Plastics para drones = plásticos para automóviles? ¡Esta vista puede necesitar cambiar!

En el campo automotriz, los plásticos están en todas partes, desde adornos exteriores hasta adornos interiores, hasta partes funcionales y estructurales. En los automóviles modernos, 100 kg de materiales plásticos pueden reemplazar los 200-300 kg originales de materiales metálicos tradicionales, con efectos significativos de reducción de peso, lo cual es de gran importancia para la conservación de la energía y la reducción de emisiones. Por ejemplo, el reemplazo de metal con colectores de admisión de plástico en automóviles puede reducir el peso en un 40%-60%, y la superficie es lisa y la resistencia al flujo es pequeña, lo que puede mejorar el rendimiento del motor y también contribuir a reducir el consumo de combustible, la vibración y la reducción de ruido. Los plásticos tienen baja gravedad específica, peso de estructura de luz, moldeo fácil de estructuras complejas o grandes, gran espacio de diseño, alta resistencia específica y rigidez específica, y coeficiente de expansión térmica baja, lo que les hace jugar un papel clave en el proceso de liviano de los automóviles.

En el campo de los drones, el peso ligero también es una búsqueda eterna. Aplicar plásticos directamente a las estructuras de drones es crucial para reducir el peso del fuselaje, aumentar la carga útil y mejorar la seguridad y el sigilo. Los plásticos de ingeniería se pueden ver en el fuselaje, las alas, los protectores del ala, el tren de aterrizaje y otras partes de los drones. Tome el nylon reforzado con fibra de vidrio (PA + GF) como ejemplo. Combina las excelentes propiedades mecánicas del nylon y las características de alta resistencia de la fibra de vidrio. Mientras mantiene el peso ligero, tiene una excelente capacidad de carga y resistencia al impacto. Puede reducir efectivamente el peso total del dron, mejorar la eficiencia del vuelo y mantener la integridad estructural en caso de una colisión accidental para garantizar el retorno seguro del dron. Desde este punto de vista, tanto los automóviles como los drones se han apetecido a las características livianas de los plásticos, con la esperanza de mejorar el rendimiento del producto.

Las necesidades únicas crean diferencias de aplicación

Los automóviles generalmente viajan en un entorno terrestre relativamente estable. Aunque existen requisitos para la durabilidad y la resistencia a la intemperie de los materiales, todavía están muy por detrás del entorno complejo que enfrentan los drones. Los drones pueden operar en ambientes extremos como alta temperatura, baja temperatura, alta humedad y fuertes rayos ultravioleta, lo que requiere que los materiales plásticos utilizan una mejor resistencia a la intemperie y estabilidad química. Por ejemplo, en el campo de los drones de protección de las plantas agrícolas, los drones frecuentemente entran en contacto con productos químicos como los pesticidas. En este momento, los materiales resistentes a la corrosión como PA6-GF30 y las aleaciones PPO/PS son más populares.

El espacio interior de un automóvil es relativamente grande, y aunque los requisitos de precisión dimensional para las piezas son altos, se permiten un cierto grado de defectos superficiales en algunas partes exteriores. Sin embargo, debido a la alta velocidad y los requisitos aerodinámicos de los drones durante el vuelo, la precisión dimensional y la calidad de la superficie de las piezas son casi exigentes. Un ligero defecto puede afectar la estabilidad del vuelo y el rendimiento aerodinámico. Además, los drones son mucho más sensibles al peso que los automóviles. Agregar un poco de peso a un automóvil puede no tener mucho impacto en el rendimiento, pero cualquier aumento de peso innecesario en un dron puede acortar el rango y reducir la flexibilidad de vuelo.

Análisis en profundidad de las diferencias de aplicación

Simplemente ver los drones como "autos voladores" ignora las diferencias fundamentales entre los dos productos. Los automóviles son sistemas cerrados que se mueven en el suelo, mientras que los drones son nodos dinámicos en el espacio tridimensional: esta diferencia hace que las aplicaciones de materiales sean sorprendentemente heterogéneas.

La vida útil del diseño de los automóviles es generalmente larga, generalmente alrededor de 10-15 años, lo que requiere que los materiales tengan un rendimiento estable durante el uso a largo plazo. Sin embargo, los drones se actualizan y se reemplazan muy rápidamente, especialmente los drones de consumo, que pueden lanzar nuevos modelos cada seis meses o varios meses. Esta característica de iteración rápida hace que los drones sean más innovadores y con visión de futuro en la selección de materiales, y su tolerancia a corto plazo para los costos de materiales es relativamente fuerte, ya que pueden compensar los costos a través de ventajas tecnológicas y oportunidades de mercado.

La escala de la producción de automóviles es enorme. En 2024, la producción mundial de automóviles será de casi 100 millones de vehículos. El volumen de compra de piezas de plástico para un determinado modelo más vendido en todo su ciclo de vida puede alcanzar 10,000 toneladas (por ejemplo: las ventas anuales globales de Toyota Corolla superan un millón de vehículos. Según 150 kg de plástico por vehículo, la demanda anual es de 150,000 toneladas). Esto hace que la industria automotriz sea más inclinada al control de costos en la adquisición de materiales y persigue las ventajas de costos generadas por la producción a gran escala. El tamaño actual del mercado de los drones es relativamente pequeño. Aunque está creciendo rápidamente, su escala de producción aún no es comparable a la de los automóviles. Incluso para los gigantes de la industria como DJI, la producción anual de sus modelos principales es difícil de competir con una fracción de un automóvil económico. Esta brecha de orden de magnitud conduce a drones que se centran más en la búsqueda final del rendimiento en la selección de materiales, tomando la ruta "pequeña y fina". Mientras el rendimiento del material pueda satisfacer las necesidades, se pueden aceptar costos más altos hasta cierto punto.

Innovación plástica: deje que la economía a baja altitud vuele más alta

Con el desarrollo en auge de la economía de baja altitud, los escenarios de aplicación de los drones se están expandiendo constantemente. De la fotografía aérea actual, la distribución logística y la protección de las plantas agrícolas, se ha extendido gradualmente a más campos, como rescate de emergencia, inspección de energía y mapeo geográfico. Esto pondrá requisitos más altos en los materiales de plástico/polímero, y también traerá grandes oportunidades a las empresas materiales.

En el futuro, se espera que veamos más materiales plásticos con propiedades especiales aplicadas al campo de los drones. Por ejemplo, los plásticos de detección inteligente pueden ajustar automáticamente las propiedades del material de acuerdo con los cambios en el entorno de vuelo y optimizar el rendimiento de vuelo de los drones; Los plásticos con funciones de auto reparto pueden repararse automáticamente cuando las piezas de drones están ligeramente dañadas, extendiendo la vida útil de los drones. En términos de protección del medio ambiente, los plásticos degradables también surgirán en el campo de los drones para reducir la contaminación de drones abandonados al medio ambiente.

En resumen, los materiales de plástico/polímero tienen un potencial ilimitado en el campo de los drones y la economía de baja altitud. Ya no debemos confundir la aplicación plástica de drones con automóviles, sino que deberíamos explorar profundamente las necesidades únicas de los drones, desarrollar materiales que sean más adecuados para su desarrollo, ayuden a la industria de los drones a volar más y más lejos, y hacer que el cielo de la economía de baja altitud sea más emocionante.