Doorbraak bij materiaal van de toekomst
Vezelversterkte kunststoffen en thermoplastische composieten vormen het ‘materiaal van de toekomst’, omdat het zowel licht als stevig is en dus bij verhitting in allerlei vormen geperst kan worden. Het Twentse onderzoekscentrum ThermoPlastic composite Research Center (TPRC) werkt samen met bedrijven als Boeing onderzoek naar de ontwikkeling van deze materialen.
Problemen bij productie
Het grote nadeel van deze materialen is tot nu toe namelijk de problematiek bij productieproces. UT-promovendus Sebastiaan Haanappel heeft nu een doorbraak bereikt die mogelijk ook deze problemen tot het verleden doet behoren. “Wij kunnen nu circa 70% van de vervormingen en eventuele defecten vooraf aan het productieproces vaststellen. Onze resultaten zouden wel eens een brede doorbraak van dit materiaal binnen de auto- en vliegtuigindustrie kunnen betekenen.”
Haanappel is de eerste promovendus binnen het TPRC. Hij onderzocht de voorspellende capaciteit van computersimulaties om laminaatvervormingen tijdens het persproces te voorzien. Dr. René ten Thije van de UT spin-off AniForm ontwerpt de software voor computersimulaties en verwacht een gebruiksvriendelijke versie over enkele maanden gereed te hebben voor de markt.
Defecten voorspellen
Haanappel maakte gebruik van deze simulatiesoftware ‘AniForm’ om te zien hoe realistisch deze simulatiemodellen zijn, maar ook om het gedrag van het beoogde composiet materiaal beter te begrijpen. Modelvoorspellingen zijn naast experimenten gelegd en corresponderen goed.
Haanappel: “Op grond van de simulatiesoftware AniForm kunnen we ongeveer 70% van de vervormingen voorspellen, mits het materiaalgedrag goed is gekarakteriseerd en beschreven in het model. Dit houdt ook in dat defecten als plooivorming voorspeld kunnen worden.”
Het werk van Haanappel toont onder andere aan dat simulatiesoftware gebruikt kan worden in het ontwerpproces van composiet producten. De effecten van modificaties van het productontwerp, productieproces, en materiaal kunnen relatief snel aangetoond worden.
Het is heel belangrijk voor de industrie om te weten of het productieproces goed verloopt. Een goed inzicht in het materiaalgedrag tijdens het productieproces is essentieel. Gezien de lage risico’s op fouten is de industrie dan eerder geneigd dit relatief nieuwe product uit te proberen.
