八种常见的航空航天塑料及其应用

航空航天塑料 

在航空航天零部件的设计和材料选择过程中，减轻重量是一项关键挑战。除非功能和性能绝对必要，否则选择高强度金属和合金可能会增加生产成本和燃油效率。 

制造商选择 工程塑料 生产各种航空航天部件，无论是用于客机还是军用飞机。 接下来的章节将详细介绍八种常见的航空航天塑料、它们的用途，以及可用于生产航空航天塑料部件的制造工艺。

让我们开始吧。 

 

1.聚碳酸酯（PC）

航空级聚碳酸酯 

聚碳酸酯是一种坚韧、轻便且耐用的热塑性塑料，具有很高的尺寸稳定性和热稳定性，常用于制造各种飞机零部件。制造商通常选择聚碳酸酯来替代飞机上的玻璃或亚克力材料。 

此外，聚碳酸酯是一种 抗冲击塑料其可视度高达 90%，可进行高精度加工，并经过抛光处理，以达到光学清晰度。 

聚碳酸酯在航空航天领域的应用

Windows

PC因其光学清晰度高且能承受高应力，被用于制造飞机舷窗。 

盾牌和护卫

PC材料具有高抗冲击性和良好的可见性，是安全面罩、头盔、防护面罩和其他防护用品的理想材料选择。 

驾驶舱仪表

PC塑料的阻燃性、透明度、冲击强度和尺寸稳定性使其适用于驾驶舱仪表。例如，显示屏盖、HUD组合面板、开关护罩和航空电子设备外壳。

照明灯具

室内外照明灯具，例如 LED 导光管、圆顶灯罩、侧发光面板和光扩散器。

2. 聚醚醚酮（PEEK）

PEEK航空航天部件

聚醚醚酮，或 PEEK是另一种高性能塑料，用于生产各种航空航天塑料部件，从结构件和发动机件到电气连接器。 PEEK 具有高刚度、拉伸强度、抗蠕变性、耐化学腐蚀性、低毒性，并且能够在高温（高达 250°C）下保持优异性能。此外，PEEK 还是一种阻燃聚合物，已通过认证，可用于飞机机身内饰。 

PEEK在航空航天领域的应用

发动机和热区部件

PEEK材料的高拉伸强度、弯曲模量、刚度和热稳定性使其非常适用于飞机发动机和热区部件，例如压缩机密封件、阀座、止推垫圈和衬套。 

结构应用

PEEK 的轻质和优异的机械性能使其适用于飞机结构部件，例如精密紧固件、加强筋、夹子、座椅扶手和布线支架。 

高性能复合材料

航空航天工业利用多种高性能复合材料来增强其机械和物理性能。因此，PEEK被用于制造CF-PEEK复合材料、GFRP复合材料和石英纤维复合材料。 

 

3. 聚醚酰亚胺（PEI）

PEI塑料

聚醚酰亚胺，或 聚乙烯亚胺塑料是一种无定形聚合物，具有优异的抗蠕变性、柔韧性、轻质性、强度和模塑加工性能。因此，该等级 UL 94 V-0 是经认证可用于飞机机身内饰的阻燃聚合物之一。 

这些综合特性使得PEI成为航空航天部件制造中一种良好的热塑性材料选择。

PEI在航空航天领域的应用

内部结构

轻质、阻燃、坚固的飞机内部组件，例如墙衬、盥洗室装置和客舱五金件。

通风管道系统

热稳定性良好的通风管道系统部件，例如风管、通风外壳和导风管。 

 

4. 聚丙烯（PP）

聚丙烯板材 

聚丙烯（PP）是另一种航空航天塑料，主要用于内饰、包装和存储，而非结构部件。它具有高疲劳强度、柔韧性、耐化学腐蚀性和低吸水率等优点。

因此，您可以利用数控加工、注塑成型等工艺轻松制造聚丙烯部件。

PP在航空航天领域的应用

飞机内饰

不同的内饰组件，例如车厢内饰、扶手、座椅部件、侧板、边框和餐桌。 

防护用品

它指的是各种仪器或组件的保护罩和外壳，例如电气接线盒、连接器盖和电池外壳。 

非结构性部件

在强度不是主要要求的场合，例如夹子、卡箍、端子盖和检修盖，聚丙烯也是首选材料。

 

5. 聚四氟乙烯 (PTFE)

PTFE航空航天支架

聚四氟乙烯（PTFE）又称特氟龙®。它是一种高性能塑料，可在很宽的温度范围内工作，通常为-200至260°C。 

此外，聚四氟乙烯还具有摩擦系数低、耐化学腐蚀、低挥发性、尺寸稳定性高和电绝缘性好等优点。 

聚四氟乙烯在航空航天领域的应用

电气绝缘

PTFE 用于各种电气绝缘部件，包括电线、电缆、连接器和线束的绝缘体。

流体衬里系统

燃油系统、液压回路等的密封件、垫片、衬套和衬管。

旋转/低摩擦部件

PTFE 的低摩擦和自润滑特性使其成为旋转/运动部件（如致动器衬套、滑动垫、垫圈和间隔件）的最佳航空航天塑料。

6. 聚乙烯(PE)

高分子量聚乙烯

聚乙烯（PE）是一种轻质航空航天塑料，具有优异的耐化学性、抗疲劳性和耐磨性、低挥发性和电绝缘性。 在航空航天领域，高分子量聚乙烯（HMW-PE）因其高强度重量比而广泛应用于飞机制造。因此，可以减轻飞机重量，从而提高燃油效率。

PE在航空航天领域的应用

电气绝缘

用于飞机电气系统中电线电缆的绝缘，以提高可靠性。 

飞机上的管道系统

液压系统、燃油管路、电气管道和冷却系统的管道和管件。

保护元件

PE的强度和吸震性能使其成为飞机上各种仪器保护外壳的理想塑料选择。

包装 

PE是一种很好的包装材料，可用于运输航空航天制造部件，而不会造成任何损坏或划痕。 

 

7.聚酰胺酰亚胺（PAI）

PAI塑料 

聚酰胺-酰亚胺（PAI）塑料是一种强度高且 耐热塑料它常与玻璃纤维和碳纤维填料一起使用，以提高性能。另一个显著优点是，PAI 在高达 250°C 的温度下仍能保持强度。

因此，PAI 航空航天塑料适用于高应力、腐蚀性和热不稳定的环境。 

PAI在航空航天领域的应用

承重部件

精密承重和结构部件，例如支撑垫圈、紧固件、垫片和连接部件。

电绝缘子

不同的电子元件绝缘体和支撑件，包括连接器外壳、航空电子线路护套和电子设备支撑框架。 

流体控制接口

流体控制系统的密封件和接触面，例如液压系统的密封垫圈、燃油部件和阀门部件。 

温度敏感部件

PAI 具有广泛的允许工作温度范围，使其成为燃油系统阀座、卡箍和紧固件、隔热材料等的最佳材料选择之一。

 

8. 热塑性复合材料

热塑性复合材料

在航空航天工业中，高性能部件采用不同的复合材料，而复合材料则是在热塑性塑料中添加填料进行增强制成的。例如，PEEK、PPS 和 PCTFE 等。 

碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维是热塑性塑料常用的增强填料。

因此，航空航天制造商选择热塑性复合材料以提高航空航天设计的灵活性。以下是选择复合材料而非普通热塑性塑料的原因。

• 在重量减轻的情况下，可以达到相同甚至更高的强度。
• 它们具有更好的耐腐蚀性、耐化学品性和耐湿性。 
• 复合材料比普通塑料材料更可靠、更耐用。
• 它们易于维修，并且在使用寿命结束后可以回收利用。 

 

航空航天塑料零件的制造工艺

数控加工、注塑成型、真空成型和双薄板成型是制造航空航天塑料零件的四大关键技术。

让我们简要地详细说明一下它们。 

数控加工

机械加工是指从塑料或其他类型的工件上去除材料，直至达到所需形状的过程。数控铣削、车削、钻孔、攻丝和其他精密加工工艺被用于生产航空航天原型和零部件。

CNC加工能够以较短的交货周期实现高精度、光滑的表面和复杂的特征加工。但另一方面，材料浪费和批量生产较长的交货周期是其两大主要局限性。  

注射成型

注塑成型工艺具有极佳的重复性和更快的生产周期，是航空航天零部件大规模生产的理想选择。该工艺是将熔融塑料在高压下注入模具，塑料在模具中流动并形成与型腔形状相匹配的部件。 

一旦投资模具，即可对相同的零件进行高达一百万次的重复生产。航空航天领域使用的注塑成型塑料零件包括连接器、内饰件和卡扣式盖板等。 

真空成型

真空成型是将热塑料片材拉伸到模具上，然后利用真空将其拉紧成型为所需形状。该工艺以模具成本低、生产周期短和设计灵活性强而著称。 

制造商选择真空成型来生产中小批量、尺寸较大、几何形状相对简单的航空航天零件，例如仪器边框和内饰板。 

双片热成型

在薄片热成型中，两片塑料薄片分别加热，同时拉伸到匹配的模具上，然后将模具表面熔合，得到一个单一的空心零件。 

这种方法适用于带有肋条和内部结构的空心航空航天零件，例如管道、储物舱和座椅靠背。

 

塑料在航空航天制造中的优势

塑料在航空航天制造中具有诸多优势，例如减轻重量、降低成本、耐腐蚀、设计灵活等。 

• 轻量级： 塑料是轻质材料，有助于提高飞机的燃油效率。
• 耐腐蚀： 许多飞机塑料具有很强的耐化学品、耐湿性和耐腐蚀性。 
• 热稳定性： PEEK 和 PAI 等塑料具有很宽的工作温度范围（最高可达约 250 °C）。
• 电气绝缘： 塑料具有很高的介电强度，能够隔离电流。  
• 高性价比： 与许多金属和合金相比，塑料是航空航天制造中经济高效的材料选择。 
• 密封与透明： 某些航空航天塑料具有优异的密封性能和光学透明性。 

在选择用于航空航天领域的塑料时需要考虑的因素

为航空航天应用选择合适的塑料类型通常取决于您要选择材料的部件以及应用要求。

让我们来看看在为航空航天部件选择塑料时需要考虑的常见因素列表。 

• 应用场景和运行环境
• 航空航天行业的监管合规性，例如 FST/FAR 25.853
• 易于加工性，例如可加工性、可成形性和表面处理兼容性。 
• 原材料供应链可靠性 
• 可燃性和强度重量比

 

航空航天材料面临的挑战和未来趋势 

在航空航天材料选择中，如何在不牺牲所需强度和刚度的前提下减轻重量是关键挑战。各公司始终致力于在轻量化和机械强度之间寻求最佳平衡点。 

因此，高性能塑料和复合材料在航空航天制造业中越来越受欢迎。 

其他挑战包括：

• 低温和高温下的热阻
• 材料承受循环载荷的能力 
• 易于加工性，例如可加工性。
• 高性能塑料的成本效益

航空航天塑料材料的未来发展趋势

• 轻质复合材料： 采用碳纤维增强聚合物（CFRP）、芳纶纤维和其他具有优异强度重量比的先进复合材料。 
• 热塑性塑料： 飞机制造商正在选择高性能热塑性塑料，例如 PEEK 和 PEI，而不是金属和合金。
• 自动化： 各行业正在复合材料制造领域采用自动化技术，以确保高质量和稳定性。 
• 3D印刷： 另一个趋势是利用聚合物 3D 打印技术生产飞机部件。 

 

航空航天塑料的当前市场份额及增长预测

2026 年航空航天塑料市场规模约为 10.1 亿美元，比 2024 年的 8.15 亿美元大幅增长。 根据 迈向化学与材料预计到 2035 年底，航空航天塑料的市场规模将达到 23.3 亿美元，年均增长率为 9.75%。

接下来，让我们看一下下图，了解航空航天塑料市场规模的年度预测。

航空航天塑料市场增长

结语

总体而言，航空航天塑料是用于生产各种客舱内饰零件、背光面板、防护组件、电气系统、子组件紧固件以及关键的发动机附近歧管的重要材料。  

高性能塑料，例如 PEEK、PTFE、PEI 和 PAI 不仅满足性能和安全要求，而且还能减轻重量并提高燃油效率。 

在 ProlenTech，我们提供 塑料加工服务 适用于航空航天、汽车、医疗、消费品、电子等众多行业。我们拥有多轴数控机床，能够以低至±0.005毫米的公差精确加工复杂的塑料零件。

 

常见问题

航空航天领域使用哪种聚合物？

PEEK、PEI、PTFE 和 PAI 等高性能聚合物在航空航天领域用于结构件、电气系统、内饰等。 

什么是航空航天级材料？

航空航天级材料是指任何经过工程设计，能够满足或符合性能、安全和质量标准要求的金属、合金、塑料或复合材料。 

哪些热塑性塑料能够满足航空航天设计灵活性的要求？

PEEK、PEI、PPS 和 PC 是航空航天设计灵活性的常用热塑性塑料。