GRENSOVERSCHRIJDEND SAMENWERKINGSPROGRAMMA

Met steun van het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling

ATHENS

Kerngegevens

Projectleider

KU Leuven Research & Development
Waaistraat 6 bus 5105
3000 Leuven
BELGIE

Contactpersoon

Frederik Desplentere

Begindatum

01-04-2019

Einddatum

31-12-2022

Budgettaire elementen

Totaal Budget
1 638 766,81 €

Website:

https://www.athens-interreg.eu/





ATHENS

Assembly Technologies for Hybrid structurEs of Natural fiber compositeS

axe1

Categorie

Project

Specifieke doelstelling van het programma

Versterken van het onderzoek en de innovatie van de grensoverschrijdende zone in de strategische sectoren en de sectoren met een sterke complementariteit

Domein van bijstandsverlening

Onderzoeks- en innovatieactiviteiten in openbare onderzoekscentra en kenniscentra, met inbegrip van netwerking


Het gebruik van vezelversterkte plastics stelt de fabrikanten van de transportsector in staat lichte, maar heel stevige en duurzame structuren te bouwen. Het doel van een dergelijke structuur is het gewicht van het voertuig te minimaliseren en de nuttige last te maximaliseren, om zo bij te dragen tot de wereldwijde inspanningen om de ecologische voetafdruk van het transport te verminderen. De optimale technische prestaties van de lichte structuren dragen niet alleen bij tot hun duurzaamheid, maar ook tot de ontwikkeling van nieuwe basismaterialen en productieprocedés. In dit opzicht bieden de met natuurvezel versterkte, thermoplastische, synthetische structuren een technologische (prestatieverhogende) en tegelijk ecologische oplossing. Dit project concentreert zich op de assemblage van individuele onderdelen van lichte structuren en in het bijzonder op twee assemblagetechnieken: laserlassen en structureel lijmen. Het project streeft in een eerste fase naar de optimalisatie van het gebruik van met natuurvezel versterkte plastics voor deze twee types assemblages. Zowel voor het lassen als voor het lijmen is het oppervlak van de samen te voegen onderdelen cruciaal voor een hechting van hoge kwaliteit.
Ten tweede analyseert en optimaliseert dit project het lijmen en lassen van de structuren als procedés voor dit type materialen. Het resultaat van deze optimalisaties wordt in het laboratorium gevalideerd op basis van monsters. Ten derde streeft dit project ernaar meerdere demonstratiemodellen te ontwikkelen om de onderzoekers in staat te stellen de mechanische prestaties van de twee types assemblages op industrieel niveau te kenmerken en te valideren. Tot slot ziet ATHENS toe op de verspreiding van de aldus gegenereerde knowhow in het lokale industriële netwerk.

Rapporteringsdatum 09-05-2022

Het inzetten van vezelversterkte kunststoffen stelt constructeurs in de transportsector en automotive in staat lichte, en toch heel stijve en sterke (sandwich)structuren op te bouwen. Dit past binnen de evolutie naar het minimaliseren van het voertuiggewicht en het maximaliseren van de nuttige lading, zowel voor vracht - als personenvervoer. Dit kadert duidelijk in een overkoepelende inspanning om de ecologische voetafdruk van transport te verkleinen. Niet enkel de optimale technische performantie van lichtgewichtstructuren draagt bij tot de ecologische duurzaamheid ervan, maar vooral ook de gebruikte basismaterialen en de aangewende productieprocessen. In dit opzicht bieden natuurvezelversterkte thermoplastische kunststofstructuren een oplossing die zowel technologisch (performantie) als ecologisch aantrekkelijk is. Dit project zet in op een uitermate belangrijk aspect bij lichtgewichtstructuren, namelijk het verbinden van afzonderlijke componenten (panelen, versterkingen, inserts, ...). Het gebruik van thermoplastische kunststoffen als basismateriaal laat per definitie een aantal verschillende verbindingstechnieken toe zoals verlijmen, lassen en mechanisch verbinden. Dit project focust op twee continue verbindingstechnieken namelijk het laserlassen en het structureel verlijmen behandelt een aantal courante knelpunten. Binnen het Athens project vind een grensoverschrijdende samenwerking plaats tussen verschillende projectpartners binnen zowel Vlaanderen (KU Leuven), Wallonië (Materia Nova) als Frankrijk (IMT Lille Douai). Elk van deze partners beschikt over een eigen expertise die genoodzaakt is om dit project uit te voeren. Verder is er een goede afstemming en communicatie bestaande om die ervoor zorgt dat op elk onderdeel van het project opeenvolgend kan worden uitgevoerd door de verschillende projectpartners zodat een vlotte samenwerking ontstaat. Verschillende onderzoekers werden bij elk van de projectpartners aangeworven binnen de deelaspecten die in het onderzoek aan bod komen. Na het inwerken in het project door een grondig literatuurstudie uit te voeren werden initiële testen op de selectie composietmaterialen uitgevoerd. Deze materialen werden zorgvuldig geselecteerd in samenspraak tussen de verschillende projectpartners. Met behulp van simulatiesoftware Moldflow kan van de geproduceerde kortvezelige composietplaten de lokale vezel oriëntatie worden voorspeld binnen KU Leuven. Deze data werd uitgewisseld met IMT Lille Douai om een numeriek model van de microstructuur op te stellen dewelke gebruikt wordt tijdens simulaties om de invloed van de vezels op de inkomende laser licht straal te bepalen tijdens het laserlas proces. Ook experimentele testen op zowel de composiet materialen als op lijm samenstellingen werden uitgevoerd om de mechanische materiaalparameters te bepalen binnen KU Leuven. Deze werden vervolgens gebruikt om een ‘digital twin’ op te stellen om het mechanische gedrag van een lijnverbinding in single lap joint (SLJ) configuratie te voorspellen. Tijdens het 4e semester vond het launch event van het project plaats. Dit werd eerder uitgesteld wegens COVID-19. Tijdens dit event werd het ‘ATHENS’-project voorgesteld aan het bredere publiek, bestaande uit deelnemers uit zowel de industrie als de (academische) onderzoekswereld. Eerste conferentie proceedings vonden in het 5e semester plaats, waar bij projectpartner IMT Nord europe een presentatie werd gegeven op «First European Summer School on Bio-based Composites»(ESBBC), alsook op de EUROMAT 2021 conferentie over de vooruitgang van het modelleren van het laserlassen van de korte vezel thermoplastische composieten. Verder werd binnen KU Leuven ook verder gewerkt aan het mechanisch model die zal worden gebruikt om de performantie van beide verbindingstechnieken te voorspellen.