Afstudeerder gezocht

Gezocht, TU afstudeerder om de mogelijkheid van bistabiel composiet te onderzoeken en vervolgens meteen in de praktijk toe te passen. Het gaat om een slim alternatief voor een dekzeil en misschien nog veel meer.... Theoretisch én  praktisch onderzoek zodat je na je afstuderen een zichtbaar visitekaartje hebt van je resultaat.

Zie ook: klassiek voorbeeld van een bistabiel membraan.
Student of toekomstige gebruiker, heb je interesse? Laat het me weten.

Groot gewikkeld

Het project Groot Composiet gaat over grote composiet producten en open innovatie in de composiet sector (zie waarom deze blog). Een van de deelnemers aan het project denkt over het maken van grote gewikkelde composiet producten (voorlopig tot 5 meter diameter) en enkele dagen geleden ben ik met deze ondernemer op bezoek geweest bij een Franse machinebouwer voor grote buizen. Deze machinebouwer maakt ook gerobotiseerde productie lijnen voor een flinke variatie aan composiet producten waaronder bubbelbaden. Om dit moois te zien moesten we wel even tot voorbij Parijs gaan.

Robot programmeren

Te beginnen bij de robots. De "teach in" robot programmeer methode wordt nog veel gebruikt, bijvoorbeeld voor het spuiten (gel-coaten) van een mal. Hiervoor had het bedrijf een lichtgewicht robot met mooie carbon armen. Een vakkundige spuiter doet het een keer voor door in-line de robot bij het handje te nemen en alle bewegingen te maken. Vervolgens kan die beweging tot in het oneindige door de robot in de productielijn worden herhaald. Simpel en effectief.

De robot programmeer methode waar de laatste maanden aan gewerkt werd maakt gebruik van een 3D model van het voorwerp en de werkruimte. Vervolgens moet er off-line heel wat gesimuleerd worden om tot een handige manier te komen om bijvoorbeeld een gelcoat aan te brengen of een randje netjes af te frezen. De robot kan wel vaststellen dat het in botsing dreigt te komen met het werkstuk maar kan niet vanzelf een optimale strategie vinden om dit en andere typische robot problemen te voorkomen.

Tenslotte is er nog de wens om een randje glad te schuren. Bijvoorbeeld door met een laser te scannen waar het uitstekende randje zit en dit randje dan met een schuurschijf weg te werken, net zo lang tot het glad is. Hier ligt een hele uitdaging. "Teach in" schuren, voelen, kijken en weer schuren gaat niet. Blindelings het 3D model aflopen is ook geen alternatief. Hier lijkt er een lege plek te zitten tussen in-line en off-line robot programmeren. Wat mist is gebruik maken van robot intelligentie. Juist voor composieten met al het bijkomende poets- en schuurwerk zou dit een oplossing moeten zijn. Ik zal het melden wanneer ik een lichtpuntje aan het einde van deze tunnel heb bespeurd.
Soms is een inzicht al een begin van de oplossing.

Bruggen Ahoy

Gisteren de Infratech bezocht in Ahoy Rotterdam. Traditioneel beton en staal voor civiele werken. Grote werken die wellicht in composiet zouden kunnen. Voor mij een redelijk onbekend terrein om te verkennen.
Wat ben ik zoal tegengekomen?

Een groot sloopbedrijf. Slopen gebeurt met een omgebouwde graafmachine die met een auxillary stick wat verder en hoger kan reiken om dan met een schaar een gebouw in brokjes van boven naar beneden af te knabbelen. Ik had altijd al aan een sloper willen vragen of er werkelijk een voordeel is als het verst uitstekende arm de helft lichter zou worden. Is het dan mogelijk om een grotere schaar te gebruiken en zo sneller te kunnen werken? Interessant gesprek, maar volgens de aanwezige specialist zou 40% of 1000 kg gewichtsbesparing weinig uitmaken. Misschien zit er een winst in het brandstofverbruik... ik weet zeker dat op goedkopere manieren meer brandstofbesparing te bereiken valt. De opgave om een zware sloop machine lichter te maken, moet ik voorlopig laten rusten.
Overgewicht blijft overigens wel een probleem om ergens in een oude binnenstad te mogen werken. Ook hier kun je het probleem ergens anders aanpakken door bijvoorbeeld het apparaat in onderdelen daarnaartoe te vervoeren. 

Minder opvallend in het dagelijks leven doch erg aanwezig waren leidingen en riool. Deze lijken al helemaal te zijn overgenomen door plastic of glasvezelversterkte varianten. Geen betonnen buis op de beurs te vinden. Of is dit een vertekend beeld? Worden op de beurs alleen de innovaties getoond en bestaat toch het gros van de nieuw te plaatsen rioolbuizen nog uit beton?

Interessant.
Op de beurs stonden maar liefst 3 aanbieders van bruggen (FiberCore, Bijl en Lightweight Structures), alle 3 van composiet. Is het afgelopen met betonnen bruggen en worden die alleen maar gesloopt (sloopmachines en puinverwerkers waren wel aanwezig op de beurs)? Is dit wederom een vertekend beeld? Dergelijke bruggen tot wel 80 meter overspanning worden in composiet ontworpen met stijfheid als belangrijkste ontwerp criterium. Ze zijn dus altijd wel sterk genoeg. Natuurlijk zijn composiet bruggen onderhoudsarm en lichter zodat de fundering aan beide zijden ook weer lichter kan. Een bezoeker vroeg aan FiberCore of er een risico was van wegwaaien als de brug zo licht is... Daar had FiberCore, denk ik, nog niet over nagedacht. Maar als de brug is weggewaaid, wil FiberCore de brug een eindje verderop weer oprapen en terugleggen. En dan wat extra schroeven gebruiken natuurlijk. Zou de trend van lichter construeren het zo ver brengen?

Ketelformule

Allereerst iedereen een gezond, succesvol en plezierig 2011 toegewenst.
Voor eenieder die in de composieten werkzaam is, moet dat, wat betreft succes en plezier, lukken. Kansen genoeg om mooie, betere en duurzame producten te maken.

Een voorbeeld van zo'n kans wil ik hier aanhalen. Sinds het eind van de 18e eeuw wordt er gewerkt met stoommachines en gerekend met de zogenaamde ketelformule (zie http://nl.wikipedia.org/wiki/Drukvat). Deze formule wordt gebruikt om de spanning te berekenen in een cilinder die onder druk staat. Met de formule kan worden berekend welke druk een LPG-tank in een auto aan kan, of tot welke diepte een onderzeeër kan afdalen en wellicht welke bloeddruk je aorta en andere bloedvaten kunnen verdragen.
De formule is als volgt:
De spanning in radiale richting (de kracht in de rondte van het vat) = druk*straal/wanddikte
De spanning in lengterichting (de kracht in de lengte van het vat) = druk*straal/(2*wanddikte)

Wat valt op aan de formules?

1. De spanning (radiaal en in lengterichting) neemt evenredig toe met de straal van het vat. Als de straal 2 keer zo groot wordt, moet de wanddikte ook 2 keer zo groot zijn om dezelfde druk te kunnen weerstaan. Maar ook de omtrek wordt 2 keer zo groot. Dus met 4 keer zoveel materiaal kan het volume ook 4 keer zo groot geworden. Grappig is dat het dus niet uit maakt wat materiaalkosten betreft of het vat 4 keer langer wordt gemaakt of 2 keer in diameter toeneemt. Het maakt cijferlijk niet uit of het volume uit de lengte of de breedte komt of dat gewoon 2 vaten worden gebruikt.
2. De spanning in de lengterichting is maar de helft van de spanning in radiale richting. Een stalen vat dat in lengte en radiale richting even dik is zal bij overbelasting dus scheuren over de lengte en niet in de rondte. Als je aan staal denkt voor een vat dimensioneer je eenvoudig op de grootste kracht. In composiet kan dat stukken beter.

Waar bamboe, zie composiet-in-de-natuur, de grootste krachten en dus de vezels in de lengte richting heeft zou een drukvat van composiet de meeste vezels in radiale richting hebben. Volgens de ketelformule 2 keer zoveel in radiale windingen als lengtewindingen. Ten opzichte van een stalen vat is dat een materiaal besparing van 25%. Bovendien zijn vezels veel lichter en ook nog sterker dan staal wat ook nog eens een flinke gewichtsbesparing geeft. Een tank van bijvoorbeeld een tankauto, een tankcontainer of een gastank in de auto kan dus heel veel lichter worden gemaakt. Volgens het Delftse bedrijf www.Low8.com geeft dat voor een LPG tank een gewichtsbesparing van 80%!
Hoe minder gewicht een zwaar wegend argument kan worden...

JEC Composites 2010 Parijs, deel 2 van 2

JEC Composites 2010 Parijs
“Stop het in een bus, goed schudden, en dan komt er iets moois uit.”

De JEC is een begrip in composiet-land; het is de grootste composieten beurs van Europa. Groot Composiet, KansenKanon en Enterprise Europe Network organiseerden gezamenlijk voor composiet-ondernemers een reis naar deze beurs. In totaal waren zo’n 23 ondernemers en mensen van kennisinstellingen aanwezig.

Groot Composiet is een alliantie gestoeld op de principes van open innovatie. Met een gezamenlijke reis kun je enkele van de randvoorwaarden voor open innovatie scheppen. Je kunt niets afdwingen, dus het is hopen dat het een succes wordt. Jack Smit van Polux verwoordde open innovatie als volgt: “Het doel is niet om het beste/grootste stukje taart te veroveren, maar om met elkaar ervoor te zorgen dat de taart veel groter wordt. De composiet taart kan ook echt nog veel groter.”
Hoe hebben we het aangepakt? Om te beginnen, namen we een bus. 
We pikten daarmee de ondernemers en enkele wetenschappers uit heel Nederland op.  Uit de bus ontsnappen kon niet meer, dan maar een voorstel rondje van de groep; enkele zelfs met een powerpoint op de videoschermen in de bus.

Rijdend naar Parijs een tussenstop vlak na Antwerpen om een van de grote composiet objecten van deelnemer NedCam te keuren.


Leerzaam om te zien, voelen en horen wat er zoal mis kan gaan bij de uitvoering.

We gingen vervolgens gezamenlijk naar een hotel in Parijs. Hoewel... het hotel...de chauffeur mocht de laatste km voor het hotel niet langer rijden (zijn toegestane rijtijd was op).
Een eindje lopen met onze bagage langs de Seine en dan naar rechts, daar vonden we het hotel. 

We organiseerden een gezamenlijk diner met een avondprogramma. Eigenlijk hoopten we vooraf er een mooi rommeltje van te maken met de hoop dat enkelen spontaan op de zeepkist zouden klimmen en vertellen hoe ze er zelf tegenaan kijken en wat ze zoal meemaken. De omstandigheden hielpen hier een handje; het werd best wel gezellig op het terrasje van het restaurant.
Verschillende presentaties werden gegeven. Enterprise Europe Network had enkele buitenlandse gasten gevraagd om hun visie te geven op composieten, op internationale samenwerking en wat zij zouden kunnen. Er waren vier Turkse composiet ondernemers gekomen om met enkele Nederlandse ondernemers te spreken. Wat zouden we samen met Turkije kunnen doen? Concurrent of partner? Verder was er Pierre Rozenski van het Nederlandse consulaat in Bordeaux die vertelde hoe de bedrijven, de markt en de mogelijkheden in zijn regio zijn. Enkele composiet wetenschappers van Sirris uit Leuven kregen de gelegenheid om hun visie op composieten met ons te delen. Tenslotte hebben onze reisgenoten van de TU-Delft ons een kijkje in hun ontwikkelingen gegeven en zo sloten zij het rondje Europa!

De volgende ochtend vroeg naar beurs:
Groot genoeg om een hele dag lang te bekijken hoe de bedrijven hun nieuwste ontwikkelingen etaleren, klein genoeg om elkaar nog af en toe tegen te komen en elkaar op interessante zaken te wijzen.
Persoonlijke highlights?
1) Eigenschappen van vlas, basalt en kurk als high performance en duurzame grondstoffen.  2) De enorme en nog verdergaande groei van composieten in de burgerluchtvaart met de bijbehorende productietechnologieën.  3) En een paar ideeën die ik alleen met mijn klanten deel. Die dus nog net voorbij de grens liggen van Open Innovatie.
Samen afzien kweekt een band. Daarvoor hebben we ook geprobeerd te zorgen. Rond 4 uur ’s ochtends was iedereen weer ongeveer thuis (degenen die het verste in het land wonen).

JEC Composites 2010 Parijs, voorbereiding deel 1 van 2

“Stop het in een bus, goed schudden, en dan komt er iet moois uit.”

De JEC is een begrip in composietland; het is de grootste composieten beurs van Europa. Groot Composiet en Enterprise Europe Network organiseren samen voor composiet ondernemers een gezamenlijke reis naar deze beurs. In totaal hebben we zo’n 27 ondernemers en mensen van kennisinstellingen aan boord voor deze reis. Natuurlijk heb je als organisator niet in de hand hoe de chemie zal zijn, maar de ervaring leert dat deelnemers meestal veel van elkaar leren (zie ook de blog over speeddaten).
Groot Composiet is een alliantie gestoeld op de principes van open innovatie. Met een gezamenlijke reis kun je enkele van de randvoorwaarden voor open innovatie scheppen. Je kunt niets afdwingen, dus maar hopen dat het een succes wordt. Jack Smit van Polux verwoordde open innovatie als volgt: “Het doel is niet om het beste/grootste stukje taart te veroveren, maar om met elkaar ervoor te zorgen dat de taart veel groter wordt. De composiet taart kan ook echt nog veel groter.” Zie Blue Ocean Strategy.
Hoe pakken we het aan?
Om te beginnen, neem een bus (trein werd te duur). Pik daarmee de ondernemers en enkele wetenschappers uit heel Nederland op. Ga vervolgens gezamenlijk naar een hotelletje in Parijs. Organiseer een gezamenlijk diner dat mogelijk een belediging aan de Franse kok wordt (ja! er is niet zoveel tijd i.v.m. een interessant avondprogramma). Bovendien, zo is mij verteld door iemand die het kan weten, mensen die al wat langer met composiet werken hebben een neus die iets minder gevoelig is. Geen ander alternatief dus dan het organiseren van een goed avondprogramma dus! Enterprise Europe Network heeft enkele buitenlandse gasten gevraagd om hun visie te geven op composieten en op internationale samenwerking.
Het programma is nog onder voorbehoud. Er komen enkele Turkse composiet ondernemers. Wat zouden we samen met Turkije kunnen doen? Concurrent of partner? Dat wordt interessant. Verder iemand van het Nederlandse consulaat in Bordeaux die vertelt hoe de bedrijven, de markt en de mogelijkheden in zijn regio zijn. Enkele wetenschappers van de Universiteit Leuven krijgen de gelegenheid om hun visie op composieten met ons te delen. Dit is het 'geplande' programma. Eigenlijk hoop ik dat het lukt er een mooi rommeltje van te maken en dat enkelen min of meer spontaan op de zeepkist klimmen en vertellen hoe ze er zelf tegenaan kijken en wat ze zoal meemaken.
In ieder geval kunnen we als Groot Composiet groep ons onder handen werk voorleggen. Op naar een goede inhoudelijke discussie!
“Stop het in een bus, goed schudden, en dan komt er iet moois uit.”

PS.
Als je toevallig op eigen gelegenheid naar de JEC bent gekomen maar wel geïnteresseerd bent om deel te nemen aan het avondprogramma, laat het mij even weten. Je bent van harte welkom. 13 April, het start ongeveer om 21:30, en we vertoeven in Hotel Mercure Gare d’Austerlitz.

Liggen als een dijk en staan als een huis

Niet alles wat ik tegen kom en waar we met Groot Composiet aan werken is voldoende rijp en openbaar om hier in de blog te verschijnen. Alles op z'n tijd.

De ontwikkeling die ik in deze blog bespreek heeft onlangs een prijs gewonnen als innovatieve waterkering en waterberging de eXtra. Dit is voldoende openbaar om hier onder de aandacht te mogen brengen. Dat was op de RIONED dag, 4 Februari. Stichting RIONED is een soort branche organisatie die van alles (bedrijven en kennis) rond riool, regenwater en grondwater met elkaar verbindt. RIONED ken ik nog via een bedrijf dat ik adviseerde, het is een van de belangrijke partners voor eenieder die iets van betekenis wil doen met riool, regen of grondwater water. Hun prijs winnen is daarmee een flinke opsteker.

De eXtra is een dijk die pas een dijk wordt als het water tot aan de lippen staat. In de betonnen bak (grijs) zitten drijvende elementen, rood en geel in bovenstaande tekening. Deze komen vanzelf omhoog door hun drijfvermogen als er water in de bak stroomt. Een prototype is getest met windkracht 12 in een waterloopkundig lab. Het idee komt van een particulier. De aannemer Van Dijk Maasland en Grondmij zagen er wat in en hebben engineering gedaan en prototypes gemaakt en getest.
Je kunt je afvragen of het niet veel makkelijker is om een dijk gewoon met zand, stenen en klei zoveel op te hogen als nodig.
Voor wie het nog niet wist, een dijk ligt niet als een dijk, maar is meer een plastisch geheel.... Een ophoging van de dijk drukt met zijn gewicht de onderkant van de dijk opzij totdat het weer enigzins in evenwicht is. Er is dus flink meer zand en puin nodig dan het topje dat hoger moet. Evenmin als een dijk "ligt als een dijk", staan de huisjes achter die dijk ook niet als een huis. Bij een verhoging is er een flink risico dat een deel van het huis meebeweegt. Een dijkelement dat geen gewicht toevoegt is dan heel wenselijk. Het in de eeuwen gesettelde evenwicht wordt daardoor in ieder geval niet verstoord.
Zo'n groot dijk element moet licht en sterk zijn. Liefst ook nog onderhoudsarm, zelfdenkend, niet in de weg staan/liggen als er geen watersnood is en dan automatisch, onafhankelijk van een of andere elektrische aandrijving om op tijd omhoog te komen. Misschien kan met een slim ontwerp in composiet al die rollen worden vervuld. Daar willen we als Groot Composiet aan werken.
Daarom zijn we op zoek naar een locatie waar deze dijk extreem goed tot z'n recht kan komen. Bijvoorbeeld een kade die slechts enkele keren per jaar bij springtij onder water loopt, maar zich duidelijk niet leent voor een permanente dijk.
Wie weet er zo'n plek?