Composieten op zoek naar nieuwe toepassingen - artikel

Plant & Factory 8/07/2020 10:28:40

Nu JEC World in Parijs toch niet doorgaat, klopten we aan bij Linde De Vriese, Team Lead Composites bij het SLC-Lab van Sirris in Heverlee, om te vernemen welke trends de sector beheersen.

Lees hieronder verder   
Verwant

Eindassemblagelijn Duitse autobouwer geoptimaliseerd

Sophie Borgne verkozen tot Engineer Powerwoman 2020

Festo toont nieuwe bionic-projecten op virtuele Hannover Messe

Composieten op zoek naar nieuwe toepassingen - artikel

Jan Verhaeghe, Agesia: passie voor composieten - topingenieur

Lapp introduceert Ölflex Servo one cable solutions

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Basiskennis bedrijfsfinanciën

Het ingenieurshuis - Antwerpen

van 24/08/2020 tot 31/08/2020

Onderhandelen met impact (online)

Het ingenieurshuis - Antwerpen

van 26/08/2020 tot 27/08/2020

De Logistiek Manager als Logistiek Auditor

IMF Academy (centraal Nederland)

dinsdag 1 september 2020

Piping en Engineering

Het ingenieurshuis - Antwerpen

van 2/09/2020 tot 21/01/2020

Big data in the cloud

Het ingenieurshuis - Antwerpen

donderdag 3 september 2020

Warmtewende voor industrie

Havenhuis Antwerpen

maandag 7 september 2020

Keuze van de redactie

(13/7) Verwerking afvalstof lignine tot groene olie in proeffabriek

(7/7) ArcelorMittal zoekt partner voor warmtenet in North Sea Port

(1/7) Nieuw investeringsfonds van 42 miljoen euro voor start-ups en scale-ups

(1/7) Gentse biotech start-up ontwikkelt universeel Covid-19 vaccin

(29/6) Vlaamse bedrijven krijgen 14,8 miljoen euro voor technologische begeleiding

(29/6) Innovatief zonnepaneel voor grootschalige productie op komst

>> Meer blikvangers

Download het artikel in

ENGINEERINGNET.BE - Composieten lopen meerdere ontwikkelingslijnen tegelijk af, zo blijkt. De nieuwe materialen moesten aanvankelijk andere materialen zoals metaal en hout verdringen. Vandaag verdringen ze elkaar. Er zijn nieuwe processen, automatisering,… Veel innovatie blijft echter steken in de labs en bij producenten in een markt die misschien toch minder vraag gedreven is.

In composietenland is er een wedren aan de gang tussen thermosets en thermoplasten. Dat heeft te maken met de eigenschappen van de materialen maar vaker ook met de cyclustijden die steeds korter moeten. Zo kunnen thermosets naderhand vlot gelijmd worden maar… het proces is complex en arbeidsintensief.

“Thermoplasten kennen kortere cyclustijden die alvast in automotive wel gegeerd zijn. Niet alleen kunnen thermoplasten sneller vormgegeven worden maar ze zijn ook ‘lasbaar’. Een lasmachine kan naast de pers, spuitgietmachine of tape layer gezet worden. Thermoplasten hebben ook een recyclagevoordeel: ze kunnen hergebruikt worden. Vezels zullen daarbij wel verkleind worden maar kunnen nog ingezet worden. Hier kan ook geautomatiseerd worden.” Thermoplasten kunnen ook biogebaseerd zijn. Maar het zijn andere materialen en vaak een andere technologie dan de beter gekende thermosets. “Elk ontwikkelen vergt investeren. Ik denk wel dat er vraag naar is.”


Het SLC is betrokken in het IPCEI-initiatief voor waterstoftechnologie en doet onderzoek naar het wikkelen van composieten drukvaten. (Foto: LDS)

De voordelen zijn er (verhoogde, intrinsieke taaiheid,…) voor de eindgebruiker maar omschakelen is voor de producent niet zo evident. “De goede impactweerstand vindt een praktische toepassing in Samsonite-reiskoffers, bijvoorbeeld. Dat is ook de reden voor automotive om thermoplastische composieten van dichtbij te bekijken, bv. voor brandstoftanks, deuren en deurstijlen, bumperbalken,…, maar ook om verschillende processen samen te brengen. Om versterkingen aan te brengen waar nodig, kan bijvoorbeeld composiet met spuitgieten gecombineerd worden. Overmolding. Een ander voorbeeld: kunststoffen raamprofielen met ingebouwde versterking in glasvezel.

In de plaats van een stug polymeer vorm te geven kan men tegenwoordig ook een minder visceuze thermoplast monomeer uitrollen of met de borstel uitsmeren op een vorm om die dan te laten reageren. “Dergelijke processen, die eerder voor thermosets bedoeld waren, krijgen nu meer aandacht en zijn alvast makkelijker voor het bekomen van grotere structuren zoals de kiel van een boot”, geeft De Vriese aan.

Nieuwe materialen
“Biocomposieten, met vlas of hennep als versterking, blijven eigenlijk op het demoniveau hangen. Het commer-cialiseren blijft een uitdaging”, meent De Vriese. Tegenover de voordelen staan namelijk ook nadelen, zoals de variabele eigenschappen van het natuurproduct, vochtgevoeligheid,… die bij het ontwerpen van toepassingen in rekening gebracht moeten worden. En de kennisdrempel. Dat geldt ook voor exotischer materialen, zoals basalt, een natuurvezel die een hogere temperatuurweerstand heeft dan glas, dat duidelijk het ‘brandwerende’ voordeel heeft maar duurder is en zijn intrinsieke voordelen dus maximaal moet bewijzen vooraleer het ingezet wordt.

Toch ziet ze ruimte voor ‘hybride’ materialen, die verschillende soorten vezels en/of materialen combineren om optimaal van de eigenschappen van elk te profiteren. Voorbeeld: fietsenbouwer REIN4CED in Winksele combineert de stijfheid van koolstofvezels met de taaiheid van stalen vezels om fietsen te bouwen die even stijf maar veel impactbestendiger zijn dan de traditionele composieten frames. Door gebruik te maken van thermoplasten was het mogelijk een automatische lijn te bouwen, wat tegelijk het opzetten van een productie hier, in Europa, haalbaar maakt, met alle logistieke voordelen van dien. De fietsenbouwer denkt mettertijd zijn technologie trouwens ook te kunnen inzetten in automotive en de luchtvaart.


Om versterkingen aan te brengen waar nodig, kan bijvoorbeeld composiet met spuitgieten gecombineerd worden. Overmolding. (Foto: LDS)

Inzetten veeleer op nieuwe toepassingen
“Materiaalontwikkeling mag nooit op zichzelf staan, het is steeds ondergeschikt aan een eindtoepassing”, meent De Vriese, die vreest dat producenten al te vaak hun materiaal/product pushen op een markt die te weinig vraag gedreven is. Een voorbeeld daarvan is ook het integreren van sensoren in de composieten matrix.

Zo prototypeert het Sirris composietenlab met onderzoekers van de UGent en het bedrijf Com&Sens capacitatieve en FBG-sensoren (Fiber Brag Grating). Het gaat o.a. om optische vezels die in de matrix komen van structurele onderdelen zoals windturbinebladen om naderhand de gezondheid van het onderdeel te monitoren en eventuele defecten vroegtijdig te detecteren. “Die sensoriek zetten we ook in om processen te monitoren”, geeft De Vriese mee. Zo worden met Siemens RTM processen, waarbij hars in een mal onder druk wordt ingespoten, gemonitord en bijgestuurd. Siemens ontwikkelt daarvoor simulatiesoftware. Dat past ook in de huidige trend van het uitbouwen van digitale tweelingen van gehele processen.

In het verlengde daarvan is er de voortgaande automatisering van processen. Eerder al waren er automatische tape layers voor prepregs “maar die zijn erg duur en worden voornamelijk toegepast in de luchtvaartsector. Ze zijn niet toegankelijk voor de kleinere bedrijven.” Tapes zijn beperkt in breedte, in snelheid en dus duur. “Er is vraag naar het draperen van weefsels in een mal, bijvoorbeeld. Draperen is complexer. Waar is het eerste drukpunt op de mal? Voor het automatiseren van drapeerprocessen zijn er verschillende uitdagingen die zo productspecifiek zijn dat er geen off-the-shelf oplossingen bestaan”, geeft De Vriese aan. Die vindt ze vandaag evenmin bij robotbouwers. <<
Door Luc De Smet 


Voor drapeerprocessen bestaan er geen off-the-shelf oplossingen, aldus Linde De Vriese. Hier legt de robot stroken op een vacuümplaat om ze vervolgens te lassen. (Foto: LDS)

Kader 1: Corona-krat
Op onze voorjaarsagenda stond de JEC-beurs in Parijs maar die werd om evidente redenen afgelast. Naast REIN4CED was ook AB Inbev er dit jaar finalist voor de Composites Innovation Award. De brouwer zou er uitpakken met een nieuwe composieten bierkrat die het met Flex/design (Delft) en Hulens Engineering ontwikkelde en engineerde, o.m. voor zijn Corona-bier (dat voortaan in Jupille gebrouwen zal worden) en de Mexicaanse markt. Het gaat om een thermoplastische sandwichcomposiet met een schuimkern van ultra high molecular weight rPET, een polymeerfilm en een textielversterking. <<

Kader 2: Kleine uitdagende wereld
“Composieten zijn in België een kleine, uitdagende wereld”, zegt Linde De Vriese bij het SLC-Lab van Sirris in Heverlee. “Verschillende kleine bedrijven bekijken momenteel of ze hun eigen composietproducten kunnen produceren. Een open kennisuitwisseling tussen materiaalkenners en de productiebedrijven in binnen- en buitenland is daarbij cruciaal.

De interesse in biomaterialen blijft ook merkbaar aanwezig, vooral bij ontwerpers en meubelmakers”, ervaart De Vriese die heel wat belangstelling merkt voor de crash-cursussen die het SLC-Lab organiseert. Tegelijk erkent ze dat er nog heel veel koudwatervrees bestaat en dat het natraject krachtiger zou kunnen. “Vooral in de machinebouw, de transportsector en bij ontwerpers merken wij heel veel animo om een stap verder te zetten. Er valt nog veel te exploreren!” <<

Reageren
Abonneer op onze nieuwsbrief

Mis ook dit niet...

242.000 euro Vlaamse steun voor WaterstofNet

Waterstof staat hoog op de politieke agenda. Bovendien is in Vlaanderen een uniek ecosysteem aanwezig van bedrijven actief in de waterstofketen en worden concrete projecten opgestart.

Gratis AI-applicatie detecteert personen zonder mondmasker

ML6, gespecialiseerd in machine learning en artificiële intelligentie, heeft een nieuwe applicatie gelanceerd in de strijd tegen het coronavirus. De code wordt gratis ter beschikking gesteld

Festo toont nieuwe bionic-projecten op virtuele Hannover Messe

Deze bionics zijn steevast publiekstrekkers op de Hannover Messe. Het bedrijf, sterk in pneumatische en elektrische automatiseringstechnologie, stelt ze dit keer voor op het online corona-alternatief.

Clinchen onder stroom - artikel

Elektrificatie is niet meer te stoppen. Niet alleen in de automobielindustrie, ook elders vind je steeds vaker elektrische aandrijvingen, gevoed door batterijsystemen.

Verwerking afvalstof lignine tot groene olie in proeffabriek

De groene olie dient als grondstof voor bioplastics, chemicaliën en brandstof. De installatie van Vertoro, een spin-off van TU Eindhoven, is deel van een unieke Multi Purpose Pilot Plant.

Afstand houden en volgen ... - artikel

Nog maar kort geleden leek onze overheid een contacttracing-app op je smartphone te willen installeren als een manier om te sturen in de strijd tegen de verspreiding van Covid-19.

Tom Hautekiet aangesteld als nieuwe CEO Port of Zeebrugge

Na een selectieprocedure en een screening van een 110 potentiële kandidaten door een onafhankelijk extern selectiekantoor, werd Tom Hautekiet gekozen als opvolger van Joachim Coens.

Composieten op zoek naar nieuwe toepassingen - artikel

Nu JEC World in Parijs toch niet doorgaat, klopten we aan bij Linde De Vriese, Team Lead Composites bij het SLC-Lab van Sirris in Heverlee, om te vernemen welke trends de sector beheersen.

Leybold breidt Turbovac i/iX-familie verder uit

Vacuümspecialist Leybold heeft zijn Turbovac i/iX-serie uitgebreid met de maten 850 i/iX en 950 i/iX tot zes modellen. De twee nieuwe turbomoleculaire pompvarianten worden voornamelijk gekenmerkt door een langere, probleemloze werking, een langere levensduur van het systeem en lagere bedrijfskosten.

Partners