Kunnen multi-assen weefsels de productie van composietcomponenten vereenvoudigen en versnellen?

Op het gebied van de productie van composietmaterialen worden naast 'prestaties' ook efficiëntie en consistentie steeds belangrijker. Traditionele unidirectionele weefsels en vlakke of twillweefsels hebben een hoog niveau van prestatierijpheid bereikt. Toch blijven er uitdagingen bestaan bij daadwerkelijke vormgevingsprocessen, zoals complexe laagopbouwprocedures, sterke afhankelijkheid van arbeidskracht en lange productiecycli. Daarom worden multiaxiale weefsels in toenemende mate toegepast in windenergie, lucht- en ruimtevaart, spoorvervoer en hoogwaardige industriële structurele onderdelen. Dit roept de vraag op: kunnen multiaxiale weefsels de productie van composietonderdelen daadwerkelijk vereenvoudigen en versnellen?

Welk probleem lost multiaxiaal weefsel eigenlijk op?

Multiaxiaal weefsel integreert vezels die onder meerdere hoeken — zoals 0°, ±45° en 90° — zijn georiënteerd, in één structurele laag via een enkel weefproces (kantweven).
In tegenstelling tot traditionele eendimensionale weefsels, die "meerdere lagen" vereisen, bereiken multiaxiale weefsels een gecombineerd mechanisch oriëntatieontwerp op materiaalniveau.
Dit betekent:

(1) Structurele meerdimensionale belasting kan nu worden opgevangen zonder afhankelijk te zijn van complexe lagering.
(2) De ontwerpfilosofie verschuift van "lagen opstapelen" naar "structurele integratie".

Vanuit productiematig oogpunt: hoe vereenvoudigt dit het proces?

In de praktijk zijn de veranderingen die multiaxiale weefsels teweegbrengen zeer intuïtief.

→ De stapelingsstappen worden aanzienlijk verminderd.

Wat eerder vereiste dat meerdere lagen eendimensionale weefsels herhaaldelijk onder precieze hoeken werden gelegd, kan nu worden bereikt met één of slechts enkele lagen multiaxiaal weefsel. Dit vermindert niet alleen het aantal handelingen, maar minimaliseert ook hoekfouten die ontstaan bij handmatige stapeling.

→ Hogere vormgeefefficiëntie

In processen zoals RTM, VARTM en vacuüm-infusie bieden multi-axiale weefsels superieure structurele stabiliteit en weerstaan verplaatsing en kreukelen. Dit vergemakkelijkt een snelle, uniforme harsdoordringing—vooral voordelig voor grootschalige onderdelen.

→ Eenvoudiger controle op procesconsistentie

Doordat de vezelhoeken al in het weefselstadium 'vastgelegd' zijn, wordt de productprestatie stabieler. Dit ondersteunt schaalbare productie en consistente kwaliteitsreproductie.

Kan het werkelijk de productie 'versnellen'?

Het antwoord is: Ja, bij toepassingen voor structurele onderdelen.

Hoewel de materiaalkosten per vierkante meter hoger kunnen zijn dan die van conventionele weefsels, blijken de totale productiekosten te zijn:

(1) Verminderde handmatige legtijd

(2) Lagere herwerkings- en afvalpercentages

(3) Kortere maldrukcyclusduur

Na een uitgebreide berekening blijkt de leveringsefficiëntie per structureel onderdeel daadwerkelijk hoger te zijn. Dit is een belangrijke reden waarom multi-axiale weefsels veelvuldig worden toegepast in windturbinebladen en shell-vormige structurele onderdelen.

Materiaalkeuze is de productiemethoden aan het hervormen

Voor klein formaat producten , die een uiterst complexe geometrie hebben of specifieke oppervlaktestructuren vereisen, bieden traditionele weefsels nog steeds voordelen op het gebied van flexibiliteit.

Multi-axiale weefsels tonen echter uitzonderlijke waarde in de volgende scenario's:

(1) Draagconstructie-onderdelen

(2) Grote, dunwandige composietonderdelen

(3) Productie in grote volumes waarbij consistentie en efficiëntie vereist zijn

Multi-axiale weefsels vertegenwoordigen meer dan alleen een materiaalvervanging — zij transformeren de ontwerp- en productielogica van composietonderdelen. Zij maken het mogelijk om structurele integriteit al in het materiaalstadium te bereiken, waardoor de productie terugkeert naar efficiëntie en controleerbaarheid.

Voor composietfabrikanten die prioriteit geven aan efficiëntie, stabiliteit en schaalbaarheid, evolueren multi-axiale weefsels van een 'optie' naar een 'aanbevolen keuze'.