Hybridskomposits mikrostruktur

Nyt projekt baner vejen for lettere materialer i vindmøllevinger

tirsdag 04 dec 18

Kontakt

Bo Madsen
Lektor, Sektionsleder, Sektion for Kompositmaterialer
DTU Vindenergi
46 77 58 85

Om HyFiSyn projektet

• HyFiSyn er et Marie Curie projekt, der finansieres af EU’s Horizon 2020 Forsknings- og Innovationsprogram. Programmet har til formål at støtte unge forskeres uddannelse og mobilitet
• 13 unge forskere fra otte universiteter deltager sammen med fem partnere fra industrien. Forskerne arbejder alle med hybridkompositter
• Læs mere om HyFiSyn projektet her
Lette materialer kan være afgørende, når man vil gøre udledningen af drivhusgasser mindre inden for områder som transportsektoren og produktion af energi. I det nye EU-finansierede projekt HyFiSyn vil forskere bl.a. fra DTU Vindenergi i de næste tre år arbejde på at gøre materialer til brug i industrien lette og stærke. Målet skal nås ved at bruge hybridkompositter i materialerne.

På DTU Vindenergi arbejder forskere med såkaldte hybridkompositter, som er kompositmaterialer, der består af to typer af fibre, f.eks. glasfibre og kulfibre. Visionen er, at materialet ender med både at være let og stærkt.  Kulfibre vejer mindre og har større styrke end glasfibre, men de er samtidig også dyrere. Glasfibre kan imidlertid forlænges mere end kulfibre, og det fører til en synergieffekt: Hybridkompositten får en højere styrke end hvad, der kan forventes ved en simpel blanding af de to typer af fibre. Når glasfibre og kulfibre bruges sammen i en hybridkomposit, kan man opnå et lettere og stærkere materiale og desuden reducere prisen på materialet.

Materialets struktur er vigtig
At materialet skal ende med både at være let og stærkt er nødvendigt, hvis det skal indgå fx i en vindmøllevinge. Sektionsleder på DTU Vindenergi Bo Madsen er med i projektet. Han forklarer, at det er vigtigt, hvordan de to slags fibre ligger ordnet i plastmaterialet, der omgiver fibrene, for at kunne opnå en synergieffekt, og dermed få den højst opnåelige styrke af materialet. Den orden fibrene ligger i, kaldes mikrostrukturen. ”Vores fokus er på mikrostrukturen,” forklarer Bo Madsen. ”Vi arbejder eksperimentelt og ser på fremstillingsteknikken, dvs. hvordan glasfibre og kulfibre kan blandes i hybridkompositten, og hvordan vi kan opnå en kontrolleret mikrostruktur”. Figuren nedenfor viser en skematisk tegning af de tre måder, de to fibre kan fordeles på i hybridkompositter: lag-lag fordeling, bundt/bundt fordeling, og fiber/fiber fordeling:

Hybrid composite structures

 

Målet for forskerne er at komme så tæt som muligt på fiber/fiber fordelingen. Mikrostrukturen i de fremstillede hybridkompositter undersøges ved hjælp af optisk og elektron-mikroskopi samt avancerede teknikker som 3D røntgen.

Internationalt og nationalt samarbejde

Til jobbet har DTU Vindenergi hyret en ph.d. studerende, der kommer den lange vej fra Indien til DTU til februar, hvor projektet skydes i gang. HyFiSyn er et Marie Curie projekt under EU’s Horizon 2020 Forsknings- og innovationsprogram. Programmets formål er at støtte unge forskeres uddannelse og mobilitet, og der gives støtte til internationale studerende. Den ph.d. studerende er en af 13 unge forskere fra i alt otte universiteter, der deltager sammen med fem partnere fra industrien. Forskerne arbejder alle med udvikling af hybridkompositter til brug i transport- og energisektoren.

For at finde ud af hvad, der kan lade sig gøre i den virkelige verden, er den danske virksomhed Fiberline med i projektet. Fiberline skal stå for fremstillingen af hybridkompositten og skal således være med til at omsætte forskningen til praksis.
På sigt vil kompositten kunne bruges i vindmøllevinger. Bo Madsen forklarer: ”Med projektets udvikling af hybridkompositten er et vigtigt skridt nået i arbejdet for at realisere fremtidens behov for materialer til lange stærke vindmøllevinger.”