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

Conferentie over de toekomst van bordenbouw en schakelkasttechniek

DEME Offshore haalt Nederlands transport & installatie-contract binnen

Sectorbedrijven lanceren STEM-challenges voor jongeren

Siemens lanceert compacte en basis performance frequentieregelaar

Asma Boujtat wint de WATS 2021

Decentrale automatisering & modulaire machines

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Geologie en geotechniek: ondergronds verbond

Online webinar

van 2/03/2021 tot 9/03/2021

Klimatisatie van gebouwen

Online

van 5/03/2021 tot 25/06/2021

Decanteercentrifuges

Online

van 9/03/2021 tot 10/03/2021

Belgian Offshore Days

Ostend Sea P’lace

van 17/03/2021 tot 18/03/2021

Ventilatie van gebouwen in de strijd tegen COVID-19

Live Webinar

dinsdag 23 maart 2021

Panel Building. Made Smarter

Online event

dinsdag 23 maart 2021

Keuze van de redactie

(25/2) Nieuw platform biedt correctere berekening CO2-voetafdruk

(25/2) ABO-Group neemt Frans sonisch boorbedrijf over

(23/2) Vier nieuwe Fabrieken van de Toekomst in België

(22/2) KU Leuven en Fluxys testen waterstofpanelen

(18/2) Belgische primeur: waterstof ingezet in Antwerpse industriële installatie

(17/2) Onderzoek: spectaculair omslagpunt in emulsies van water en olie

>> 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...

Vier nieuwe Fabrieken van de Toekomst in België

Cargill (Izegem), Danone (Rotselaar), Delhez Tôlerie (Thimister-Clermont) en L’Oréal (Libramont) zijn de nieuwe Factories of the Future, terwijl 5 bedrijven hun titel verlengd hebben.

DCI overgenomen door Pauwels Consulting

Pauwels Consulting, Belgische consultancykantoor gespecialiseerd in engineering, life sciences en IT, heeft het Sint-Niklase IT consultancybedrijf DCI overgenomen.

VINCI Energies behaalt Agoria-label ‘Employer ready for the future of work’

Het label is de erkenning voor het engagement dat VINCI Energies in België aangaat om zijn personeelsbeleid aan te passen aan de uitdagingen van de arbeidsmarkt van morgen.

Conferentie over de toekomst van bordenbouw en schakelkasttechniek

Op dinsdag 23 maart organiseren Rittal en Eplan België de online conferentie ‘Panel Building. Made Smarter’, een live event voor de schakelkastindustrie van de toekomst.

Infrabel gunt P&V Panels contracten na Europese aanbesteding

Infrabel heeft de contracten 400V algemeen laagspanningsborden (ALSB) en het PLP-project (elektrische bedieningsposten) verlengd. Het QF-contract is aan zijn vierde vernieuwing toe.

Brugge.Inc verwelkomt eerste (tech) start-ups

Drie maanden na de lancering namen Ikologik, Tomorrow.be, Promojagers en Webdoos onlangs als eerste (tech) start-ups hun intrek in de incubator van Brugge.Inc op het Stationsplein.

North Sea Port opgenomen in ‘North Sea-Baltic’ spoorcorridor

De Europese Commissie trekt op vraag van North Sea Port de spoorvrachtcorridor tussen de Noordzee en de Baltische Zee door naar de Kanaalzone Gent-Terneuzen.

Vraag naar RFID-technologie vanuit betonindustrie in de lift

RFID-integrator Aucxis heeft een toenemende vraag vanuit de markt genoteerd in verband met de inzetbaarheid van RFID-technologie in de betonsector.

Micro-Fulfillment na de pandemie

Een micro-fulfilment distributiestrategie kan bestaande/gesloten stedelijke winkelruimtes herbestemmen als hybride retail-/distributie­knoop­punten. Deze hubs bieden naast een snellere levering van bestellingen ook de mogelijkheid om consumenten te laten kiezen tussen thuislevering of afhalen. Deze trend is versneld door de Covid-19-crisis.

Partners