Til hovedinnhold

CompVessel — Optimale designløsninger og produksjonsprosesser for gasstrykkbeholdere i komposittmateriale

CompVessel — Optimale designløsninger og produksjonsprosesser for gasstrykkbeholdere i komposittmateriale

Publisert 8. august 2016

Det overordnede målet for prosjektet er å utvikle nye og optimaliserte metoder for design av viklede komposittbeholdere, utvikle forbedringer av produksjonsprosessen samt utvikle støtteverktøy spesialiserte for trykkbeholdere i kompositt.

Det overordnede målet for prosjektet er å utvikle nye og optimaliserte metoder for design, forbedringer i produksjonsprosessen samt utvikle støtteverktøy spesialisert for trykkbeholdere i kompositt. Foto: Hexagon Raufoss AS

Viktige aktiviteter er:

  • optimalisering av filamentvikleprosessen
  • utvikle et rammeverk for an numerisk "design verktøykasse" spesialisert for viklede trykkbeholdere i kompositt,
  • utforske nye tilnærminger for design og armering av glass- og karbonfibere i hybride komposittbeholdere
  • generere kunnskap om feilmekanismer i slike beholdere.

Trykkbeholdere i kompositt blir i økende grad brukt i en rekke anvendelser på grunn av en gunstig kombinasjon av lav vekt, mindre behov for vedlikehold og forbedrede mekaniske egenskaper sammenlignet med de klassiske metall beholdere. Dette prosjektet fokuserer på kompositt trykkbeholdere for CNG (Compressed Natural Gas) og LPG (Liquid Petroleum Gas) til bilindustrien og private applikasjoner, der henholdsvis HEXAGON Raufoss og Ragasco er ledende produsenter.

Det overordnede målet for prosjektet er å utvikle nye og optimaliserte metoder for design, produksjonsprosessen samt støtteverktøy spesialisert for gasstrykkbeholdere i kompositt. Forskningen vil ha som fokus å utvikle løsninger som fører til reduksjon av komponentkostnader, forbedring i produktytelse og øke produksjonsrater. Ambisjonen er å øke andeler i eksisterende markeder samt å komme inn på nye markedsområder.

Den nåværende design og produksjonsprosess for de ulike komponentene i disse beholderne, og spesielt gjelder det komposittskallet, kan optimeres for å oppnå forbedret produktytelse og produksjons- / kostnads-effektivitet. Utformingen av fiber layup, valg av fibertyper og prosessparametere i vikleprosessen er en meget komplisert oppgave som involverer et stort antall parametere. Implementering av state-of-the-art numeriske modeller og metoder for bruk i utviklingsfasen er avgjørende for å sikre en framtidig konkurransedyktig produktportefølje. Som et resultat av dagens begrensede kunnskap om dette legger man inn økte sikkerhetsmarginer, noe som fører til økt forbruk av materialer og vekt, med tilhørende økte produktkostnader.

Gjennom en kombinasjon av eksperimentell evaluering av produkt- og material-ytelse og detaljert analyse av feilmekanismer kombinert med avanserte numeriske verktøy som endelig-element analyse (FEA) og spesialiserte verktøy for vikledesign, vil vi utvikle et rammeverk for en "design verktøykasse" for slike kompositt trykkbeholdere, for dermed å ha et forbedret fundament for utforming av neste generasjons trykkbeholdere.

Prosjektet er delfinansiert av Forskningsrådet gjennom BIA IPN-programmet med industripartnerne HEXAGON Raufoss (prosjekteier) og HEXAGON Ragasco, og forskningspartnerne SINTEF Materialer og Kjemi (prosjektleder Einar Louis Hinrichsen ) og SINTEF Raufoss Manufacturing (kontaktperson Steinar Sørbø ).

Prosjektvarighet

2015 - 2018