Een EU-initiatief heeft een kosteneffectieve manier ontwikkeld om unidirectionele (UD) tape te produceren voor de fabricage en versterking van onderdelen in auto's en vliegtuigen. De oplossing maakt ze lichter en milieuvriendelijker.

Auto's behoren tot de grootste boosdoeners bij het genereren van broeikasgasemissies, het verhogen van de kosten voor zowel het milieu als de fabrikanten. Een oplossing is om voertuigen lichter te maken door gebruik te maken van nieuwe materialen zoals UD fiber tapes. Echter, tot nu toe waren deze banden duur en moeilijk in grote hoeveelheden te produceren.

Om dit probleem aan te pakken, de door de EU gefinancierde FORTAPE groepeerde 10 partners uit 5 Europese landen die de hele waardeketen bestrijken. Het brede scala aan belanghebbenden was nodig bij het ontwikkelen van nieuwe geïntegreerde technologieën met het meest efficiënte gebruik van materialen en energie. Dit werd gedaan om UD-tapes aan te passen voor gebruik in voertuigen en vliegtuigen.

UD-tapes kunnen worden gebruikt om de mechanische eigenschappen van een kunststof onderdeel te verbeteren. Ze kunnen ook worden gebruikt om structurele onderdelen te vervaardigen, consolideren en thermovormen van meerdere lagen.

Belemmeringen voor uitgebreid gebruik

Maar, dit nieuwe hoogwaardige materiaal heeft enkele obstakels voor wijdverbreid gebruik in de industrie, zegt projectcoördinator Raquel Ledo Bañobre. De belangrijkste hindernissen zijn een hoog verbruik van hulpbronnen, lagere automatiseringspercentages, hoge productie van defecte materialen en de daaropvolgende stijging van de productiekosten.

"In globale termen, de industrie moet het voertuiggewicht verminderen om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen en te voldoen aan de EU-vereisten met behulp van een kostenefficiënte oplossing, " voegt ze eraan toe. "Ondanks hun enorme mechanische eigenschappen en lichtgewicht potentieel, er waren verschillende problemen die moesten worden aangepakt om hun uitgebreide gebruik in de industrie te garanderen."

Het project richtte zich op drie hoofdassen:productie van tapes, productie van onderdelen, en het modelleren van processen en onderdelen. Er zijn drie verschillende technologieën voor vezelimpregnering onderzocht om het innovatieve proces te ontwikkelen voor de productie van UD-koolstof- en glasvezeltapes met een verhoogd vezelgehalte.

Drastische verlaging van de prijs

FORTAPE was in staat om het productieproces te optimaliseren om 16 tapes tegelijk op de juiste breedte te produceren. Dit hielp om de bandprijs aanzienlijk te verlagen.

Een ander resultaat was een geautomatiseerde methode om UD-tapes te gebruiken als versteviging voor een raammechanisme. Dit zal helpen om te voldoen aan de cyclustijden en de behoefte aan productievolumes voor de auto-industrie. Voor de luchtvaartsector is een fabricageproces voor raamkozijnen ontwikkeld waarbij gebruik wordt gemaakt van vuurvaste polyamide UD-tapes.

Ook werd een uitgebreid model van de UD-tapes ontwikkeld als versterking om de mechanische eigenschappen van het onderdeel en het spuitgietproces te voorspellen. Beide aspecten zijn essentieel voor de introductie van nieuwe materialen in de automobielsector.

De belangrijkste prestatie is de besparing op energie en materiaal. FORTAPE was in staat om alle doelstellingen op het gebied van materiaalbesparingen te verslaan. Het doel voor luchtvaartonderdelen was oorspronkelijk gesteld op 75 procent, en bereikte bijna 92 ​​procent. evenzo, de besparingen voor auto-onderdelen bedroegen bijna 57 procent, van 40 procent aanvankelijk. Het project voldeed op één na aan alle doelstellingen voor energiebesparing. Aan alle EU-eisen is voldaan.

De technische en economische haalbaarheid van de processen is met succes aangetoond. Om industriële implementatie te bereiken, nieuwe aanpassingen en optimalisaties zullen nodig zijn. Bañobre zegt dat het plan is om de mogelijkheden te blijven onderzoeken om de innovatie te laten rijpen en op de markt te brengen.

"De bereikte vermindering van materiaal- en energieverbruik zal bedrijven in staat stellen hun productiekosten te verlagen en de impact op het milieu te verminderen, " besluit ze.