Die Funktionalität von Drohnen ist untrennbar mit der Unterstützung von Hardwarematerialien verbunden. Die Suche nach Polymermaterialien mit besserer Leistung ist ein zentrales Problem, das Drohnenhersteller lösen müssen.
Die Hauptanforderungen an Drohnen für Polymermaterialien sind:
- Geringe Dichte: Das geringere Gesamtgewicht der Drohnen trägt zur Verbesserung der Flugeffizienz und Ausdauer bei.
- Hoher Modul: Ein hoher Modul bedeutet eine hohe Stabilität des Materials, die sicherstellen kann, dass die Drohne während des Fluges eine gute Haltung und Manövrierfähigkeit beibehält.
- Hohe Festigkeit: Polymermaterialien müssen verschiedenen komplexen Umgebungen und Lastbedingungen standhalten, um die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit von Drohnen zu verbessern.
- Darüber hinaus gibt es auch Verschleißfestigkeit, Schlagfestigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, niedrige Temperaturbeständigkeit, geringe Wasseraufnahme, chemische Beständigkeit, elektromagnetische Wellenbeständigkeit usw., um die Stabilität und Lebensdauer von Drohnenflügen zu gewährleisten.
Im Vergleich zu herkömmlichen Metallwerkstoffen hat die Verwendung von CFRT-Polymermaterialien (endlosfaserverstärkter Thermoplast) viele Vorteile wie geringes Strukturgewicht, hohe Festigkeit, Kriechfestigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und kleiner Wärmeausdehnungskoeffizient. Es spielt eine wichtige Rolle bei der Gewichtsreduzierung von Drohnen, der Erhöhung der Nutzlast und der Verbesserung der Sicherheit. Darüber hinaus hat der Ersatz von Metallmaterialien durch CFRT-Materialien auch die Vorteile, dass Vibrationen und Geräusche reduziert werden und die Interferenz von Metallmaterialien mit entfernten Signalen reduziert wird.
Anwendung von CFRT-Materialien in Drohnen
- Gehäuse.
- Flügel.
- Propeller.
- Kühler.
- Batteriegehäuse.
- Ventilator.
- Halterung usw.
Gängige CFRT-Materialien für Drohnen
PA (Polyamid)
- Verschleißfestigkeit: PA hat eine gute Verschleißfestigkeit und Reibungsbeständigkeit und eignet sich für Teile, die Verschleißfestigkeit erfordern.
- Mechanische Festigkeit: Es hat eine hohe mechanische Festigkeit, Steifigkeit und Schlagfestigkeit und eignet sich für Anwendungen, die große Lasten tragen.
- Chemische Beständigkeit: Es hat eine gewisse Toleranz gegenüber Ölen, Fetten, Kraftstoffen, Lösungsmitteln usw., aber eine schlechte Toleranz gegenüber starken Säuren und Laugen.
- Hygroskopizität: PA hat eine hohe Hygroskopizität, und Feuchtigkeit kann seine physikalischen Eigenschaften beeinträchtigen. Daher ist es bei der Verwendung in einer Umgebung mit hoher Luftfeuchtigkeit notwendig, auf die Wirkung der Feuchtigkeitsaufnahme zu achten.
- Temperaturbeständigkeit: Der allgemeine PA-Temperaturbereich liegt bei etwa 120 °C, aber spezielle PA-Typen können höheren Temperaturen standhalten.
PEEK (Polyetheretherketon)
- Hohe Temperaturbeständigkeit: PEEK hat eine extrem hohe thermische Stabilität und kann in Umgebungen mit Dauerbetriebstemperaturen von bis zu 250 °C eingesetzt werden und kann für kurze Zeit höheren Temperaturen standhalten.
- Mechanische Festigkeit: PEEK hat eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit und Steifigkeit, insbesondere bei hohen Temperaturen.
- Chemische Stabilität: PEEK hat eine starke Toleranz gegenüber den meisten Säuren, Laugen, Lösungsmitteln, Klimawandeln usw.
- Geringe Reibung und Selbstschmierung: Aufgrund seines niedrigen Reibungskoeffizienten wird PEEK häufig in Anwendungen eingesetzt, die eine Selbstschmierung oder Verschleißfestigkeit erfordern.
- Elektrische Isolierung: PEEK hat hervorragende elektrische Isolationseigenschaften und eignet sich für elektronische Komponenten in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hohem Druck.
PPS (Polyphenylensulfid)
- Hohe Temperaturbeständigkeit: PPS hat eine extrem hohe thermische Stabilität und kann lange Zeit bei Temperaturen bis zu 260°C eingesetzt werden und kurzzeitig Temperaturen bis zu 300°C standhalten.
- Chemische Beständigkeit: PPS hat eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegen viele starke Säuren, Laugen, Lösungsmittel, Öle und andere Chemikalien.
- Mechanische Eigenschaften: PPS hat eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit, Steifigkeit und Schlagfestigkeit, und seine mechanischen Eigenschaften bleiben auch bei hohen Temperaturen stabil.
- Dimensionsstabilität: Aufgrund seines niedrigen Ausdehnungskoeffizienten kann PPS eine gute Dimensionsstabilität beibehalten, wenn sich die Temperatur ändert.
- Elektrische Isolierung: PPS verfügt über hervorragende elektrische Isolationseigenschaften und kann auch in Umgebungen mit hohen Temperaturen und Feuchtigkeit hervorragende elektrische Eigenschaften beibehalten.
- Verschleißfestigkeit: PPS hat eine gute Verschleißfestigkeit und selbstschmierende Eigenschaften und kann für Teile in Umgebungen mit hoher Reibung und hohem Druck verwendet werden, wie z. B. Lager und Getriebe.
PC (Polycarbonat)
- Hohe Transparenz: PC-Material hat eine sehr hohe Transparenz, und die optische Transparenz kann mehr als 90% erreichen.
- Schlagfestigkeit: PC hat eine ausgezeichnete Schlagzähigkeit und ist eines der schlagfestesten Materialien unter allen technischen Kunststoffen.
- Thermische Stabilität: Es kann in einem weiten Temperaturbereich eingesetzt werden, und der allgemeine PC-Temperaturbereich liegt bei etwa 115 °C.
- Dimensionsstabilität: Aufgrund seines geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten weist PC eine gute Dimensionsstabilität auf.
- Elektrische Isolierung: PC hat gute elektrische Isolationseigenschaften.