FiberJoints
Avanceret teknologi til hulforstærkning af boltede samlinger i kompositmaterialer
Lagt online: 11.09.2023
FiberJoints
Avanceret teknologi til hulforstærkning af boltede samlinger i kompositmaterialer
Lagt online: 11.09.2023
Af Trine Reinholt Andersen, AAU Forskningsinnovation
Boltede samlinger i kompositmaterialer anvendes i vid udstrækning i bl.a. vindmøllevinger, biler, fly, satellitter osv. Nogle af disse samlinger er afgørende for produktets funktionalitet, og eventuelle fejl kan derfor betyde nedsat funktionalitet af strukturen. Det er derfor altafgørende at have en teknologi, der kan levere en stærk samling.
FiberJoints, et spin-out selskab fra Aalborg Universitet stiftet i 2023, har udviklet en innovativ og patenteret teknologi til hulforstærkning, som en omkostningseffektiv løsning til problemet.
SAMMENFØJNINGSMETODER TIL KOMPOSITMATERIALER
Der findes i dag primært to metoder til sammenføjning af kompositmaterialer; limede samlinger og boltede samlinger. Limede samlinger giver både en stærk og let sammenføjning af kompositmaterialer, men er omvendt meget vanskelig at adskille igen, hvis fx en del af de sammensatte materialer bliver slidt eller beskadiget og skal skiftes.
Omvendt giver boltede samlinger netop mulighed for at adskille dele igen, og vil derfor være den umiddelbare løsning. Kompositmaterialer er dog følsomme over for spændingskoncentrationer, som ofte opstår i boltsamlinger - derfor er boltsamlinger overdesignet, gennem øget materialeanvendelse, hvilket resulterer i højere vægt og omkostninger. Et yderligere problem er, at boltsamlingerne enten svigter øjeblikkeligt ved mekanisk overbelastning eller gradvist, når de udsættes for gentagne belastninger.
FiberJoints' innovative hulforstærkningsteknologi giver mulighed for nem montering og demontering af mekaniske samlinger, samt en effektiv overførsel af belastningen mellem de strukturelle elementer, fordi belastningen nær bolten omfordeles smartere.
Teknologien består af en ”patch”-indsats bestående af tre elementer: en indre metalring, en fiberring og et flettet net. Disse komponenter arbejder sammen for effektivt at omfordele kraften fra bolten til det resterende kompositlaminat.
Testresultater viser, at teknologien bl.a. giver:
- 2-3 gange højere statisk styrke sammenlignet med et ikke-forstærket hul, og
- 80% af materialets udmattelsesstyrke, set i forhold til det rene, ubrudte kompositmateriale (dvs. uden hul)
Teknologien er ikke begrænset til en enkelt produktionsmetode, hvilket gør den anvendelig i næsten alle brancher indenfor kompositindustrien.
BRED ANVENDELSE PÅ FLERE MARKEDER
Den innovative hulforstærkningsteknologi forventes at finde bred anvendelse i kompositindustrien:
- 1
Luftfartsindustrien er en af de største brugere af kompositmaterialer på grund af deres høje styrke-til-vægt-forhold, træthedsudholdenhed, korrosionsbestandighed samt evne til at modstå store temperaturvariationer. Teknologien kan reducere vedligeholdelsesomkostninger for fly og andre luftfartsapplikationer samt øge komponenternes levetid og tid mellem eftersyn.
- 2
Bilindustrien øger brugen af kompositmaterialer i komponenter for at reducere vægten og forbedre brændstofeffektiviteten i biler, lastbiler osv. FiberJoints kan hjælpe med at øge styrken og holdbarheden af disse komponenter.
- 3
Teknologien kan også anvendes på bådskrog eller andre marinerelaterede produkter, hvilket hjælper med at forbedre ydeevnen og gøre det lettere at opdage skader eller slid over tid i marineindustrien.
- 4
I byggebranchen bruges kompositmaterialer til at skabe mere holdbare og energieffektive konstruktioner. FiberJoints kan give forbedret ydeevne og reducere vedligeholdelsesomkostninger for bygninger, broer og andre infrastrukturprojekter.
- 5
Teknologien er også anvendelig i vindenergiindustrien for at give forbedret effektivitet og pålidelighed til stærke og lette vindmøllevinger lavet af komposit.
- 6
Endelig kan FiberJoints øge pålideligheden, skadetolerancen og forbedre revnemodstanden og sikkerheden for militærkøretøjer, fly og andre forsvarsapplikationer.
UDVIKLET PÅ BAGGRUND AF 20 ÅRS ERFARING
Den patenterede teknologi er udviklet af de to medstiftere af FiberJoints, lektor Johnny Jakobsen og lektor Benny Endelt, begge fra Institut for Materialer og Produktion på Aalborg Universitet.
Johnny og Benny indledte deres forskning med fokus på boltede samlinger i kompositmaterialer tilbage i 2019. Ved at kombinere mere end 20 års erfaring inden for både kompositmaterialer og mekanisk simulering førte samarbejdet til udviklingen af den nye hulforstærkningsteknologi og grundlæggelsen af FiberJoints.
KOMMERCIALISERINGSPROCESSEN
Forud for etableringen af FiberJoints kontaktede AAU Forskningsinnovation en lokal investor med tidlig investeringsinteresse. Denne investor så potentialet i teknologien og markedet. I 2023 sluttede investoren sig til holdet for at fremme kommercialiseringen af teknologien.
AAU Forskningsinnovation har hjulpet med at afdække det kommercielle potentiale og mulige IPR-rettigheder i teknologien. Ydermere har teamet modtaget sparring og vejledning omkring udvikling af virksomhedens forretningsmodel, pitchtræning og finansieringsmuligheder.