Download het artikel in 
Nochtans worden ze in België nog maar zelden toegepast. Reden? Er is onvoldoende kennis in de markt aanwezig en testfaciliteiten zijn schaars. Daar komt verandering in, want onlangs opende het ‘Sirris Leuven-Gent Composites Application Lab’ zijn deuren. Zowat 200 bedrijven volgden de opstart met argusbedrijven.
Overal ter wereld worden alsmaar meer composieten toegepast. Vooral in onze buurlanden maken deze materialen grote furore. Maar in België blijft het vooralsnog erg stil op dat vlak. Markus Kaufmann, Lab Manager van het SLC-Lab: «De interesse is er wel, dat leerden we uit een intensieve rondvraag in 2010.
Verschillende materiaalproducenten zouden zich op die markt willen storten, er zijn ondernemers die zich in de verwerking ervan willen specialiseren en diverse OEM’s staan te popelen om na te gaan of composieten een flexibeler alternatief voor bepaalde machinecomponenten kunnen bieden. In totaal spreken we toch over om en bij de tweehonderd bedrijven! Alleen durfden ze tot nu toe de stap niet (helemaal) te zetten, en dit voornamelijk omdat er in België geen echt kenniscentrum en testfaciliteiten bestonden. Niettemin wordt er op universitair niveau al jaren knowhow van wereldklasse over composieten en hun toepassingsdomeinen opgebouwd.
Zo is het departement van Prof. Verpoest in de K.U.Leuven al dertig jaar met onderzoek over dit onderwerp bezig. En Prof. Degrieck van de U.Gent werkt met een dertigtal researchers rond het thema van impact, vermoeiing en niet-destructieve testen van composietmaterialen. Maar hun research vindt niet altijd even gemakkelijk zijn weg naar de industrie. Omdat het de taak van Sirris is om Belgische technologische bedrijven in hun innovatietrajecten bij te staan en we echt wel in de toekomst van deze nieuwe materialen geloven, hebben we besloten om samen met deze twee kennisinstellingen een ‘application’ lab composieten op te richten. Dit was het eerste in de rij, want ondertussen we hebben er ook eentje voor smart coatings, microproductie en offshore windenergie».
En nu ook een lab
Sinds begin 2010 is het SLC-Lab een realiteit. Markus Kaufmann: «Sindsdien zijn we bezig met de resultaten van het wetenschappelijk onderzoek van de kennisinstellingen te ‘vertalen’ naar informatie die de industrie kan gebruiken. Omgekeerd kunnen bedrijven met allerlei vragen bij ons terecht en zoeken wij dan naar experts die een afdoend antwoord kunnen geven. Want we zijn niet enkel met de U.Gent en K.U.Leuven gelinkt. We kunnen immers ook een beroep doen op de 130 ingenieurs van Sirris, waarvan er een aantal toch al serieus wat kennis over productontwerp, materiaalgedrag, nabewerking, ... beschikken.
En intussen heeft dat al tot heel wat projecten geleid. Alleen misten we nog een echt ‘praktisch’ gedeelte. Vandaar dat we dit jaar in een echte testfaciliteit hebben geïnvesteerd. Deze werd ondergebracht in een gebouw op de Arenberg-campus van de K.U. Leuven en is sinds april operationeel. In dit laboratorium zullen we zelf praktisch onderzoek uitvoeren, projecten van A tot Z – dus het hele traject van haalbaarheidsstudies, over conceptueel en structureel ontwerp, tot validatie via prototyping, testing, productie planning en kostenberekening – voor bedrijven realiseren en testfaciliteiten aan geïnteresseerden aanbieden».
Over wat gaat het?
Het testlaboratorium vormt zonder twijfel een grote toegevoegde waarde voor iedereen die in composietmaterialen is geïnteresseerd. Want het kan zowel thermoharders als -plasten produceren. Hiertoe beschikt het over verschillende persen, injectie-apparatuur voor RTM (‘Resin Transfer Moulding’) om onder druk epoxy of polyesterhars in een matrijs te spuiten, vacuümsystemen om infusies van thermoharders te realiseren en een uithardingsoven van 2,5 x 1,5 meter.
Markus Kaufmann: «Bedrijven kunnen voor een lage prijs deze machines en onze experts inhuren, waardoor ze in staat zijn om uit te testen welk resultaat hun innovatieve ideeën over de toepassing van composietmaterialen in de praktijk geeft. Drie soorten projecten worden aan de industrie aangeboden: materiaalproeven (zoals het processen en testen van nieuwe materialen), procesonderzoek (parameterstudies, analyse en optimalisatie bij het verwerken van composieten) en innovatieprojecten. Hierbij mikken we op kortlopende projecten van enkele dagen tot maximaal twee jaar.
Daarnaast is het ook de bedoeling om praktische opleidingen over materiaal, processen en het ontwerp met composieten te geven. We proberen de industrie tevens via andere kanalen te bereiken. Zo zijn we nu volop met het aanmaken van demonstrators bezig, waarbij de resultaten, samen met het onderzoek van de buitenlandse projectpartners, in een handboek ‘Design for manufacture of composites’ zullen worden opgenomen».
(foto's: SLC Lab) (door Els Jonckheere, Engineeringnet)
Kadertekst:
De voor- en nadelen van composietmaterialen
Composieten zijn veel lichter in gewicht dan metaal. Vandaar dat ze heel wat deuren openen voor de ontwikkeling van producten waar gewicht een essentiële rol speelt. Zo worden ze momenteel al frequent aangewend voor vliegtuigen, elektrische wagens, machinecomponenten (om een betere acceleratie te bereiken), zeilboten, racefietsen, racewagens, ....
Een ander voordeel is dat complexe onderdelen in hun geheel kunnen worden aangemaakt, terwijl metalen onderdelen aan elkaar moeten worden gelijmd of gelast. Dit zorgt ervoor dat de kostprijs voor assemblage bij een gepast ontwerp kleiner kan zijn dan voor metalen onderdelen. Tenslotte treedt er veel minder vermoeiheid op als bij staal ofandere metalen. Dit is bijvoorbeeld de reden waarom windmolenbladen uit composietmaterialen worden gemaakt. Of waarom het inspectie-interval van composieten vliegtuigen veel groter is dan deze van metalen types.
Helaas hebben composietmaterialen ook enkele nadelen. Eerst en vooral is er hun kostprijs, die tussen de 10 à 100 euro per kilo bedraagt, terwijl dit bij staal maar 1 à 2 euro is (natuurlijk moet u dit prijsverschil relativeren, aangezien met een gepast ontwerp een gewichtsbesparing tot circa 40 % mogelijk is). Daarnaast vereist de toepassing ervan heel wat materiaalproeven (oa. trek- en buigtesten, het bepalen van porositeit, ...) omdat de eigenschappen van composieten pas tijdens het processen worden bepaald. Het processen zelf is afhankelijk van de vezel en het harstype, en veronderstelt ervaring en een goed uitgerust labo om een goede kwaliteit te bereiken. Tenslotte is er ook een andere manier van ontwerp nodig gewoonweg omdat er niet meer met kleine onderdeeltjes, maar met grote stukken wordt gewerkt.
