Vezelsystemen

Vezelsystemen zijn configuraties waarin vezels een hoofdrol spelen bij het versterken en functioneren van materialen of producten. In de techniek verwijst men vaak naar vezelversterkte systemen, waarbij vezels zorgen voor hoge sterkte en stijfheid en de matrix (bijvoorbeeld polymeren, metalen of keramiek) de vezels bij elkaar houdt en de belasting overdraagt. Het resultaat is een materiaal met anisotrope eigenschappen, waarbij de oriëntatie van de vezels de mechanische respons bepaalt.

Een vezelsysteem bestaat uit meerdere onderdelen: het type vezels (natuurlijke zoals vlas of hennep; of synthetische zoals glas, koolstof en aramide), de matrix, de vezel-matrixinterface en de architectuur (unidirectioneel, bidirectioneel, geweven weefsels of 3D-structuren). Ook de fabricagemethode (lay-up, prepregs, filament winding, pultrusie, resin transfer molding) en de vezelvolumefractie beïnvloeden de prestaties en het gedrag onder belasting.

Toepassingen van vezelsystemen bevinden zich onder meer in de luchtvaart, autosport, sportuitrusting, bouw en windenergie. Belangrijke eigenschappen zijn treksterkte, stijfheid, taaiheid en vermoeidheidsweerstand; de ontwerpkeuze hangt af van belastingsgevallen, operationele omgeving en prodcutiemogelijkheden. Duurzaamheid en milieu-impact spelen een toenemend belangrijke rol, bijvoorbeeld door recyclability en keuze van materialen en lijmstoffen. Analyse en testing, zoals trek-, buig-, delaminatie- en interfacietests, ondersteunen materiaalkeuze, grade en certificatie van vezelsystemen.