© 2024 SURF
Thermoplastische composiet (TPC) materialen bieden interessante voordelen als het gaat om duurzaamheid, circulariteit, materiaalprestaties en materiaal-efficiëntie bij productie.
In dit project is toegepast onderzoek verricht naar technische knelpunten die nog in de weg staan voor verdere automatisering van de productie met continu-vezel TPC, met de focus op
• Ontwikkeling kritieke deelprocessen (overmoulden, hechten/verbinden) – Door middel van doorontwikkelen tape-applicatietechnieken, en verbindingen met en voor sandwichpanelen
• Automatiseren van productie (autonome robot en inpassing in productie) – Door middel van ROS zijn universele softwarematige koppelingen tussen deelprocessen ontwikkeld
• Flexibiliseren van productie (configureerbaarheid, modulariteit en detectie) Door middel van flexibele maltechnologie en vision
Dit project heeft voor een groot deel plaats gevonden in het fieldlab Thermoplastische Composieten Nederland (TPC NL), waarin meer dan 100 ondernemingen en kenniscentra (onder andere Saxion, UT) betrokken zijn. Omdat in dit project zowel TPC technologie als automatiseringstechnologie bij elkaar komen, is intensief samengewerkt door de lectoraten Lichtgewicht Construeren en Mechatronica.
Composieten zijn samengestelde materialen: veelal stijve, sterke vezels (bv glas, koolstof of aramide) ingebed in een makkelijk te vormen en beschermende kunststof matrix. Hiermee vormen deze materialen een lichtgewicht alternatief voor conventionele materialen. Recent vinden de sterk in opkomst zijnde continu-vezelversterkte thermoplastische composieten (hierna: TPC) dan ook een groeiende toepassing, vooral in de aerospace- en automotive-industrie.
TPC materialen bieden interessante voordelen als het gaat om duurzaamheid, circulariteit, materiaalprestaties en materiaal-efficientie bij productie, een belangrijke drijfveer voor hun toepassing in bovengenoemde industrieën.
Ook buiten deze industrieën bestaan goede ontwikkelingsmogelijkheden, maar nog altijd worstelt de praktijk met de daadwerkelijke toepassing, vooral rondom de kosten efficiëntie en technische knelpunten (in bijvoorbeeld productie) van deze materialengroep.
Op het gebied van kostenefficiëntie worden sinds enkele jaren door het Lectoraat Lichtgewicht Construeren (LC) in samenwerking met bedrijven en andere kennisinstellingen, met name in de vorm van studentenopdrachten technologieën ontwikkeld en in de praktijk getoetst, waarmee het mogelijk wordt om low-cost TPC materiaal (typisch glasvezel-polypropyleen in de vorm van tapes) door middel van low-cost processen toe te passen [1]. Met het project ‘3DComp - 3D print technologie voor continu-vezelversterking in kunststof producten’ (SIA 2014-01-19M) zijn basistechnieken ontwikkeld (werkend principe) om TPC kosten-efficiënt in producten toe te passen, en zijn verscheidene cases uitgewerkt met TPC verstijving. Dit bleek in de meeste gevallen succesvol te zijn, waarmee een van de belangrijkste knelpunten, kosten-efficiëntie, succesvol lijkt te zijn overwonnen.
Productie met TPC materialen wordt echter nog sterk belemmerd door een mix aan technische knelpunten. Bij het MKB bleek een sterke behoefte aan nader onderzoek te bestaan. De onderzoeksvraag luidt daarom:
Hoe kunnen productietechnieken voor TPC in de praktijkomgeving toegepast worden voor seriematige volume-productie met een lage kostprijs?
Bij de uitwerking van deze onderzoeksvraag richten we ons concreet op onderzoek naar productietechnieken met de focus op:
- Ontwikkeling kritieke deelprocessen (overmoulden, hechten/verbinden)
- Automatiseren van productie (autonomie en inpassing in productie)
- Flexibiliseren van productie (configureerbaarheid, modulariteit en detectie d.m.v. vision)
Dit project vindt voor een groot deel plaats in het fieldlab Thermoplastische Composieten Nederland (TPC NL), waarin meer dan 100 ondernemingen en kenniscentra (onder andere Saxion, UT) betrokken zijn. Omdat in dit project zowel TPC technologie als automatiseringstechnologie bij elkaar komen, wordt intensief samengewerkt door de lectoraten Lichtgewicht Construeren en Mechatronica.