Samenvatting

Door het missen van kennis over koolstofvezelcomposiet, maar vooral door het missen van ervaring met het materiaal, heerst onder de constructeurs van Philips Innovation Services een “koudwatervrees” om koolstofvezelcomposiet-onderdelen te ontwerpen. Om de drempel tot het construeren met koolstofvezelcomposieten te verlagen, is het besluit genomen een aantal demonstrators te ontwerpen. Die de constructeurs overtuigen van de mogelijkheden van koolstofvezelcomposiet. Naar aanleiding van een gesprek met de constructeurs van Philips Innovation Services zijn er demonstrators ontworpen.

De eerste demonstrator die is ontworpen toont aan dat er betrouwbaar met inserts geconstrueerd kan worden. Dit wordt aangetoond door een M5 draadeind uit een aluminiumplaat te trekken terwijl, het met zijn andere uiteinde in een insert in een koolstofvezelcomposiet-plaat is bevestigd. In het ontwerpproces zijn een trekbank opstelling en de koolstofvezelcomposiet-plaat met insert ontworpen. Om de structurele integriteit van de koolstofvezelcomposiet-plaat met insert te bevestigen is een FEM analyse gemaakt. Gebaseerd op de FEM analyse en handberekeningen zal de koolstofvezelcomposiet-plaat de aangebrachte belasting weerstaan. De tweede demonstrator die is ontworpen dient de lage thermische uitzettingscoëfficiënt, die bereikt kan worden wanneer men een koolstofvezelcomposiet op de juiste wijze samenstelt, te demonstreren. Deze demonstratie wordt gegeven door een koolstofvezelcomposiet en aluminiumstaaf te verwarmen, de uitzetting van deze staven wordt vervolgens mechanisch versterkt. Bij de koolstofvezelcomposiet-staaf zal geen verplaatsing zichtbaar zijn en bij de aluminiumstaaf wel.

De laatste demonstrator toont de invloed van de vezelrichting op de eigenschappen van een composiet aan. De opstelling bestaat uit een xylofoon met koolstofvezelcomposiet-plaatjes. De plaatjes hebben identieke afmetingen, maar door de vezelrichting in de plaatjes te variëren, ergo de stijfheid van de plaatjes te variëren, hebben de plaatjes toch andere tonen.

De ontwerpen van de demonstrators zijn gemaakt, maar om de eigenschappen van koolstofvezelcomposiet aan onder andere de constructeurs van Philips Innovation Services te demonstreren, zullen de demonstrators geproduceerd moeten worden. Bovendien kunnen op deze manier de uitkomsten van de FEM analyses van de composieten bevestigd worden en kunnen de constructeurs ervan overtuigd worden dat composieten zich voorspelbaar gedragen.