成形スクリューに投入し、溶融して金型に射出し、冷却・硬化させた後、完成品をエジェクターピンから押し出します。このプロセスは、バーンイン ソケットなどの均一な部品を大量に生産するのに理想的です。

機械仕様

ULTEM は、極端な条件下でも機械的に安定した状態を維持するように独自に設計されているため、他の高性能ポリマーとは一線を画しています。 217°C を超える温度に長時間耐えることができ、温度が変動しても寸法安定性を維持します。本質的に難燃性があり、木材を燃やして発生する煙よりも有毒ではない最小限の煙しか発生しません。

非晶質の熱可塑性樹脂は、食品の脂肪や油、アルコール、酸、自動車や航空機の整備に使用される液体、その他の水溶液と接触すると、ひび割れする傾向があります。 ULTEM は、このような条件下でのストレス クラックに耐えるだけでなく、紫外線やガンマ線にも耐性があります。

ULTEM の主な機械的仕様は次のとおりです。

• 破断時の引張強度 (73°F):15,200 psi
• 曲げ強度 (73°F):22,000 psi
• 破断時の伸び (73°F):60%
• せん断強度:15,000 psi
• 融点:426°F
• 燃焼性:V-0
• 空気中の絶縁耐力:830 V/mil

これらの機械的仕様は、標準の ULTEM にのみ適用されます。仕様は、ULTEM 10%、20%、30% ガラス強化など、製品の種類によって異なります。

ULTEM と航空宇宙産業

航空宇宙産業は当然のことながら、部品が準拠しなければならない機械規格と品質規制に厳格です。連邦航空局 (FAA) によって設定された認定および同等基準への準拠を確実にするために、新しい部品は、長く、厳密で、費用のかかるテストおよび承認プロセスを経る必要があります。

残念ながら、これらの時間のかかるプロセスは、より新しく、より速く、より安価な航空機に対する需要の高まりと相容れません。この需要を満たすために、ボーイングやエアバスなどの業界リーダーは、コストを低く抑えながら生産時間を短縮することが期待されています。商用航空宇宙産業のますます多くのプレーヤーが、ULTEM を使用できるプロセスである付加製造の助けを借りて、これらの課題に正面から取り組んでいます。

ULTEM は、商用航空宇宙部門での使用が承認された数少ない樹脂の 1 つです。繰り返しの機械的応力によって材料が変形および劣化する傾向であるクリープへの耐性に関しては、同等の熱可塑性プラスチックよりも優れています。また、さまざまな燃料、クーラント、潤滑剤と接触しても耐久性があります。その難燃性により、可燃性に関する FAA 規制 25.853 を満たしています。実際、ULTEM は、防火ブロッカーや飛行機のシート カバーの実行可能な材料として、すでに大きな期待が寄せられています。

さらに、ULTEM は航空機メーカーが重量を削減することでコスト削減の目標を達成するのに役立ちます。たとえば、LSG Sky Chefs と Norduyn は、ULTEM を活用した超軽量の機内トロリーのフリートで協力しました。これらのトロリーを搭載したボーイング 747 型機は、標準のトロリーを搭載した飛行機よりも 1,650 ポンド軽く、年間約 65,000 ドルの燃料節約につながる可能性があります。 ULTEM を使用すると、航空機部品メーカーは、強度の高いポリマーと軽量のポリマーのどちらかを選択する必要がなくなり、両方の長所を活用できます。

ULTEM を選ぶ理由

製造業者にとって、強く、安定しており、軽量で、難燃性と耐薬品性があり、加工が容易で、多様な機械的特性を備えた製品を印刷することは、難しい注文のように思えるかもしれません。 ULTEM はすべてのボックスをチェックします。この忠実度の高いポリマーは、単純なスイッチから複雑な航空機部品まで、さまざまな用途に最適です。

ULTEM + Fast Radius

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