Veilig composiet

Zafer Gúrdal (Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek) en dr. Pedro Camanho (Universiteit van Porto)

Tussenstand: Nog anderhalf jaar te gaan

(Foto: Sam Rentmeester/FMAX)

“In de luchtvaartindustrie is een omslag gaande. Nu wordt een vliegtuig voor een groot gedeelte nog gemaakt van aluminium. Maar composieten zijn veel sterker en lichter. Toch worden ze nog maar weinig gebruikt voor het bouwen van vliegtuigen, omdat de vliegtuigindustrie zeer conservatief is. Aluminium werkt, dus waarom zou je composieten gebruiken? De vliegtuigindustrie zet ook vraagtekens bij de sterkte van composieten. Ik wil met mijn onderzoek aantonen dat composieten steviger en lichter zijn dan aluminium en daarom uitermate geschikt zijn om vliegtuigen van te bouwen.

Daarvoor test ik een nieuwe vorm van composiet. Jarenlang werd composiet gemaakt van vezels die horizontaal op elkaar werden geperst. In de nieuwe vorm worden vezels niet recht, maar met een curve op elkaar geperst. Dat kan veel voordelen opleveren. Bij de oude techniek is de last evenredig verdeeld over het stuk composiet. Met de nieuwe techniek kun je bepaalde delen van het stuk extra stevig maken. Bij een raam in een vliegtuig is er bijvoorbeeld extra druk op de composiet net boven en onder het raam. Door de vezels in een curve te leggen aan de zijkanten van het raam zijn die stukken extra stevig en wordt de last van het raam beter verdeeld. De nieuwe vorm is dan veel efficiënter dan de oude vorm.

Om dat te bewijzen test ik de schade-impact op deze nieuwe vorm van composiet. Bij welke schade faalt het? Dat bereken ik voornamelijk op de computer, omdat tests heel duur zijn. Toch ga ik binnenkort echte tests doen. Dan zal ik gewichten laten vallen op een proefmodel. Daardoor kan ik de impact berekenen en kijken of de lagen vezelversterkte kunststof niet zijn gaan schuiven. Dat zie je niet met het blote oog, dus dat is erg gevaarlijk. Maar ik kan dat wel technisch onderzoeken. Dat is heel belangrijk. Want als in de toekomst deze veelbelovende vorm van composiet wordt gebruikt moet het helemaal veilig zijn.

Ik doe mijn onderzoek in Portugal aan de Universiteit van Porto en aan de TU Delft. Ik ben daardoor steeds een half jaar in Nederland en daarna een half jaar in Portugal. Gelukkig kan ik met skype en e-mail goed contact onderhouden met mijn collega’s. Ik vind het een fijne combinatie, omdat men in Delft meer met het ontwerp van composieten bezig is en in Porto met numerieke berekeningen. Aan de andere kant is het ook heel lastig omdat ik steeds een half jaar ergens anders ben en ik in Delft mijn zoon moet missen die bij mijn vrouw in Portugal woont.” (RV)

Naam: Ir. Claudio Lopes (29)

Nationaliteit: Portugese

Onderwerp: Schadetolerantie van composieten

Promotors: Prof.dr. Zafer Gúrdal (Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek) en dr. Pedro Camanho (Universiteit van Porto)

Tussenstand: Nog anderhalf jaar te gaan

(Foto: Sam Rentmeester/FMAX)

“In de luchtvaartindustrie is een omslag gaande. Nu wordt een vliegtuig voor een groot gedeelte nog gemaakt van aluminium. Maar composieten zijn veel sterker en lichter. Toch worden ze nog maar weinig gebruikt voor het bouwen van vliegtuigen, omdat de vliegtuigindustrie zeer conservatief is. Aluminium werkt, dus waarom zou je composieten gebruiken? De vliegtuigindustrie zet ook vraagtekens bij de sterkte van composieten. Ik wil met mijn onderzoek aantonen dat composieten steviger en lichter zijn dan aluminium en daarom uitermate geschikt zijn om vliegtuigen van te bouwen.

Daarvoor test ik een nieuwe vorm van composiet. Jarenlang werd composiet gemaakt van vezels die horizontaal op elkaar werden geperst. In de nieuwe vorm worden vezels niet recht, maar met een curve op elkaar geperst. Dat kan veel voordelen opleveren. Bij de oude techniek is de last evenredig verdeeld over het stuk composiet. Met de nieuwe techniek kun je bepaalde delen van het stuk extra stevig maken. Bij een raam in een vliegtuig is er bijvoorbeeld extra druk op de composiet net boven en onder het raam. Door de vezels in een curve te leggen aan de zijkanten van het raam zijn die stukken extra stevig en wordt de last van het raam beter verdeeld. De nieuwe vorm is dan veel efficiënter dan de oude vorm.

Om dat te bewijzen test ik de schade-impact op deze nieuwe vorm van composiet. Bij welke schade faalt het? Dat bereken ik voornamelijk op de computer, omdat tests heel duur zijn. Toch ga ik binnenkort echte tests doen. Dan zal ik gewichten laten vallen op een proefmodel. Daardoor kan ik de impact berekenen en kijken of de lagen vezelversterkte kunststof niet zijn gaan schuiven. Dat zie je niet met het blote oog, dus dat is erg gevaarlijk. Maar ik kan dat wel technisch onderzoeken. Dat is heel belangrijk. Want als in de toekomst deze veelbelovende vorm van composiet wordt gebruikt moet het helemaal veilig zijn.

Ik doe mijn onderzoek in Portugal aan de Universiteit van Porto en aan de TU Delft. Ik ben daardoor steeds een half jaar in Nederland en daarna een half jaar in Portugal. Gelukkig kan ik met skype en e-mail goed contact onderhouden met mijn collega’s. Ik vind het een fijne combinatie, omdat men in Delft meer met het ontwerp van composieten bezig is en in Porto met numerieke berekeningen. Aan de andere kant is het ook heel lastig omdat ik steeds een half jaar ergens anders ben en ik in Delft mijn zoon moet missen die bij mijn vrouw in Portugal woont.” (RV)