Enkele ontwikkelingen in het beheersen van composietmaterialen

In het kader van een breed onderzoeksproject heeft Sirris een studie gemaakt van de non-destructieve controle van composieten aan de hand van actieve infrarood-thermografie, de realisatie van complexe holle werkstukken in thermoplastcomposiet en de verwerking van biocomposieten geladen met hennep.

Opsporen van defecten (fouten) in de composieten

In het kader van het Feder Cilab project dat op het ogenblik ten einde loopt, heeft Sirris de non-destructieve controle van de composieten aan de hand van actieve infraroodthermografie bestudeerd. Deze techniek bestaat erin het materiaal op te warmen, de verspreiding van de warmte in het stuk te bestuderen en met een infraroodcamera de onderbrekingen in het thermisch profiel, samen met de eventueel voorkomende fouten (defecten) zichtbaar te maken. 

Om de gevoeligheid van deze methode te verbeteren, heeft Sirris een innoverende techniek ontwikkeld, gebaseerd op enerzijds de gelijkmatigheid van opwarmen van het te onderzoeken composiet en anderzijds een techniek om de mathematische verwerking van het beeld optimaler te laten verlopen. 

De voornaamste verworvenheden in het project zijn: 

  • een dynamische opwarming van het composiet, met een lineair bewegende warmtebron en een thermische flux die zeer dicht bij het oppervlak geplaatst is 
  • een bewerking van het beeld door versnijding in verschillende losstaande segmenten, vervolgens terug samengebracht, maar die van elk segment apart een optimale analyse oplevert.

Om deze informatie te beheren, is hiervoor speciale software geschreven.  De laatste fase van het project heeft het mogelijk gemaakt deze tool af te werken en er nog een aantal functionaliteiten aan toe te voegen, waaronder de mogelijkheid om bepaalde zones in het IR beeld te beheren eerder dan het volledige beeld. Correcties zijn toegevoegd voor een nog betere uniformiteit en homogeniteit van het beeld.   

Deze verbeteringen hebben geleid tot 3x tijdwinst voor de analyse. 

Model maken van de bewerking van de composieten  

Cenaero, partner in het Cilab project, was belast met het maken van modellen van de bewerking van de composieten. Sirris heeft van de met de IR camera verworven ervaring gebruik gemaakt om de opwarming tijdens het werkproces zichtbaar te maken met het oog op het verzamelen van de informatie die nodig is om de software voor het maken van het thermisch model door Cenaero te kalibreren.

Holle stukken met complexe geometrie in thermoplastcomposiet

Centexbel heeft een techniek ontwikkeld om in elkaar gewerkte vezels en thermoplastverstevigingen samen te vlechten.  Sirris heeft hierna bestudeerd hoe zij buisvormige objecten kunnen maken uitgaande van deze voorgevormde vlechten. 

Biocomposieten 

Om afval te gebruiken (hennepvezels) afkomstig van de hennepplantage in Wallonië heeft Celabor een techniek op punt gesteld om een halfafgewerkt product bruikbaar te maken op een compoundmachine. Sirris heeft zich belast met het aanmaken van de compounds vanuit deze pellets met alle nodige additieven om een injecteerbaar product te bekomen dat bruikbaar en aanvaardbaar is op de markt.  Bovendien heeft Sirris de eigenschappen van deze geïnjecteerde stukken (schokbestendigheid onder andere) in de loop van het proces nog weten te verbeteren.  

Tags: