Description du projet
Améliorer la résistance aux chocs des polymères thermoplastiques renforcés de fibres de carbone
Les composites polymères renforcés de fibres de carbone (PRFC) permettent de concevoir des structures légères avec une empreinte carbone inférieure à celle des structures métalliques conventionnelles, ce qui représente un marché très rentable pour l’économie de l’UE. Cependant, leur exploitation est limitée par deux facteurs principaux. D’une part, les composites PRFC sont sensibles aux dommages et aux chocs et, d’autre part, ils présentent une marge de conception limitée par l’absence d’outils de conception robustes et la faible capacité des technologies de fabrication existantes. Le projet BIOTHECT, financé par l’UE, abordera ces problèmes en développant des structures polymères thermoplastiques innovantes, bio-inspirées, personnalisables et guérissables, résistantes aux impacts multiples et renforcées de fibres de carbone. Elles présenteront une tolérance aux dommages améliorée localement sans augmentation de poids et permettront de réduire la quantité de déchets de fabrication et d’alléger leur structure. Le projet répondra aux besoins industriels existants en matière de réduction des coûts et de durabilité.
Objectif
Carbon fibre-reinforced polymer composites (CFRPs) constitute a highly profitable market in EU’s economy. Their high stiffness and strength and low density allow engineers to design lightweight structures with a lower carbon footprint than conventional metallic ones. Nonetheless, CFRPs hold two main drawbacks which hinder their exploitation in industry: 1) poor damage and impact tolerance; and 2) limited design space due to the lack of robust design tools and the limited capability of past manufacturing technologies. This 2-year fellowship tackles these drawbacks by developing novel bio-inspired, tailorable and healable multi-impact resistant CFRTP (BIOTHECT) structures. BIOTHECT uses helicoidal layups to minimise fibre breakage during impact and a thermoplastic matrix to enable healing. BIOTHECT structures address current industrial needs for lower maintenance costs, sustainability and weight savings. A novel numerical tool will be developed to understand and design BIOTHECT structures with unique performances. Optimal BIOTHECT structures will be manufactured, tested and analysed through detailed damage analyses to develop the design tool to unprecedented accuracy. The fine-tuned design tool will be translated to industry-friendly packages for direct exploitation. Finally, in the context of the digital industry, the project explores the use of automated manufacturing technologies, 3D printing, to tailor BIOTHECT designs locally in larger conventional structures. This novel design aims at creating macro-components with locally improved damage tolerance without a weight increase, hence leading to lower manufacturing waste and lighter structures. The fellowship will take place at KU Leuven with a 4-month secondment at the Thermoplastic Composites Research Center (NL). Training plan, technical work packages, exploitation, dissemination and communication activities will work together to lead the ER to cover a leading role in his own research group in or out of academia.
Champ scientifique
Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
3000 Leuven
Belgique