ULTEM (PEI) dalam Manufaktur Aditif Penerbangan: Wawasan Kunci dan Aplikasi

Pengantar Plastik ULTEM

Polimer plastik berkinerja tinggi terbagi menjadi dua kategori: termo setting dan termoplastik. Polimer termo setting adalah yang mengeras menjadi kekerasan tidak dapat diubah setelah mengering karena ikatan kimia dalam plastik. Polimer mengeras dalam pola cross-link yang mencegahnya mencair kembali, bahkan di bawah panas ekstrim.

ULTEM®, nama merek untuk polyetherimide (PEI), adalah salah satu dari sedikit resin termoplastik amorf yang tersedia secara komersial yang mempertahankan integritas mekaniknya pada suhu tinggi. Awalnya dikembangkan oleh General Electric Plastics Division (sekarang SABIC) pada awal tahun 1980, ULTEM adalah plastik berkinerja tinggi yang telah menjadi pilar industri manufaktur selama lebih dari 35 tahun. Bahan ini kuat, tahan kimia dan api, mudah digunakan, dan mampu menahan suhu sangat tinggi sambil mempertahankan serangkaian properti listrik yang stabil.

Sering digunakan dalam produksi papan sirkuit, kacamata, peralatan persiapan makanan dan sterilisasi, dan, mungkin paling terkenal, bagian pesawat, ULTEM dikenal karena kekuatan dan ketahanannya. Baca selengkapnya untuk mengetahui segala sesuatu yang perlu Anda ketahui tentang ULTEM.

Pencetakan dengan ULTEM

ULTEM mudah termoform dan dapat diproduksi menggunakan fused deposition modeling (FDM). Nozel yang dipanaskan berulang kali mengikuti jalur alat yang ditetapkan dan mengeluarkan satu lapisan bahan pada satu waktu hingga produk sepenuhnya terbentuk. 

Injeksi cetak adalah opsi lain yang cepat dan hemat biaya untuk manufaktur dengan ULTEM. Pellet termoplastik dimasukkan ke dalam skru injeksi, dilelehkan dan diinjeksi ke dalam cetakan, didinginkan dan mengeras, kemudian bagian yang selesai didorong keluar melalui pin pengeluaran. Proses ini ideal untuk produksi bagian yang seragam dalam jumlah besar, seperti sokongan burn-in.

Spesifikasi Mekanis

ULTEM menonjol dibandingkan polimer berkinerja tinggi lainnya karena secara unik dirancang untuk tetap stabil mekanis di bawah kondisi ekstrim. Ia dapat menahan suhu di atas 217°C untuk waktu yang lama dan tetap stabil dimensi dalam suhu yang fluktuatif. Ia inherently tahan api dan menghasilkan asap minimal yang tidak lebih beracun dari asap yang dihasilkan dari pembakaran kayu.

Termoplastik amorf cenderung retak ketika bersentuhan dengan lemak dan minyak dari makanan, alkohol, asam, cairan untuk servis mobil dan pesawat, dan larutan air lainnya. Tidak hanya ULTEM dapat menahan retakan tekanan di bawah kondisi tersebut, tetapi juga tahan terhadap sinar UV dan radiasi gamma.

Spesifikasi mekanis utama ULTEM meliputi:

• Kekuatan Tarik pada Patah (73°F): 15.200 psi
• Kekuatan Lentur (73°F): 22.000 psi
• Elongasi pada Patah (73°F): 60%
• Kekuatan Geser: 15.000 psi
• Titik Leleh: 426°F
• Kebakaran: V-0
• Kekuatan Dielektrik di Udara: 830 V/mil

Spesifikasi mekanis ini hanya berlaku untuk ULTEM standar — spesifikasi akan bervariasi untuk berbagai varian produk, termasuk ULTEM 10%, 20%, dan 30% Glass Reinforced. 

ULTEM dan Industri Penerbangan

Industri penerangan begitu ketat dengan standar mekanis dan peraturan kualitas yang harus dipatuhi oleh bagian. Untuk memastikan kepatuhan dengan standar kualifikasi dan kesetaraan yang ditetapkan oleh Federal Aviation Administration (FAA), bagian baru harus melalui proses pengujian dan persetujuan yang panjang, ketat, dan mahal.

Sayangnya, proses yang panjang ini tidak kompatibel dengan permintaan yang meningkat untuk pesawat yang lebih baru, lebih cepat, dan lebih murah. Untuk memenuhi permintaan ini, pemimpin industri seperti Boeing dan Airbus diharapkan mempercepat waktu produksi sambil tetap menjaga biaya rendah. Sejumlah pemain yang meningkat di industri penerbangan komersial menghadapi tantangan ini secara langsung dengan bantuan manufaktur aditif — proses di mana mereka dapat menggunakan ULTEM.

ULTEM termasuk sedikit resin yang disetujui untuk digunakan di sektor penerbangan komersial. Ia mengalahkan termoplastik serupa ketika berkaitan dengan menahan creeping, kecenderungan bahan untuk merusak dan degradasi di bawah tekanan mekanis berulang. Ia juga tahan dengan baik ketika brought into contact with various fuels, coolants, and lubricants. Ketahanan api memastikan ia memenuhi peraturan FAA 25.853 untuk kebakaran. Faktanya, ULTEM telah menunjukkan janji yang besar sebagai bahan yang viable untuk fire blockers dan penutup kursi pesawat.

Lebih lagi, ULTEM dapat membantu perusahaan pesawat mencapai tujuan penghematan biaya dengan mengurangi bobot. Misalnya, LSG Sky Chefs dan Norduyn bekerja sama pada armada troli penerbangan ultra-ringan yang memanfaatkan ULTEM. Boeing 747 penuh yang dimuat dengan troli ini akan lebih ringan 1.650 pon dibandingkan pesawat yang dimuat dengan troli standar, pengurangan bobot yang dapat menghasilkan sekitar $65.000 penghematan bahan bakar per tahun. Dengan ULTEM, produsen bagian pesawat tidak harus memilih antara polimer yang kuat atau ringan — mereka mendapat yang terbaik dari kedua dunia.

Mengapa ULTEM?

Bagi produsen, mencetak produk yang kuat, stabil, ringan, tahan api dan kimia, mudah diproses, dan dilengkapi dengan properti mekanis serbaguna mungkin terlihat seperti pesanan yang tinggi. ULTEM mencantumkan setiap kotak. Polimer berkecocokan tinggi ini adalah pilihan yang bagus untuk berbagai aplikasi, dari saklar sederhana hingga bagian pesawat yang kompleks.

ULTEM + Fast Radius

Jika Anda pikir ULTEM mungkin menjadi bahan yang tepat untuk proyek Anda selanjutnya, hubungi Fast Radius hari ini. Kami antusias untuk menghubungkan perusahaan inovatif dengan kemampuan dan teknologi yang dibutuhkan untuk menghidupkan desain mereka. Memberikan tim dengan keahlian teknis yang tak tertandingi, dukungan profesional, dan suite lengkap bahan dan proses produksi untuk menghasilkan hampir setiap bagian yang dapat dibayangkan, Fast Radius ingin Anda menemukan apa yang mungkin.

Siap untuk mempelajari lebih lanjut? Lihat pusat sumber daya Fast Radius untuk informasi tentang segala sesuatu dari proses manufaktur aditif hingga bagaimana teknologi kami digunakan di seluruh industri.

Siap membuat bagian Anda dengan Fast Radius?

Mulai penawaran Anda