ورق‌ پلی کربنات در هوافضا - بخش چهارم

ورق‌های پلی کربنات در هوافضا - بخش چهارم

چه ضخامتی از پلی کربنات ضد گلوله است؟

پلی کربنات ضد گلوله برای متوقف کردن گلوله‌های اسلحه کمری به حداقل ضخامت 0.75 اینچ (19 میلی‌متر) نیاز دارد درحالی که برای متوقف کردن گلوله تفنگ بسته به سطح تهدید، به 1.25 تا 3 اینچ نیاز دارد. با این حال، کاربردهای هوافضا به دلیل محدودیت‌های وزنی به ندرت از این ضخامت‌های شدید استفاده می‌کنند. بیشتر دستورالعمل‌های ساخت پلی کربنات بر ضخامت‌های استاندارد از 0.125 تا 0.5 اینچ برای پنجره‌ها و پنل‌های هواپیما تمرکز دارند. این ورق‌های نازک‌تر مقاومت ضربه‌ای عالی در برابر برخورد پرندگان، آوار و ضربات دارند اما برای محافظت در برابر گلوله طراحی نشده‌اند.

این سردرگمی اغلب به این دلیل ایجاد می‌شود که استحکام استثنایی پلی کربنات که 250 برابر قوی‌تر از شیشه است باعث می‌شود که در هر ضخامتی ضد گلوله به نظر برسد. درواقع، محافظت واقعی در برابر گلوله نیاز به پروتکل‌های مهندسی و آزمایش خاصی دارد که بسیار فراتر از مشخصات معمول مواد هوافضا است.

آیا از پلی کربنات در هواپیماها استفاده می‌شود؟

بله، پلی کربنات به طور گسترده در هوانوردی تجاری و عمومی برای کاربردهای داخلی و خارجی استفاده می‌شود. مقاومت استثنایی در برابر ضربه، شفافیت نوری و خواص ضد شعله این ماده، آن را برای ساخت پنجره‌های هواپیما، جداکننده‌های کابین و پوشش‌های ابزار دقیق کابین خلبان ایده‌آل می‌کند. پلی کربنات گرید هوانوردی باید استانداردهای سختگیرانه مواد هوافضا را برای مقاومت در برابر شعله، تولید دود و یکپارچگی ساختاری رعایت کند. خطوط هوایی معمولا از پلی کربنات برای مونتاژ پنجره‌های مسافران استفاده می‌کنند؛ جایی که توانایی آن در مقاومت در برابر اختلاف فشار و درعین حال، حفظ دید شفاف بسیار ارزشمند است. تطبیق‌ پذیری پلی‌ کربنات از کاربردهای کوچک هواپیما مانند محافظت از لبه‌های جلویی گرفته تا اجزای پیچیده داخلی که به دوام و زیبایی نیاز دارند، گسترش می‌یابد. این پذیرش گسترده در صنعت هوافضا، توانایی منحصر به فرد پلی‌ کربنات را در برآورده کردن الزامات عملکردی مورد نیاز کاربردهای هوانوردی نشان می‌دهد.

برخی از کاربردهای رایج پلی کربنات در هوافضا

پلی کربنات ده‌ها نقش تخصصی را در سراسر هواپیماهای مدرن، از پنجره‌های کابین خلبان گرفته تا سیستم‌های روشنایی اضطراری، ایفا می‌کند. ترکیب منحصر به فرد این ماده ازجمله شفافیت نوری، مقاومت در برابر ضربه و مقاومت در برابر شعله آن را در سیستم‌های مختلف هواپیما ضروری می‌کند. بیشترین استفاده از پلی کربنات در ساخت قطعات داخلی همچون سطل‌های بالای سر، اجزای صندلی، تجهیزات آشپزخانه و پنل‌های پارتیشن است. این قطعات از خواص سبک وزن پلی کربنات بهره برده و الزامات سختگیرانه ایمنی در برابر آتش که بر مواد کابین حاکم است را برآورده می‌کنند. همچنین کاربردهای خارجی از مقاومت در برابر آب و هوا و خواص نوری این ماده برای پوشش‌های چراغ ناوبری، پنل‌های بازرسی و لنزهای نوک بال استفاده می‌کنند. با این حال، این کاربردهای خارجی نیاز به گونه‌های تثبیت ‌شده با اشعه ماوراء بنفش تخصصی دارند تا از تخریب ناشی از قرار گرفتن طولانی مدت در معرض نور خورشید در ارتفاعات بالا جلوگیری شود.

همانطور که گفته شد، از پلی کربنات در ساخت شیشه‌های ضدگلوله استفاده می‌شود. با این حال، در ساخت شیشه هواپیماهای تجاری یا نظامی هم کاربرد بسیاری دارد زیرا ترک خوردگی ناشی از خوردگی موجب کاهش استحکام و درنتیجه، شکستن شیشه می‌شود اما اگر شیشه از جنس پلی کربنات باشد، مقاومت خود را به خوبی حفظ خواهد کرد. برای مثال، سایبان کابین خلبان جنگنده جت راپتور لاکهید مارتین F-22 از پلی کربنات با کیفیت نوری بالا ساخته شده است که بزرگترین قطعه در نوع خود به شمار می‌رود.

یکی از مهم ترین گریدهای پلی کربنات ورق‌های پلی کربنات جامد است. ورق‌های پلی کربنات جامد به دلیل خواص اساسی خود در کاربردهای صنعتی به ویژه هوافضا، تجاری و مسکونی بسیار ارزشمند هستند. این ورق‌ها به دلیل مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش، مقاومت در برابر آب و هوا، مقاومت بالا در برابر ضربه، انتقال نور عالی، مقاومت در برابر حرارت بالا، طیف رنگی گسترده، وزن سبک، قابلیت تولید در اندازه‌های بزرگ و خواص ضد شعله شناخته شده‌اند. این ویژگی‌ها آنها را به انتخابی برتر برای کاربردهای نوآورانه در بخش‌های مختلف تولیدی و تجاری ازجمله برق و الکترونیک، هوافضا، حمل و نقل، ساخت و ساز، مخابرات، ماشین آلات و جابجایی مواد تبدیل می‌کند. ورق‌های جامد پلی کربنات از استحکام باورنکردنی، وضوح عالی و انعطاف‌ پذیری در طراحی همراه با سایر خواص ذاتی برخوردار هستند.

ویژگی‌های ورق‌های پلی کربنات جامد

از مهم ترین ویژگی‌های ورق‌های پلی کربنات جامد، که نقش پررنگی در ساخت قطعات هوافضا دارند، می‌توان این موارد را نام برد:

1. مقاومت ضربه: مقاومت ضربه بسیار بالای (تا ۲۵۰ برابر شیشه و ۳۰ برابر اکریلیک) ورق‌های پلی کربنات جامد عملا آنها را نشکن می‌کند. این ورق‌ها با انرژی ضربه بیش از ۲۰۰ نیوتن متر رتبه‌ بندی شده‌اند و طبق استانداردهای مختلف بین ‌المللی، بالاترین رتبه عملکرد را برای شیشه‌های امنیتی دارند.

2. انتقال نور: ورق‌های پلی کربنات جامد امکان انتقال نور 40 تا 90 درصد (نیمه‌ شفاف یا شفاف) را فراهم می‌کنند که آن را برای استفاده در نورگیر/سایبان ایده‌آل می‌کند. این ورق‌ها که از رزین تثبیت ‌شده با اشعه ماوراء بنفش ساخته شده‌اند، تضمین می‌کنند که انتقال نور حتی در زیر نور مستقیم خورشید نیز برای سال‌های متمادی حفظ شود.

3. تنوع در طراحی: ورق‌های پلی کربنات جامد را می‌توان تحت فشار به صورت منحنی نصب کرد. این ورق‌های انعطاف‌ پذیر، طراحی منحصر به فردی را برای کاربردهای مختلف مانند نورگیرها، سایبان‌ها، پیاده‌روها وغیره ارائه می‌دهند.

4. عملکرد در برابر آتش: شاخص اکسیژن محدود ۲۵ موجب شده تا ورق‌های پلی کربنات جامد خود خاموش ‌شونده و غیر قابل انتشار باشمد. این ورق‌ها توسط نهادهای نظارتی مختلف در سراسر جهان بالاترین رتبه را برای هر ماده لعاب ترموپلاستیکی کسب کرده‌اند.

5. مقاومت در برایر شرایط آب و هوایی خشن: ورق‌های جامد پلی کربنات دارای سطوح محافظت‌ شده در برابر اشعه ماوراء بنفش اختصاصی هستند که دوام بسیار خوبی در برابر آب و هوای بیرونی ایجاد می‌کنند.

کاربرد ورق‌های پلی کربنات جامد

ورق پلی کربنات به دلیل ویژگی‌های متعدد خود به عنوان یک مولفه مهم در صنایع مختلف ازجمله صنعت هوافضا، حمل و نقل، برق و الکترونیک، ساخت و ساز، مخابرات و ماشین آلات صنعتی کاربرد دارد. همچنین باتوجه به این خواص مختلف، ورق‌های پلی کربنات جامد دارای مزایای بی‌شماری نیز هستند که از مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش، مقاومت در برابر آب و هوا، مقاومت بالا در برابر ضربه، انتقال نور عالی، مقاومت در برابر حرارت بالا، سبک وزن و مقاومت در برابر شعله از مهم ترین آنها هستند.

به طور کلی، از انواع ورق‌های پلی کربنات، همانطور که گفته شد، به دلیل ثبات رنگ بالا، شکل پذیری عالی، مقاومت بالا در برابر اشعه ماوراء بنفش، عملکرد اشتعال پذیری خوب و مقاومت در برابر شعله با ضخامت و اندازه‌های استاندارد در صنایع مختلف می‌شود. البته میزان ضخامت ممکن است در هر محصول متفاوت باشد. ورق‌های پلی کربنات، علاوه بر صنعت هوافضا که در ساخت سپرها و محافظ‌های ضدگلوله کاربرد دارد، در ساخت شیشه‌های جلو و عقب خودرو، بطری‌های نوشیدنی قابل استفاده مجدد، قاب کامپیوتر و گوشی، پوشش محافظ ماشین آلات استفاده می‌شود.