Werktuigbouwstudent en Saxion TPAC ontwikkelen herbruikbaar composiet-tape
Geplaatst op 22 maart 2021 om 21:24 uur
Met de vraag of dit continue materiaal zou kunnen worden gebruikt als grondstof voor persproducten vroeg men het TPAC van Saxion om onderzoek en advies. Nu dit onderzoek is afgerond, is de conclusie dat dit inderdaad kan - en ook nog op een concurrerende manier.
Met deze toevoeging aan zijn assortiment kan CompTape zijn afzetmogelijkheden belangrijk vergroten omdat persproducten een andere, wellicht grotere, markt vormen dan tape. Daarnaast zou dit ook een oplossing kunnen zijn voor het hergebruik van eventueel off-spec materiaal en afkeur, zodat men dit materiaal niet weg hoeft te gooien en op weg naar circulariteit is dit als zodanig al van groot belang.
Bovendien is de tape op de rol relatief prijsefficiënt en daarom kan de fabrikant dus ook al gefabriceerde tape gebruiken. Door zowel dit continue materiaal als eventueel off-spec materiaal en afkeur in stukjes te snijden, verkrijgt men voldoende van het gewenste basismateriaal om producten van te persen. Op die manier produceert men stukjes tape met verschillende lengtes, bijvoorbeeld 10, 20 of 25 millimeter, die vervolgens kunnen worden vermengd met een kunststof als matrix. Het materiaal dat zo ontstaat vormt op zijn beurt de grondstof voor allerlei verschillende persproducten.
Robin Derikx met de knipper. (Foto: TPAC) 
Student
TPAC keek naar deze case en gaf aan Robin Derikx (student Werktuigbouwkunde op Saxion Hogeschool) als afstudeeropdracht te onderzoeken wat de mogelijkheden zijn. Voorts moest Derikx bekijken of de eigenschappen van het nieuwe composiet overeenkwamen met wat in de markt al standaard beschikbaar is zodat CompTape op die manier kan inschatten wat de marktkansen zijn. Lector Ferrie van Hattum van het TPAC begeleidde dit onderzoek en is enthousiast over het resultaat.
Knipper
Om af te studeren zocht Robin Derikx een opdracht in de richting van ontwerp, construeren en materiaalkeuze. "Zo kwam ik terecht bij TPAC, in eerste instantie om een ontwerp te maken voor een knipper voor dit composiettape. Ik heb een tool ontwikkeld maar na een paar weken werd duidelijk dat die knipper als zodanig slechts een onderdeel kon zijn van het onderzoek. Toen ben ik van een constructieonderwerp overgestapt naar het onderzoeksonderwerp Micromechanische Eigenschappen van Composieten." De knipper was dus fase 1 en de tweede fase van het onderzoek bestond uit het maken van wiskundige modellen. "Hiermee werd uitgerekend wat de gevolgen zijn voor de micromechanische eigenschappen als gevolg van het variëren met vezellengtes en mengverhoudingen tussen die vezels en de kunststof matrix. Met behulp van de wiskundige modellen heb ik daarvoor een verwachtingspatroon geschetst. Daarna ben ik bezig gegaan met het echte fysieke knippen van de tapes en met het bepalen van hoeveel vezels je nu eigenlijk nodig hebt en hoeveel matrix je precies moet bijmengen voor de juiste eigenschappen. Met Ilse ten Bruggencate en Rémi Hoefman van TPAC heb ik dit onderzoek uitgevoerd tot en met het persen van de composietplaten. Uit die platen heb ik vervolgens samples gesneden om de noodzakelijke buig- en slagproeven te kunnen doen."
Consistente data
Alle resultaten van die proeven zijn verwerkt in grafieken en tabellen en vandaar uit zijn de resultaten vergeleken met het verwachtingspatroon van het theoretische model. Derikx: "Dit model bleek aardig te kloppen, afgezien van het feit dat het model natuurlijk geen rekening houdt met de dingen die in de praktijk, met de machine en het proces, gewoon kunnen misgaan. Maar in essentie waren de verkregen data consistent genoeg om te kunnen zeggen dat de praktische proeven volgden wat de theoretische modellen voorspelden." Derikx zegt daarom ook ´de voorzichtige conclusie´ te kunnen trekken dat het materiaal van de geknipte tape feitelijk iets betere resultaten opleverden dan een in de industrie veel gebruikt materiaal van composiet dat op basis van exact hetzelfde materiaal is gefabriceerd, maar dat in korrelvorm wordt aangeboden. Dit feit is wel relevant voor de industrie want dit materiaal wordt heel veel gebruikt."