nieuws

Geweven verenstaal oplossing voor flexibele mal

bouwbreed Premium

Geweven verenstaal oplossing voor flexibele mal

Een mat van geweven verenstaal lijkt de oplossing voor een flexibele mal. Daarmee zijn vlakken te maken die in twee richtingen zijn gekromd. Van glas, beton of kunststof.

De flexibele mal is ontwikkeld door de technische universiteiten van Delft en Eindhoven en was te bezichtigen tijdens de Week van de Bouw. Hij bestaat uit een serie instelbare pinnen of stempels die een flexibel vlak ondersteunen. Door de pinnen in of uit te schuiven kan het vlak in elke gewenste vorm worden geduwd.

Inmiddels is het interdisciplinaire team van constructeurs, architecten en werktuigbouwkundigen van de twee universiteiten bij versie 3 van het prototype aanbeland. Want hoe simpel het er op het eerste gezicht ook uitziet, er moesten volgens Arno Pronk van de TU Eindhoven toch wel wat problemen worden opgelost.

Zoals bijvoorbeeld het simpele feit dat de stempels het flexible vlak plaatselijk indeuken. Tijdens de verplaatsingen bewegen die punten zich bovendien niet alleen verticaal, maar ook horizontaal. Daarom zijn de schroefstempels van versie 2.0 uitgerust met een kruiskoppeling. Het vlak van die versie bestaat uit kunststof strips met insnijdingen die in dwarsrichting vervormingen van de strips mogelijk maken. Boven op die strips is een siliconenmat gelegd om de resterende oneffenheden uit te vlakken.

Toch tekenden de strips zich nog af in de betonpanelen die de onderzoekers maakten bij mbX / Concrete Valley, toont Roel Schippers die vanuit de TU Delft het project trekt. Daarom gingen de onderzoekers op zoek naar een nieuw materiaal, dat vervormingen in twee richtingen aankan, maar de krachten mooi gelijkmatig spreidt als er op één punt wordt gedrukt of getrokken. Een theezeefje thuis vormde de inspiratie. Dat is immers in twee richtingen gekromd en kan vaak nog andere vervormingen aan die het mooi gelijkmatig verspreidt. Het luidde een zoektocht in naar geweven verenstaal. Dat materiaal komt immers altijd in zijn oorspronkelijke vorm terug. Als je daar een mat van weeft kan een mooi flexibel maar sterk vlak ontstaan . Een belronde langs metaalweverijen leerde dat het Belgische Omnimesh inderdaad weefsels van verenstaal produceert. Dat is in versie 3.0 van de flexibele mal toegepast.

Het mechaniek met de pinnen is iets robuuster en simpeler uitgevoerd, met veren in plaats van kruiskoppelingen om de horizontale verplaatsingen te volgen. Die zijn volgens Schippers waarschijnlijk beter bestand tegen de soms barre productieomstandigheden in een betonfabriek. Voor de aansturing zijn stappenmotoren onder aan de spindels aangebracht. “Die kunnen hun instructies rechtstreeks krijgen van het BIM-model en zo de mal van verenstaal in de juiste vorm duwen.”

 

 

Bij prototype nummer 3 worden de schroefstempels aangestuurd met stappenmotoren. Het geweven verenstaal spreidt de krachten netjes zodat geen putjes of bultjes ontstaan maar een geleidelijk glooiend vlak.

Versie 3.0 is volgens Pronk geschikt om betonnen panelen te realiseren, maar ook dubbelgekromde vlakken van kunststof of glas. Omdat het in een productieomgeving niet altijd mogelijk is een dag te wachten met ontkisten, zal de flexibele mal in veel sommige gevallen ook een tussenstap zijn om snel een verloren bekisting van de gewenste vorm te maken. Want een plaat van verwarmd polycarbonaat die over het golvende weefsel wordt geplaatst, kan na een paar minuten worden verwijderd en daarna fungeren als mal voor bijvoorbeeld een betonnen paneel. Dat scheelt enorm veel timmerwerk of CNC-freeswerk. Het polycarbonaat kan na afloop weer omgesmolten en volledig hergebruikt worden.

Voor toepassing van glas moet ook nog iets bedacht worden want verenstaal verliest zijn eigenschappen bij een temperatuur boven 200 graden. Een dunne deken van het supergoed isolerende aerogel biedt daar hopelijk uitkomst. In samenwerking met Brakel Atmos zijn daarmee al de eerste glasplaten gebogen.

Bij zowel Schippers als Pronk vormt de flexibele mal deel van hun promotie-onderzoek. Nu de oplossing voor het instelbare vlak is gevonden, richten ze zich op het productierijp maken van de techniek. Daarbij reizen ongetwijfeld weer nieuwe vragen, maar er staan al nieuwe onderzoekers klaar om daarmee aan de slag te gaan. Pronk: “Het basisidee is zo simpel, dat we niet de illusie hebben dat we het kunnen beschermen. We hebben dus geen patent aangevraagd en iedereen kan ermee aan de slag, als een soort open source-ontwikkelingstraject. Bedrijven die slim zijn, kloppen niettemin bij ons aan om het samen verder te brengen want wij hebben inmiddels wel een flinke kennisvoorsprong.”

Reageer op dit artikel