Belang van lijmen groeit

0
173

De ontwikkelingen in verbindingstechnieken gaan momenteel hard en lijmen eist daarbij een steeds belangrijkere rol op. Dat betoogde Stijn Debruyne van de Katholieke Universiteit Leuven in zijn lezing op Materials 2018 in Veldhoven.

Structureel verbinden is een universele techniek, maar elke sector stelt hieraan zijn specifieke vereisten, of het nu gaat om de automotive, machinebouw, bouwsector of mechatronica. Overal is een snelle evolutie te zien, die volgens Debruyne vooral te danken is aan de holistische benadering die we steeds meer zien. Ofwel: auto’s, vliegtuigen maar ook windmolens worden bekeken als één compleet systeem en vanuit die gedacht ook ontworpen. Daarbij worden alle soorten materialen en ook alle mogelijke soorten verbindingstechnieken in ogenschouw genomen voor het optimale resultaat. “Moderne structural engineering speelt zich af in een multi-materiaalcontext”, aldus Debruyne. “Verlijmen is hierbij één van de belangrijkste verbindingstechnieken geworden.”

Meerdere functies
Om de sterke eigenschappen van de verschillende materialen en componenten optimaal te kunnen benutten dienen de gebruikte verbindingstechnieken goed afgestemd te worden op elkaar en op de applicatievereisten. Daarmee ontwikkelen hybride verbindingstechnieken zich snel: in één systeem worden meerdere verbindingstechnieken toegepast: schroeven, lassen, solderen, lijmen et cetera. En dan ook nog eens meerdere lastechnieken en meerdere lijmsoorten voor verschillende materialen.
Daarbij krijgen verbindingen ook meerdere functies. Debruyne spreekt van ‘een evolutie in functies’. Vroeger had een verbinding doorgaans maar één primaire functie: een las moest zorgen voor sterkte en stijfheid, een lijm werd toegepast om iets af te kitten. Nu worden meerdere functies binnen een verbinding geïntegreerd. In de elektronica hebben (lijm)verbindingen bijvoorbeeld ook functies als elektrisch geleiden/isoleren en thermisch geleiden. In constructies worden (lijm)verbindingen ook ingezet om te sealen en voor het dempen van trillingen en geluiden.

Meerdere materialen
Onder andere in de automotive sector is sprake van een exponentiële toename in het gebruik van lijmverbindingen. Dat komt vooral omdat een moderne auto niet alleen maar meer bestaat uit staal. Materialen als hoog sterkte staal, kunststoffen, aluminium et cetera worden allemaal toegepast en ze moeten allemaal met elkaar worden verbonden; allemaal met de mechanische karakteristieken die we willen dat ze hebben.

Nieuwe uitdagingen
De ontwikkelingen gaan steeds verder. Er worden steeds meer eisen aan verbindingen gesteld en dat zorgt voor nieuwe uitdagingen. Debruyne gaf het voorbeeld van nieuwe windmolens. Er zijn plannen voor windmolens die zo groot zijn dat hun turbinebladen even hoog reiken als de Eiffeltoren. De uitdaging is dan deze turbinebladen zo te maken dat ze lang mee gaan en weinig reparaties behoeven gedurende hun functioneren. Dat vraagt om goed maakbare, duurzame slimme verbindingen die ook nog eens goed te ontmantelen zijn met het oog op de circulaire economie.

Adhesive Bonding
Omdat moderne auto’s bestaan uit meerdere materialen, worden diverse verbindingstechnieken toegepast. In de automotive sector is sprake van een exponentiële toename in het gebruik van lijmverbindingen.

Nieuwe generatie faalmodellen
De Universiteit Leuven is bezig met deze uitdagingen: de departementen mechanical engineering en materials engineering bekommeren zich om aspecten als het voorspellen en garanderen van de integriteit, geavanceerde monitoring en end-of life management. Aan het voorspellen van de integriteit van lijmverbindingen kleven nogal wat aspecten. Ze zijn in de buitenlucht immers onderhevig aan wisselende temperaturen, soms extreem of hoog extreem laag, droge en natte weersomstandigheden. Dat heeft effecten op zowel de lijm zelf als op de substraten. De KU Leuven is bezig met de ontwikkeling van een nieuwe generatie van faalmodellen voor lijmverbindingen. Debruyne: “Duurzaamheid en recycleerbaarheid staan hierbij centraal. Een belangrijk element en uitdaging hierbij is het opvolgen en voorspellen van de functionele levensduur van een multi-materiaalconstructie. Gedreven door wetenschappelijk onderzoek evolueren lijmverbindingen naar een hoger niveau door structurele monitoring te koppelen aan predictieve numerieke modellen. Hiervoor worden microsensoren ingebouwd in de lijmverbindingen zelf. Deze laten toe de integriteit van veiligheidskritische lijmverbindingen te monitoren. De talloze meetdata wordt gevoed aan prognosemodellen die de restlevensduur van de verbindingen inschatten. Op die manier wordt een belangrijke stap gezet naar het voorspellen van onder andere vermoeiingslevensduur van complexe, samengestelde multi-materiaalsystemen.”

GEEN REACTIES

LAAT EEN REACTIE ACHTER

Nieuw op MetaalPlein