Egbert van Hattem
Het Thermoplastisch Research Centrum (TPRC), dat 26 juni officieel zijn deuren opende, brengt kennis en apparatuur samen. Partijen als Boeing, Ten Cate en Fokker Technologies vinden elkaar in open innovatie.
De materiaaleigenschappen van thermoplasten bieden veel voordelen binnen de industrie. Sterkte en flexibiliteit zijn in alle gewenste richtingen te combineren. De productiesnelheden zijn bovendien hoog, wat thermoplasten geschikt maakt voor massaproductie. Het TPRC probeert die eigenschappen te vertalen naar eindproducten, zegt technisch directeur prof.dr.ir. Remko Akkerman tijdens een rondleiding door het nieuwe testcentrum. ‘Industriepartners willen voorspelbare ontwikkeltijden en betrouwbare, controleerbare eigenschappen voordat ze miljoenen investeren in de aanschaf van een up-to-date dieptrekstraat (installaties voor het in de juiste vorm brengen van kunststoffen).’
Vezelversterkte thermoplasten zijn al gangbaar, maar dezelfde status als staal hebben ze nog lang niet. Het is een inherent ander materiaal, legt Akkerman uit. ‘De data hangen erg af van het gehele productie- en bewerkingsproces. De mould-flow moet altijd volledig gesimuleerd en doorgerekend worden, en sterktespecificaties van de verbindingen vereisen experimentele bevestiging. Heel anders dan bij boren, frezen en schroeven zetten in staal.’
Akkerman benadrukt dat het vervangen van een onderdeel door een thermoplast nooit één op één is. ‘Een kilogram staal is niet gelijk aan een kilogram thermoplast.’ Dimensioneren kan vaak verrassend lichter door de materiaaleigenschappen tot het uiterste te sturen. Het eigengewicht in de constructie valt bijna zonder uitzondering gunstiger uit.
Het TPRC is zeker niet het enige centrum voor onderzoek naar composieten, maar de focus op thermoplasten (die bij sterke verhitting weer zachter worden) is uniek. De faciliteiten zijn daar ook naar. Om temperatuurbestendige high-end producten uit bijvoorbeeld polyetheretherketon (PEEK) te maken, is een hoge temperatuur en druk nodig. Dat kan in de gespecialiseerde autoclaaf met bijbehorende randapparatuur. Ook voor het onder hoge temperatuur hydraulisch persen van vlakke laminaten en direct vormpersen met infrarood opwarming is state-of-the-art apparatuur aanwezig.
Een gerobotiseerde machine voor de vervaardiging van thermoplastische composieten komt later dit jaar beschikbaar. De machine is in staat een rol thermoplast af te rollen, locaal te verwarmen en op een mal te brengen. Het apparaat legt de vezels die in het materiaal worden geïncorporeerd precies in de goede richting, zodat ook bij conische vormen het product in alle richtingen zijn gewenste sterkte krijgt. Zo wordt het staartstuk van de A380 met fibre-placement vervaardigd, zij het met thermohardende tape.
‘In de hal hiernaast bevindt zich het Instron testlaboratorium voor mechanische beproevingen’, vervolgt Akkerman zijn rondleiding. ‘We kunnen alles snel produceren, onder belasting brengen, testen en meteen weer door. We werken aan nieuwe teststandaards, kwaliteitsnormen en protocollen.’
De komst van Boeing naar Twente is spectaculair, ingegeven door de sterke composietenafdeling van de Universiteit Twente en de nabijheid van Ten Cate en Fokker Technologies. Het TPRC werkt volgens open innovatie. De lidmaatschapsbijdrage is fors, waarbij men zich committeert voor vijf jaar om langjarige expertiseopbouw te waarborgen. Er zijn twee soorten deelnemende partners, voor een verschillend tarief, met verschillende rechten. Tweewekelijks praten de partners mee over onderzoeksresultaten. ‘Natuurlijk is Boeing de grote jongen, maar ze stellen zich zeer collegiaal op’, aldus Akkerman.
Bedoeling is dat bedrijven uit andere sectoren zich gaan aansluiten. Dinand Tijhuis, manager r&d bij AddComp, vestiging Nijverdal (Overijssel), geniet met volle teugen van de wandeling door de TPRC-hallen. ‘Een product als dit, verstevigd met carbonvezels, vind je doorgaans alleen in een Lamborghini. Wij zijn gespecialiseerd in glasversterkte thermoplasten voor diverse automerken. Wat hier gebeurt, volgen we met buitengewone belangstelling. Er is zeker kans dat we in de toekomst gaan deelnemen.’
