De commerciële en internationale activiteiten in de ruimte nemen een hoge vlucht: het Starship-programma van SpaceX en het Ariane 6-project van het Europese Ruimteagentschap brengen steeds meer ruimtetuigen in een baan om onze planeet.

Dit nieuwe tijdperk van de ruimtevaart wordt voortgestuwd door zowel technologische ontwikkelingen als nieuwe materiaaltoepassingen, met onder meer een duidelijk toegenomen gebruik van koolstofvezel vanwege de sterkte-gewichtsverhouding. Deze innovatie opent commerciële mogelijkheden voor nog meer lanceringen.

Met meer dan 40 jaar ervaring in het ontwerpen en vervaardigen van gespecialiseerde, met koolstofvezel versterkte polymeertoepassingen (CFRP) ziet Pronexos nu een piek in de vraag naar koolstofvezeloplossingen voor gebruik in ruimtevaart, vooral voor drukvaten.

Vera Krijgsman, Technical Project Leader bij Pronexos, licht de mogelijkheden toe. “De met koolstofvezel versterkte structuur biedt een zeer gunstige verhouding tussen stijfheid, sterkte en gewicht, zodat de drukvaten lichter kunnen worden gemaakt en veel brandstof voor het ruimteschip kan worden bespaard”, zegt ze. “Drukvaten van CFRP zijn uiterst efficiënt, omdat ze lang meegaan, bestand zijn tegen chemicaliën, röntgenstralen doorlaten en niet uitzetten onder invloed van warmte. Bovendien zijn ze bestand tegen extreme druk- en temperatuurwaarden: de bedrijfsdruk bedraagt doorgaans 350 tot 700 bar en de vaten kunnen worden gebruikt tussen -100 °C tot +100 °C.”

Type 3- en type 4-CFRP-drukvaten van Pronexos

Pronexos kan zowel type 3- als type 4-drukvaten van CFRP ontwerpen en vervaardigen. De belangrijkste verschillen zijn de volgende:

• Type 3-drukvaten zijn gemaakt van koolstofvezel met een stalen of aluminium vat binnenin, zodat het buitenste vat van koolstofvezel de belasting absorbeert.
• Type 4-drukvaten zijn volledig van koolstofvezel gemaakt, met een binnenbekleding van polyamide of polyethyleen, waardoor deze veel lichter en sterker zijn.

Voor type 3-drukvaten wordt een voorgevormd metalen product gebruikt. Dat wordt vervaardigd door vloeidraaien, een speciale techniek met een warm vervormingsproces. Voor kleine serieproducties wordt de binnenkant van de drukvaten soms door elektronenbundellassen geassembleerd.

Bij type 4-drukvaten wordt hogedichtheidpolyethyleen (HDP) of polyamide (PA) gebruikt. De langsnaden worden gespiegellast. Bij dit proces wordt geen lasmiddel toegevoegd: de contactoppervlakken worden tegen elkaar geperst, nadat ze zijn verhit.

Lees meer over de activiteiten van Pronexos op het gebied van drukvaten en over hoe CFRP mee de toekomst van de lucht- en ruimtevaartindustrie bepaalt.