Vezelversterkte Kunststoffen

Hoogleraar: prof. dr. ir. R. Marissen
Contactpersoon: ir. A.H.J. Nijhof

Beschrijving van de specialisatie:

De specialisatie Vezelversterkte Kunststoffen richt zich op hoogwaardige toepassingen van vezelversterkte kunststoffen in de werktuigbouw. Globaal kunnen zulke vezelversterkte kunststoffen worden onderverdeeld in starre en flexibele types. De flexibele vezelconstructies bevatten geschikt gekozen vezels in een rubberachtige matrix. Zulke materialen zijn stijf bij een trekbelasting in hun vlak, maar heel flexibel in buiging. De meeste aandacht gaat echter uit naar het andere type. Zeer stijve en sterke vezels die ingebed zijn in een redelijk stijve kunststof leveren een composiet materiaal op dat ook onder buig- en compressiebelasting stijf en sterk is. Zulke composietmaterialen zijn hoogwaardige constructiematerialen bij uitstek. Ze zijn licht, stijf en sterk. Door de vezelrichtingen geschikt te kiezen, kunnen de mechanische eigenschappen geconcentreerd worden in gewenste richtingen. Met andere woorden: de materialen zijn anisotroop. Het anisotrope en inhomogene karakter van vezelversterkte kunststoffen maakt het werken er mee moeilijker dan met conventionele materialen. Ontwerpen in deze materialen vraagt grote vaardigheid. De opleiding gaat hier op in.

De toepassing van vezelversterkte kunststoffen wordt beperkt omdat de productie vaak vrij handmatig en daarom duur is. Het (verder) ontwikkelen van gemechaniseerde en geautomatiseerde productietechnieken is daarom één van de onderzoeksmissies van de groep. Het onderwijs wordt met dit onderzoek geïntegreerd. Een andere onderzoeksmissie stamt uit het nog onvoldoende begrepen breukgedrag van composieten: omdat de materiaalsterkte juist een belangrijke drijfveer voor toepassing van deze materialen is, is het nodig de sterkte beter te kunnen voorspellen. In het onderwijs wordt daarom veel aandacht besteed aan het faalgedrag van vezelversterkte kunststoffen.

In de opleiding kan het accent hetzij op het ontwerpen hetzij op het vervaardigen worden gelegd, in overleg met de desbetreffende specialisatiestudent. Afhankelijk van de interesse van de student kan bij de indeling van de specialisatiestudie binnen de gestelde regels worden afgeweken van de verdeling van het aantal studiepunten over colleges en oefeningen, praktisch werken en individuele opdrachten.

Specifieke studievelden zijn:

• Het verband tussen de fysisch-mechanische eigenschappen van de componenten vezels en kunststof en die van de daaruit samengestelde vezelversterkte kunststoffen, mede in afhankelijkheid van de structuur van het composietmateriaal. Het testen van de verschillende materialen en proefstukken.

• Het toepassen van de mechanica van anisotrope stoffen op vezelversterkte kunststoffen en daaruit vervaardigde producten. 

• Het ontwerpen en vervaardigen van vezelversterkte kunststofonderdelen in de werktuigbouw. 

• De technologie van diverse vervaardigingmethoden voor vezelversterkte kunststofproducten en de interactie tussen ontwerpen en vervaardigen.

Overzicht studielast

Opmerking:

Het praktisch werken en/of een van de kleine opdrachten zal vaak worden gecombineerd met de doctoraalopdracht.

Verplichte vakken.

¹⁾ Of een ander Ontwerpleer 3 vak (wb2308, wb3300, wb5301, wb5302).

Aanbevolen keuzevakken.