八種常見的航空航天塑膠及其應用

航空航天塑料 

在航空航太零件的設計和材料選擇過程中，減輕重量是一項關鍵挑戰。除非功能和性能絕對必要，否則選擇高強度金屬和合金可能會增加生產成本和燃油效率。 

製造商選擇 工程塑料 生產各種航空航太零件，無論是用於客機或軍用飛機。 接下來的章節將詳細介紹八種常見的航空航太塑膠、它們的用途，以及可用於生產航空航太塑膠零件的製造流程。

讓我們開始吧。 

 

1.聚碳酸酯（PC）

航空級聚碳酸酯 

聚碳酸酯是一種堅韌、輕巧且耐用的熱塑性塑料，具有很高的尺寸穩定性和熱穩定性，常用於製造各種飛機零件。製造商通常選擇聚碳酸酯來取代飛機上的玻璃或壓克力材料。 

此外，聚碳酸酯是一種 抗衝擊塑料其可視度高達 90%，可進行高精度加工，並經過拋光處理，以達到光學清晰度。 

聚碳酸酯在航空航太領域的應用

Windows

PC因其光學清晰度高且能承受高應力，用於製造飛機舷窗。 

盾牌與衛兵

PC材質具有高抗衝擊性和良好的可見性，是安全面罩、頭盔、防護面罩和其他防護用品的理想材料選擇。 

駕駛艙儀表

PC塑膠的阻燃性、透明度、衝擊強度和尺寸穩定性使其適用於駕駛艙儀表。例如，顯示器蓋、HUD組合面板、開關護罩和航空電子設備外殼。

照明燈具

室內外照明燈具，例如 LED 導光管、圓頂燈罩、側發光面板和光擴散器。

2.聚醚醚酮（PEEK）

PEEK航空航天零件

聚醚醚酮，或 窺視是另一種高性能塑料，用於生產各種航空航天塑料部件，從結構件和發動機部件到電氣連接器。 PEEK 具有高剛度、拉伸強度、抗蠕變性、耐化學腐蝕性、低毒性，並且能夠在高溫（高達 250°C）下保持優異性能。此外，PEEK 也是一種阻燃聚合物，已通過認證，可用於飛機機身內裝。 

PEEK在航空航太領域的應用

引擎和熱區部件

PEEK材料的高拉伸強度、彎曲模量、剛度和熱穩定性使其非常適用於飛機引擎和熱區零件，例如壓縮機密封件、閥座、止推墊圈和襯套。 

結構應用

PEEK 的輕量和優異的機械性能使其適用於飛機結構部件，例如精密緊固件、加強筋、夾子、座椅扶手和佈線支架。 

高性能複合材料

航空航太工業利用多種高性能複合材料來增強其機械和物理性能。因此，PEEK用於製造CF-PEEK複合材料、GFRP複合材料和石英纖維複合材料。 

 

3. 聚醚醯亞胺（PEI）

PEI塑膠

聚醚醯亞胺，或 聚乙烯亞胺塑料是一種無定形聚合物，具有優異的抗蠕變性、柔韌性、輕質性、強度和模塑加工性能。因此，該等級 UL 94 V-0 是經認證可用於飛機機身內裝的阻燃聚合物之一。 

這些綜合特性使得PEI成為航空航太零件製造中良好的熱塑性材料選擇。

PEI在航空航太領域的應用

內部結構

輕質、阻燃、堅固的飛機內部組件，例如牆襯、盥洗室裝置和客艙五金。

空氣管道系統

熱穩定性良好的通風管道系統零件，例如風管、通風外殼和導風管。 

 

4. 聚丙烯（PP）

聚丙烯片材 

聚丙烯（PP）是另一種航空航天塑料，主要用於內飾、包裝和存儲，而不是結構部件。它具有高疲勞強度、柔韌性、耐化學腐蝕性和低吸水率等優點。

因此，您可以利用數控加工、注塑成型等製程輕鬆製造聚丙烯零件。

PP在航空航太領域的應用

飛機內飾

不同的內裝組件，例如車廂內裝、扶手、座椅部件、側板、邊框和餐桌。 

防護用品

它指的是各種儀器或組件的保護罩和外殼，例如電氣接線盒、連接器蓋和電池外殼。 

非結構性零件

在強度不是主要要求的場合，例如夾子、卡箍、端子蓋和檢修蓋，聚丙烯也是首選材料。

 

5.聚四氟乙烯（PTFE）

PTFE航空航天支架

聚四氟乙烯（PTFE）又稱為特氟龍®。它是一種高性能塑料，可在很寬的溫度範圍內工作，通常為-200至260°C。 

此外，聚四氟乙烯還具有摩擦係數低、耐化學腐蝕、低揮發性、尺寸穩定性高和電絕緣性好等優點。 

聚四氟乙烯在航空航太領域的應用

電氣絕緣

PTFE 用於各種電氣絕緣零件，包括電線、電纜、連接器和線束的絕緣體。

流體襯裡系統

燃油系統、液壓迴路等的密封件、墊片、襯套和襯管。

旋轉/低摩擦部件

PTFE 的低摩擦和自潤滑特性使其成為旋轉/運動部件（如致動器襯套、滑動墊、墊圈和間隔件）的最佳航空航天塑膠。

6. 聚乙烯(PE)

高分子量聚乙烯

聚乙烯（PE）是一種輕質航空航天塑料，具有優異的耐化學性、抗疲勞性和耐磨性、低揮發性和電絕緣性。 在航空航太領域，高分子量聚乙烯（HMW-PE）因其高強度重量比而廣泛應用於飛機製造。因此，可以減輕飛機重量，從而提高燃油效率。

PE在航空航太領域的應用

電氣絕緣

用於飛機電氣系統中電線電纜的絕緣，以提高可靠性。 

飛機上的管道系統

液壓系統、燃油管路、電氣管路和冷卻系統的管路和管件。

保護元件

PE的強度和吸震性能使其成為飛機上各種儀器保護外殼的理想塑膠選擇。

包裝 

PE是一種很好的包裝材料，可用於運輸航空航太製造零件，而不會造成任何損壞或刮痕。 

 

7.聚醯胺醯亞胺（PAI）

PAI塑料 

聚醯胺-醯亞胺（PAI）塑膠是一種強度高且 耐熱塑料它常與玻璃纖維和碳纖維填料一起使用，以提高性能。另一個顯著優點是，PAI 在高達 250°C 的溫度下仍能保持強度。

因此，PAI 航空航天塑膠適用於高應力、腐蝕性和熱不穩定的環境。 

PAI在航空航太領域的應用

承重部件

精密承重和結構部件，例如支撐墊圈、緊固件、墊片和連接部件。

電絕緣體

不同的電子元件絕緣體和支撐件，包括連接器外殼、航空電子線路護套和電子設備支撐框架。 

流體控制介面

流體控制系統的密封件和接觸面，例如液壓系統的密封墊圈、燃油部件和閥門部件。 

溫度敏感部件

PAI 具有廣泛的允許工作溫度範圍，使其成為燃油系統閥座、卡箍和緊固件、隔熱材料等的最佳材料選擇之一。

 

8. 熱塑性複合材料

熱塑性複合材料

在航空航太工業中，高性能零件採用不同的複合材料，而複合材料則是在熱塑性塑膠中添加填料進行增強製成的。例如，PEEK、PPS 和 PCTFE 等。 

碳纖維、玻璃纖維和芳綸纖維是熱塑性塑膠常用的增強填料。

因此，航太製造商選擇熱塑性複合材料以提高航太設計的靈活性。以下是選擇複合材料而非普通熱塑性塑膠的原因。

• 在重量減輕的情況下，可以達到相同甚至更高的強度。
• 它們具有更好的耐腐蝕性、耐化學性和耐濕性。 
• 複合材料比普通塑膠材料更可靠、更耐用。
• 它們易於維修，並且在使用壽命結束後可以回收。 

 

航空航天塑膠零件的製造工藝

數控加工、注塑成型、真空成型和雙薄板成型是製造航空航太塑膠零件的四大關鍵技術。

讓我們簡要地詳細說明一下它們。 

數控加工

機械加工是指從塑膠或其他類型的工件上去除材料，直到達到所需形狀的過程。數控銑削、車削、鑽孔、攻牙和其他精密加工製程被用於生產航空航太原型和零件。

CNC加工能夠以較短的交貨週期實現高精度、光滑的表面和複雜的特徵加工。但另一方面，材料浪費和大量生產較長的交貨週期是其兩大主要限制。  

注射成型

射出成型製程具有極佳的重複性和更快的生產週期，是航空航太零件大規模生產的理想選擇。該工藝是將熔融塑料在高壓下注入模具，塑料在模具中流動並形成與型腔形狀相匹配的部件。 

一旦投資模具，即可對相同的零件進行高達一百萬次的重複生產。航空航太領域使用的射出成型塑膠零件包括連接器、內裝零件和卡扣式蓋板等。 

真空成型

真空成型是將熱塑膠片材拉伸到模具上，然後利用真空將其拉緊成型為所需形狀。該工藝以模具成本低、生產週期短和設計靈活性強而聞名。 

製造商選擇真空成型來生產中小批量、尺寸較大、幾何形狀相對簡單的航太零件，例如儀器邊框和內裝板。 

雙片熱成型

在薄片熱成型中，兩片塑膠薄片分別加熱，同時拉伸到匹配的模具上，然後將模具表面熔合，得到一個單一的空心零件。 

這種方法適用於帶有肋條和內部結構的空心航空航太零件，例如管道、儲物艙和座椅靠背。

 

塑膠在航空航太製造的優勢

塑膠在航太製造上具有許多優勢，例如減輕重量、降低成本、耐腐蝕、設計靈活等。 

• 輕量級： 塑膠是輕質材料，有助於提高飛機的燃油效率。
• 耐腐蝕： 許多飛機塑膠具有很強的耐化學性、耐濕性和耐腐蝕性。 
• 熱穩定性： PEEK 和 PAI 等塑膠具有很寬的工作溫度範圍（最高可達約 250 °C）。
• 電氣絕緣： 塑膠具有很高的介電強度，能夠隔離電流。  
• 高性價比： 與許多金屬和合金相比，塑膠是航空航太製造中經濟高效的材料選擇。 
• 密封與透明： 某些航空航天塑膠具有優異的密封性能和光學透明性。 

在選擇用於航空航太領域的塑膠時需要考慮的因素

為航空航天應用選擇合適的塑膠類型通常取決於您要選擇材料的零件以及應用要求。

讓我們來看看在為航空航天部件選擇塑膠時需要考慮的常見因素清單。 

• 應用場景和運行環境
• 航空航太產業的監管合規性，例如 FST/FAR 25.853
• 易於加工性，例如可加工性、可成形性和表面處理相容性。 
• 原料供應鏈可靠性 
• 可燃性和強度重量比

 

航空航太材料面臨的挑戰與未來趨勢 

在航空航天材料選擇中，如何在不犧牲所需強度和剛度的前提下減輕重量是關鍵挑戰。各公司始終致力於在輕量化和機械強度之間尋求最佳平衡點。 

因此，高性能塑膠和複合材料在航太製造業中越來越受歡迎。 

其他挑戰包括：

• 低溫和高溫下的熱阻
• 材料承受循環載荷的能力 
• 易於加工性，例如可加工性。
• 高性能塑膠的成本效益

航空航太塑膠材料的未來發展趨勢

• 輕質複合材料： 採用碳纖維增強聚合物（CFRP）、芳綸纖維和其他具有優異強度重量比的先進複合材料。 
• 熱塑性塑料： 飛機製造商正在選擇高性能熱塑性塑料，例如 PEEK 和 PEI，而不是金屬和合金。
• 自動化： 各行業正在複合材料製造領域應用自動化技術，以確保產品品質的高品質和穩定性。 
• 3D打印： 另一個趨勢是利用聚合物 3D 列印技術生產飛機零件。 

 

航空航天塑膠的當前市場份額及成長預測

2026 年航空航太塑膠市場規模約 10.1 億美元，比 2024 年的 8.15 億美元大幅成長。 根據 邁向化學與材料預計到 2035 年底，航太塑膠的市場規模將達到 23.3 億美元，年均成長率為 9.75%。

接下來，讓我們來看看下圖，了解航空航太塑膠市場規模的年度預測。

航空航太塑膠市場成長

結語

總體而言，航空航太塑膠是用於生產各種客艙內裝零件、背光面板、防護組件、電氣系統、子組件緊固件和關鍵引擎附近歧管的重要材料。  

高性能塑料，例如 PEEK、PTFE、PEI 和 PAI 不僅滿足性能和安全要求，還能減輕重量並提高燃油效率。 

在 ProlenTech，我們提供 塑膠加工服務 適用於航空航太、汽車、醫療、消費品、電子等眾多產業。我們擁有多軸CNC工具機，能夠以低至±0.005毫米的公差精確加工複雜的塑膠零件。

 

常見問題

航空航太領域使用哪種聚合物？

PEEK、PEI、PTFE 和 PAI 等高性能聚合物在航空航太領域用於結構件、電氣系統、內裝等。 

什麼是航空航天級材料？

航空航天級材料是指任何經過工程設計，能夠滿足或符合性能、安全和品質標準要求的金屬、合金、塑膠或複合材料。 

哪些熱塑性塑膠能夠滿足航太設計彈性的要求？

PEEK、PEI、PPS 和 PC 是航空航天設計靈活性的常用熱塑性塑膠。