De uitstekende eigenschappen van kunststof composieten werden al vroeg ontdekt in de autosport en in de lucht- en ruimtevaart. Ook de transportsector leerde die voordelen aan te wenden, zoals in Alpine, Matra, Lotus en de Chevrolet Corvette. Deze bekende sportwagenmerken danken hun roem en bekendheid aan koetswerken uit composietmateriaal. Composieten worden nu op grote schaal toegepast in de hele transportsector.
In de transportsector heeft kunststof een sterke opgang gemaakt. In het verleden werd metaal vaak vervangen door kunststof vanwege de gewichtsreductie. Tegenwoordig zijn de vormgevingsvrijheid, de gunstige productiekosten en – niet onbelangrijk – de functionele mogelijkheden belangrijke factoren om voor kunststof composieten te kiezen.
Schokabsorberend
De schokabsorberende eigenschappen maken dat kunststof composiet al jaren hét materiaal is voor bumpers. Bij een botsing versplintert de structuur helemaal. De composietbumper neemt daardoor per gewichtseenheid veel meer energie op dan andere materialen.
Aërodynamisch
Door de grote vormvrijheid kan een ontwerp worden gekozen dat zo aërodynamisch mogelijk is. Dakspoilers van vrachtwagens worden bijvoorbeeld van composiet gemaakt.
Technisch
Kunststof composieten worden ook steeds meer ingezet voor technische componenten. Zo beschikken zowel de Chevrolet Corvette als de SMART over een bladveer van composiet. En de Audi RS6 heeft een luchtfilterbehuizing van koolstof-composiet.
Design
Ook aan de binnenkant van voertuigen zijn composieten te vinden. Autoproducenten als BMW en Mercedes zetten natuurvezelcomposieten in voor interieurdelen.
De kracht van composiet:
Voorbeeld 30% lichtere koeloplegger
De Cold Feather is een lichtgewicht koel/vriesoplegger die ongeveer 3.000 kg lichter is dan de gebruikelijke opleggers. Hij weegt 6.500 kg, zonder koelmachine 5.700 kg. Doordat het versterkte kunststof composiet structureel is toegepast, kon de oplegger worden uitgevoerd als een zelfdragende carrosserie waardoor geen volledig chassis meer toegepast hoeft te worden. De oplegger is 30% lichter dan de conventionele koel/vriesoplegger. Daarnaast zijn de aërodynamische eigenschappen verbeterd.
Milieu-aspecten
De grootste milieubelasting van transportmiddelen ontstaat door het brandstofverbruik, dat sterk wordt bepaald door het gewicht van een transportmiddel. Bij het milieuvriendelijker maken van producten voor de automobielsector, is gewichtsbesparing dan ook een belangrijk aandachtspunt. Dankzij toepassing van kunststof zijn personenwagens lichter geworden en is het aardolieverbruik afgenomen met 12 miljoen ton per jaar. Dat is ongeveer een tiende van hun brandstofverbruik! Vrachtwagens met een lager eigen gewicht hebben een groter nuttig laadvermogen. Veel ritten worden beperkt door het maximaal toelaatbare gewicht van de aanhanger. Gewichtsreductie betekent dan meer lading, zodat er minder ritten nodig zijn.
Composietproducten zorgen dus voor een belangrijke vermindering van de milieubelasting van transportmiddelen. In de afvalfase is het materiaal nog inzetbaar als energiebron bij verbranding. Het composietmateriaal wordt ook steeds vaker geshredderd en als vulstof hergebruikt.
Landingsgestel helikopter
Het landingsgestel van de NATO NH90 helikopter heeft composietonderdelen. De onderdelen zijn in samenwerking met een team van Nederlandse bedrijven en wetenschappers ontwikkeld en gefabriceerd uit een koolstof-composietmateriaal. Vergeleken met identieke metalen onderdelen presteren de composietproducten beter, is hun gewicht lager en worden ze tegen gelijke of zelfs lagere kosten vervaardigd.
Het landingsgestel van de NATO NH90 helikopter heeft composietonderdelen. De onderdelen zijn in samenwerking met een team van Nederlandse bedrijven en wetenschappers ontwikkeld en gefabriceerd uit een koolstof-composietmateriaal. Vergeleken met identieke metalen onderdelen presteren de composietproducten beter, is hun gewicht lager en worden ze tegen gelijke of zelfs lagere kosten vervaardigd.
Auto van de toekomst ...
Mercedes en Ferrari hadden eerder al een composietwagen geproduceerd, maar dat waren dure types. Koolstofvezels zijn ongeveer tien keer duurder dan staal. Het feit dat een chassis maar half zo zwaar is als zijn stalen evenknie nam niet weg dat de materiaalkosten nog steeds hoog waren. Om te besparen werden daarom onderdelen geïntegreerd. Het composietmateriaal bood innovatieve mogelijkheden. Of een composietwagen onveiliger is dan een stalen auto? Zeker niet! Er bestaat geen enkel materiaal dat per gewichtseenheid zoveel energie opneemt als composiet: bij een botsing gaat de structuur helemaal versplinteren, terwijl een staalplaat verfrommelt. Dat is trouwens ook één van de redenen waarom in de Formule 1 bolides van composiet worden gebruikt. Andere voordelen van composietproducten is het lichte gewicht, er treedt geen corrosie op en er is geen sprake van vermoeiing. Aluminium kan om die laatste reden slechts op dertig procent van zijn sterkte worden gebruikt, terwijl composieten – die minstens even sterk zijn – zonder problemen voor 60% tot 70% kunnen worden belast.
Download de VKCN Factsheets over composieten.
7 september 2010
