Kunststoftechnologie

In een circulaire economie bestaat het concept afval niet. Elke reststroom kan gebruikt worden voor het maken van een nieuw product. In dit systeem is het belangrijk dat producten, onderdelen en grondstoffen van hoogwaardige kwaliteit blijven. Het lectoraat doet onderzoek naar hoe uit reststromen kwalitatief hoogstaande nieuwe constructiematerialen gemaakt kunnen worden en welke toepassingen ervoor mogelijk zijn.

Lees hier meer over het programma Hergebruik van Composieten

Autobanden zijn een zeer duurzaam product, wat een probleem oplevert zodra deze aan het eind van hun levensduur gekomen zijn. Omdat het rubber een waardevolle grondstof is, is het geschikt maken hiervan voor hergebruik een belangrijke bijdrage voor de oplossing van het afvalprobleem.

Uitvoering

Op laboratoriumschaal is aangetoond dat het devulkaniseren als proces door een ‘proof of concept’ een realistische mogelijkheid is voor het herbruikbaar maken van rubber van autobanden. 

In het huidige onderzoeksproject wordt het proces opgeschaald naar een continuproces in een dubbelschroefs-extruder, waarbij het proces  wordt geoptimaliseerd naar beste producteigenschappen. Hierbij wordt ook aandacht besteed aan de economische haalbaarheid van het proces. Vervolgens wordt het verkregen devulkanisaat opnieuw gevulkaniseerd. Ook dit proces wordt geoptimaliseerd naar gewenste eigenschappen als treksterkte, rek, hardheid en verwerkbaarheid. Een volgende optimalisatiestap is het blenden van het devulkanisaat met nieuw rubber, omdat het in de praktijk altijd in een combinatie hiermee wordt gebruikt, en het onderzoeken van de best mogelijke eigenschappen van dit nieuwe compound.

Devulkanisatie en vulkanisatie

Dit project moet vooral meer kennis opleveren van het devulkanisatie- en het vulkanisatieproces en het blenden met nieuw rubber voor optimale eigenschappen van het devulkanisaat voor hergebruik in hoogwaardige toepassingen. Een ‘proof of concept’ dat het materiaal de potentie heeft voor een economisch hergebruik voor de autobandenindustrie.

Binnen dit promotieonderzoeksproject wordt er in samenwerking met de Universiteit Twente onderzoek gedaan naar ‘Closing the Loop’ voor autobanden. Het doel hiervan is het ontwikkelen van een proces voor hoogwaardig hergebruik van deze afvalstroom in nieuwe autobanden.

Uitkomsten onderzoek

Het promotieonderzoek is inmiddels afgerond en de resultaten zijn opgenomen in een rapport. Benieuwd naar de resultaten? Je leest ze hier:

Thesis 'Closing the Loop: Re-use of devulcanized rubber in new tires'

• Docent-onderzoekers waren betrokken als projectleider en/of onderzoeker en het integreren van de kennis in het curriculum. Ook werden studenten in het kader van praktisch werk en practica ingezet voor deelonderzoeken in dit project. 
• Status: afgerond
• Soort onderzoek: promotieonderzoek
• Duur van het project: 2014 - 2022
• Opdrachtgever: ETE Universiteit Twente
• Partners: NWO, TFF, ETE Universiteit Twente, Schill & Seilacher, lectoraat Kunststoftechnologie
• Uitvoering onderzoek: Binnen de vakgroep Elastomer Technology and Engineering van de Universiteit Twente, begeleid vanuit het lectoraat Kunststoftechnologie

Meer weten? Neem contact op met:

Ir. Hans van Hoek, onderzoeker Kunststoftechnologie
E-mail: jw.van.hoek@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

Wereldwijd worden er jaarlijks 800.000.000 autobanden afgedankt en dat moet en kan anders. 

In een eerder project ontwikkelden wij samen met de ETE groep van Universiteit Twente een devulkanisatieproces om autobanden op een duurzamere manier te kunnen recyclen. In dit project willen wij dit proces verder verbeteren door gebruik te maken van beter gedefinieerde ingangsstromen. Het huidige aanbod aan gerecyclede materiaalstromen in de markt is echter beperkt en nieuwe scheidings- en sorteerstappen voor autobandenrubber zijn noodzakelijk om te komen tot (enkele) gedefinieerde categorieën van materialen en daarmee uiteindelijk hoogwaardigere eindproducten van gerecycled materiaal.

Doelstelling

Door het (beter) scheiden van rubbers voorafgaand aan recycling processen kunnen hoogwaardigere materiaalstromen verkregen worden.

• Status: lopend
• Soort onderzoek: praktijkgericht
• Duur van het project: februari 2022 t/m februari 2023
• Opdrachtgever: Deltapremie
• Partners: lectoraat Kunststoftechnologie

Meer weten? Neem contact op met:

Geert Heideman, associate lector Kunststoftechnologie
E-mail: g.heideman@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

Samen met universitaire en bedrijfspartners kijken wij in dit project naar het opschalen van het devulkanisatie proces van autobanden rubber. Daarnaast zoeken wij uit wat de milieu impact is van het proces en welke factoren de business case beinvloeden.

Aanleiding onderzoek

Alleen al in Nederland worden jaarlijks meer dan 9 miljoen personenwagenbanden afgedankt. Door middel van devulkanisatie kan het rubber weer als grondstof ingezet worden maar dan moet het wel op economisch zinvolle schaal uitgevoerd kunnen worden met een lage milieu impact.

Doelstelling en uitvoering

Het onderzoek is in die zin uniek dat het wordt uitgevoerd vanuit heel veel verschillende invalshoeken: chemie, chemische technologie, economie en milieukunde.

• Status: lopend
• Soort onderzoek: praktijkgericht onderzoek
• Duur van het project: september 2022 t/m september 2026
• Opdrachtgever: SIA, RAAK PRO
• Penvoerder: hogeschool Windesheim
• Partners: Universiteit Twente, Technische Universiteit Delft, NVA-TRA, Parc Active Rubber, DRI Rubber, Krauss Maffei, Gruba Autobanden, Tryomer, Rijkswaterstaat, Apollo Tyres Global R&D

Meer weten? Neem contact op met:

• Margie Topp, lector: m.topp@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)
• Geert Heideman, associate lector: g.heideman@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)
• Eric Roetman, onderzoeker: ec.roetman@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

In dit projecten onderzoeken wij de langeduur-prestatie van producten die gemaakt zijn met hergebruikt composiet. Dit gaat dan specifiek om het gedrag in een buitentoepassing van producten voor infra-toepassingen waarbij de invloed van vocht en verschillende soorten belastingen een rol spelen.  

Aanleiding onderzoek

De aanleiding van het onderzoek wordt gevormd door vragen uit de markt over lange-duurgedrag.

Doelstelling en uitvoering

Het doel is om de langeduur-prestatie tot 100 jaar toepassing in kaart te brengen. Dit doen wij door middel van versnelde tests en model-simulaties.

• Status: lopend
• Soort onderzoek: Praktijkgericht onderzoek
• Partners: Vele bedrijven vanuit de composietindustrie, overheden en kenniscentra
• Mede mogelijk gemaakt door: Regie-orgaan SIA

Meer weten? Neem contact op met:

• Dr. ir. Albert ten Busschen, associate lector: a.ten.busschen@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

Dit onderzoeksproject is een vervolg op het project RAAK-mkb Industrieel hergebruik van EoL thermoharde composieten, dat in oktober 2019 is afgerond.

Thermoharde composieten zijn lastig recyclebaar, ze kunnen niet worden teruggebracht tot de originele grondstoffen. De Europees goedgekeurde route voor recycling is het terugwinnen van de calorische waarde door verbranding. Dat benut niet de goede eigenschappen die het materiaal nog in zich heeft, namelijk een hoge sterkte en stijfheid en een goede waterbestendigheid. De industrie is al jaren op zoek naar een goede recycle-oplossing omdat het aantal afgedankte windmolens exponentieel zal toenemen. 

Doelstelling

De doelstelling van dit project is om te onderzoeken wat de mogelijkheden zijn om met lamineer- en injectietechnieken producten te maken van hergebruikt composiet met een hoge circulariteit en voldoende lage kosten.

Uitvoering

Met een nieuwe technologie van hybride hergebruik van kunststoffen kunnen straks producten ontwikkeld worden die toepasbaar zijn binnen de bouw en infra-techniek en traditionele materialen zoals hout en beton kunnen vervangen. Het onderzoek wordt gedaan door verschillende samenwerkende projectgroepen van (docent)onderzoekers, consortium-deelnemers en ondersteund door studenten. Hierbij worden de volgende demonstrators gebruikt: 

• Balk met energie absorberend vermogen
• Balk met hoge buigstijfheid
• Vlakvullend bouwelement met warmte-isolerend vermogen 
• Vlakvullend bouwelement met hoge vormvastheid

Deelproject Chemie onder de waterlijn

Met dit onderzoek wordt de uitloging van hergebruikt composiet onderzocht. Doordat dit nog maar net ontwikkeld is, zijn er nog geen data bekend van de uitloging van het materiaal. Bij dit type onderzoek wordt er gemeten of er wel of geen schadelijke stoffen oplossen of uitspoelen door de jarenlange invloed van regen of het (grond)water. Dit onderzoek is belangrijk om hergebruikt composiet op grotere schaal te kunnen verwerken en toe te passen in de weg- en waterbouw.

• Status: lopend project
• Soort onderzoek: experimenteel 
• Partners: Bootjessloperij ’t Harpje, Nederlandse Jachtbouw Industrie, Certion, Attero, BiinC, RecyBEM, Provincie Groningen, Sekisui Alveo, Poly Tec, Fatol, Aliancys, Lantor, CT-Platon, PBS Schelling, ORAned, ODOLPHI Technical Support, Poly Products, Future Pipes Industries, Polem, Fiby Products, MLS Management, Sphagnum Beleggingen B.V., Lapinta Beheer, SGS INTRON, Groningen Seaports, Waterschap Zuiderzeeland, Save Plastics, Welex, Reimert Bouw en Infra, In-Garden, NS, Prorail, Lectoraat Kunststoftechnologie
• Mede mogelijk gemaakt door: SIA RAAK-mkb

Meer weten? Neem contact op met:

Dr. ir. Albert ten Busschen, associate lector Kunststoftechnologie
E-mail: a.ten.busschen@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

De vraag in dit onderzoeksproject was of het proof-of-concept voor het hergebruik van End-of-Life (EoL) thermoharde composieten technologisch en economisch interessant is voor de praktijkpartners en hoe het leidt tot allerlei nieuwe composietproducten van betrouwbare kwaliteit en een degelijk ontwerp.

RAAK-MKB-project groots afgesloten

Het project liep van oktober 2017 tot oktober 2019. Op 7 oktober 2019 is het groots afgesloten met een symposium. Maar liefst 110 deelnemers waren aanwezig, waaronder de projectpartners maar ook vele andere belangstellenden.

Industrieel niveau

Het project volgde op een reeks KIEM-VANG-projecten, waarin de technische haalbaarheid van een nieuwe methode voor End-of-Life (EoL) thermoharde composieten is onderzocht. Omdat dit technisch haalbaar bleek, is in het RAAK-project onderzocht of het ook tot een industrieel niveau gebracht kan worden. Dat wil zeggen: kan het bedrijfsleven er geld mee verdienen, kan een kwaliteitsniveau gegarandeerd worden en is de methode wel duurzaam als de LCA beschouwd wordt? Met 36 projectpartners uit de industrie, overheden en kenniscentra zijn onderzoekers van het lectoraat en studenten met deze vraagstelling aan de slag gegaan. Het resultaat was positief: Dit kan een industrie worden!

Rapportage

De composietbranche heeft veel belangstelling voor deze nieuwe methode, omdat het een oplossing biedt voor een probleem van EoL-composieten. Van het project is een uitgebreide rapportage beschikbaar. 

• Status: afgerond project
• Soort onderzoek: kwalitatief
• Duur van het project: 2 jaar: oktober 2017- oktober 2019
• Opdrachtgever: Regieorgaan SIA
• Partners: Biinc, NRK, Reimert Bouw en Infra, Royal Haskoning DHV, Bijl Profielen, Bootjessloperij 't Harpje, Fatol, Aliancys, PolyProducts, Future Pipe Industries, Polem, Spaghnum products, Brimos, Certion, Gemeente Zeewolde, Composite Structures, CT Planon, Welex, Provincie Groningen, Groningen Seaports, Demacq, Waterschap Zuiderzeeland, NJI Metaalunie, VDL Wientjes, Remondis, NedTrain, Rijkswaterstaat

Meer weten? Neem contact op met:

Dr. ir. Albert ten Busschen, associate lector Kunststoftechnologie
E-mail: a.ten.busschen@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

Hoe kun je poedercoaten op onverzadigd polyester en epoxy thermoset composiet na demoulding mogelijk maken?

Het grootschalig inzetten van gerecycled thermoplastmateriaal binnen de industrie is op dit moment vrij lastig, omdat er imperfecties in oppervlakte, textuur en kleur ontstaan. Gerecycled materiaal is namelijk zelden in de juiste kleur en in de juiste hoeveelheid beschikbaar. Het aflakken is een dan een mogelijkheid om oppervlaktes aan te passen, maar daarvoor zijn kunststoffen primers nodig die emissie van milieuonvriendelijke stoffen met zich meebrengen. Poedercoaten is daarom ontwikkeld als een éénstapsproces om dit probleem op te lossen.

De hoofdvraag

De hoofdvraag van het thermoplastgedeelte is: hoe kan in het spuitgietproces een egaal geleidend object gecreëerd worden met een zo laag mogelijk gehalte aan geleidend additief? Daarnaast wordt onderzocht of (en hoe) het aanbod aan poedercoatbare thermoplastisch kunststoffen kan worden uitgebreid.

Ook binnen de composietindustrie, met name de onverzadigde polyester (UPR) industrie, is het beperken van emissie één van de grootste doelen. Op dit moment worden de gekleurde buitenlagen van composiet gerealiseerd door het gebruik van een gelcoat of topcoat, maar het aanbrengen en uitharden hiervan zorgt voor een piekbelasting in emissie. Door de poedercoattechniek door te ontwikkelen als alternatief voor een gelcoat, kan de thermosetindustrie een grote stap zetten in het verduurzamen van het productieproces. De hoofdvraag van deze studie is echter om het poedercoaten op UPR en epoxy thermoset composiet (met glas- en carbonvezels) na demoulding mogelijk te maken.

Door het project op te splitsen in een thermoplast- en thermosetgedeelte wordt de kans op resultaat en impact vergroot. 

Green PAC

Het project Poedercoaten op plastic en composiet is een onderzoek van Green PAC(opent in nieuw tabblad), het Centre of Expertise Smart Polymeric Materials. Green PAC is een initiatief van NHL Stenden en Windesheim en is een open innovatiecentrum voor (groene) kunststoffen, vezels en composieten, waar we ‘businessdriven’ kennisontwikkeling opstarten en faciliteren.

• Status: lopend project
• Soort onderzoek: kwalitatief
• Opdrachtgever: Green PAC
• Partners: DSM Coating Resins B.V., Koninklijke Van Wijhe Verf, Fiberneering Technology Development B.V.

Meer weten? Neem contact op met:

Dr. Margie Topp, lector Kunststoftechnologie
E-mail: m.topp@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

Wereldwijd worden er jaarlijks 800.000.000 autobanden afgedankt. Voor een groot deel worden de banden hergebruikt voor brandstof, maar daarmee worden kostbare grondstoffen vernietigd. Hoe kan rubber van autobanden op een duurzame wijze gerecycled worden?

Met dit project willen Universiteit Twente en Windesheim grip krijgen op de eigenschappen van gerecyclede materialen. Wereldwijd is er maatschappelijk en industrieel veel belangstelling voor het ontwerpen van producten met het oog op hergebruik en recycling. Want goede oplossingen leveren naast economische winst ook milieuwinst op.

Complexe samengestelde producten

Binnen de topsector High Tech Systemen en Materialen (HTSM) wordt op kunststofgebied meer en meer gewerkt met complexe samengestelde producten. Autobanden zijn hier een goed voorbeeld van. Een product dat constant wordt vernieuwd en verbeterd vanwege eisen aan brandstofgebruik van auto’s en veiligheid. Er valt echter nog veel te winnen op het gebied van recycling in het ontwerp en gebruik van materialen.

Devulkanisatie

Universiteit Twente heeft voor andere rubbersoorten (EPDM, NR, vrachtwagenbanden) soortgelijk onderzoek gedaan. Deze projecten hebben nuttige resultaten opgeleverd. Deze resultaten zijn aanleiding om het basisonderzoek van devulkanisatie van autobanden, gevolgd door revulkanisatie (proof of concept) te vervolgen.

Vervolgonderzoek

In het vervolgonderzoek onderzoeken Universiteit Twente en Windesheim met samenwerkingspartners:

1. Het in een continu proces devulkaniseren van autobanden granulaat
2. Het optimaliseren van de kwaliteit van het devulkanisaat en de productie, uitgaande van commercieel en industrieel aantrekkelijke methoden
3. het onderzoeken van de materiaalkundige aspecten van virgin-devulkanisaat mengsels
4. Het onderzoeken van de toepassingsmogelijkheden voor hergebruik in nieuwe autobanden

• Status: afgerond project
• Duur van het project: 17 mei 2016 t/m 31 december 2016

Binnen dit project hebben onderzoekers van Windesheim en de Universiteit Twente (UT) samen met de deelnemende bedrijven Rumal en Lintire onderzocht of het mogelijk is om van oude vrachtwagenbanden weer grondstoffen voor nieuwe vrachtwagenbanden te maken.

Herbruikbaarheid 

De afvalstroom vrachtwagenbanden wordt voornamelijk vermalen tot granulaat. Om het granulaat weer eigenschappen te geven die voor de vrachtwagenbandenrubbers gewenst zijn, moet het vermalen materiaal eerst gemengd worden met hulpstoffen en erna bewerkt worden in een devulkanisatieproces. Het is bekend dat sommige van deze hulpstoffen goed werken maar vrij duur zijn. Ook is er gekeken of het extrusieproces, zoals ontwikkeld voor personenwagenbandenrubber, eveneens geschikt is voor vrachtwagenbandenmateriaal. Binnen dit onderzoek is de kwaliteit van het gedevulkaniseerde vrachtwagenbandenmateriaal bekeken. Ook is onderzocht wat de invloed is van een goedkoper alternatief van een van deze hulpstoffen op de mate van devulkanisatie en herbruikbaarheid van het gedevulkaniseerde materiaal. 

Resultaten

Voor het onderzoek van de UT en Windesheim heeft dit nieuwe inzichten over het ontwikkelde devulkanisatieproces en de toepasbaarheid opgeleverd. De bedrijven hebben een inschatting van de geschiktheid van de betrokken hulpstof en apparatuur en de hiermee te behalen kwaliteit van het materiaal uit vrachtwagenbanden voor de beoogde eindgebruiker.

• Status: afgerond project
• Soort onderzoek: kwalitatief
• Duur van het project: 1 maart 2017 t/m 31 augustus 2017
• Opdrachtgever: SIA
• Partners: Lintire, Rumal, Elastomer Technology & Engineering van Universiteit Twente

Met de huidige technieken en de nieuwste generaties 3D-printers ontstaan er steeds meer mogelijkheden. De materialen waarmee gewerkt kan worden, zijn heel divers, van kunststof tot metaal of beton. Door de vele technieken, software en materialen weten flink wat bedrijven vaak niet hoe ze hieraan moeten beginnen. Wij onderzoeken de mogelijkheden tot industrialisatie van 3D-printtechnieken voor diverse industrieën. Vooral hoe 3D-printtechnieken grootschalig ingezet kunnen worden in de productie is een vraag die wij proberen te beantwoorden. Hierbij kun je denken aan enkelstuks, zoals voor de medische industrie, maar ook aan series. 

Lees hier meer over het programma Industrieel AM Metaal

Lees hier meer over het programma Industrieel AM Kunststoffen

Samen met industriële partners uit verschillende sectoren kijken we in dit project naar het effectief benutten van de mogelijkheden van Additive Manufacturing voor verbetering in procescontrole, koelcapaciteit of cyclustijdreductie.

Aanleiding onderzoek

In veel (industriële) processen is warmtehuishouding van groot belang. In de kunststofverwerkende industrie waar het afkoelen van de producten vaak een groot deel van de totale cyclustijd in beslag neemt, en in andere sectoren in allerlei toepassingen waar vormen van warmtewisselaars, radiatoren en heatsinks gebruikt worden om de warmtehuishouding te controleren.

Doelstelling en uitvoering

Met Triply Periodic Minimal Surfaces (TPMS) structuren kunnen ontwerpen gemaakt worden voor zeer efficiënte warmtewisselaars. Deze TPMS structuren zijn niet met conventionele technieken te vervaardigen, maar komen binnen handbereik door het gebruik van AM technieken en de nieuwe software voor het genereren van een variëteit aan structuren. Om TPMS structuren goed en snel voor deze toepassingen te kunnen inzetten is een gedegen kennisbasis nodig die aan de hand van praktische cases wordt ontwikkeld in dit onderzoeksproject.

• Status: lopend
• Soort onderzoek: Praktijkgericht onderzoek
• Duur van het project: 1 april 2022 - 31 december 2023
• Partners: K3D, MOBA, Nikhef, Van Halteren, Zehnder, CF Profielen, Elzinga & Van der Krieke

GreenPAC

Dit project is een onderzoek van Green PAC(opent in nieuw tabblad), Centre of Expertise Smart Polymeric Materials. Green PAC is een initiatief van NHL Stenden en Windesheim en is een open innovatiecentrum voor (groene) kunststoffen, vezels en composieten, waar ‘businessdriven’ kennisontwikkeling wordt opgestart en gefaciliteerd.

Meer weten? Neem contact op met:

• Geert Heideman, associate lector: g.heideman@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)
• Ruud van Abbema, onderzoeker: r.van.abbema@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)
• Tommie Stobbe, onderzoeker: t.r.stobbe@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

Onderzoek naar de mogelijkheden en succesfactoren van het 3D-printen van metaalproducten in samenwerking met de Technicampus en het samenwerkingsproject 3D-SFMP.

Krachten bundelen

3D-printen van metaalproducten is een nieuwe, veelbelovende techniek waar metaalverwerkende bedrijven van kunnen profiteren. De industrie moet echter nog wel veel kennis en veel expertise opbouwen. Voor individuele bedrijven zijn die investeringen en de bijbehorende risico’s groot. Dit onderzoek heeft krachten gebundeld om gezamenlijk ervaring op te doen met 3D-printen en zo sterker te staan in een internationale, concurrerende markt. 

Realistische voorbeelden

Het onderzoek legt zijn focus op het ontwerp, het materiaal, het productieproces en de onderlinge samenhang tussen deze drie. Dit is tijdens het project uitgewerkt. Om het bedrijfsleven realistische voorbeelden van de mogelijkheden van het 3D-metaalprinten te presenteren zijn er concrete producten op basis van de ontwerpregels ontworpen, gerealiseerd en geanalyseerd. Een selectie van aansprekende voorbeelden zijn:

• Complexe, dure producten die in kleine series of als enkelstuks gefabriceerd worden
• Producten waarbij gewichtsbesparing grote voordelen opleveren
• Producten die in kleine series of enkelstuks gefabriceerd worden en/of complexe geometrieën hebben

Resultaten

Het project naar 3D-metaalprinttechnologie heeft 7 onderzoeksrapporten opgeleverd (6 hbo en 1 master) voor stage of afstuderen, met als zwaartepunten het proces, de materiaalkundige aspecten en ontwerprichtlijnen. 

Green PAC

Het onderzoeksproject Verkennen 3D0metaalprinttechnologie is een onderzoek van Green PAC. (opent in nieuw tabblad)Green PAC is een initiatief van NHL Stenden en Windesheim en is een open innovatiecentrum voor (groene) kunststoffen, vezels en composieten, waar businessdriven kennisontwikkeling wordt opgestart en gefaciliteerd.

• Status: afgerond project
• Soort onderzoek: kwalitatief
• Duur van het project: 05-05-2019 tot 31-12-2020
• Opdrachtgever: GreenPAC
• Partners: Technicampus, samenwerkingsproject 3D-SFMP, Ardagh, Landré, Van Veen, Aventus

Meer weten? Neem contact op met:

Ruud van Abbema, onderzoeker Kunststoftechnologie
E-mail: r.van.abbema@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

Afgelopen 2 jaar zijn in de Green PAC-projecten Metaalprinten nieuwe mogelijkheden verkend van SLM (Selective Laser Melting): een van de 3D-printtechnieken. 

Toegevoegde waarde

Op basis van deze verkenning kan de conclusie worden getrokken dat het proces van toegevoegde waarde is voor onze metaal- en kunststofverwerkende industrie. Het duurt echter minstens anderhalf jaar voordat deze productietechniek, bij regelmatig gebruik, een plek in een bedrijf heeft gekregen. De SLM techniek heeft een specifiek toepassingsgebied en vraagt de nodige kennis en vaardigheden. Bovendien kunnen geen grote producten worden geprint. SLM metaalprinten kan kostentechnisch verantwoord worden ingezet, wanneer meerdere voordelen gecombineerd kunnen worden, zoals gewichtsbesparing, de mogelijkheid van complexe vormen en korte doorlooptijd.

Welke kansen zijn er?

Een kennisvraag die er vooral bij het mkb nog is, gaat over de kansen die 3D-printen in productieprocessen biedt. Deze vraag is aanleiding voor dit project. Voor de uitwerking wordt de volgende centrale praktijkvraagstelling geformuleerd: kan het MKB 3D-metaalprinten op een technisch en economisch verantwoorde wijze inzetten voor productiedoeleinden?

Green PAC

Het onderzoeksproject Verkennen 3D metaalprint technologie 2.0 is een onderzoek van Green PAC(opent in nieuw tabblad). Green PAC is een initiatief van NHL Stenden en Windesheim en is een open innovatiecentrum voor (groene) kunststoffen, vezels en composieten, waar businessdriven kennisontwikkeling wordt opgestart en gefaciliteerd.

Kenmerken

Binnen het onderzoek maken we concrete producten. Dit zijn realistische voorbeelden, die de mogelijkheden van het 3D-metaalprinten demonstreren. De focus ligt hierbij op:

• Complexe, dure producten die in kleine series of als enkelstuks gefabriceerd worden. Het doel is deze producten met een kortere doorlooptijd en verbeterde functionaliteit te produceren.
• Bewegende machine-onderdelen die zo licht en stijf mogelijk moeten zijn om de massatraagheidskrachten te minimaliseren. Hiermee kunnen ze maximale snelheden bij minimaal energieverbruik bereiken. Deze optimalisatieslag wordt  gerealiseerd door topologieoptimalisatie en gebruik van lattice structuren.
• Producten die in middelgrote of kleine series of als enkelstuks gefabriceerd zijn en/of met complexe geometrieën.
• Producten die (her)ontworpen zijn voor massaproductie middels de SLM techniek.

Beoogde resultaten

• De inzet van metaalprinten verbreden door de mogelijkheden van andere metaalprinttechnieken te onderzoeken
• Terugdringen van de ‘incubatietijd’ van het 3D-metaalprinten door het opbouwen en delen van relevante kennis 
• Meer bedrijven enthousiast maken voor 3D-metaalprinten door inspirerende voorbeelden en demoproducten
• Opleiden van engineers die deze technieken weten te benutten

• Status: lopend project
• Soort onderzoek: kwalitatief
• Duur van het project: mei 2019 t/m maart 2022
• Partners: Windesheim, Technicampus, Deltion College, ROC Aventus, Machinefabriek Geurtsen, Ardagh Groep, Amitek Metaalbewerking, AWL, Moba, Technologies Added, AMR Europe, K3D, Trumpf, Nikef

Dit onderzoeksproject vormt een geheel met het AMBITION Zwolle project waarin de praktische inrichting van een 3Dprintfaciliteit en kennisdisseminatie ondergebracht is. 

Bekijk hier de video van de 3D-metaalprinter(opent in nieuw tabblad)

AMBITION

Het project AMBITION Zwolle is een samenwerking tussen Hogeschool Windesheim en Perron038 en wordt medegefinancierd door Provincie Overijssel. AMBITION staat voor Additive Manufacturing Business Impact and Technology Innovation. Het doel van dit project is om mkb'ers kennis te laten maken met de Additive Manufacturing technieken en hen te begeleiden bij het veranderingsproces van de technologie. De samenwerking tussen AMBITION Zwolle en AMBITION AMP (Fraunhofer en partners) heeft nieuwe mogelijkheden gecreëerd voor wat betreft kennisuitwisseling en beschikbaarheid van apparatuur.

Kenmerken

In dit initiatief komen onderzoek, leren én ervaren bij elkaar en wordt het mogelijk om:

• State-of-the-art 3D printing te beproeven
• Eigen productontwikkeling voor Additive Manufacturing (DFAM) te verkennen
• Nieuwe - laagdrempelige - innovatieprojecten te ontwikkelen
• Additive Manufacturing demonstrators te realiseren en te testen

Beoogde resultaten

• Een Additive Manufacturing Hub realiseren
• Een applicatie-portfolio ontwikkelen voor industriële toepassingen 
• Een technology roadmap 3D-prepared product design opzetten
• Een technology roadmap 3D printed metal objects opzetten
• Bedrijven kennis laten maken met Additive Manufacturing 

• Status: lopend project
• Soort onderzoek: praktijkgericht onderzoek
• Looptijd: twee jaar
• Financiering: Provincie Overijssel
• Partners: Windesheim, Perron038, Frauenhofer Project Center van Universiteit Twente

Meer weten? Neem contact op met:

Dr. ir. Geert Heideman, associate lector Kunststoftechnologie
E-mail g.heideman@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

Het project ‘Freeforming in Additive Manufacturing’ is een praktijkgericht onderzoek waarbij gebruik wordt gemaakt van de Arburg Plastic Freeforming (AFP) technologie. Het onderzoek concentreert zich op materialen en eigenschappen, design rules en demonstrators, en geeft inspiratie voor productinnovaties.
Het levert generieke kennis van de APF technologie voor wat betreft de bediening van de machine, het ontwerp- en productieproces, en de vertaling naar producttoepassingen. 

Aanleiding

De APF technologie is op dit moment heel beperkt toegankelijk in de markt en vraagt daarnaast om specifieke kennis van zowel kunststofverwerkings- als AM-processen.
De snelle ontwikkelingen in de softwarepakketten voor Design for Additive Manufacturing (DfAM) bieden mogelijkheden om de technologie beter te ontsluiten.

Een vijftal partners heeft onafhankelijk van elkaar hun interesse in de APF technologie bij het lectoraat Kunststoftechnologie kenbaar gemaakt. Hoewel de partijen verschillen in de beoogde toepassing van de technologie, hebben ze een gezamenlijke kennisbehoefte.

Doelstelling

Het doel van het onderzoek is om meer inzicht te krijgen in de Arburg Plastic Freeforming technologie en de benodigde kennis en skills rondom kunststofverwerking en Design for Additive Manufacturing.
Binnen het project wordt kennis verzameld van de technologie voor de bediening van de 2 kops machine en het ontwerp- en productieproces en wordt met de partnerbedrijven gewerkt aan onderzoeksvragen rondom materialen en eigenschappen, design rules, productinnovaties en nieuwe toepassingen.

• Status: lopend
• Soort onderzoek: praktijkgericht/experimenteel
• Duur van het project: 01-06-2021 tot en met 31-05-2023
• Opdrachtgever: TechforFuture
• Partners: Flamco, M&G Group, MOBA, Schoeller Allibert, UMCG

Publicatie

Benieuwd naar de uitkomsten van dit onderzoek?

Download hier de publicatie

TechForFuture

Dit project is een onderzoek van TechForFuture, Centre of Expertise HTSM Oost, een initiatief van Saxion en Windesheim. Lees meer informatie over het onderzoeksproject en het Centre of Expertise op de website(opent in nieuw tabblad) van TechForFuture.

Meer weten? Neem contact op met:

Dr.Ir. Geert Heideman, Associate Lector
E-mail: g.heideman@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

De toegevoegde waarde van 3D-printing binnen de medische technologie is groot. Beeldvormende technieken zijn binnen ziekenhuizen heel belangrijk om de juiste diagnoses te stellen. Uit ervaring blijkt dat patiënten en artsen 3D-beelden beter kunnen interpreteren dan 2D-beelden en dat maakt operaties eenvoudiger. Door 3D-printing toe te passen, wordt een beeld tastbaar. Hierdoor kan een arts een nauwkeuriger behandelplan opstellen en begrijpen patiënten beter wat er uitgelegd wordt. Daarnaast wordt 3D-printing ingezet als implantaat of operatief hulpmiddel, zoals boormalletjes.

Doelstelling

De praktische uitvoering heeft nog wel wat onderzoek nodig. Het UMCG wil bijvoorbeeld binnenshuis implantaten gaan produceren. Dat idee leidde tot een samenwerking tussen het 3D Lab van het UMCG en het lectoraat.

Resultaten tot nu toe

Op dit moment ontwerpen en bouwen we voor het UMCG een machine die voorspelt hoe botten als kaken en bekkens in de praktijk belast worden. Hierdoor kan een breuk optimaal gerepareerd worden en kan het reconstructiemateriaal 3D-geprint worden in de juiste vorm, dikte, en met de juiste techniek. Geen kleine klus, want er zijn 12 spieren waar rekening mee gehouden moet worden. Met deze kennis in huis werkt het UMCG verder aan de ontwikkeling van patiëntspecifieke implantaten. Dit is efficiënter dan dat standaardimplantaten aangepast moeten worden aan het bot van de patiënt.

Hoe wordt het onderzoek uitgevoerd?

Aan de hand van bestaande literatuur en de ervaringen uit het ziekenhuis wordt een vereenvoudigd mechanisch model van kaken en bekkens opgesteld. Op basis van dit model wordt voor de kaken een vermoeiingsapparaat ontworpen en gebouwd waarbij pneumatische cilinders de spieren simuleren. Voor de bekkens wordt een standaardimplantaat geoptimaliseerd. Daarna wordt bekeken hoe de overstap naar 3D-printen in metaal gemaakt kan worden. 

Green PAC

Dit onderzoek naar 3D-printen van medische producten is een onderzoek van Green PAC(opent in nieuw tabblad), Centre of Expertise Smart Polymeric Materials. Green PAC is een initiatief van NHL Stenden en Windesheim en is een open innovatiecentrum voor (groene) kunststoffen, vezels en composieten, waar we ‘businessdriven’ kennisontwikkeling opstarten en faciliteren.

• Status: lopend project
• Soort onderzoek: praktijkgericht onderzoek
• Duur van het project: 1,5 jaar
• Partners: UMCG, 3D printlab

Meer weten? Neem contact op met:

Dr. ir. Geert Heideman, associate lector Kunststoftechnologie
E-mail g.heideman@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

Dit project voeren we uit met GreenPAC. We doen praktisch onderzoek naar de mogelijkheden om 3D-printtechnieken toe te passen in productie. Het eindproduct is niet alleen bedoeld als prototype, maar kan in de praktijk worden ingezet. 

Kiezen uit vele mogelijkheden

In de afgelopen periode was het onderzoek naar 3D-printen vooral gericht op de vraag Wat kan het mkb met 3D-printen?, en dan vooral in de richting van prototyping. Met de huidige techniek en 3D-printers zijn er veel meer mogelijkheden. Door de vele technieken, software en materialen weten bedrijven vaak niet hoe ze hieraan moeten beginnen. En dit heeft geleid tot een brede onderzoeksvraag binnen het project: Wat is er aan kennis nodig voor industrieel eindgebruik? Hierbij kun je denken aan enkelstuks, maar ook aan series.

Hoe wordt het onderzoek uitgevoerd?

Ervaring uit eerdere 3D-printprojecten heeft ons geleerd dat demonstrators goed werken om kennis te vergaren en te verspreiden. Naast de demonstrators besteden we in dit project aandacht aan:

• Inpassen van printprocessen in de industriële omgeving
• Gebruik van nieuwe printers en slim ontwerpen in combinatie met materiaalkeuze
• Businessmodellen
• Ontwikkelingen van duurzaam materiaal (biobased of gerecycled)
• Mechanische en chemische eigenschappen van materialen en producten

Resultaat: 3D-MesoCruiser

De 3D-MesoCruiser laat zien welke mogelijkheden er allemaal zijn met additive manufacturing. Bekijk onze ‘360-graden animatie' en ontdek de verschillende combinaties van technieken en materialen.

Bekijk hier de animatie(opent in nieuw tabblad)

Green PAC

Het onderzoeksproject 3D-printen in productie 2.0 is een onderzoek van Green PAC(opent in nieuw tabblad). Green PAC is een initiatief van NHL Stenden en Windesheim en is een open innovatiecentrum voor (groene) kunststoffen, vezels en composieten, waar ‘businessdriven’ kennisontwikkeling wordt opgestart en gefaciliteerd.

• Status: lopend project
• Soort onderzoek: kwalitatief
• Duur van het project: 01-09-2019 tot 01-06-2020
• Opdrachtgever: GreenPAC
• Partners: Conscious Development Company, Fiberneering, Mobstacle, VMI, Deventer Ziekenhuis, NHL Stenden

Meer weten? Neem contact op met:

Derek van Voorthuizen, onderzoeker Kunststoftechnologie
E-mail: dw.van.voorthuizen@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

Het onderzoeksthema "Duurzaam produceren" is gericht op het optimaliseren van huidige kunststof-verwerkingsprocessen, zoals extruderen en spuitgieten, om ze voor de toekomst duurzamer te maken. Dit streven om duurzaamheid te bevorderen realiseren wij door de bestaande machines te optimaliserem aan de hand van een drievoudige combinatie van expertise:

1. Analyse op basis van diepgaande rheologische kennis en ervaring binnen onze onderzoeksgroep.
2. Geavanceerde simulaties van de productieprocessen met behulp van state-of-the-art software, waaronder ANSYS CFD, MoldFlow en Moldex, om inzicht te krijgen in mogelijke verbeteringen.
3. Uitvoeren van praktische experimenten met de extruders, spuitgietmachine en andere faciliteiten die beschikbaar zijn binnen het lectoraat.

We zetten deze drie strategieën samen in en de resultaten die worden behaald, valideren wij onderling. Hierdoor ontstaat een benadering waarbij theoretische kennis, geavanceerde simulaties en praktische experimenten elkaar versterken en gezamenlijk bijdragen aan een duurzamere toekomst voor kunststofverwerking.

Dit onderzoek is een vervolg op het project Duurzame extrusieprocessen bij de productie van buizen. 

Doelstelling

Het doel is het voorspellen van het dispersieve en distributieve mengproces in een enkelschroefsextruder aan de hand van simulatie van de doseersectie van de extruder.

Werking enkelschroefsextruders

Een extruder is een apparaat dat speciaal is ontworpen om kunststof in vaste vorm (vaak granulaat) onder druk om te zetten in gesmolten kunststof. Enkelschroefsextruders worden vaak gebruikt bij de productie van kunststof buizen. In principe bestaat deze enkelschroefsextruder uit een transportgedeelte, een compressiegedeelte en een doseergedeelte. In het transportgedeelte wordt het kunststof getransporteerd als een vast granulaat, in het compressiegedeelte wordt het kunststof gesmolten en in het doseergedeelte wordt het polymeer getransporteerd door een viskeuze weerstand die de output tegenover de drukopbouw bepaalt. Een nadeel van enkelschroefsextruders is de slechte mengkwaliteit.

Resultaten

Een beter begrip van het menggedrag van een extruder, om mengelementen effectiever te ontwerpen. Zo zouden we het aantal masterbatches bij de productie van bijvoorbeeld gekleurde buizen kunnen verminderen. Ook moet het resulteren in uitbreiding van de technische regels om de output van een extruder te voorspellen naar hogere waarden.

TechForFuture

Het onderzoeksproject Mixing in Single Screw Extrusion wordt mede mogelijk gemaakt door TechForFuture(opent in nieuw tabblad), Centre of Expertise HTSM Oost, een initiatief van Saxion en Windesheim.

• Status: lopend project
• Soort onderzoek: experimenteel
• Duur van het project: 25-11-2019 tot 30-11-2021
• Opdrachtgever: TechForFuture
• Partners: Windesheim, Wavin T&I (Orbia)

Meer weten? Neem contact op met:

Dr. lr. Jakob Buist, programmamanager Duurzaam produceren
E-mail: j.buist@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

Hogeschool Windesheim wil samen met partners uit het bedrijfsleven innoveren in profiel extrusie van gerecyclede kunststoffen, en de ontwikkeling van extrusie matrijzen verduurzamen. 

Aanleiding

Het is uitdagend om maatvaste profielen te maken als er gewerkt wordt met gerecyclede kunststoffen. Virgin kunststoffen hebben vaak hele constante materiaaleigenschappen (viscositeit) maar bij gerecyclede kunststoffen zijn er in de praktijk verschillen in de eigenschappen van het materiaal. Als gevolg hiervan zijn de productiekosten van gerecyclede profielen aanzienlijk hoger.

Doelstelling

Het doel van dit project is om het extrusieproces beter aan te passen op elke batch gerecycled kunststof en de ontwikkeling van nieuwe matrijzen te verduurzamen. Dit doen we door de viscositeit te beïnvloeden met behulp van ultrasone trillingen in de matrijs.

Uitvoering onderzoek

We willen de viscositeit in de extrusie matrijs beïnvloeden met ultrasone trillingen. Met de viscositeit kan de stroomsnelheid in de matrijs gestuurd worden. Dit project is erop gericht om in een samenwerking van onderzoekers, studenten en ondernemers een ultrasoon ondersteunde extrusiematrijs te ontwikkelen. 

• Status: lopend project
• Soort onderzoek: experimenteel
• Duur van het project: 1-2-2021 tot 31-8-2022
• Opdrachtgever: Regio Deal Regio Zwolle
• Partners: Profextru, Timaflex, CF-Kunststofprofielen,  Federatie Nederlandse Rubber en Kunststofindustrie (NRK)

Regio Deal Regio Zwolle

Het onderzoeksproject Ultrasoon Extrusie wordt mede mogelijk gemaakt door Regio Deal Regio Zwolle(opent in nieuw tabblad). Dit is een samenwerking tussen Rijk en regio om de kracht van de regio te versterken. Om er goed te kunnen wonen zijn thema’s als zorg, onderwijs, veiligheid en ondernemerschap belangrijk.

Meer weten? Neem contact op met:

Tijmen Mateboer, onderzoeker lectoraat Kunststoftechnologie
E-mail: t.j.mateboer@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

Korte beschrijving

Het haalbaarheidsonderzoek HESCO (High-End-Solar-Composites) beoogt succesvolle integratie van zonnecellen in hoogwaardige composieten. Reguliere zonnepanelen zijn door gewicht slecht inzetbaar voor mobiele oplossingen. Dunne flexibele zonnepanelen zijn kwetsbaar en hebben een lage efficiency. HESCO heeft als doel een zonnepaneel te ontwikkelen voor toepassingen waar vorm, gewicht, energieopbrengst en levensduur belangrijk zijn. Integratie van zonnecellen in lichtgewicht composieten maakt het mogelijk om deze zonnepanelen te maken.

Het Lectoraat Kunststoftechnologie van Windesheim en bedrijf Mito Solar bundelen kennis op gebied van composieten en zonne-energie voor deze nieuwe toepassing. HESCO wordt onderzocht door een zonne-energie vleugel te ontwikkelen voor de HALE-UAV drones (High-Altitude-Long-Endurance-Unmanned-Aerial-Vehicle).

Doel onderzoek

Het doel van dit onderzoek is integratie van efficiënte zonnecellen in hoogwaardige composieten door de ontwikkeling van een composiet productietechniek voor High-End-Solar-Composites.

• Status: lopend project
• Soort onderzoek: een technische haalbaarheidsstudie uitgevoerd naar de mogelijkheden van integratie van zonnecellen in lichtgewicht composieten; het is experimenteel en verkennend onderzoek.
• Partners: Mito Solar
• Mede mogelijk gemaakt door: SIA

Meer weten? Neem contact op met:

Onderzoeker: Eric Roetman

e.roetman@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

Nikhef onderzoekt de elementaire bouwstenen van ons universum, hun onderlinge krachten en de structuur van ruimte en tijd. Nikhef levert een voortdurende bijdrage aan de deeltjesversneller van CERN, waar recentelijk de Higgs Boson is aangetoond. Nikhef doet ook onderzoek naar zwaartekrachtsgolven, waar in 2017 een nobelprijs voor is uitgereikt. Voor dergelijk onderzoek worden hoogwaardige meetinstrumenten ontwikkeld.

Neutrinotelescoop

In één van de lopende projecten, KM3NeT, wordt een neutrinotelescoop gebouwd. Deze telescoop maakt het mogelijk om neutrino-bronnen uit het universum te lokaliseren én meer te weten te komen over de (zeer lastig te detecteren) deeltjes. De telescoop bestaat uit een netwerk van honderdduizenden sensoren, ook wel bekend als PMT’s. De PMT’s zijn geclusterd in modules en in elke module in een kunststof behuizing geplaatst.

Kunststofbehuizing

Nikhef heeft zich gericht tot TechforFuture en het lectoraat Kunststoftechnologie om mogelijkheden voor conventionele productie voor de kunststofbehuizing te verkennen. Deze was namelijk in eerste instantie ontwikkeld voor 3d printing en zo complex dat het nooit uit een mal gelost zou kunnen worden. In het eerste project (januari tot december 2018) lag de focus van het onderzoeksproject op de bovenhelft van de behuizing. Het product bleek te complex voor een een-op-een conversie naar conventionele productietechnieken, dus zijn er voor verschillende productietechnieken herontwerpen gemaakt. Uit deze herontwerpen is die voor spuitgieten als de beste uit de bus gekomen en verder uitgewerkt.

In het vervolgonderzoek, gestart in maart 2019, wordt een verdere detaillering uitgevoerd en worden de toeleveranciers benaderd. Ook gaat de aandacht uit naar herontwerp van de onderhelft van de behuizing.

TechForFuture

Dit project is een onderzoek van TechForFuture(opent in nieuw tabblad), het Centre of Expertise HTSM Oost, een initiatief van Saxion en van Windesheim. Lees daar ook meer informatie over dit onderzoeksproject.

• Status: afgerond project
• Duur van het project: januari 2018 t/m december 2018 

Meer weten? Neem contact op met:

Dr. ir. Geert Heideman, associate lector Kunststoftechnologie
E-mail: g.heideman@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

De hoofddoelstelling van het Cluster Kunststoffen en Sensoren is het realiseren van innovatieve en slimme producten, processen en diensten met en bij de Oost-Nederlandse Maakindustrie door het verbinden van kunststof-, sensor- en robottechnologie. Dit wordt bereikt door het effectief laten samenwerken van (mkb-)bedrijven binnen de kunststof-, sensoren- en robotica-industrie en het organiseren van ketens en netwerken waarbij data optimaal worden benut.

Subdoelstellingen:

• Creatie van nieuwe netwerken vanuit verschillende sectoren
• Ontwikkeling van multidisciplinaire projecten met potentiële spin-off
• Coachen van (mkb-)bedrijven bij het toepassen ervan in en bij kunststoffen en kunststofproductie
• Het leggen van een basis voor een Centrum voor Kunststof en Sensoren bij het Polymer Science Park

Kennis uitbreiden

Voor het lectoraat Kunststoftechnologie is dit project een uitbreiding op de kennis die er nu is over het ontwerpen met kunststoffen. Door het delen van kennis in het cluster en inventarisatie van actuele vragen en onderwerpen vanuit de partners uit het bedrijfsleven kunnen nieuwe onderzoeksprojecten hiervoor gedefinieerd worden. Daarnaast biedt het project de kans aan studenten om hun praktijkstages en afstuderen in te vullen met uitdagende innovatieve projecten.

Lees meer informatie op de website van Polymer Science Park(opent in nieuw tabblad).

• Status: lopend project
• Soort onderzoek: kwalitatief
• Duur van het project: januari 2017 t/m december 2020
• Penvoerder: Polymer Science Park (Zwolle)
• Partners: LEO Centre for Service Robotics (Enschede), Onderzoeksinstituut Food & Biobased Research (Wageningen), Universiteit Twente, CTIT (Enschede), FME (Zoetermeer)
• Mede mogelijk gemaakt door: Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling Operationeel Programma Oost

De doelstelling is om met inzet van de beschikbare kennis- en faciliteiteninfrastructuur van het Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium (NLR) een ecosysteem te realiseren.

Automated Composites Manufacturing Pilot Plant

De kern van het Fieldlab is de Automated Composites Manufacturing Pilot Plant (ACM-PP) van het NLR. Private partijen kunnen in samenwerking met het NLR en met inzet van de beschikbare apparatuur van de ACM-PP werken aan verdere ontwikkeling van nieuwe composietproducten en de daarvoor benodigde fabricagetechnologieën. Gedurende deze periode kunnen bedrijven tijdelijk verblijven in de incubatorruimtes die het NLR hiervoor beschikbaar heeft.

Overbruggen levertijden

Op het moment dat de private partijen het stadium van de ware grootte prototypes hebben bereikt en succesvol zijn in het commercieel introduceren van hun product op de markt, kunnen ze de uiteindelijke productieapparatuur bestellen en inzetten voor serieproductie. Levertijd varieert tussen 6 en 12 maanden. Om dit te overbruggen, kunnen private partijen onder hun verantwoording de beschikbare apparatuur van de ACM-PP inzetten voor het leveren van de eerste 0-series. 

Onderwijs

Binnen dit Fieldlab wordt intensief samengewerkt met universiteiten (TU Delft) en hogescholen (Windesheimlector Composietentechnologie en Fontyslector Mechatronica en Robotica). Er worden structureel stageplaatsen, afstudeeropdrachten en promotieplekken beschikbaar gesteld.. 

In het kader van kennisdeling, valorisatie en consortiumvorming worden de volgende activiteiten uitgevoerd:

• Ondersteunen van bedrijven (met name mkb'ers) bij de vertaling van onderzoeksresultaten naar markttoepassingen
• Het bevorderen van starters door de mogelijkheden van de shared facilities bij NLR (incubator) te promoten
• Presenteren en promoten van de programma structuur (PPS-opzet) van het Field Lab Automated Composites Manufacturing tijdens conferenties en themabijeenkomsten

Taken Windesheim

• Parameteriseren engineering composietdeuren en -luiken. Een aantal minorstudenten werken bij VABO onder begeleiding aan de engineering van composietdeuren en -luiken
• Productie stoelen en lampenkappen met behulp van tape-laying. Een aantal minorstudenten werken bij Marleen Kaptein (Kaptein Roodnat) aan tape-laying voor het maken van stoelen/lampenkapjes
• Het simuleren van het vacuum infusie productie proces van composiet

Binnen het onderzoeksproject richt het lectoraat zich dus op bovenstaande drie taken.

• Status: afgerond project
• Soort onderzoek: kwalitatief
• Duur van het project: mei 2015 t/m december 2019
• Opdrachtgever: Kansen voor West
• Partners: NLR, Ampyx Power, Corellian, Fokker Landing Gear, Fontys Hogescholen, Labelbreed, Kaptein Roodnat V.O.F., Omron Europe B.V., PAL-V, TNO,TU Delft, VABO Composites  
• Mede mogelijk gemaakt door: Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling (EFRO)

Meer weten? Neem contact op met:

Dr. ir. Albert ten Busschen, associate lector Kunststoftechnologie
E-mail: a.ten.busschen@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

We doen onderzoek naar het combineren van verschillende materialen om tot een innovatief eindproduct te komen met unieke eigenschappen. We streven ernaar om nieuwe producten te maken die meerwaarde en verbetering opleveren aan bestaande constructies door ze sterker, duurzamer of flexibeler te maken. Centraal staat het combineren van traditionele materialen als beton, hout en staal met composiet, kunststof of elastomeren. Dit passen wij toe in de civiele techniek, waar de unieke eigenschappen van kunststof/composiet voor een verlenging van de levensduur kunnen zorgen.

Een composietverbinding geproduceerd met behulp van coldspray is een nieuwe innovatieve manier om composietmaterialen te combineren met 3D metaal printen.

Aanleiding onderzoek 

Pultrusieprofielen worden veelal onderling verbonden middels bout-, lijm of klemverbindingen. De ideale verbindingsmethode zou de voordelen van zowel lijm- als boutverbindingen moeten combineren: krachtsinleiding over een groter oppervlak dan de doorsnede van een bout en een inspecteerbare en esthetische mooie verbinding.  Door het toevoegen van een laagje metaal op de plek waar de profielen verbonden moeten worden, zou het mogelijk moeten zijn de profielen te verbinden door te lassen.

Doelstelling en uitvoering

In dit onderzoek kijken we of het laagje metaal op composiet aangebracht zou kunnen worden met behulp van coldspray technologie. Het betreft een haalbaarheidsstudie met de focus op de hechting tussen de coldspraylagen en het composiet en de lasbaarheid van de profielen als deze zijn voorzien van een metaallaag.

Het onderzoek heeft overlap met onze onderzoekslijn Industrial Additive Manufacturing.

• Status: lopend
• Duur van het project: 1 mei 2022 - 31 december 2023
• Soort onderzoek: praktijkgericht onderzoek
• Partners: Prince Fibre Tech, Dycomet/Titomic, Perron038

GreenPAC

Dit project is een onderzoek van Green PAC(opent in nieuw tabblad), Centre of Expertise Smart Polymeric Materials. Green PAC is een initiatief van NHL Stenden en Windesheim en is een open innovatiecentrum voor (groene) kunststoffen, vezels en composieten, waar ‘businessdriven’ kennisontwikkeling wordt opgestart en gefaciliteerd.

Meer weten? Neem contact op met:

• Albert ten Busschen, associate lector: a.ten.busschen@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)
• Geert Heideman, associate lector: p.schreuder@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)
• Pieter Schreuder, onderzoeker: p.schreuder@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

Dit onderzoeksproject wordt uitgevoerd in samenwerking met Stichting Compoworld. Het is een project waarin experimenteel onderzoek noodzakelijk is voor een betrouwbare interface van beton-VVK. 

Doelstelling

De hoofddoelstelling van het project grout/mortelverbindingen SureBridge is de levensduur van bestaande betonnen bruggen te verlengen door er een vezel versterkte kunststof (VVK) overlaging op aan te brengen. De interface tussen beton en VVK wordt gelijmd met een mortel van cement, water en zand. Deze interface moet voldoende schuifspanning over kunnen brengen om de grootste belasting te kunnen dragen (statisch), en bij herhaalde belasting (vermoeiing).  

De doelstellingen van het onderzoeksproject zijn het bepalen van:

• De gewenste interface voor de groutverbinding
• De statische sterkte van de groutverbinding bij gewenste interface
• Een vermoeiingsindicatie van de groutverbinding bij gewenste interface

Uitvoering

Het experimentele onderzoek omvat het ontwerpen, bouwen en uitvoeren van:

• Een schuif- en trekproef met verschillende oppervlakte (bewerkingen)
• Een praktijkproef grouten plaat
• Statische balkproeven (uit plaat gezaagd)
• Een vermoeiing balkproef (uit plaat)

Daarbij biedt het project de kans aan studenten van de opleiding Civiele Techniek om tijdens hun praktijkstages of afstuderen aan de slag te gaan met het uitvoeren van langetermijnproeven en onderzoek. 

Stichting CompoWorld 3.0

Stichting Compoworld 3.0 ontwikkelt composiettoepassingen van idee tot en met product. De stichting stimuleert en faciliteert vanuit Noordelijk Flevoland een ‘composietenklimaat’, waarin innovaties op het gebied van hoogwaardige composieten via industrieel toegepast onderzoek kunnen doorgroeien naar productieontwikkelingsprogramma’s. 

De kennis zal gebruikt worden voor een eerste SureBridge-toepassing in de Gemeente Noordoostpolder.

• Status: lopend project
• Soort onderzoek: kwalitatief
• Opdrachtgever: Stichting CompoWorld 3.0
• Partner: FiberCore Europe

Meer weten? Neem contact op met:

Ir. Peter Bosman, onderzoeker Kunststoftechnologie
E-mail: p.bosman@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

Dit is een onderzoek naar hybride hergebruik van kunststof in geleidebalken. Het doel is het maken van een ontwerp en een demonstrator van een schip-impact opnemend wrijfhout uit meer dan één herbruikbare kunststof. 

Circulaire economie

Te scheiden thermoplastische (smeltbare) kunststoffen worden vaak hergebruikt door recycling. Voor resterende mixed plastics, glasvezel versterkt kunststof (GVK thermoharder) en rubber, is dit nog niet het geval. Om de circulaire economie een stap dichterbij te brengen worden deze ingezet als grondstoffen voor een te ontwikkelen hybride kunststof wrijfhout. Wrijfhouten zijn doorgaans star en bestaan uit tropisch hardhout of massief PE. Door een verende kern te gebruiken van r-rubber en/of r-GVK in een (r-) VVK omhulling, wordt de impact wat minder star. Dit is gunstig voor zowel schip als wal.

• Status: lopend project
• Soort onderzoek: ontwerpend en explorerend onderzoek ondersteund door experimenteel onderzoek
• Partners: Waterstaat Overijssel, Altena/van Heteren Weg- en Waterbouw, Witteveen+Bos raadgevende ingenieurs
• Mede mogelijk gemaakt door: Provincie Overijssel

Meer weten? Neem contact op met:

Eric Roetman of ir. Peter Bosman, onderzoekers kunststoftechnologie
E-mail: ec.roetman@windesheim.nl (opent in nieuw tabblad)of p.bosman@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

In de gebouwde omgeving is beton hét constructiemateriaal waar na realisatie het minste naar omgekeken hoeft te worden. Gewapend beton is een composiet (materiaal dat is opgebouwd uit verschillende componenten). In dit onderzoek is bekeken in hoeverre kunststof in combinatie met beton meerwaarde kan bieden.

Vermoeiingsproblematiek van orthotrope stalen brugdekken 

Sinds 1997 is binnen Nederland aandacht gekomen voor de vermoeiingsproblematiek van orthotrope stalen brugdekken. Om regelmatige verkeershinder door inspecties en reparaties te voorkomen, moeten scheuren in alle vaak belaste stalen bruggen worden voorkomen. De huidige oplossing is een hoge sterkte beton (HSB) overlaging.

Sandwichconstructie: vezel versterkte kunststof en kern van beton

Het doel was het onderzoeken van de haalbaarheid van een alternatieve oplossing voor de vermoeiingsproblemen: een sandwichconstructie, bestaande uit een schuimkern en een glasvezel versterkte kunststof (GVK) onderflens in plaats van de stalen troggen. 

Resultaten

Experimenten laten zien dat bij voorgeschreven impact op de stalen dekplaat geen onthechting ontstaat tussen dekplaat en sandwichkern, mits er geen vezels worden toegepast in de lijmlaag. Aanvullende experimenten laten zien dat met vacuüm infusie van lijm boven het hoofd (van onder af) een volledige benutting onder een dekplaat kan worden verkregen zonder flowmedium/vezels te gebruiken. 

De resultaten van een engineeringscase laten zien dat een GVK sandwichconstructie alle overige bezwijkmechanismen lijkt te kunnen weerstaan. Voor een beweegbarebrugcase is een beknopt uitvoeringsplan opgesteld. Aan de hand ervan is een kostenraming opgesteld voor de directe en indirecte kosten. De GVK sandwich onderlaging lijkt zowel een technisch haalbare als economisch gunstige oplossing te vormen voor beweegbare stalen brugdekken met vermoeiingsproblemen.

Green PAC

Dit project is een onderzoek van Green PAC(opent in nieuw tabblad), Centre of Expertise Smart Polymeric Materials. Green PAC is een initiatief van NHL Stenden en Windesheim en is een open innovatiecentrum voor (groene) kunststoffen, vezels en composieten, waar ‘businessdriven’ kennisontwikkeling wordt opgestart en gefaciliteerd.

• Status: afgerond project
• Soort onderzoek: kwalitatief
• Partners: DSM, Fiberneering Technology Development B.V., Witteveen + Bos, Mobilis TBI

Meer weten? Neem contact op met:

Ir. Peter Bosman, onderzoeker
E-mail: p.bosman@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

We werken nauw samen met de opleidingen Werktuigbouwkunde, Industrieel Product Ontwerp en Civiele Techniek. Hierbij ligt het accent op procesoptimalisaties voor de kunststofverwerkende industrie, ontwerp in kunststoffen en composiet in machinebouw en civiele toepassingen. Wij zijn inhoudelijk verantwoordelijk voor voor twee minoren: Production Engineering in Zwolle en Composiet in Almere. Daarnaast hebben wij samen met NHL Stenden de in Nederland unieke masteropleiding Polymer Engineering opgezet.

Van fossiele kunststoffen naar biobased, van verbranden naar (chemisch) recyclen of hergebruiken. De transitie naar een circulaire economie vereist steeds meer van iedereen die werkzaam is in deze sector. Om de engineers van de toekomst daarvoor klaar te stomen hebben wij samen met NHL Stenden de HBO-deeltijd Master Polymer Engineering opgezet. 

Deeltijd master

In deze 2-jarige master in deeltijd word jij straks de expert als het aankomt op kunststoftechnologie. Hoe is de keuze van kunststoffen bijvoorbeeld bepalend voor het verwerkingsproces van materiaal tot een product? En dit doe je niet alleen in onze collegebanken. Ook in kunststoflaboratoria ga je tijdens de master volop aan de slag. En wist je dit eigenlijk al: de industrie en het bedrijfsleven verwelkomen experts als jij met open armen.

Je volgt in totaal drie modules:

• Polymer Chemistry
• Polymer Engineering
• Polymer Design Engineering

Ontwikkelingen voltijd master

NHL Stenden en hogeschool Windesheim onderzoeken de mogelijkheden van het starten van een voltijd variant van de masteropleiding Polymer Engineering.
Hiermee hopen we nog meer professionals op te leiden om Nederland te ondersteunen op weg naar een duurzame toekomst en een circulaire economie. 
Blijf op de hoogte van de ontwikkelingen rondom het onderzoek en meld je aan voor de nieuwsbrief.

Aanmelden nieuwsbrief(opent in nieuw tabblad)

Meer weten? 

Neem een kijkje op onze website of neem contact op met:
Geert Heideman, associate lector Kunststoftechnologie
E-mail: g.heideman@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

Vanuit het lectoraat Kunststoftechnologie zijn wij verantwoordelijk voor de inhoud van de minor Production Engineering. Producten en productieprocessen zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden. In deze minor gaan we dieper in op productieprocessen als 3D-printen, extrusie en (spuit)gieten.

Je leert meer over het modelleren en beïnvloeden van eigenschappen van materialen. En er wordt aandacht besteed aan de combinatie van ontwerpregels, proces en product, zodat je als engineer de productie optimaal kan laten verlopen. 

Meer weten? 

Meer informatie vind je op Kies op maat(opent in nieuw tabblad) of neem direct contact op met:
Niels Boks, onderzoeker Kunststoftechnologie
E-mail: np.boks@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad)

Vanuit het lectoraat zijn wij verantwoordelijk voor de inhoud van de minor Composiet. In deze minor leer je hoe composieten zijn ze opgebouwd en hoe je er producten mee kunt ontwerpen en maken.

Naast colleges zijn er practica en bedrijfsexcursies en ga je zelf ook producten ontwerpen en maken. Binnen de minor wordt veel aandacht besteed aan de circulariteit van deze materialen vanuit de onderzoeksprojecten van ons lectoraat.

Meer weten? 

Meer informatie vind je op Kies op maat(opent in nieuw tabblad) of neem direct contact op met:
Dr. Ir. Albert ten Busschen, associate lector Kunststoftechnologie
E-mail: a.ten.busschen@windesheim.nl(opent in nieuw tabblad) 

Het lectoraat beschikt over verschillende faciliteiten voor onderwijs en onderzoek, die extern toegankelijk zijn. Hieronder volgt een overzicht van al deze faciliteiten, per onderzoekslijn.

Spuitgietmachine

• Locatie: Verwerkingslab, ZWINC

Enkelschroefsextruder 

• Locatie: Verwerkingslab, ZWINC

Compounder

• Locatie: Verwerkingslab, ZWINC

Dynamische Reometer    

• Locatie: Meetlab, ZWINC

ANSYS simulatiepakket

• i.c.m. krachtige PC's

Arburg Plastic Freeforming (APF)

• Arburg Freeformer 200-3X
• Dual nozzle tot 350°C
• Bouwkamer tot 120°C
• Granulaatdrogers
• Proces logging
• Open process parameters
• Geschikt voor een breed materialenpalet waaronder SEBS, TPU, PP en ABS
• Bouwvolume 154x134x230mm
• Locatie: 3D prinlab, ZWINC

Selective Laser Sintering (SLS)

• EOS Formiga P100
• Open temperatuur en laser parameters
• 1x 30W CO2 Laser
• Poederbed tot 182°C
• Inerte (stikstof) atmosfeer
• EOS-approved parameter sets voor PA2200
• Geschikt voor materialen zoals PA12, PP en TPEs
• Bouwvolume 190x240x300mm
• Locatie: 3D prinlab, ZWINC

Metal Laser Powder Bed Fusion (L-PBF)

• GE (ConceptLaser) M2 Series 5
• 2x 400W Laser
• Variable spot size
• Verwarmde bouwplaat
• Inerte (stikstof of argon) atmosfeer
• Open temperatuur en laser parameters
• GE-approved parameter sets voor AlSi10Mg, 17-4PH, Maraging Steel
• Geschikt voor materialen zoals RVS, Aluminium, Gereedschapsstaal
• Bouwvolume 245x245x350mm
• Locatie: Perron038

Coldspray Metaalprinter

• Locatie: Perron038

wLMD/CNC hybride

• Locatie: Perron038

Fused Filament Fabrication (FFF), High-temperature

• MiniFactory Ultra 2
• Dual nozzle tot 480°C
• Bouwkamer en bouwplaat tot 250°C
• Filament dryer
• Proces logging (Aarni)
• Open process parameters
• Geschikt voor materialen zoals PEEK, PPSU, PEI, PC, PA
• Bouwvolume 330x180x180mm
• Locatie: Perron038 

3D meetapparatuur

nTopology CAD

Composietenlab

• Locatie: Campus

Kruiptestbank

• Locatie: ZWINC

Vermoeiingsopstelling

• Locatie: ZWINC

Moffeloven voor warmtenabehandeling metalen

• Nabertherm LH 216/12
• Werkbereik van 800 tot 1200°C
• Gasbox voor warmtebehandeling onder inerte atmosfeer
• Volume Oven 600x600x600mm
• Volume Gasbox 450x450x400mm

Klimaatkast

• Locatie: Campus

Impacttester

• Charpy notched & unnotched
• 2J en 25J? hamers

Trek, druk- en buigproeven

• Testometric en Zwinc crossheads
• Load cells en inklemmingen:
  • 2kN
  • 10kN
  • 50kN
  • 100kN
• Extensometrie voor trekproeven icm. 50kN load cell