Composieten, niet zomaar een keuze - White papers

Om u de mogelijkheid te geven gefundeerde en geïnformeerde keuzes te maken rond composietmaterialen tijdens hun volledige levensloop, starten het SLC-Lab en de experts in duurzaamheid bij Sirris met de publicatie van een reeks white papers, die elk een actueel thema rond composieten uitvoerig behandelen. Op regelmatige basis zult u hier een nieuwe white paper rond composieten kunnen downloaden.

WP9: Non-destructive testing

Fibre reinforced plastics (or composites) are gaining popularity in a wide range of industries due to their excellent properties, such as specific stiffness and strength and good resistance to environmental conditions. However, their complex structure brings also some challenges, detecting damage being one of them. This ninth white paper focusses non-destructive testing.

While destructive testing and inspecting a finished product gives insight in the production quality and certainly plays an important role in quality assessment and control, in most cases, it renders the subject useless. Instead, non-destructive testing (NDT) approaches should be adopted. A broad overview of various NDT approaches is provided in this ninth white paper:

  • Visual testing
  • Penetrant testing (PT)
  • Tap testing – experimental modal analysis
  • Eddy current testing (ET)
  • X-ray 2D radiography
  • X-ray (micro-)computer tomography (CT)
  • Digital image correlation
  • Active infrared thermography
  • Shearography
  • Scanning laser doppler vibrometry
  • Ultrasonics

You can read our ninth white paper here :

English


WP8: Liquid moulding processes in composites manufacturing

With its eighth white paper the SLC-Lab wants to pass on some essential information on liquid moulding processes for thermoset composites. Many thermoset composite parts are produced by a type of liquid moulding (LM) process. In general terms, liquid moulding involves placing a fibrous reinforcement into the cavity of a mould, after which it is impregnated with resin under the influence of a pressure difference between the mould cavity and the resin supply. The resin is then left to harden (cure) before the part can be removed from the mould.

Proper impregnation and cure are paramount to the performance of the resulting part. To achieve this, the manufacturer must understand the properties of the liquid moulding process. The whitepaper provides insight in the process and describes the most important parameters to achieve a good product and to select the right liquid moulding process from the broad range of processes currently available.

  • It gives an overview of the most-used LM processes for thermoset composites
  • it discusses the main parameters that are of importance in this type of process.

 You can read our eighth white paper here :

English

WP7: Tooling methods and materials for composite tooling

The use of lightweight components stands or falls on the choice of materials. Product value, product costs, production costs, development costs and risks are, however, difficult to estimate when dealing with lesser known materials such as composites. The seventh white paper focusses on tooling for composites.

Each tool design, whether for thermoset or thermoplastic composites, is a new story that can result in a major win or a major loss situation. Fluctuations in cycle time, increased material consumption, thickness variations, high levels of parts repair or even parts rejection, tool wear resulting in reduced tool life, etc., can all result from the tool design.   

In this white paper we will discuss:

  • types of tooling methods (direct and indirect)
  • materials for master models and moulds
 
You can read our seventh white paper here :

English


WP6: Cost estimation of composite production during early design phase

The use of lightweight components stands or falls by the economic use of material with a high performance. The product value, product costs, production costs, development costs and risks are, however, difficult to estimate when less well-known materials, such as composites, are applied. Having a clear picture of production costs is important. Our sixth white paper focuses on the early design phase, as the greater part of the product cost is committed during this stage.

In this white paper we offer you: 

  • a classification of cost estimation techniques;
  • cost modelling on three different levels;
  • a case study, in which cost models with low and high fidelity are applied.

You can read our sixth white paper here:

English


WP5: Composite laminate design, not complicated with the right tools

In the white paper ‘Do Composites and their anisotropic behaviour only lead to advantages?’, we have shown the importance of the stacking sequence of several fibre reinforced layers, not only in terms of stiffness, but also in terms of unexpected behaviour. In view of the importance of the lay-up sequence, this fifth white paper shows how a lay-up can be defined from given load cases by calculating stiffness matrices.

The white paper will dig deeper into the following topics: 

  • Stacking sequences and the ‘Classical Laminate Theory’, a fast and easy method to be used for relatively simple geometries
  • ‘Laminate theory’ calculator tools that do the job and explanation of the difference with finite-element software
  • Case study: the wheel-chair ramp ‘Rollo’

Read our fifth whitepaper now:

English


WP4: Do composites and their anisotropic behaviour only lead to advantages?

In terms of properties materials are quite often ranked on the basis of their anisotropic behaviour. What does this mean for the materials and how can knowledge of this behaviour be used to design better products? In our fourth white paper we mainly discuss mechanical anisotropy in composite materials.

The white paper offers a better understanding of mechanical anisotropy (i.e. physical material properties which have different values when measured in different directions) in regard to composite materials and its (unexpected) effects.

  • What are isotropic, anisotropic and orthotropic materials?
  • What are the unexpected effects related to the behaviour of orthotropic composites?
  • How to apply these unexpected effects?

You can find the answers in our fourth white paper.:

English


WP3: Composites and material selection process, a systematic approach

While the first two white papers discussed composites and the environment, the third white paper introduces a whole new topic: a systematic approach to the material selection process with the Ashby methodology and the CES Selector tool.

To avoid subjectivity in the materials selection process, objective and systematic methods for materials selection should be used. One such method, primarily oriented to mechanical designs, was developed by Prof. Michael Ashby of the University of Cambridge.

This white paper will dig deeper into:

  • the Ashby method,  which separates the materials selection process into four steps.
  • the CES Selector tool, a software developed by Granta in cooperation with prof. Ashby to significantly facilitate the material selection process.

Read the third white paper here:

English


WP2: Recyclage van composieten

Hoewel het materiaal in sectoren als de luchtvaart- en automobielindustrie steeds meer ingang vindt, stelt het een ander duurzaamheidsaspect op de proef: twee samengevoegde materialen vormen een inherent sterke, taaie éénheid, die moeilijk terug te scheiden is. Dit heeft grote gevolgen voor de materiaalcomplexiteit van de afvalstromen bij productafdanking. Door die complexiteit kan een gesloten materialenkringloop enkel verzorgd worden met behulp van een energie-intensief scheidingsproces. De tweede white paper verdiept zich in het thema 'recyclage van composieten'.

Volgende verwerkingsroutes ter recyclage van composieten worden meestal gesuggereerd: mechanisch vermalen, thermische processen (o.a. pyrolyse en verwerking in de cementindustrie) en solvolyse (een chemische route). Hoewel alle technieken toepasbaar zijn op zowel koolstof- als glascomposieten, gebeurt er in de praktijk een schifting. Glasvezelcomposieten worden veelal verwerkt via mechanisch vermalen en komen in de cementindustrie terecht, terwijl koolstofvezelcomposieten verwerkt worden via pyrolyse en/of solvolyse.

De white paper gaat in op de recyclage van beide materialen afzonderlijk:

  • Recyclage van composieten: hoopgevende ontwikkelingen voor de Belgische circulaire economie (inleiding)
  • Recyclage van koolstofvezelcomposieten: hoogwaardig recyclaat als antwoord op ambitieuze regelgevingen
  • Recyclage van glasvezelcomposieten: hoe werk je zo’n grote afvalberg goedkoop weg?

Lees de tweede white paper hier:
Nederlands
Engels


WP1: Composieten als duurzame oplossing

De eerste white paper bekijkt composietmateriaal in het kader van  de opkomende circulaire economie, die streeft naar het sluiten van de materiaalkringlopen in de biologische of technologische kringloop, om zo de waarde van de grondstoffen zo hoog mogelijk te houden en zo lang mogelijk te benutten.

Er zijn verschillende  mogelijke strategieën om composietmateriaal in een circulaire economie in te zetten. De keuze van de meest geschikte strategie hangt sterk af van het producttype, technologische maturiteit en marktacceptatie.

Mogelijke benaderingen zijn:

  • de levensduur verlengen, 
  • inzetten op producthergebruik, 
  • herwerken van producten tot nieuwe producten,
  • door hoogwaardige recyclage.

Een groot potentieel, dat echter moeilijk te ontsluiten is.

Lees deze white paper hier:
Nederlands
Engels


Twee sturende projecten

Deze white paper werd geschreven in het kader van twee projecten: 'CompositeBoost' en 'Eco-compliance als competitief wapen'.

'Eco-compliance als competitief wapen' , een gezamenlijk project van Sirris en Agoria, geeft actieve begeleiding aan (maak)bedrijven, met impact op productie of productieontwerp, om innovatiekansen vanuit eco-compliance te benutten:

  • kostenbesparingen, 
  • verbeterde markttoegang, 
  • verlenging van productielevenscyclus, 
  • verlaging van total cost of ownership, 
  • het ontwerp van nieuwe ecologische producten.

Dit door een proactieve aanpak van de veranderende norm- en regelgeving rond milieu en de veranderende marktvereisten, als hefboom voor duurzame innovatie. Zo zullen drempels voor innovatie kunnen worden verlaagd en technologiekeuzes duidelijk worden voor deelnemende bedrijven.

'CompositeBoost' is een project van Sirris, UGent en KU Leuven. Aan hand van zes zeer pertinente thema’s willen de projectpartners de ontbrekende tools en methodieken aanreiken die ontwerpers en OEM's toelaten de juiste keuzes te maken. De masterclasses, demonstrators en exploratie-cases zullen de composietverwerker transformeren naar een betrouwbaar productiebedrijf en partner. Daarmee blijven onze bedrijven hun concurrentiepositie tegenover het buitenland behouden.

Composite Boost logo

 

Met de steun van

Agentschap Innoveren & ondernemen