nieuws

Stap dichter bij lichtere vliegtuigen

R&D

Onderzoek van de Universiteit Twente, onder meer uitgevoerd door Promovendus Yibo Su, brengt de industrie mogelijk een stap dichter bij lichtere vliegtuigen. Hij ontwikkelde een sterke verbindingsmethode voor lichtgewicht constructies met thermoplastische composieten. Dit verbreedt de mogelijkheid van toepassing van dit materiaal.

Stap dichter bij lichtere vliegtuigen
Voorbeeld van een vliegtuigonderdeel van thermoplastisch composiet met metalen elementen die mechanisch bevestigd zijn, op de oude manier. (foto: TU Twente)

Thermoplastische composieten zijn nieuwe, sterke en vooral lichte, brandstofbesparende materialen, bestaande uit vezels en thermoplastische kunststof. Het materiaal is al enige tijd bezig aan een opmars in onder andere de auto- en de vliegtuigindustrie. Op het vlak van verbindingen tussen verschillende materialen, zoals tussen metalen en thermoplastisch composieten zijn er nog wat uitdagingen. Matthijn de Rooij, associate professor Tribologie en supervisor van Su licht toe: “Veel lichtgewicht constructies bestaan uit meerdere materialen. Je moet het juiste materiaal op de juiste plek gebruiken. Dit betekent echter dat je goede verbindingen moet realiseren tussen die verschillende materialen. Voor de luchtvaart zijn verbindingen tussen lichtgewicht metalen en thermoplastisch composieten interessant. Een voorbeeld zijn de metalen scharnieren van een thermoplastische composieten deur. Je kunt niet zomaar een gat boren in thermoplastisch composiet, of er een schroef in draaien, dan verlies je een gedeelte van de sterkte. Het is veel beter om die verbinding te maken door middel van een insert in het materiaal. Deze insert moet goed vastzitten aan het materiaal zodat het geen zwakke plek wordt. Su vond een goede manier om de insert te verbinden, waardoor deze verbinding erg sterk is. Bijna net zo sterk als de rest van het composiet.  We weten alleen nog niet wat deze verbinding op de lange termijn doet, bijvoorbeeld na veel vlieguren. Er is daarom vervolgonderzoek voor nodig om deze toepassing in de praktijk te brengen.”

Onderzoek
Thermoplastisch composiet onderdelen worden doorgaans gemaakt door zogenaamde prepreg, vezels die zijn geïmpregneerd met een kunststof, die worden geconsolideerd, verstevigd, in een pers of een autoclaaf. Su ontwikkelde een manier om een metalen insert al in de mal te plaatsen, en tegelijk met de prepreg mee te consolideren. Dit is nog niet eerder gedaan en levert significante winst op in productietijd en -kosten.
Su onderzocht welke mechanismen eraan bijdragen dat de insert goed vast komt te zitten aan het thermoplastische composiet. Vervolgens onderzocht hij welke factoren invloed hebben op de hechting. Su bepaalde hoe de insert er uit moet komen te zien en welke oppervlak de insert moet hebben zodat deze goed hecht aan het thermoplastische composiet.
Bron: TU Twente

Reageer op dit artikel