Smart Materials, book of ideas is het resultaat van en unieke samenwerking. Deskundigen en leveranciers van smart materials, designers van drie Twentse ontwerpbureaus en studenten Industrieel Product Ontwerpen van Saxion twee intensieve dagen met veel plezier samengewerkt aan dit “Book of Ideas”. Het project “Smart Materials, Book of Ideas” is een van de deelprojecten van het RAAK project “Materialen in Ontwerp” dat van januari 2007 tot medio 2008 gelopen heeft bij het Saxion Kenniscentrum Design en Technologie. Het doel van dit project is het expliciet onder de aandacht brengen van de mogelijkheden van een nieuwe klasse materialen voor het MKB: de “Smart Materials”. Alles is “smart” tegenwoordig en iedereen heeft het over nieuwe mogelijkheden, maar over wat voor materialen en eigenschappen hebben we het eigenlijk? Het is de bedoeling niet alleen een droge opsomming te geven van de eigenschappen en mogelijkheden van smart materials. De mogelijkheden die deze nieuwe materialen kunnen bieden worden tastbaar gemaakt door allerlei creatieve toepassingen te laten zien in (verbeterde) bestaande producten en geheel nieuwe concepten. Op deze wijze wordt geïllustreerd hoe deze nieuwe materialen kunnen bijdragen aan de functionaliteit van een product. De creatieve toepassingen zijn het resultaat van de brainstorm-tweedaagse met materiaaldeskundigen, designers en studenten ‘Industrieel Product Ontwerpen’ (IPO). Met dit boekwerkje wil het Saxion Kenniscentrum Design en Technologie bereiken dat productontwerpers en met name het MKB geïnteresseerd raakt in de mogelijkheden die smart materials direct of in toekomst kunnen bieden. Er ligt voor de bedrijven een grote kans om met deze nieuwe materialen succesvolle innovatieve producten te ontwikkelen.
MULTIFILE
De markt voor smart materials, een andere naam is dynamische materialen, groeit gestaag. Het Kenniscentrum Design en Technologie van Saxion helpt het midden- en kleinbedrijf met het toepassen van smart materials in producten. Saxion doet dit in het innovatieprogramma „Materialen in Ontwerp?, waarin wordt samengewerkt met de Verenigde Maakindustrie Oost, Industrial Design Centre, ontwerpbureau D 'Andrea en Evers en Syntens. Het innovatie-programma Materialen in Ontwerp staat onder leiding van de Saxion-lectoren Karin van Beurden, lector Product Design, en Ger Brinks, lector Smart Functional Materials en is gericht op het creëren van praktisch toepasbare kennis in door bedrijven aangedragen vragen en onderwerpen. Daartoe organiseert Saxion specifieke workshops en projecten, waarbij het experts, deskundigen en studenten inzet. Het innovatieprogramma wordt mogelijk gemaakt door gelden van RAAK SIA (Regionale Aandacht en Actie voor Kenniscirculatie).
MULTIFILE
Recycling of plastics plays an important role to reach a climate neutral industry. To come to a sustainable circular use of materials, it is important that recycled plastics can be used for comparable (or ugraded) applications as their original use. QuinLyte innovated a material that can reach this goal. SmartAgain® is a material that is obtained by recycling of high-barrier multilayer films and which maintains its properties after mechanical recycling. It opens the door for many applications, of which the production of a scoliosis brace is a typical example from the medical field. Scoliosis is a sideways curvature of the spine and wearing an orthopedic brace is the common non-invasive treatment to reduce the likelihood of spinal fusion surgery later. The traditional way to make such brace is inaccurate, messy, time- and money-consuming. Because of its nearly unlimited design freedom, 3D FDM-printing is regarded as the ultimate sustainable technique for producing such brace. From a materials point of view, SmartAgain® has the good fit with the mechanical property requirements of scoliosis braces. However, its fast crystallization rate often plays against the FDM-printing process, for example can cause poor layer-layer adhesion. Only when this problem is solved, a reliable brace which is strong, tough, and light weight could be printed via FDM-printing. Zuyd University of Applied Science has, in close collaboration with Maastricht University, built thorough knowledge on tuning crystallization kinetics with the temperature development during printing, resulting in printed products with improved layer-layer adhesion. Because of this knowledge and experience on developing materials for 3D printing, QuinLyte contacted Zuyd to develop a strategy for printing a wearable scoliosis brace of SmartAgain®. In the future a range of other tailor-made products can be envisioned. Thus, the project is in line with the GoChem-themes: raw materials from recycling, 3D printing and upcycling.
Printplaten (PCB's) zijn essentieel in elektronische producten. Ze bestaan uit een drager, geleidende kopersporen en een beschermende soldermask-laag. PCB's worden geproduceerd via fotolithografie en etstechnieken, wat kostenefficiënt is voor massaproductie, maar niet voor kleine oplages. Dit vormt een probleem wanneer bedrijven één PCB nodig hebben, bijvoorbeeld in de ontwerp- of prototypefase en bij eenmalige installaties. Bedrijven zoals 100%FAT en Edulogics bestellen dan meerdere PCB's, waarvan ze slechts één gebruiken. PCB-productiebedrijf DeltaProto beaamt dat bijna al hun klanten op deze manier werken. Dit leidt tot verspilling. Bovendien maken bedrijven zich, bij uitbesteding van PCB-productie, zorgen over veiligheid van hun ontwerpen en ecologische voetafdruk van productie en verzending. Digital manufacturing maakt het mogelijk om in-house PCB’s te maken. Dit biedt flexibiliteit en snelheid, maar het ontbreekt aan een methode om een kwalitatief goede soldermask-laag aan te brengen. Deze PCB’s voldoen niet aan industrie-standaarden, waardoor bedrijven deze methode niet gebruiken. Dit project richt zich op de ontwikkeling van een methode voor additive manufacturing, zoals inkjet-printing, van soldermask op PCB's, zodat ze voldoen aan industrie-standaarden. Additive manufacturing wordt digitaal gestuurd dus maakt snelle ontwerpwijzigingen mogelijk en materiaal wordt alleen aangebracht waar nodig. Dit minimaliseert verspilling, verlaagt opstartkosten en maakt in-house productie van prototype-PCB’s geschikt voor professioneel gebruik. Een eenjarig verkennend onderzoek is nodig om technische uitdagingen en eisen voor het aanbrengen van een soldermask-laag te begrijpen en een prototype te ontwikkelen als proof-of-concept. Wanneer deze technologie wordt ontwikkeld, zal in-house PCB-productie bijdragen aan sneller, beter en verantwoord ontwerpen van elektronica. Dit projectvoorstel past binnen het innovatiedomein Smart Industry door de focus op flexibele en duurzame productie van prototype-PCB's. Het draagt bij aan technologieontwikkeling en heeft een duidelijke maatschappelijke impact. Daarnaast sluit het aan bij innovatiedomeinen Mechatronics en Optomechatronics en sleutel technologieën Advanced Materials en Engineering and fabrication technologies, wat de relevantie verder onderstreept.
Currently, many novel innovative materials and manufacturing methods are developed in order to help businesses for improving their performance, developing new products, and also implement more sustainability into their current processes. For this purpose, additive manufacturing (AM) technology has been very successful in the fabrication of complex shape products, that cannot be manufactured by conventional approaches, and also using novel high-performance materials with more sustainable aspects. The application of bioplastics and biopolymers is growing fast in the 3D printing industry. Since they are good alternatives to petrochemical products that have negative impacts on environments, therefore, many research studies have been exploring and developing new biopolymers and 3D printing techniques for the fabrication of fully biobased products. In particular, 3D printing of smart biopolymers has attracted much attention due to the specific functionalities of the fabricated products. They have a unique ability to recover their original shape from a significant plastic deformation when a particular stimulus, like temperature, is applied. Therefore, the application of smart biopolymers in the 3D printing process gives an additional dimension (time) to this technology, called four-dimensional (4D) printing, and it highlights the promise for further development of 4D printing in the design and fabrication of smart structures and products. This performance in combination with specific complex designs, such as sandwich structures, allows the production of for example impact-resistant, stress-absorber panels, lightweight products for sporting goods, automotive, or many other applications. In this study, an experimental approach will be applied to fabricate a suitable biopolymer with a shape memory behavior and also investigate the impact of design and operational parameters on the functionality of 4D printed sandwich structures, especially, stress absorption rate and shape recovery behavior.
