Overslaan en naar de inhoud gaan

Light products

Lichtere producten dankzij innovatieve materialen en composieten

In sectoren als transport, machinebouw, bouw- en consumentenproducten is er een groeiende vraag naar lichtgewicht producten en componenten. Deze vraag speelt in op de maatschappelijke en technologische trends rond energie-efficiëntie, performantie, vormvrijheid, functionaliteit en kostenefficiëntie over langere termijn. Lichtere producten kunnen bereikt worden door een aangepast ontwerp en door gebruik te maken van alternatieve, lichtgewicht materialen met evenwaardige eigenschappen, waaronder composietmaterialen.

Labs werken aan lichtere producten met materialen

In het labo rond composietmaterialen van Sirris werken experts aan innovaties met vezelversterkte kunststoffen. Voor bepaalde projecten werkt het team van experts samen met KU Leuven en UGent in het SLC-Lab. Zo worden de krachten, expertise en infrastructuur van de drie partners gebundeld. In composietproducten zijn er oneindig veel mogelijke productgeometrieën en materiaalcombinaties, gelinkt aan erg diverse procestechnologieën. Het SLC-Lab wil bedrijven enerzijds ondersteunen bij het ontwerpen van innovatieve composietproducten met bijhorende prototypes, tegelijkertijd biedt het Lab ook expertise in het monitoren en optimaliseren van productieparameters. Het was hiervoor in 2019 in verschillende projecten betrokken, waaronder CompositeLoop, dat afgesloten werd, en CompositesReloaded, waarin meerdere demo's werden opgezet.

 

Het Hybrids Lab ontwikkelt toepassingen met combinaties van plastics en composieten of metaal, met als doel door rationeel materiaalgebruik producten zo licht mogelijk te maken. Hybride materialen in één product bieden eigenschappen en functionaliteiten op die plaatsen waar ze het meest nodig zijn.

 

Combinatie van 3D-geprinte werkstukken met klassieke componenten

Metalen platen of thermoplastische composieten combineren met complexe 3D-geprinte elementen kan van groot belang zijn voor bepaalde industriële toepassingen. In het kader van de activiteiten van de Product Development Hub, meer bepaald van het Hybrids Lab, heeft Sirris de voorbije maanden aanzienlijke vorderingen in productie van hybride 'freeform' geprinte werkstukken gemaakt.

 

Om dergelijke onderdelen te printen maakt Sirris gebruik van een zesassige robot en een extrusiekop die het heeft gewijzigd om het procedé te optimaliseren. De kop is geladen met kunststofkorrels, wat het gebruik van een brede waaier van materialen mogelijk maakt.

 

De eerste realisaties in enkelwandige modus evolueerden al snel naar complexere varianten, nadat een oplossing gevonden werd voor een aantal problemen.

Lager energieverbruik bij het consolideren van composietmaterialen

Om de koolstofvoetafdruk van thermoplastische composieten te verminderen, heeft Sirris in het kader van het Hybrids Lab van haar Product Development Hub, voor die producten een bijzonder voordelige consolidatiemethode op basis van het vacuümprocedé ontwikkeld en gevalideerd voor deze materialen. 

 

Het concept berust op het opsplitsen van de fases van de thermische cyclus, wat wordt mogelijk gemaakt door de aankoop van thermo-efficiënte droogoven met een innovatief concept, die door Sirris verder werd aangepast. Terwijl bij een klassieke vacuümconsolidatiecyclus bij aanvang alle materialen in koude toestand in de oven zijn, maakt de door Sirris ontworpen voorziening het mogelijk de droogoven voor te verwarmen en de verhoogde temperatuur gedurende meerdere toepassingscycli constant te houden. Het voordeel is aanzienlijk: de verwarmingsfase is immers de meeste energie-intensieve, waarbij niet alleen het te consolideren product opgewarmd moet worden, maar ook de oven zelf. De afkoelfase is evenmin te verwaarlozen, aangezien deze uitermate tijdrovend is binnen een normale cyclus. In dit specifieke geval werd ze echter niet in het onderzoek opgenomen, waardoor ze niet ingrijpt in de energiebalans.

 

Validatietesten toonden aan dat een energiewinst kon worden geboekt van om en bij de 60 procent.