Symposium Composiet in Opmars

Transcriptie

1 Symposium Composiet in Opmars Woensdag 6 november 2013 AFAS stadion Alkmaar Hier wordt geïnvesteerd in uw toekomst Dit project is mede mogelijk gemaakt met steun van het Europese Fonds voor Regionale Ontwikkeling van de Europese Unie

2 Inhoudsopgave Bouw Civiel Voorwoord 1 Composiete gevelelementen 2 Groene gevels met Nabasco 3 CUR richtlijn voor vezelversterkte kunstoffen in civiele en bouwkundige draagconstructies 4 Van jachtbouw tot composiet parkbrug 5 Grote vijzel voor waterbeheersing 6 Brugelement met geïntegreerde LED verlichting Onderzoek Onderwijs 7 Lectoraat Groot Composiet 8 Betrouwbaarheid van composiet 9 Digitaal handboek open innoveren 10 Automatisering van composiet productie Extra Transport Maritiem Industrie 11 Drijvend dak voor opslagtanks 12 Roboticering trimmen halffabricaten 13 Deep Sea toepassingen 14 Modulaire composiet rondvaartboot 15 Testbladen Tocardo turbine met geïntegreerd optische vezels meetsysteem 16 Behuizing en propellor electrische aandrijving 17 Lichtgewicht transport carrier 18 Ontwikkeling biobased monocoque Bioscooter 19 Groot Composiet: kansen voor de TU Delft 20 Afzuigsysteem schoonmaakrobot voor schepen

3 Voorwoord In het eerste decennium van deze eeuw is er een sterk innovatief composiet cluster in Noord-Holland ontwikkeld. Aan deze ontwikkeling heeft een sterke ondernemersvisie ten grondslag gelegen, ontstaan in Medemblik: het herkennen van de mogelijkheden van composiet materialen, het herkennen van kansen en mogelijkheden en die vertalen naar winstgevende producten. De gekozen aanpak omvatte dus meer dan alleen technologie ontwikkeling en vormde, na de eerste ontwikkelingsfase in het project Compacanord en ATO Compose, het project Groot Composiet. Het opbouwen van een succesvol cluster vergt veel tijd en kent diverse stappen. Je moet de tijd nemen om kritisch te durven evalueren voordat je een volgende stap zet. En dat is dit decennium gebeurd. Van een eerste ontwikkeling van een binnenvaartschip in Medemblik, een verbreding in de regio Noord-Holland Noord voor vele toepassingen, naar een keuze voor Groot Composiet. Dat groot hoef je niet letterlijk te nemen, maar het betekent ook groot in de zin van innovatie, vernieuwing. En dat is allemaal gebeurd binnen Groot Composiet. Want Groot Composiet is een succes. Vele ontwikkelingen zijn door bedrijven en onderzoeksinstellingen gestart, het middelbaar en hoger beroepsonderwijs werd intensief betrokken; projecten zijn succesvol afgerond. Daar gaat dit symposium over. Het ontwikkelingsproject is mede mogelijk gemaakt door het Europees Stimuleringsfonds voor Regionale Ontwikkeling (EFRO). Dit fonds verstrekt subsidies aan projecten, die voldoen aan de doelstellingen ervan. De EFRO project financiering gefinancierd door de EU en de Rijksoverheid, wordt aangevuld met co-financiering van de provincie Noord-Holland. Of EFRO uniek is kan ik niet zeggen, maar de constructie en de subsidiemogelijkheden van het fonds maken een sterke betrokkenheid van het midden en kleinbedrijf mogelijk. De mogelijkheden die EFRO biedt aan het MKB om producten e.d. te ontwikkelen en de bijdragen die partners zelf moeten leveren verhouden zich goed. Geen lange time to market ontwikkelingen vanuit de ondernemer, geen technology push, maar de wens en mogelijkheden van de ondernemer als uitgangspunten. Het onderzoek staat in dienst van de ondernemer. Juist hierdoor komt de door onze overheid gewenste kennisvalorisatie goed op gang. De onderzoeksinstellingen, het onderwijs en de ondernemers werken samen aan producten die een grote kans hebben op korte termijn op de markt te komen. U kunt vandaag een keuze maken uit vele presentaties over ontwikkelingen die binnen Groot Composiet hebben plaatsgevonden. Ik hoop, dat u de potentie van composieten als basis voor innovatie en voor een scala van nieuwe producten herkent en dat u de voordelen van samenwerking met andere ondernemers, collega s, maar soms ook concurrenten, kennisinstellingen en onderwijs onderkent. U krijgt een vooruitblik op Groot Composiet II. Zeker de moeite waard om daarbij aan te sluiten. Het pad is niet alleen geëffend, maar het pad is ook al verlicht en voorzien van bewegwijzering. U kunt aanhaken, de ontwikkeling van composiet producten mede bepalen en in de toekomst uw onderneming daarmee sterker maken. Gedurende het afgelopen decennium heeft ATO SBE met veel plezier gewerkt aan de opbouw, coördinatie en realisatie van de visie, die aan de cluster ten grondslag ligt en aan de realisatie van de twee ontwikkelprojecten: ATO Compose en Groot Composiet. Daardoor is het Composiet Cluster ontstaan. Vier jaar geleden zijn we met Groot Composiet gestart, samen met twintig partners. Daarvan zijn er enkelen afgevallen, maar er zijn gedurende de looptijd 17 nieuwe bedrijven bij aangesloten. Zoals een partner ondernemer het verwoordde: De realisatie van Groot Composiet is niet het einde, maar pas het begin. Groot Composiet II komt eraan. Ik wens u een nuttige, leerzame en vooral prettige dag toe. Hans Bais ATO Sustainable Business Engineers Penvoerder van het project Groot Composiet 3

4 1 Composiet gevelelementen In dit project is door samenwerking tussen Polux en 2MV een concept ontwikkeld, waarin grote gevelelementen met een grote verscheidenheid aan verschijningsvormen kunnen worden geproduceerd d.m.v. vacuüm RTM techniek met grondstoffen die voldoen aan alle eisen omschreven in het Nederlands Bouwbesluit. Internationaal wordt composiet al toegepast in de meest uiteenlopende projecten. Vliegtuigbouw, automotive, jachtbouw, ruimtevaart en ook, zij het beperkt, als bouwmateriaal. In Nederland lopen we een paar flinke passen op achter door het ontbreken van toegepaste kennis met betrekking tot het vervaardigen van grote composiet elementen middels RTM vacuüm-productie met grondstoffen die voldoen aan de Europese regelgeving. Verschillende trajecten zijn gevolgd om grootschalige RTM productie voor bouwelementen op poten te zetten, maar die hadden tot dan toe niet geleid tot werkelijke vooruitgang. Het project Stadskantoor Utrecht werd door de architect en de opdrachtgever gezien als een kans om een duurzaam gebouw neer te zetten waarvan de gevel geproduceerd is op een nieuwe ambachtelijke manier. Project Composiete Gevelelementen ISO Polux BV Nijverheidsweg GC Medemblik & 2MV BV Zoutketen EX Enkhuizen Het project bestond uit het op internationale schaal zoeken naar geschikte grondstoffen die moeten voldoen aan alle kwalitatieve en esthetische eisen en die door middel van RTM kunnen worden verwerkt. Daarnaast moest een systeem bedacht worden waarmee de vele verschillende elementen gemaakt kunnen worden met zo min mogelijk mallen en moest een testprotocol worden afgewerkt waarin brandwerendheid, thermische isolatie, geluidsisolatie en veroudering aan specifieke eisen worden getoetst. Het proces Na eerst met internationale leveranciers een overzicht te hebben samengesteld van alle beschikbare grondstoffen die aan de criteria zouden kunnen voldoen, is eerst getest op brandwerendheid en verwerking middels RTM. Tegelijkertijd is er een ontwerpteam aan de slag gegaan om de vorm van het element te bepalen. De zwaarste eis, een rookklassificering van S1 bleek met geen van de beschikbare grondstoffen haalbaar. Ook bleken beschikbare grondstoffen niet aan de eisen met betrekking tot veroudering te kunnen voldoen. Met een aantal partners is direct daarna een ontwikkelingstraject opgestart om de beschikbare grondstoffen te verbeteren zodat aan deze eisen kon worden voldaan. Uiteindelijk bleken twee partijen in staat aan de eisen te voldoen en is gekozen verder te werken met een Europese leverancier. Na selectie op basis van de gesteld criteria is een prototype gemaakt dat inzicht gaf in de maakbaarheid van de elementen op ware grootte. De ontwikkeling van het L-flex mallen systeem en de ontwikkeling van een Nano anti-faulingcoating completeerden het traject. Bereikte doelen L-flex mallensysteem, brandwerend composiet volgens NEN met klasse B-S1-D0 en Proseal Nano coating. Jack Smit 4

5 2 Groene gevels met Nabasco Het project Groene Gevels met Nabasco is gericht op het doen van onderzoek naar de mogelijkheden die thermohardende composieten op basis van groene grondstoffen, Nature Based Composites (NaBasCo), bieden voor de ontwikkeling van bouwprducten voor begroeide gevels. Met dit project zet NPSP een grote stap op weg naar het seriematig gebruik van duurzame composieten in de bouw. Het project bestaat uit het opstellen van een programma van eisen voor begroeide gevels, het doen van benodigd materiaalonderzoek en het realiseren van prototypes. Programma van eisen In het programma van eisen is met name onderzocht aan welke specifieke eisen ten aanzien van constructie sterkte, brandwerendheid, weerstand tegen veroudering en duurzaamheid een modulair concept voor begroeide gevels dient te voldoen. Materiaalonderzoek Het materiaalonderzoek is gericht op het komen tot materiaalsamenstellingen en -verwerkingsmethoden waarmee aan de gestelde eisen kan worden voldaan. Hiervoor zijn vlakke materiaal-samples vervaardigd en beproefd in het labarotrium van NPSP. Een deel van de beproevingen is uitgevoerd door TNO Bouw en Ondergrond. Prototypes Na succesvolle afronding van het materiaalonderzoek zijn er prototypes van een gevelelement vervaardigd. Hiervoor heeft NPSP samen met Copijn een seriematig te produceren, modulair, gevelelement ontworpen. Het gaat hier om een eerste versie ten behoeve van een veldtest. Prototypes worden getest conform de eisen uit het programma van eisen. De prototypes zijn, na succesvol het testprogramma doorlopen te hebben, in een veldtest ingezet. (zie foto) Willem Bottger Project Groene Gevels met Nabasco ISO Met medewerking van: Copijn BV NPSP BV Kûppersweg EA Haarlem 5

6 3 CUR richtlijn voor vezelversterkte kunststoffen in civiele en bouwkundige draagconstructies WMC is één van de kennisinstituten die in en buiten Groot Composiet beschikbaar is voor onderzoek naar mechanisch gedrag van materialen en constructies. WMC heeft veel kennis en ervaring op het gebied van o.a. wind turbine materialen, en deze is zeer relevant voor de nieuwe generaties composietconstructies die we terug zien in civiele, logistieke en bouwkundige toepassingen. In Groot Composiet is WMC betrokken geweest bij verschillende projecten. CUR Richtlijn voor vezelversterkte kunststoffen Knowledge Centre WMC Kluisgat MV Wieringerwerf Met medewerking van: Royal Haskoning DHV, Rotterdam Rhebergen Composites BV SBRCURnet, Rotterdam Regelgeving in de bouw en civiele techniek Bij de introductie van composiet materialen in nieuwe markten is houvast voor de constructeur en de klanten van de constructeur van groot belang. Het beschikbaar zijn van algemeen geaccepteerde validatiemethoden voor berekeningen en materiaal- en constructieeigenschappen is daarbij van groot belang. In opdracht van Rijkswaterstaat en onder leiding van Royal Haskoning DHV en SBKCURnet heeft de VKC94 commissie de afgelopen jaren hard gewerkt aan een revisie van de bestaande CUR96 richtlijn. Hierbij is veel aandacht besteed aan de aansluiting van de richtlijn met het herkenbare Eurocode-format. WMC heeft destijds aan de originele CUR96 richtlijn bijgedragen. In deze editie heeft WMC in het team van auteurs bijgedragen aan de onderdelen Vermoeiing, Bewijsvoering door Testen en Verbindingen. Hierin is onder andere de kennis die voortvloeit uit WMC s lopende en voorgaande onderzoeksprojecten verwerkt. Lichtgewicht construeren in de logistiek In het door Rhebergen geleide project lichtgewicht transport carrier heeft WMC een meet-campagne ontworpen en uitgevoerd voor het registreren en analyseren van (extreme) gebruiksbelastingen. Daarnaast zijn verschillende carrierontwerpen full-scale in het laboratorium van WMC beproefd, om een goed gekalibreerd beeld van de belasting versus respons te verkrijgen. Deze metingen zijn voor de projectpartners beschikbaar als input voor en validatie van het ontwerp van een geoptimaliseerde productdrager. Overig materiaal- en constructieonderzoek Binnen Groot Composiet, maar ook als spin-off van Groot Composiet is WMC betrokken bij het uitvoeren van materiaal- en constructiemetingen voor diverse industrieën. Zo is er tijdens Groot Composiet testwerk gedaan voor Everstrip en Polux. Conclusie Een goed ontwerp begint bij nauwkeurige kennis van het materiaalgedrag en wordt voltooid met een zorgvuldige validatie. Hierbij spelen materiaal- en constructietesten een grote rol. Groot Composiet heeft aan WMC en de projectpartners goede kansen geboden om samen te werken aan optimaal construeren met composieten. Rogier Nijssen 6

7 4 Van jachtbouw tot composiet parkbrug 7 Het project van Jachtbouw tot Composiet bruggen is een uitdaging voor Schaap Composites om tot een meer optimale benutting van kennis en faciliteiten te komen. Bruggen worden momenteel gebouwd in hout, staal en beton. De voordelen van een brug in composiet zijn legio. Met dit project zet Schaap Composites een grote stap op weg naar een serieproduct in een voor het bedrijf nieuwe markt. Dit sluit goed aan bij de in vele jaren vergaarde kennis in de jachtbouw met het vervaardigen van zwaar belaste constructies en hoe deze te verbeteren. Programma van eisen Voor dit doel is er een vormstudie gedaan om te schetsen hoe een composiet brug er uit kan zien. Om binnen deze nieuwe markt een sterke positie te verwerven wordt gezocht naar een efficiënte bouwwijze, een duidelijk hogere kwaliteit en levensduur door gebruik-making van een geconditioneerde uithardingsprocedure. Daarnaast het minimaliseren van de afschrijvingskosten door het ontwikkelen van een variabele her te gebruiken mal. Materiaalonderzoek Er is veel tijd besteed aan het maken van een speciale constructie, een nieuwe verbindingstechniek voor het verbinden van het boven en onderblad. Voor de leuning is gekeken naar een aantal volstrekt nieuwe verbindingstechnieken waarbij krachten optimaal zullen worden opgenomen in het brugblad. De inspiratie en toepassing komt voort uit de nautische sector. De materiaal eigenschappen zijn bij de TU Delft uitgevoerd volgens de CUR 96 norm. Er zijn testpanelen gemaakt, welke een test-programma hebben doorlopen bij TNO. Prototypes De brugdekken zullen bestaan uit koppelbare elementen, waardoor zowel in het productieproces, als ook bij transport en plaatsing belangrijke voordelen te behalen zijn. Er is een aantal brugonderdelen op schaal gemaakt. Conclusie De succesvolle afronding van de vormstudie en de resultaten van het testprogramma zijn besproken met relevante partijen (provincie/gemeenten/aannemers infra) en dit heeft geleid tot een opdracht voor het maken van een brug. Leen Schaap Project Van Jachtbouw tot Composiet bruggen ISO Schaap Composites BV Vaartweg 77, 8243 PD Lelystad In samenwerking met: TNO

8 5 Grote vijzel voor waterbeheersing De projecten Grote composiet buisvijzels en Vijzeltrommelzeven hebben als doel de ontwikkeling van bouwmethodes en technieken om grote vijzels voor vijzeltrommelzeven, vijzelturbines en vijzelgemalen te realiseren. Er zijn nergens ter wereld composiet vijzels gebouwd van deze afmetingen. Project Grote vijzel van composiet ISO FishFlow Innovations BV Dissel NG Medemblik Het project bestaat uit het maken van rekenprogramma s, het bouwen van prototypes en het in de praktijk toepassen van deze nieuwe technieken. Programma van eisen In het programma van eisen is voornamelijk de construc-tieve sterkte onderzocht, evenals de verbindingsmogelijkheden tussen de roestvrijstalen flenzen en de composiet conussen, de verbindingen van de schoepen aan binnen- en buitenbuis en de krachtverdeling ervan. Aandachtspunt is ook de ontwikkeling om efficiënter te kunnen produceren. Rekenprogramma Het rekenprogramma is erop gericht om de torsiekrachten in beeld te brengen, de diktes van het composiet en de as te bepalen maar ook om in iedere situatie de efficiëntie altijd zo hoog mogelijk te krijgen. Prototypes Tot nu toe heeft de grootste door ons geproduceerde vijzel een diameter van 2 meter. Er is nu een aanloop naar de start van het bouwen van vijzels tot 4,5 meter diameter genomen. Tevens is er in opdracht begonnen met de ontwikkeling van vijzels met een lengte van 42 meter en een diamater van 3 meter om een hoogteverschil van 18 meter te overwinnen en zo enorm veel energie te besparen ten opzichte van conventionele vijzels. Van de vijzeltrommelzeef zijn twee relatief kleine prototypes gemaakt, een eerste van 50 cm diameter en een tweede van 1,6 meter diameter. Dit om de schaalvergroting te kunnen berekenen en om toekomstige klanten te kunnen laten zien hoe het werkt. Conclusie We zien dat er steeds meer aanvragen komen voor deze composiet vijzels waarvan de carbon footprint laag is en de rendementen hoog zijn. We verwachten daarom ook dat binnen afzienbare tijd vooral in het buitenland zowel de afzet van de buisvijzels, alsook van de vijzeltrommelzeven flink toe zal nemen. Gerard Manshanden 8

9 6 Brugelement met geïntegreerde LED verlichting 9 Utec Composites heeft zich toegelegd op het toepassen van een gelcoat spuitrobot om daarmee een zodanige egale gelcoat laag aan te brengen op composiet dat dit geschikt wordt voor translucente elementen. In deze elementen is LED-verlichting geïntegreerd die aan gaat als het donker wordt. Overdag ziet u dan het bekende glanzende composiet, maar bij avond/nacht ziet u een gedempt licht gevend element in de kleur die de ontwerper kiest. Met deze toepassing is in commercieel opzicht een nieuwe dimensie toegevoegd aan composiet als product. De esthetische kwaliteiten van composiet komen hiermee nog meer tot uitdrukking dan dat al het geval was. Het heeft daarmee de aandacht getrokken van een aantal respectabele ingenieursbureaus in de civiele sector en architecten in de utiliteitsbouw. Het project heeft ongeveer anderhalf jaar geduurd. Startend met een inventarisatie van de randvoorwaarden waar het translucente composiet aan moet voldoen om tot het gewenste kwaliteitsniveau te komen en uitmondend in de productie van een concreet product dat op een aantal prominente zichtlocaties is geplaatst langs één van de drukst bereden stukken snelweg van ons land. Het ging hierbij om meer dan 300 elementen met een oppervlakte van circa 15 m² per stuk. Programma van eisen In het programma van eisen is vooral onderzocht op welke wijze een hoge en constante product kwaliteit kan worden geborgd. Hierbij waren zowel de toe te passen materialen kritisch, als de wijze waarop deze werden verwerkt in het product. Er kon niet alleen worden gevaren op de beschikbare kennis en know how voor wat betreft vacuüm injectietechniek, maar er moest ook worden onderzocht hoe met de robot gelcoat spuittechniek de samenstelling van het composiet zodanig constant te houden dat dit in de translucente toepassing niet meer kon leiden tot zichtbare verschillen. Technisch onderzoek Een uitgebreide serie combinaties van gelcoat, harsen en glasmatten is onderzocht op hun translucente eigenschappen. Hierbij is zowel gekeken naar de esthetische kwaliteiten bij daglicht als in het donker, wanneer de LED-verlichting wordt ontstoken. Tevens is onderzocht hoe te komen tot een constante samenstelling van het composiet en een gelijkmatige dikte van de gelcoat laag teneinde een constant lichtbeeld te verkrijgen. Hierbij moest intern het productieproces worden geoptimaliseerd en daarnaast moesten er scherpe afspraken worden gemaakt met leveranciers en gecontroleerd, teneinde een constante en hoge kwaliteit van de grondstoffen te borgen. Prototype Nadat keuze van materialen, toepassing van de gelcoat spuitrobot en de optimalisatie van het productieproces hadden plaats gevonden, is een eerste serie geproduceerd ten behoeve van een klant die interesse heeft getoond om ze te plaatsen op de hiervoor genoemde zichtlocaties. Na goedkeuring is een serie elementen geproduceerd en toegepast. Translucent composiet heeft zich op deze manier in de praktijk bewezen. Mark van Loon Project Translucent randelement met LED verlichting ISO Utec Composites BV Kitmanstraat PL Alkmaar utec-composites.nl Met medewerking van: Royal Haskoning DHV Lighttronics BV, FiberCore BV

10 7 Lectoraat Groot Composiet Het lectoraat Groot Composiet is gericht op het aanmoedigen van studenten en bedrijven om kennis en ervaring met composieten aan te wenden voor duurzaam construeren, en deze doorlopend te ontwikkelen en vernieuwen. Speerpunten bij elk lectoraat in het hbo zijn o.a. onderwijs, praktijkgericht onderzoek en verbinding met het praktijkveld. Per 1 april 2011 is het gelukt om vanuit Groot Composiet in samenwerking met Inholland invulling te geven aan het lectoraat Composiet in de persoon van Rogier Nijssen. Project Lector Groot Composiet Dr. Ir. Rogier Nijssen bij Hogeschool Inholland, domein Techniek, Ontwerpen en Informatica In samenwerking met: Composietenlab Inholland Delft, Platform composieten in het hbo Organisatie Het lectoraat is niet gebonden aan één opleiding van Hogeschool Inholland, maar opereert binnen het gehele domein Techniek, Ontwerpen en Informatica. Het bestaat uit Rogier Nijssen en een kenniskring van docenten en studenten. In dit vakgebied heeft Inholland met dit lectoraat de primeur, en mede dankzij het composietenlaboratorium van Inholland Delft staat het thema goed op de kaart in hbo-land. Onderwijs Het lectoraat ontwikkelt lesmateriaal op het gebied van composieten, dat toegankelijk is voor hbo-studenten. Integraal ontwerpen met composieten wordt behandeld in nieuwe en bestaande colleges, weblectures, en een lesboek. Onderzoek Het onderzoekspotentieel van onze studenten wordt aan marktvragen gekoppeld middels praktijkgericht onderzoek voor bedrijven in het bestaande projectonderwijs en in afstudeeronderzoeken. Verbinding met het praktijkveld Naast excursies, gastcolleges van bedrijven binnen en buiten Groot Composiet en de onderwijsactiviteiten met bedrijven in afstudeer- en projectonderzoek, wordt de verbinding met het praktijkveld ook gezocht door betrokkenheid bij bijvoorbeeld, het reviseren van de CURrichtlijn. Tevens stimuleert het lectoraat actief deelname van alle techniek studenten aan (deels extracurriculaire) multidisciplinaire competities, zoals bijvoorbeeld de Aeolus windrace. Rogier Nijssen 10

11 8 Betrouwbaarheid van composiet Het project Betrouwbaarheid van composieten maakt de reststerkte van composiet constructies na een botsing voorspelbaar. Er is veel kennis beschikbaar over de sterkte van composieten in de richting van de vezels. Op deze goede eigenschappen wordt een constructie ontworpen. Bij botsingen faalt de constructie vaak tussen de vezellagen en in het schuim van een sandwich. Er zijn geen praktische, bruikbare methoden om de sterkte op impact of botsing te voorspellen. TNO ontwikkelt in dit project een manier om deze sterke wel te kunnen berekenen. De methode wordt onderbouwd met impacttesten op dikke sandwich panelen die gebruikt worden voor brugdekken en dunnere sandwich panelen. In het project wordt een op de Eindige Elementen Methode (EEM) gebaseerde techniek ontwikkeld om met grote elementen het faalgedrag van panelen te voorspellen. Gewoonlijk kan dit uitsluitend met zeer gedetailleerde modellen met veel kleine elementen, waardoor de rekentijden in de weken loopt. Met de nieuwe techniek wordt de rekentijd sterk verkort waardoor het haalbaar wordt een grote constructie te berekenen in een ingenieurs-omgeving. De voorspelling wordt vergeleken met de resultaten van impacttesten op panelen. Impact-testen Door de projectpartners zijn verschillende soorten panelen aangeleverd. Het betreft glasvezel versterkte sandwichpanelen met verstijvers en panelen met schuim. De panelen zijn gemaakt met de vacuüm-injectie-technologie met twee soorten hars. Eén serie van panelen heeft een stijfheid en opbouw die gebruikt wordt bij brugdekken. De tweede serie panelen is minder zwaar. De impact-testen laten de verschillen tussen de panelen zien. De impact-testen tonen ook aan dat de brugdekpanelen een grote impact-belasting kunnen weerstaan zonder extreme schade te ontwikkelen. Materiaal testen Door projectpartner Damen zijn, met medewerking van TNO, de basis materiaal-eigenschappen van de gebruikte materialen bepaald. Voorspellen van de sterkte Er is een EEM-techniek ontwikkelt die aanzielijk sneller dan voorheen de impactsterkte van schuim sandwichpanelen berekent. De modellen worden gekalibreerd met de gemeten materiaaleigenschappen en de gemeten beschadiging van de panelen. In de afrondingsfase van het project worden een groot aantal EEM simulaties uitgevoerd waarbij de paneeleigenschappen gevarieerd worden. De resultaten hiervan worden verwerkt tot grafieken waarin kwalitatief het effect van paneeleigenschappen op de impact-sterkte wordt aangegeven. Gerard van der Weijde Ingrid Schipperen Project Betrouwbaarheid van composiet onder dynamische uit-het-vlak belasting TNO Van Mourik Broekmanweg XE Delft Met medewerking van: FiberCore Europe Schaap Ship Care Damen Shipyard M. Everts Solico 11

12 9 Digitaal handboek open innoveren Samenwerken met concurrenten. Dat lijkt tegenstrijdig, maar Groot Composiet heeft laten zien dat open kennisdeling in innovatieve projecten wel degelijk mogelijk is en zijn vruchten afwerpt. Project Digitaal handboek Open Innoveren Duneworks BV Glasgebouw SWA Torenallee 45 (room 4.016) 5617 BA Eindhoven Met medewerking van: Inholland Alkmaar Gedurende de looptijd van het project is deze open innovatie - alliantie door ons bestudeerd en hebben we de deelnemers uitgebreid bevraagd. Ons doel is om onze bevindingen met het bedrijfsleven, onderwijs en projectmanagement, waarbinnen functionarissen elk vanuit hun eigen gezichtspunt geïnteresseerd zijn in open innovatie, te delen. De kennis en ervaring opgedaan in het project Groot Composiet, kunnen zo in meerdere branches bijdragen aan de vorming van een weloverwogen innovatie-strategie. Opbouw van het handboek Het handboek is opgebouwd rond elf thema s die in onze gesprekken met de deelnemers aan - en procesbegeleiders van het project steeds terugkomen, zie menu links. Het is een digitaal document waarin betrokkenen geïnterviewd, gefilmd en geciteerd worden. De lezer kan op deze manier kennismaken met de verschillende ondernemers en hun visies en ervaringen binnen de alliantie. Daarnaast wordt op de thema s gereflecteerd vanuit de onderzoeksliteratuur over deze onderwerpen. Tijdens dit symposium zullen wij iets vertellen over onze werkwijze en bevindingen. Ook zullen we het resultaat van ons onderzoek presenteren, waarin de volgende vijf lessen centraal staan: 1. Vertrouwen. Vertrouwen is essentieel bij een samenwerking tussen concurrerende bedrijven. Door het beter leren kennen van andere partijen durven ondernemers hun kennis te delen. Bovendien komen de verschillen bloot te liggen, die kunnen dienen als basis voor samenwerking. 2. Open innovatie kost tijd. Preconcurrentiële samenwerking is een vereiste om over te gaan op onderwerpen die dichter bij de core business liggen. 3. Kennisinstellingen als lijmmiddel. De onafhankelijke positieve van kennisinstellingen geeft bedrijven het vertrouwen dat hun informatie in goede handen is. Door hun intermediairs-functie kunnen kennisinstellingen bedrijven koppelen die in eerste instantie huiverig waren om kennis te delen. 4. Fysiek samenkomen. De aanwezigheid van andere partijen en het voeren van een direct gesprek toont ondernemers dat er daadwerkelijk samen gewerkt kan worden aan innovatie. Bovendien haalt een fysieke bijeenkomst de ondernemer uit de waan van de dag. 5. Continue procesbegeleiding. Er is veel tijd gestoken in het in kaart brengen van de wensen van de ondernemers, in het matchen van aanbod en behoeften en in het begeleiden van innovatieprocessen. Deze continue interactie is een belangrijke drijfveer geweest in het nader tot elkaar komen van ondernemers. Ruth Mourik Colette van der Ree 12

13 10 Automatisering van composiet productie De basisgedachte achter het project Automatisering van Composiet Productie is de overtuiging dat de automatisering van de productie van composiet producten leidt tot kostenverlaging, verbeterde arbeidsomstandigheden en kwaliteitsverbetering. Dit zal ervoor zorgen dat de voordelen die composieten kunnen bieden beter tot hun recht komen en zal een bredere toepassing mogelijk maken. Opzet van het project Automatisering van composiet productie vraagt om een integrale benadering waarbij functionaliteit van het product, eigenschappen van het materiaal, vormgeving en productieproces afgewogen moeten worden. Daarnaast is onderzoek naar toepassing van nieuwe processen die nieuwe stappen in automatisering mogelijk maken van belang. Dit laatste was het doel van het deel-project Fibre placement. De integraliteit vormt de kern van het deel-project Mandrel concept voor groot-formaat druktanks. Fibre placement Een veel-belovende techniek, al toegepast in high-end producten voor de lucht- en ruimtevaart, biedt mogelijkheden voor het geautomatiseerd maken van composiet producten met een grote vormvrijheid. De ontwikkeling van een fibre placement kop voor onderzoek te plaatsen op een robot maakt het testen en onderzoeken van nieuwe materialen en vormgevingstechnieken goedkoper en laagdrempeliger. De complete installatie is operationeel bij de TU Delft. Mandrel concept voor grootformaat druktanks Om optimaal gebruik te maken van de eigenschappen van composieten en het vezelwikkelen als productietechnologie voor drukvaten, dient het product uit één deel gemaakt te worden. Bij kleine drukvaten is hiervoor de toepassing van een binnenliner als mal mogelijk. Voor groot formaat tanks is een mandrel concept ontwikkeld dat het uit een deel wikkelen ook mogelijk maakt voor tanks met een inhoud tot boven 25 m3. Dit leidt tot tanks met betere mechanische eigenschappen, met minder materiaal die efficiënter geproduceerd kunnen worden. Casper Willems Project Gerobotiseerde industrialisatie van de composiet productie CPT BV In samenwerking met: TU Delft Inholland Delft 13

14 11 Drijvend dak voor olieopslagtanks Solico en Holland Composites verrichten onderzoek naar de technische en commerciële haalbaarheid van drijvende composiet daken voor olieopslagtanks. Alhoewel composiet op papier gunstige eigenschappen heeft voor deze producten, blijft men vasthouden aan traditionele materialen. Solico en Holland Composites onderzoeken waarom en hoe composiet wel een rol van betekenis kan spelen. Stalen drijvend dak Innovatievoucher Drijvend composiet dak voor olieopslagtanks Solico BV Everdenberg 5a 4902 TT Oosterhout & Holland Composites BV De Serpeling PZ Lelystad Het project bestaat uit het opstellen van een programma van eisen, het verrichten van een haalbaarheidsstudie, het maken van een conceptontwerp waarbij enkele kritische zaken als brandwerendheid en chemische resistentie worden getoetst en het maken van een mock-up. Materiaalonderzoek Er is een aantal zaken te combineren waaronder voorname onderwerpen als structurele sterkte, brandwerendheid, chemische resistentie, beperking van ontsnapping van volatiele gassen en elektrische geleiding. We zullen de materialen minimaal op deze facetten moeten toetsen. Mock-up Deze fase is nog niet aangebroken. Voorlopige conclusie: Raffinaderijen en olieterminals staan onder streng regionaal toezicht, en moeten terecht aan strenge regelgeving voldoen. Ook de tanks en drijvende daken zijn onderhavig aan dito strenge regelgeving. Regelgeving laat grootschalig gebruik van composiet nu nog niet toe, metalen zijn beproefd en bekend. Ons onderzoek zal moeten uitwijzen wat mogelijk is. Hans Muller 14

15 12 Roboticering trimmen halffabricaten Het project kwam op gang door de wens om kleinere, soms complexe, delen seriematig concurrerend te maken. Voor deze producten is meestal weinig materiaal benodigd; het grootste kostendeel bestaat uit uren die gebruikt worden voor de productie en afwerking. Concurrerende leveranciers leveren meestal vanuit landen waar de lonen lager liggen. Voor het produceren wordt reeds onderzoek gedaan naar het vacuüm injecteren, de eerste resultaten hiervan zijn veel belovend. Het project Robotisering trimmen van halffabricaten heeft als doel te onderzoeken of het mogelijk is om concurrerend producten hoogwaardig af te kunnen werken door gebruik te maken van een robot. Eisen binnen project - Constant afwerkniveau - Snelheid van afwerken - Beperkte omstel tijden - Minimaliseren van schade - Hoge mate van afwerk complexiteit - Nauwkeurigheid van positionering Vooronderzoek - Keuze van robot en spindel uitvoering (nauwkeurigheid en afwerkmogelijkheden) - Ontwerp robot cabine - Ontwerp wisselsysteem - Ontwikkelen van een opspan systeem - Logistieke stromen Uitvoering Na diverse contact momenten met Rolan Robotics is er gekozen voor een Fanuc robot uitgerust met een freesspindel van Jager en is er een ontwerp gemaakt voor een afwerkopstelling met twee cabines, waarvan zich in een cabine een draaiplateau bevindt uitgerust met kranen om producten krasvrij te laden en lossen. Na contacten met diverse leveranciers is er een aantal tests uitgevoerd om een zo ideaal mogelijke manier van inspannen te ontwikkelen. Na het ontwerp heeft onze leverancier de inspangereedschappen voor de eerste drie producten aangeleverd. Tijdens dit proces heeft Rolan de installatie van de robot gerealiseerd. Ongeveer een week later werden de eerste producten met behulp van de robot afgewerkt. Stefan Rood Innovatievoucher Roboticering trimmen halffabricaten Theuws Polyester BV Schelphorst SL Wieringerwerf & Rolan Robotics BV De Corantijn AP Zwaag 15

16 16 13 Deep Sea toepassingen Het project Deep sea is gericht op het doen van onderzoek naar de mogelijkheden die composieten bieden toegepast op de zeebodem. Met dit project zullen Solico en 2MV hun kennis vergroten op het gebied van engineering, product en de markt van deep sea toepassingen. Het project bestaat uit een inventarisatie van de marktvraag, kennisontwikkeling ten aanzien van engineering en productietechnieken en het vervaardigen van een demonstrator. Inventarisatie Zowel de civiele, als militaire marktvraag is geïnventariseerd. Binnen beide marktsegmenten zijn in overleg met potentiële afnemers productvoorstellen gemaakt. Voor de militaire markt is gefocussed op de ontwikkeling van composiet delen voor onderzeeboten. Voor de civiele sector is gekeken naar afdekkappen voor olieleidingen die op de zeebodem worden geplaatst. Op basis daarvan is er een programma van eisen opgesteld. Deze eisen zijn de basis geweest voor verdere ontwikkeling. Kennisontwikkeling Engineering en productie technieken zijn verder ontwikkeld om de specifieke eisen te halen. Ter verificatie zijn er diverse testsamples door Inholland op extreem hoge waterdrukken getest. Demonstrator Naast de diverse samples van verschillende materiaal-samenstellingen is er als demonstrator een gedeelte stroomlijnbeplating van een onderzeeboot gebouwd waarin voor een militaire toepassing waarbij oplossingen voor alle mogelijke show stoppers zijn verwerkt. Dit om de markt ervan te overtuigen dat het ontwerp succesvol is. Hans Muller Martijn Verwoerd Project Deep Sea toepassingen Solico BV Everdenberg 5a 4902 TT Oosterhout & 2MV BV Zoutketen EX Enkhuizen

17 14 Modulaire composiet rondvaartboot MOCS voert in samenwerking met partner Schaap Composites het project de Modulaire Composiet Rondvaartboot uit. MOCS heeft een verbindingstechniek ontwikkeld voor composiet elementen in een twee-staps uithardingsproces. Hiermee is het mogelijk om grote composiet constructies te bouwen uit kleinere elementen en toch een verbinding te maken zonder gebruikt te maken van bouten of lijm. Met deze techniek wordt het een primaire, sterke, verbinding zonder toevoegen van materiaal of bewerkingen! Innovatievoucher Modulaire Composiet Rondvaartboot In dit onderzoek wordt de verbinding op sterkte getest in representatieve laminaten. De testen worden uitgevoerd bij de TU Delft. Ook worden in een enkele mal twee scheepssecties gemaakt. Deze worden op locatie verbonden om de praktische uitvoerbaarheid van de verbindingstechniek te testen. Doel van het project Het doel van het project is om het concept van modulaire schepen te testen, welke een kans kan bieden voor het bedrijf Schaap Comopsites als moderne scheepswerf. In het algemeen worden de mogelijkheden duidelijk van de B-stage Joining Technology en op welke manier het kan bijdragen aan een modernisering van de productie en ontwerp van composiet constructies voor industriële applicaties. Achtergrond Samen met Schaap Composites richt MOCS zich binnen dit onderzoek op de modulariteit van composiet scheepsrompen. Hierbij is een rondvaartboot als voorbeeld genomen. Zou het niet mooi zijn om verschillende rompen te bouwen met dezelfde set mallen? Wouter Riedijk Leen Schaap MOCS BV Molengraaffsingel JD Delft & Schaap Composites BV Vaartweg PD Lelystad 17

18 18 15 Testbladen Tocardo turbine met geïntegreerd optische vezels meetsysteem Het project Testbladen Tocardo turbine met geïntegreerd optische vezels meetsysteem is gericht op het vervaardigen en calibreren van testbladen voor Tocardo vrije stroming getijdenturbines (waterturbines), met daarin geïntegreerd optische vezels waarmee de vervorming van het blad gemeten kan worden. Met behulp van deze testbladen zal Tocardo de echt optredende belastingen op een turbine kunnen achterhalen. Dit project biedt Tocardo daarmee de waardevolle mogelijkheid haar ontwerpbelastingen van de turbine te toetsen en te optimaliseren, wat weer ten goede zal komen van de efficiëncy van het ontwerp van de turbine en daarmee ook hun commercieel succes. Het project bestaat uit het bepalen van het ontwerp van de testbladen met optische vezels en bijbehorende meetapparatuur, het bouwen van de twee testbladen voor een turbine met geïntegreerde optische vezels en het calibreren van de testbladen door middel van mechanische testen en correlatie met FEM modellen. Uitvoering van het project De testbladen worden gemaakt en geleverd door Airborne Composites (nu onder de nieuwe vlag Airborne Marine), inclusief levering van de meetapparatuur. De bladen worden bij kenniscentrum WMC met ondersteuning van Airborne voor calibratie mechanisch getest, waarna Airborne nog een FEM correlatie uit zal voeren. Het project zal in november van dit jaar worden afgerond. Productiemethode Voor de productie van de bladen wordt een single-shot VA-RTM proces gebruikt. Hier is voor gekozen vanwege de gewenste hoge mate van robuustheid van de bladen. De belasting van de bladen is ten aanzien van het relatief kleine bladoppervlak zeer groot door de hoge dichtheid van water. De bladen zijn daardoor ook zeer dikwandig. Het integreren van optische meet vezels in dikwandige composieten is daarbij relatief nieuw en innovatief. Toepassing Tocardo zal de twee testbladen toepassen op een turbine die geplaatst zal worden op een tidal test site in Nederland of in het buitenland. De optische vezel meetapparatuur wordt daarbij in een waterdichte casing op de kop van de turbine bevestigd en zal daarbij telkens voor een bepaalde tijd gegevens verzamelen. Toepassing van de testbladen om meetgegevens te verkrijgen van turbine belastingen vormt een belangrijk onderdeel van het succesvol maken van het ontwikkelingspad van de Tocardo getijdenturbines. Guido Massaro Innovatievoucher Testbladen Tocardo turbine Tocardo International BV Sluiskolkkade GP Den Oever & Airborne Marine BV Laan van Ypenburg GB Den Haag airborne-marine.com & WMC

19 16 Behuizing en propellor electrische aandrijving De zogenaamde ringmotor behelst een nieuw type elektrische aandrijving voor plezierjachten. Deze aandrijving wordt momenteel met de hand vervaardigd. Doel van het project is het ontwikkelen en produceren van prototypes als voorbereiding op de industrialisering van de productie. De Ringmotor is een lichte en compacte elektrische aandrijving voor boten, die geschikt is voor nieuwe, unieke toepassingen: Bij zeilboten vervangt de ophaalbare en onzichtbaar onder de vloer ingebouwde motor een ontsierende buitenboordmotor of ruimtevretende binnenboordmotor. Onder zeil heeft de motor geen weerstand en verbetert de zeilprestatie Bij snel varende motorboten voegt hij, eveneens ophaalbaar, een nieuwe (stille!) dimensie toe aan de boot Vervolgens wordt de motor doorontwikkeld tot ophaalbare boeg- en hekschroef voor grotere jachten én tot lichtgewicht buitenboord-motor voor kleine boten Door de unieke vorm met asloze schroef heeft hij weinig last van wier en rommel in het water, een veel voorkomend probleem. Programma van eisen De huidige behuizing is gemaakt van een kunstof welke onvoldoende getest en onderzocht is. Bij een keuze van een nieuw materiaal dient duidelijk te zijn wat de invloed van UV straling is, of er wateropname is, effect van temperatuurswisselingen, levensduur, millieubelasting, productiemethoden en -kosten. Daarnaast is de samenbouw van de motor van belang, in die zin dat hij goed te servicen is. Bijvoorbeeld als er een (deel van) de schroef afbreekt tijdens het gebruik. De schroef vormt op dit moment één geheel met het magneetpakket, een duur onderdeel. Een breuk en dus vervanging betekent meteen een dure operatie. Daarnaast is dit onderdeel niet gemakkelijk te demonteren door de eindgebruiker. Hiervoor zal dus altijd een serviceverlenend bedrijf, bijvoorbeeld een dealer van de motor, nodig zijn. Dit werkt ook kosten verhogend. Bovenstaande geldt tevens voor de lagers. Ook deze zijn momenteel niet te verwisselen. Een modulaire opbouw, waarbij de diverse onderdelen eenvoudig uit te wisselen zijn, vergroot het toepassingsbereik. Tot slot moet er gekeken worden naar de productiekosten in samenhang met een zo efficiënt mogelijke vormgeving in relatie tot de assemblage van de onderdelen. Projectpartners De ontwikkeling van het elektronische gedeelte, geen onderdeel van dit project maar wel daarmee samenhangend, wordt gedaan door Creusen Technology Group in Roermond. Daar waar behuizing en elektronica elkaar beïnvoeden worden zij betrokken bij het project. Marcel Schaap Innovatievoucher Behuizing en propellor voor electrische ringmotor De Stille Boot BV It Butlan Dv Heeg & Futura Composites BV Marconistraat RG Heerhugowaard 19

20 17 Lichtgewicht transport carrier Het project Lichtgewicht Transport Carrier is gericht op het ontwikkelen, bouwen en functioneel/statisch testen van een transport carrier. Voor de constructiebouw van de carrier zijn uitsluitend composiet materialen toegepast. Met dit project zet Rhebergen Composites BV, specialist in composiet toepassingen in de mega jachtbouw, een grote stap op weg naar een serieproduct voor transporttoepassingen. Rhebergen Composites BV is ten aanzien van de uitvoering en onderbouwing van de functionele en statische tests een samenwerkingsverband aangegaan met WMC te Wieringerwerf. Project Lichtgewicht transport carrier Rhebergen Composites BV MS van Riemsdijkweg RC Amsterdam & WMC Kluisgat MV Wieringerwerf Het project bestaat uit: Het vaststellen van functionele eisen Testen op bestaande stalen varianten Engineering van een composiet uitvoering Bouwen van eerste test model Testen van eerste test model Functionele eisen Voor het vaststellen van de functionele eisen is onderzocht aan welke specifieke eisen de carrier dient te voldoen. Focus is gelegd op de constructieve sterkte van de carrier tijdens transport, handling en opslag Testen Door het toepassen van praktische tests is onderzocht welke krachten de carrier te verwerken krijgt. Tevens kon bepaald worden welke levensduur verwacht mag worden. Deze resultaten vormen de basis voor verdere engineering van de composiet versie. Testmodel Op basis van de functionele eisen en resultaten vanuit de tests, is een carrier van composiet ontworpen inclusief de daarbij horende engineering. Na de ontwerp- en engineeringfase is een composiet testmodel gerealiseerd. Dit testmodel is inmiddels functioneel en statisch getest. De resultaten zijn conform de verwachtingen. Op basis van deze resultaten zal de engineering worden geoptimaliseerd. Dit zal leiden tot de bouw van meerdere testmodellen. Deze modellen worden functioneel getest door de transporteur in dagelijkse omstandigheden (transport, handling en opslag). Uiteindelijk zullen deze resultaten gaan leiden tot kleine aanpassingen, die van toepassing zijn op het dagelijks gebruik van de carrier. Hierna is het concept gereed om voorbereidingen en implementatie te realiseren voor seriematige productie van de carrier. Conclusie Rhebergen Composites BV heeft met dit project laten zien dat het vervangen van een stalen transport carrier door een composiet variant mogelijk is. Door een aanzienlijke gewichtsbesparing kan additionele vracht getransporteerd worden en kunnen de trucks effectiever worden ingezet. Hierbij zal de uiteindelijke kostenbatenanalyse positief uitvallen voor de transportonderneming. Thomas Thon 20

21 18 Ontwikkeling biobased monocoque Bioscooter NPSP Composieten heeft in samenwerking met een consortium onder leiding van Van.Eko een elektrische scooter ontwikkeld die een volledig dragende constructie van bio-composiet heeft. Deze zogenaamde monocoque is gemaakt van Nederlands vlas en natuurlijke harsen. Dit materiaal is duurzaam, extreem sterk en lichtgewicht. Het is voor het eerst dat een vervoersmiddel, gemaakt van deze veelbelovende en hoogwaardige duurzame materialen, op de markt komt. Men is scooters gewend met een metalen frame bestaande uit meer dan honderd onderdelen inclusief veertien kunststof kappen. Bij de Be.e worden deze op een groene manier vervangen door één body. Het door Groot Composiet ondersteunde vervolgproject Ontwikkeling Biobased monocoque Bioscooter is gericht op het vervaardigen van een vijf tal prototypes, het afbouwen en rijklaar maken en het onderzoeken van de mogelijkheden van RDW keuring. Innovatievoucher Ontwikkeling biobased monocoque Bioscooter Binnen het Innovatievoucher-project van Groot Composiet worden voor vijf prototypes aanvullende producten ontwikkeld. Daarnaast zijn de prototypes in verschillende kleuren gespoten, afgebouwd, getest en onderzocht om goedkeuring te verkrijgen door RDW. Innovatie Het concept is zeer innovatief. Op basis van natuurvezels zal een dragende constructie worden gedemonstreerd. Zo zal s werelds meest milieuvriendelijke scooter ontstaan. Het product zal gebruikt kunnen worden om de mechanische eigenschappen van biocomposieten aan te tonen. Markt Bij succesvolle ontwikkeling zal een belangrijke stap gezet kunnen worden in het seriematig produceren van biobased composieten (meerdere honderden producten per jaar). Een aantal investeerders zijn geïnteresseerd om in te stappen en de gemeente Amsterdam is mogelijk genegen als launching customer op te treden. Willem Böttger Vaniek Colenbrander Van.Eko BV Bestevaerstraat TK Amsterdam vaneko.com & NPSP Composieten BV Küppersweg EA Haarlem 21

22 19 Groot Composiet: kansen voor de TU Delft Dankzij de organisatorische en financiële bijdrage van Groot Composiet heeft de TU Delft een aantal baanbrekende onderzoeksthema s kunnen opstarten. Tegelijkertijd, heeft de TU Delft ook de kans gekregen om intensief samen te werken met het Noord-Hollandse bedrijfsleven op het gebied van robotica, materialen, berekeningsmethodieken en nieuwe productieprocessen. De kernthema s zijn hieronder beschreven. Project Kennis partner diverse projecten Technische Universiteit Delft Faculteit de Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek Kluyverweg HS Delft Composiet drukvaten Ontwerp en optimalisatie van grootschalige drukvaten voor de transportsector. De TU Delft heeft, in samenwerking met CPT, een aantal interessante voorstudies gedaan op het ontwerpen van grote tanks. Parallel daaraan, is de TU Delft een actieve partner in een Europees project over multi-bubble cryogene drukvaten voor vloeibare zuurstof en waterstof ten behoeve van de voortstuwing van hypersone vliegtuigen. De software tools die mede-ontwikkeld zijn dankzij Groot Composiet spelen hierin een centrale rol. Fibre placement/tape laying De robot opstelling van ATO/CPT die momenteel gestationeerd is in Delft, vormt de basis voor vernieuwend onderzoek op het gebied van het geautomatiseerd leggen van vezelbundels of tapes. Uit een uitgebreid literatuur onderzoek en de praktijk blijkt dat met name de restspanningen een bepalende rol spelen voor de kwaliteit van het eindproduct (vezel/tape belegsel). De TU Delft voert nu theoretisch- en zal ook praktisch onderzoek uitvoeren op laminaten die belegd zullen worden door de robot opstelling. Dit onderzoek zal niet alleen resulteren in een dissertatie maar zal ook leiden tot praktijkregels voor defect-vrije laminaten. Optimalisatie van wikkel-processen De vereiste tijd om een bepaald product te wikkelen kan drastisch worden geminimaliseerd indien de wikkelmachine voldoende vrijheidsgraden heeft om alle bewegingen te optimaliseren binnen het kader van de toegestane snelheden, acceleraties en werkruimte (geen botsingen). Op basis van Dynamic Programming algoritmes, is de TU Delft bezig om optimalisatie strategieën te ontwikkelen. De CPT robot vormt een uitstekend platform voor de evaluatie van deze strategieën. T-joints en lijmverbindingen Niet alleen vliegtuigen, maar ook gevels en maritieme constructies hebben te maken met uit-vlakverstijvingen. Deze constructies zitten dan ook vol met verbindingen (soms in de vorm van verlijming) en zogenaamde T-joints. De kwantificatie van hun deformatie- en bezwijkgedrag is van cruciale betekenis. Dankzij Groot Composiet, heeft de TU Delft een uitvoerig onderzoek naar deze verbindingen kunnen afronden. Geavanceerde FEM modellen en praktijkgerichte schattingen zijn hier het resultaat van. Dr. ir. ing. Sotiris Koussios 22

23 20 Afzuigsysteem schoonmaakrobot voor schepen Fleet Cleaner is bezig met de ontwikkeling van een schoonmaakrobot voor de scheepshuid met een uniek afzuigsysteem. De robot is in staat om aangroei te verwijderen van de scheepshuid tijdens het laden en lossen en de verwijderde aangroei direct af te zuigen. Aangroei verhoogt de weerstand van het schip en daarmee het brandstofverbruik, waardoor het reinigen van schepen een grote kostenbesparende maatregel is, die steeds belangrijker wordt door regelgeving en brandstofprijzen. Voor een containerschip van 250 meter kan hiermee c.a euro per jaar aan brandstofkosten bespaard worden. Het project bestaat uit het bouwen en testen van een afzuigsysteem bestaande uit composiet afzuigkappen, die zowel boven, als onder water hun functie moeten uitoefenen. Allereerst zijn kappen om de op hoge snelheid roterende hogedruk lansen gebouwd, zoals te zien in de foto, om weerstand te minimaliseren onder water. Het afzuigsysteem bestaat uit een dubbelwandige kapconstructie waartussen een onderdruk gecreëerd wordt. Programma van eisen Een laag gewicht is een eis aan de robot en dus ook aan het afzuigsysteem. Daarnaast is de vormvrijheid van composiet ideaal om een afzuigsysteem te ontwikkelen met een optimale vloeistofstroom, door de mogelijkheid dubbelgekromde oppervlakken te creëren. Materiaalonderzoek Het systeem moet voldoende stijfheid hebben omdat de afzuigkapppen tevens een dragende functie hebben en de drukken binnen in de kappen aan moeten kunnen. Gedurende de levensduur moeten de kappen in zee-water kunnen werken. Prototypes Allereerst zijn kappen om de op hoge snelheid roterende hogedruk lansen gebouwd, zoals te zien in de foto, om weerstand te minimaliseren onder water. De afzuigkappen worden hier omheen geplaatst en getest onder verschillende omstandigheden. Conclusie De ontwikkeling van afzuigkappen binnen de scheepsreinigingsindustrie in havens is uniek, aangezien commercieel een dergelijk systeem nauwelijks nog toegepast wordt, en zeker niet in de vorm van composiet. Deze afzuigsystemen zijn dan ook lang niet 100% effectief. Het afzuigingssysteem is essentieel om in Nederlandse havens te kunnen opereren vanwege regelgeving zoals de Waterwet en vermindert de impact van externe organismen die lokale ecosystemen kunnen verstoren. Cornelis de Vet Innovatievoucher Kappen voor schoonmaakrobot scheepshuid Fleet Cleaner BV Emmakade 59a 8921 AG Leeuwarden & Lightweight Structures BV Rotterdamseweg HG Delft 23

24 Organisatie: ATO Sustainable Busines Engineers - penvoerder, project management Syntens - inhoudelijke begeleiding en organisatie Ontwikkelbedrijf NHN - ondersteuning Voor informatie kunt u contact opnemen met: ATO Sustainable Business Engineers IJzergietersweg RD Den Helder [email protected]