Composietmaterialen. Materialen met toekomst W E T E N S C H A P P E N IT TO E G E PA S T E

Transcriptie

1 Composietmaterialen Materialen met toekomst Postacademische opleiding Module 0: Basisbegrippen van stijfheid en sterkte 15 en 22 september 2003 Module 1: Composietmaterialen Vezelversterkte kunststoffen 29 september, 6 en 13 oktober 2003 Module 2: Fabricagemethodes 20 oktober en 3 november 2003 Module 3: Stijfheid en sterkte 17 en 24 november, 1 december 2003 Module 4: Mechanisch gedrag 8 en 15 december 2003 Module 5: Niet-destructief testen, opvolgen en karakteriseren 5 en 12 januari 2004 Module 6: Sandwichconstructies Verbindingen 19 januari 2004 Module 7: Aspecten van ontwerp 26 januari en 2 februari 2004 Module 8: Composietmaterialen met bijzondere eigenschappen 9 en 16 februari 2004 INSTITUUT VOOR PERMANENTE VORMING Wetenschappelijke coördinatie Prof. dr. ir. Joris Degrieck Faculteit Toegepaste Wetenschappen Met medewerking van IT TO E G E PA S T E W E T E N S C H A P P E N Faculteit Landbouwkundige FA C U LT E & Toegepaste Wetenschappen Biologische Dit programma laat toe een getuigschrift van de Universiteit Gent te verwerven.

2 Het Instituut voor Permanente Vorming Vormende waarde Het Instituut voor Permanente Vorming (IVPV) van de Universiteit Gent berust op een continu samenwerkingsverband tussen de universiteit en de bedrijfswereld. De hoeksteen van de vormingsprogramma s is de overdracht van basiskennis en bedrijfspraktische knowhow, teneinde de deelnemers in staat te stellen technologische vernieuwingen in hun omgeving toe te passen. Composieten hebben reeds een belangrijke plaats ingenomen als moderne constructiematerialen. Ze zijn dan ook terug te vinden in zowat alle industriële sectoren. Alhoewel de technische composieten reeds dateren van de veertiger jaren van de vorige eeuw, zijn het nog relatief nieuwe materialen, die in meer dan één aspect verschillen van de klassieke isotrope materialen, zoals bijvoorbeeld de metalen of de kunststoffen. Samenstelling en fabricagemethodes zijn voor velen nog onbekend, en door hun heterogeniteit en anisotropie vertonen composieten een complex en dikwijls onverwacht mechanisch gedrag. Misvattingen en ontwerpfouten komen dan ook dikwijls voor wanneer men weinig of in het geheel niet met deze materialen vertrouwd is. Prof. dr. ir. Luc Boullart Directeur Dr. ir. Erik Dejonghe Voorzitter Stuurgroep Nochtans komt zowat iedere ingenieur, ontwerper, technicus,... vroeg of laat met composieten in aanraking. Een grondige kennis van deze materialen vergt enkele jaren studie. Toch is het mogelijk een behoorlijk en relevant basisinzicht in de diverse aspecten van de Getuigschrift van Postacademische Opleiding van de Universiteit Gent Dit programma is een onderdeel van de postacademische opleidingen van de Universiteit Gent. De aanwezigheid tijdens de sessies en de evaluatie aan het einde van de opleiding bepalen de facto of de deelnemer slaagt. In concreto zal elke deelnemer die minimaal 5 modules bijwoont, waarvan minstens 2 van de modules 1, 2 en 3, en hierover met succes een project uitwerkt, een Getuigschrift van Postacademische Opleiding van de Universiteit Gent ontvangen. Studiegetuigschriften zijn een persoonlijke verdienste: deelnemers die een getuigschrift ambiëren kunnen zich niet laten vervangen, de andere wel. composieten te verwerven. Deze opleiding heeft dan ook als doel een basisinzicht te verstrekken in de technologie en de mechanica van composieten in het algemeen, en in de technologie en de mechanica van vezelversterkte kunststoffen in het bijzonder. Vezels blijken namelijk het meest aangewezen voor versterkingsdoeleinden. De opleiding geeft een breed overzicht van de verschillende aspecten van vezelversterkte materialen, waarmee de ingenieur in de praktijk kan te maken hebben. Er wordt overvloedig gebruik gemaakt van concrete voorwerpen en didactisch beeldmateriaal. Met behulp van de zeer uitgebreide literatuur die momenteel over vezelversterkte materialen bestaat, zal de cursist zich vervolgens vlug in de meer gespecialiseerde onderwerpen kunnen inwerken. Doelpubliek Deze opleiding richt zich tot al wie beroepsmatig in contact komt met composieten of al wie uit interesse iets meer wil vernemen over deze merkwaardige constructiematerialen. Er wordt een basiskennis van de elasticiteit en sterkteleer verondersteld. Foto IPA Advanced Composites

3 Module 0: Basisbegrippen van stijfheid en sterkte Deze facultatieve module is vooral bedoeld voor praktijkmensen die de basisbegrippen van sterkte en stijfheid nog even willen opfrissen, of voor hen die slechts een beperkte voorkennis bezitten op dit gebied. Zij zorgt ervoor dat de deelnemers effectief en actief kunnen deelnemen aan de modules 3, 4, 6 en 7. Krachten en koppels, Spanningen en rekken, Evenwichtsvoorwaarden en compatibiliteitsvergelijkingen, Spanningsresultanten, Wet van Hooke - stijfheid, Sterkte, Thermische vervormingen Data: 15 en 22 september 2003 Lesgever: Wim Van Paepegem Module 1: Composietmaterialen - Vezelversterkte kunststoffen Deze module start met een algemene inleiding over de composietmaterialen, om de focus vervolgens te leggen op de vezelversterkte kunststoffen. Deze vormen op dit ogenblik ongetwijfeld de voornaamste klasse van composieten voor constructieve toepassingen. Er wordt ingegaan op de zeer uitgebreide toepassingen, en op het waarom ervan. In deze module komen tevens de voornaamste definities aan bod die doorheen de overige modules zullen worden gehanteerd. Composieten - Met vezels versterkte materialen - Vezelversterkte kunststoffen - Definities Glas-, koolstof- en aramidevezels voor versterkingsdoeleinden - Thermoharders en thermoplasten als matrices voor composieten Voor- en nadelen van vezelversterkte kunststoffen - Voornaamste eigenschappen - Toepassingen in de diverse industriële sectoren. Data: 29 september, 6 en 13 oktober 2003 Lesgevers: Joris Degrieck, Ignaas Verpoest en Kathleen Van de Velde Module 2: Fabricagemethodes De fabricagemethodes voor vezelversterkte kunststoffen verschillen grondig van deze voor metalen of niet-versterkte kunststoffen. De module start met een overzicht van enkele algemene principes met betrekking tot de vervaardiging van vezelversterkte kunststoffen en behandelt vervolgens de voornaamste vervaardigingsmethodes, met de nodige aandacht voor het onderscheid tussen vezelversterkte thermoplasten en vezelversterkte thermoharders. Voor elk van de behandelde technieken worden de mogelijkheden, de voornaamste voor- en nadelen en enkele typische toepassingen aangehaald. Algemene principes Naharden Textielstructuren en preforms - Prepreg - Handlamineren met koude drukloze uitharding Vacuum/pressure bag technieken Autoclaafproces Warmpersen Pultrusie - Wikkelen - Harsinjectie technieken Spuitgieten Thermoforming Data: 20 oktober en 3 november 2003 Lesgevers: Jan Ivens en Ignaas Verpoest Module 3: Stijfheid en sterkte In de klassieke opleidingen komen vezelversterkte kunststoffen weinig of niet aan bod bij de behandeling van elasticiteit en sterkteleer. Nochtans vertonen zij door hun heterogeniteit en hun sterke anisotropie, sterkte- en stijfheidseigenschappen waarmee weinigen vertrouwd zijn. Bovendien komen vezelversterkte composieten meestal voor in de vorm van laminaten -gelaagde platen of schalen-, die heel onverwacht kunnen reageren op mechanische en hygrothermische belastingen. De nodige aandacht zal besteed worden aan de veelvuldig gebruikte korte-vezel composieten. Deze module behandelt de stijfheid en de sterkte van een composiet op micro-, meso- en macroschaal, waardoor behoorlijke ramingen van sterkte en stijfheid kunnen worden gemaakt. Hierbij wordt in detail ingegaan op de wijd verspreide klassieke laminaten-theorie en op de gevreesde interlaminaire spanningen. Een belangrijk deel van de module zal gaan naar toepassingen van deze laminatentheorie (via computeroefeningen), om voldoende voeling te krijgen met het specifiek gedrag van deze materialen. De module eindigt bij de klassieke mechanische beproeving (trek-, druk- en buigproef) met de nodige aandacht voor heterogeniteit en anisotropie. Micro-, meso- en macromechanica - Gedrag van een enkelvoudige laag Criteria voor sterkte Micromechanisch gedrag van de enkelvoudige laag Klassieke laminatentheorie voor dunne laminaten Bijzondere gevallen van laminaatopbouw Hygrothermische effecten - Interlaminaire spanningen Statische beproeving Data: 17 en 24 november, 1 december 2003 Lesgevers: Joris Degrieck, Ignaas Verpoest en Patricia Verleysen Het volgen van module 3 is aan te raden voor het volgen van alle volgende modules verplicht voor het volgen van de modules 4 en 7 Module 4: Mechanisch gedrag Vezelversterkte kunststoffen vertonen door hun natuur een heel complex mechanisch gedrag onder diverse soorten van uitwendige belasting. De schade die hierbij ontstaat kan heel uiteenlopende vormen aannemen. Ze is meestal verspreid over een min of meer uitgebreide zone en bestaat uit een waaier van tientallen tot duizenden kleine scheurtjes van diverse oorsprong: loskomen van de vezels uit de kunststof, scheuren of verbrijzelen van de kunststof, afbreken of splijten van de vezels, delaminaties,... De module behandelt het gebruik van de breukmechanica versus de schademechanica en het typische gedrag van vezelversterkte kunststoffen onder vermoeiing en stootbelasting (met demo). Vezelversterkte kunststoffen kunnen hierbij namelijk van bijzonder slecht tot bijzonder goed presteren. Schade- en breukmechanismen in vezelversterkte kunststoffen Delaminaties - Breukmechanica van orthotrope materialen Schademechanica Vermoeiing van vezelversterkte kunststoffen - Modellering - Stootbelasting van vezelversterkte kunststoffen Data: 8 en 15 december 2003 Lesgevers: Joris Degrieck en Wim Van Paepegem Deze module kan enkel gevolgd worden door wie reeds module 3 volgde. Module 5: Niet-destructief testen, opvolgen en karakteriseren Niet-destructief testen en opvolgen is voor vezelversterkte kunststoffen van primordiaal belang. Door de aard van het productieproces komt het composietmateriaal meestal samen met het product tot stand. Daarbij kunnen kleine of grote defecten ontstaan (zoals insluitsels, plakfouten, verkeerd gehalte aan vezels, verkeerde oriëntatie van de vezels,...), die al dan niet toelaatbaar zijn. Anderzijds blijkt dat schade al vrij vroeg kan ontstaan en geleidelijk tijdens de levensduur kan evolueren. Het komt er dus op aan fabricagefouten en beschadigingen door gebruik efficiënt te kunnen detecteren, lokaliseren en opvolgen. Deze module behandelt de meest aangewezen methodes voor NDT-testen, monitoring en karakterisering van composieten.

4 Niet-destructief testen, opvolgen en karakteriseren Elementaire controles Moiré interferometrie Holografie Radiografie Thermografie Ultrageluiden Akoestische emissie Optische sensoren Data: 5 en 12 januari 2004 Lesgevers: Joris Degrieck en Martine Wevers Module 6: Sandwichconstructies-Verbindingen Deze module behandelt twee belangrijke technologische aspecten van vezelversterkte composieten. Sandwiches vormen een speciale vorm van composietconstructie die grote buigstijfheid koppelt aan laag gewicht. Ze vormen dan ook aangewezen constructie-elementen voor de transportsector. Het verbinden van composietconstructie-elementen onderling en van composietconstructie-elementen met bijvoorbeeld metalen elementen vergt bijzondere aandacht. Er wordt even stilgestaan bij deze aandachtspunten, waarna de bout-en-moer- en lijmverbindingen worden behandeld. Sandwichconstructies Samenstelling en vervaardiging Werking Eigenschappen Intelligente combinaties van huid en kern Kostenaspect Verbindingen Bout-en-moer verbindingen - Lijmverbindingen Datum: 19 januari 2004 Lesgevers: Robert Dechaene en Bart Vangrimde Module 7: Aspecten van ontwerp Bij het ontwerpen in vezelversterkte materialen dient niet alleen rekening te worden gehouden met de heterogeniteit en anisotropie, maar tevens met de productiemethode. Bestaande metalen of kunststofonderdelen vervangen leidt meestal tot een slecht of zelfs catastrofaal ontwerp. Goede ontwerpen vergen in de regel een geheel nieuw ontwerp, vanaf een wit blad. In deze module wordt een bloemlezing gemaakt van enkele belangrijke aspecten bij het ontwerpen in vezelversterkte materialen. De module omvat ook enkele casestudies. Aspecten van ontwerp Design- en limietwaarden voor ontwerp Normalisatie - Benutten van anisotropie Beperken van interlaminaire spanningen Uitvoeren van verbindingen Casestudies: goede en minder geslaagde voorbeelden Data: 26 januari en 2 februari 2004 Lesgevers: Joris Degrieck en Philippe Martin Deze module kan enkel gevolgd worden door wie reeds module 3 volgde. Module 8: Composietmaterialen met bijzondere eigenschappen De vezelversterkte kunststoffen nemen het overgrote deel van de composiettoepassingen voor hun rekening. Toch bestaan er enkele minder klassieke composieten die omwille van bijzondere kenmerken (recyclagemogelijkheden, elektrische geleidbaarheid, hardheid,...) of extreme kenmerken (gebruik bij extreme temperaturen,...) hun toepassingen vinden. Self healing composieten en nano -composieten -op basis van de wel heel merkwaardige koolstof nano-buizen - vormen ongetwijfeld de meest recente uitdagingen. Deze module gaat kort in op enkele van deze meer exotische composieten. Composieten met natuurlijke vezels - Composieten met koolstofmatrix Samenstelling Vervaardiging Voornaamste mechanische eigenschappen - Toepassingen Composieten met metaalmatrix - Composieten met keramische matrix Nanocomposieten Samenstelling Vervaardiging Voornaamste mechanische eigenschappen Toepassingen DEELNEMINGSFORMULIER Naam: Voornaam: Functie: Onderneming: Adres: Telefoon: Sector: Aantal personeelsleden: Privé-adres: Fax: Ik schrijf in voor de opleiding Composietmaterialen Module 0: Basisbegrippen van stijfheid en sterkte (kan enkel in combinatie met minstens één andere module gevolgd worden) Module 1: Composietmaterialen Vezelversterkte kunststoffen Module 2: Fabricage methodes Module 3: Stijfheid en sterkte Module 4: Mechanisch gedrag (*) Module 5: Niet-destructief testen, opvolgen en karakteriseren Module 6: Sandwichconstructies - Verbindingen Module 7: Aspecten van ontwerp (*) Module 8: Composietmaterialen met bijzondere eigenschappen Modules 0 t.e.m. 8 Modules 1 t.e.m. 8 Ik wens het Getuigschrift van de Universiteit Gent te behalen Ik betaal..... d.m.v. opleidingscheques Ik wens blijvend geïnformeerd te worden over de vormingsprogramma s van het IVPV Facturatie-adres Naam: Adres: BTW nr.: Datum: Handtekening: (*) Kan enkel in combinatie met module 3 gevolgd worden. Deze gegevens blijven strikt binnen het IVPV en zullen worden gebruikt om u op de hoogte te houden van latere programma s van permanente en postacademische vorming. Data: 9 en 16 februari 2004 Lesgevers: Lieva Van Langenhove, Serge Hoste, Joris Degrieck

5 De lesgevers Cursuscoördinator Prof. Joris Degrieck Vakgroep Mechanische Constructie en Productie, UGent, Voorzitter Centrum voor Materiaalstudie en Engineering (CMSE) Dr. Wim Van Paepegem, Prof. Patricia Verleysen, 9052 Gent - Zwijnaarde Technologiepark 913 T.a.v. Els Van Lierde Instituut voor Permanente Vorming Universiteit Gent Prof. em. Robert Dechaene, Prof. Ignaas Verpoest, Dept. Metaalkunde en Toegepaste Materiaalkunde, KULeuven Prof. Martine Wevers, Dept. Metaalkunde en Toegepaste Materiaalkunde, KULeuven Prof. Lieva Van Langenhove, Vakgroep Textielkunde, UGent Dr. Kathleen Van de Velde, Vakgroep Textielkunde, UGent Prof. Serge Hoste, Vakgroep Anorganische en Fysische Chemie, UGent Dr. Bart Vangrimde, Dept. Metaalkunde en Toegepaste Materiaalkunde, KULeuven als brief Frankeren Dr. Philippe Martin, Studie- en Adviesbureau Martin, Ingelmunster Dr. Jan Ivens, Arplam, Brugge

6 Praktische inlichtingen Het programma is modulair opgebouwd. Elke module kan apart gevolgd worden, behalve module 0 die gecombineerd moet worden met minstens 1 andere module en de modules 4 en 7 die gecombineerd moeten worden met module 3. Alle sessies worden op maandagvond gegeven, telkens van 18u tot 21u30, in twee lessen, gescheiden door een koffiepauze/broodjeslunch. Alle lessen worden gegeven aan de Universiteit Gent, Instituut voor Permanente Vorming, Technologiepark 904, Gebouw Magnel, 9052 Zwijnaarde. Deelnemingsprijs De deelnemingsprijs omvat het lesgeld, kopies van de transparanten, gebruik van de leslokalen, frisdranken, koffie en broodjes. Betaling geschiedt na ontvangst van de factuur. Alle facturen zijn contant betaalbaar dertig dagen na dagtekening. Inschrijving is mogelijk per module of voor de volledige cursus. Alle vermelde bedragen zijn vrij van BTW. Module 0: 250,00 Module 1: 450,00 Module 2: 300,00 Module 3: 450,00 Module 4: 300,00 Module 5: 300,00 Module 6: 150,00 Module 7: 300,00 Module 8: 300,00 Modules 0 t.e.m. 8: 2 240,00 Modules 1 t.e.m. 8: 2 040,00 Inschrijving gebeurt door terugzending van het aangehecht deelnemingsformulier of via de website. Annulering Annulering is mogelijk onder de volgende voorwaarden: gelieve steeds schriftelijk te bevestigen (per brief of fax) bij annulering van de inschrijving 10 dagen of meer vóór de aanvang van het programma is een vergoeding verschuldigd van 25% van de deelnemingsprijs bij annulering minder dan 10 dagen vóór de aanvang van het programma is de volledige deelnemingsprijs verschuldigd. Inlichtingen Bijkomende inlichtingen krijgt u op het secretariaat: Universiteit Gent, Instituut voor Permanente Vorming Els Van Lierde Technologiepark Zwijnaarde. Tel: Fax: ivpv@ugent.be Daar de UGent erkend is als opleidingsverstrekker in het kader van de opleidingscheques van het Vlaams Gewest, kan uw bedrijf besparen op de deelnemingsprijs van deze opleiding. Voor meer informatie en bestelling van uw opleidingscheques zie Indien u deze folder meerdere malen mocht ontvangen, dan verzoeken wij u vriendelijk deze aan uw collega s te bezorgen en ons dit te melden via . Gelieve hierbij de op de omslag vermelde referentiecode op te geven. Indien minstens één deelnemer van een bedrijf inschrijft voor de volledige opleiding (modules 0 t.e.m. 8 of 1 t.e.m. 8), wordt voor alle bijkomende gelijktijdige inschrijvingen van hetzelfde bedrijf, per module of volledig pakket, een korting van 20% verleend. Facturatie geschiedt dan d.m.v. een gezamenlijke factuur. Deze opleiding op maat van uw bedrijf? Deze opleiding kan ook aan uw bedrijfsnoden worden aangepast en bij u in het bedrijf aan een grotere groep medewerkers worden aangeboden. Contacteer ons vrijblijvend zodat wij kunnen nagaan hoe wij de opleiding naar uw wensen kunnen modelleren. Ontwerp: Scriptics