Jaarverslag 2015

Van complex assemblageproces naar geïntegreerde tooling voor Borit

Sinds 2009 spitst Borit, een bedrijf uit Geel met vestigingen in Japan en de VS – zich toe op de productie en assemblage van dunne, stalen plaatcomponenten die door middel van waterdruk worden vormgegeven door middel van hun gepatenteerde “Hydrogate” technologie (hydroforming), gesneden en gelast. Deze bipolaire platen vinden hun toepassing vooral in de productie van brandstofcellen. Om het assemblageproces van die zogehete ‘fuel cells’ te optimaliseren, ontwierp Borit in 2015 een innovatieve productie tool in samenwerking met Sirris.

Assemblageproces voor bipolaire platen voor brandstofcellen optimaliseren
Nieuw, geïntegreerd onderdeel ontwerpen in functie van 3D-printing
Hogere functionaliteit en lagere kosten garanderen

Borit werd opgericht in 2009 als een spin-off van OCAS (het Vlaamse onderzoekscentrum voor de toepassing van staal) en de Duitse bouw- en techniekexpert Borit Leichtbau-Technik. Met de inbreng van het investeringsfonds Finindus werd voldoende kapitaal verzameld voor de opstart van Borit. Zowel de Vlaamse Overheid als staalgigant ArcelorMittal zijn aandeelhouder van Finindus. Borit vervaardigt en assembleert voornamelijk dunne plaatcomponenten, gevormd door hydroforming, voor de productie van bipolaire platen voor fuel cells.

“Om de assemblage van plaatcomponenten voor brandstofcellen te optimaliseren, ontwikkelden Borit en Sirris een geïntegreerde tool, volledig afgestemd op de 3D-printingtechniek.”

Optimale assemblage

In het assemblageproces van Borit worden dunne stalen platen (minder dan 1 mm dik) via hydroforming vervormd totdat een minutieus ribbelpatroon op het plaatoppervlak ontstaat. Nadien worden de platen met een las op elkaar gelegd. Zo ontstaat een uitgekiend netwerk van kanaaltjes waarlangs in een brandstofcel energie wordt vervoerd. Om het assemblageproces te vereenvoudigen, zocht Borit een tool waardoor schutgas naar de juiste locatie werd verdeeld. Een praktische vraag drong zich echter op: hoe zorg je voor de perfecte doorstroming? Een softwaresimulatie was een mogelijke, maar erg tijdrovende uitweg. Daarom ging Sirris voor een 3D-ontwerp en testen van de nieuwe tool.

Ontworpen en getest

Na een functionele analyse maakte het Additive Manufacturing-team van Sirris een aantal mogelijke 3D-designs van de tool. Vervolgens werden prototypes vervaardigd van een viertal kanshebbers, via binderjetting: een 3D-printtechniek waarbij poederlagen met elkaar worden verlijmd. Het voordeel? De Sirris-experts hoeven geen steunstructuren te voorzien in de interne kanalen van het nieuwe ontwerp. En het is tevens één van de weinige technologieën waarmee massieve onderdelen geproduceerd kunnen worden. De uitdaging? Binderjetting laat poeder achter in de kanaaltjes, met als gevolg: risico op verstopping. Het Sirris-team berekende daarom hoeveel poeder in theorie aanwezig zou moeten zijn in de kanaaltjes. Door de tool te wegen na een grondige reiniging, kan zo met zekerheid nagegaan worden of al het poeder weggezogen is. Bovendien werd de doorstroming van de kanaaltjes haarfijn getest met een rookmachine.

Functioneel en minimalistisch in design

Niet alleen beschikt Borit over een uiterst performant hulpstuk om de assemblage van zijn plaatcomponenten naar nieuwe hoogtes te tillen. Door het ontwerp van de tool volledig af te stemmen op 3D-printing als productietechniek, kon Sirris ook verschillende functionaliteiten integreren. Stuk voor stuk ingrepen die zorgen voor een hogere efficiëntie en lagere kosten op lange termijn.