Door de grote verscheidenheid aan vezels, harsen en versterkingsvormen is de ontwerpvrijheid van een composieten product bijzonder groot. In zijn algemeenheid mag gesteld worden dat de vezelsoort en versterkingsvorm de mechanische eigenschappen van het product zullen bepalen: dit wil zeggen dat met name stijfheid en sterkte sterk hierdoor worden vastgelegd. Ook de uitzettingscoëfficiënt en de thermische en elektrische geleiding is sterk vezelgedomineerd. Overige fysische eigenschappen, zoals chemische bestendigheid, UV bestendigheid, enz. zijn sterk harsgedomineerd, omdat in een composiet materiaal elke vezel door hars omringt is, en daardoor beschermd wordt tegen allerlei invloeden van buitenaf.

Vezeloriëntatie en eigenschappen
Wanneer men naar de spanningsverdeling in een stalen drukvat kijkt, dan valt op dat de spanning in omtreksrichting twee maal zo groot is als in langsrichting, waardoor het materiaal in langsrichting niet optimaal wordt benut. In composietmaterialen kan men in een dergelijk geval volstaan met de helft van het aantal vezels in langsrichting ten opzichte van de omtreksrichting, waardoor een aanzienlijke gewichtswinst wordt bereikt. Dit principe heet ‘elastic tailoring’: het spelen met de vezeloriëntatie, waardoor de mechanische eigenschappen in verschillende richtingen worden beïnvloed. Overigens hoeft dit niet noodzakelijk te worden gebruikt voor gewichtswinst of kostenbesparing, maar kan er op deze manier ook extra veiligheid aan een constructie worden gegeven.

Het verschijnsel dat de mechanische eigenschappen in verschillende richtingen ongelijk zijn, heet anisotropie. Indien men tijdens de productie zelf de vezeloriëntatie samenstelt (zoals bij wikkelen, handlamineren, enz.), bepaalt men dus ook zelf in hoge mate de stijfheid en sterkte van het product. Indien deze stijfheid en sterkte van belang is, dan moet in het ontwerpproces dus een goede schatting worden gemaakt van de vezeloriëntaties in de verschillende lagen. Deze worden enerzijds bepaald door de halffabrikaten en versterkingsvormen, maar anderzijds door de ontwerper zelf. Om een goede (eerste) schatting te kunnen maken van de te verwachten eigenschappen, zoals treksterkte en E-modulus, zijn er verschillende rekentechnieken. Inmiddels bestaat er gebruikersvriendelijke software om de ontwerper te ontlasten van het pure rekenwerk. Hierdoor kan men zich concentreren op het ‘uitproberen’ van verschillende materialen, stapelingen en vezeloriëntaties.

Voor alle laminaten is uitgegaan van een vezelvolumegehalte van 40%. Voor prepregs is dit relatief laag, voor handlamineren daarentegen is dit hoog. Het vezelvolumegehalte heeft een grote invloed op de elasticiteitsmoduli. Met name de sterktes van laminaten kunnen, afhankelijk van de versterkingsvorm en de productiemethode zeer uiteenlopen.

Waar in metalen de sterktes altijd worden uitgedrukt in spanningen, wordt voor composieten ook veel gebruikgemaakt van rekken. Bij zuivere trek, druk of afschuiving is in elke lamel van een laminaat de rek gelijk, maar zijn de spanningen voor elke laag verschillend. Men moet dan ook rekentechnisch de spanningen in elke laag controleren, alvorens te kunnen concluderen dat het laminaat sterk genoeg is. Door een rekcriterium te hanteren, hoeft men alleen de rek (ten gevolge van de uitwendige belasting) van het laminaat als geheel te bepalen. De rekken van de afzonderlijke lamellen zijn hieraan gelijk. Indien de ontwerprek niet wordt overschreden, is het laminaat sterk genoeg. Deze ontwerprekken liggen veel lager dan de breukrek van de vezel, omdat reeds rekening is gehouden met materiaalspreiding en materiaalveiligheidsfactoren voor vocht en temperatuur. Bovendien is hierbij tevens rekening gehouden met schadetolerantie.

Het valt op dat de ontwerprek niet afhankelijk is van de vezeloriëntaties in een laminaat, maar alleen van het type vezel. Dit betekent uiteraard niet dat alle laminaten even sterk zijn: de toelaatbare spanning (F= E ( ,) van een Uni-Directioneel (UD) laminaat is hoger dan van een 0/90E laminaat, omdat de E-modulus hoger is. De toelaatbare uitwendige belasting (bij zuivere trek of druk: F= F ( A) dus ook!
De ontwerprek is ook nagenoeg onafhankelijk van het vezelvolumegehalte, hetgeen het oriënterende rekenwerk vereenvoudigt. Essentieel voor de sterkte is met name het aantal vezels (in gram/m²) in een laminaat. De hoeveelheid hars die daaraan wordt toegevoegd, is afhankelijk van het productieproces: bij handlamineren wordt bijvoorbeeld veel meer hars toegevoegd dan bij wikkelen. De hoeveelheid hars beïnvloedt de sterkte van het product echter nauwelijks.

De vrijheid die de composieten bieden, houdt ook een gevaar in. Door verkeerd gekozen vezeloriëntaties kunnen allerlei ongewenste effecten optreden, die bij metalen uitgesloten zijn.
Een voorbeeld hiervan is het geheel weglaten van vezels in de richting waar geen spanningen zouden optreden. In de praktijk treden er in constructies vaak wel spanningen op in richtingen waar men het in eerste instantie niet zou verwachten. Denk hierbij vooral aan krachtsinleidingen, hanteringkrachten, dwarscontractie en randeffecten. Een dunne constructie met vezels in één richting kan al breken door het verkeerd te hanteren. Composieten gedragen zich in dit opzicht hetzelfde als hout: soms is het verstandiger om multiplex te gebruiken in plaats van massief hout, met name ter plaatse van verbindingen.