03/10/2016
Door Ad Spijkers
Een aantal instituten en ondernemingen uit Bremen en omgeving werkt aan een methode om uithardingsprocessen in autoclaven te bewaken. De transponder kan echter ook tijdens gebruik van het product data verzamelen en opslaan. Industrie 4.0 dus.
Onderdelen uit vezelcomposieten, die worden gebruikt in bijvoorbeeld de luchtvaart, boten, fietsen en sporttoestellen, zijn zeer licht en kunnen extreme belastingen aan. Ze bestaan uit een verbinding van vezels en harzen, die urenlang bij hoge temperatuur en druk moeten uitharden. Tijdens deze processen is het nog steeds een probleem om de mate van uitharding te bewaken. Een kleine transponder moet hier in de toekomst uitkomst bieden.
Het Faserinstitut Bremen en het Bremer Institut für Produktion und Logistik (BIBA) aan de Universität Bremen werken samen in een nieuw project om zo’n transponder te ontwikkelen. Aan het ‘Curing-Transponder’ project nemen ook Tagitron in Salzkotten (fabrikant van speciale transponders) en Haindl Kunststoffverarbeitung uit Bremen deel.
Bij het onderzoek richt het consortium zich op onderdelen met glas- en koolstofvezelwapening. Ze bekijken daarbij meerdere punten langs de productie- en productcyclussen gebruiken RFID (Radio Frequency Identification) als basis voor een intelligente optimalisering van processen.
Verkorting van procestijden
Het doel is een transponder te ontwikkelen die in de composiet onderdelen kan worden geïntegreerd om steeds actueel, on-line en vanuit het onderdeel informatie te kunnen geven over de uithardingsgraad van het hars-vezel-systeem. Dit wordt mogelijk door een meetmethode die de in het onderdeel ingebedde transponder als sensor gebruikt.
De informatie wordt zodanig opgeslagen en klaargezet dat deze kan worden ingezet voor analyse en optimalisering van productieprocessen, bijvoorbeeld voor het verkorten van procestijden in autoclaven. De vezelcomposieten moeten hierin ettelijke uren bij temperaturen tot 200°C en drukken tot 8 bar uitharden. De RFID Curing-Transponder moet dus ook onder moeilijke omgevingscondities betrouwbaar functioneren. Het realiseren daarvan is een van de technische uitdagingen in het project.
De transponder kan niet alleen gedetailleerde informatie over de inwendige toestand van het onderdeel opslaan en verzenden. Hij kan ook over de totale levenscyclus van het onderdeel belangrijke informatie in een digitaal bestand opslaan en op afroep beschikbaar stellen. Hiermee kunnen bijvoorbeeld ook kwaliteitsgegevens, de herkenning van plagiaat onderdelen, logistieke processen of het reservedelenbeheer worden vereenvoudigd.
RFID helpt Industrie 4.0
De data die over het productieproces wordt verzameld, kan naar een kennisgebaseerd expertsysteem. Ook dit wordt in het project ontwikkeld. Het moet later in staat zijn informatie zoals positie, temperatuur, onderdeelkenmerken en beperkingen tijdens de productie van verschillende onderdelen in samenhang te plaatsen en hierdoor de productiestappen efficiënt aan te sturen.
De onderzoekers verwachten dat de procestijden in autoclaven kunnen worden verkort door de mate van uitharding te bewaken. Met de ontwikkelingen i dit project kunnen ook meer processtappen worden gedigitaliseerd en over de totale levensduur worden verzameld, dit in het kader van Industrie 4.0. Daardoor ontstaat niet alleen een meerwaarde voor de producent van het onderdeel, maar ook bij de logistiek en de eindklant (foto: Haindl Kunststoffverarbeitung).