Op deze pagina wordt een overzicht gegeven van projecten en activiteiten waar ik de afgelopen jaren bij betrokken ben geweest.
Mijn werkzaamheden bij Autonational bestaan uit zowel het ontwerpen en uitwerken van machine(onderdelen) voor geautomatiseerde composiet productie als het opzetten en uitvoeren van testen en proefproducties (prototype/kleine series) t.b.v. (composiet) product ontwikkeling. Dit laatste zowel voor intern als voor externe klanten.
Het mechanische tekenwerk wordt gedaan met behulp van PTC Creo Elelements, waarin ik inmiddels ervaren ben.
Als onderdeel van het ontwikkeling van het Autonational R&D centrum heb ik mij bezig gehouden met het gebruik/aansturing van een 6-assige industriële robot voor composiet productie doeleinden. Belangrijk onderdeel, naast het mechanische ontwerp, is het programmeren/configureren van de robot. Door deze ontwikkelingen ben ik ervaren in Cadfil (gebruikt voor het genereren van filament winding programma's) en in het gebruik van KUKA.Sim/WorkVisual voor het simuleren van de robot.
Onderdeel van de R&D werkzaamheden is het opzetten en uitvoeren van prototype producties voor zowel intern gebruik als voor externe klanten. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van een filament winder i.c.m. tension creel voor het wikkelen en impregneren van glas- en carbon vezels met bijvoorbeeld epoxy of polyester.
Ik ben in het bezit van een 3D printer. De printer is een zelfbouw kit, maar is langzaam maar zeker verbeterd met (zelf ontworpen) upgrades. Zo beschikt hij nu over een bed level sensor, verbeterde koppelstukken tussen de profielen, verbeterde koeling en de mogelijkheid om naast PLA en PETG ook met flexible materialen te printen.
De camber van mijn surfzeil was gebroken, en aangezien vervangende cambers vrij kostbaar zijn heb ik een 3D printbare vervanger ontworpen. De zwakke plekken in het oorspronkelijke ontwerp zijn verstevigd en het ontwerp is beter printbaar gemaakt. Links is de oorspronkelijke (gebroken) camber, rechts de in PETG geprinte vervanger.
Gedurende het afstuderen heb ik mij bezig gehouden met het ontwikkelen van een prototype voor het geautomatiseerd verwijderen van versleten schuurbanden van een CNC-schuurmachine.
Om tot een goede oplossing te komen zijn na grondig onderzoek verschillende (deel)concepten getest en beoordeeld. De meest kansrijke oplossing is verder uitgewerkt tot een volwaardig prototype. In het prototype komen verschillende productiemethoden en aandrijving bij elkaar. Zo worden de lineaire beweging aangedreven door een pneumatische systeem, terwijl de roterende bewegingen worden verzorgd door een door middel van een Raspberry Pi aangestuurde stappenmotor. In het ontwerp zit zowel plaatwerk, draaiwerk en 3D geprinte onderdelen verwerkt.
Na het realiseren van het ontwerp is het prototype uitvoerig getest en zijn de nodige dingen aangepast om het het verwijderen van de schuurband betrouwbaarder te laten verlopen. Uit eindelijk is het gelukt om de schuurband betrouwbaar te kunnen verwijderen en kan het prototype in de toekomst verder worden uitgewerkt tot een industrieel toepasbaar systeem.
Het afstuderen was een erg leerzame periode, waarbij een ontwerp van 0 af aan is ontstaan en waarbij verschillende technieken en methoden zijn gebruikt. Ook het managen van het project van a tot z was een leerzame ervaring.
De hoofdopdracht van de minor Composite Design Solutions bestond uit het ontwerpen, realiseren en testen van een robot gestuurd tapewind systeem.
Het totale systeem bestaat uit een aanvoerunit, regelsysteem voor de spanning in de tape en een besturingssysteem welke zorgt voor de bewegingen van de assen. De aanvoerunit is een eigen ontwerp welke op basis van onderzoek en het analyseren van de benodigde functies is ontworpen en gerealiseerd. De aanvoer unit zorgt voor de opslag, geleiding, verhitting en spanning in de thermoplastische tape. Na het uitvoerig testen van de aanvoer unit in een testopstelling is de aanvoer unit vervolgens op de KUKA robot geplaatst.
De aansturing van de mal en het regelen van de tape spanning gebeurd door een eigen ontworpen regel/aansturing systeem op basis van het Arduino platform. Het regelsysteem zorgt ervoor dat de spanning waarmee de tape om de mal wordt gewikkeld constant is.
De KUKA robot is verbonden met het regel/aansturing systeem. De robot is door ons geprogrammeerd om een eenvoudig tape wikkel programma uit te voeren.
Onderwerpen waarin ik mij heb verbreed en verdiept zijn onder andere het ontwerpen van onderdelen/systemen, het werken met thermoplastische composieten, het aansturen/programmeren van (industriële) robots, het werken met en programmeren van Arduino en het tape wikkel proces in het algemeen.
Voor de opdrachtgever is met de projectgroep praktisch onderzoek gedaan naar het poedercoatbaar maken van 3D geprinte kunststoffen. Om een kunststof poedercoatbaar te maken moet deze aan bepaalde eigenschappen voldoen, voornamelijk op het gebied van glastemperatuur en elektrische geleidbaarheid.
Met hulp van het lectoraat Duurzame Kunststoffen van de NHL Stenden in Emmen zijn testspecimen in verschillende verhoudingen basismateriaal en additieven vervaardigd door middel van spuitgieten, waarna deze zijn beproefd op poedercoatbaarheid en op fysische- en mechanische eigenschappen.
Van het materiaal met de beste resultaten is 3D print filament gemaakt. Met dit filament is de 3D printbaarheid van het materiaal getest, en vervolgens de invloed van het 3D printenproces op de poedercoatbaarheid.
Uiteindelijk is het gelukt om een poedercoatbaar 3D geprint kunststof te maken, maar wel met de nodige uitdagingen voor verder gebruik.
Gedurende het project heb ik mij verder verdiept in de wereld van de kunststoffen, de fabricatie methoden, het poedercoatproces en de bijhorende uitdagingen.
Tijdens mijn 3e jaars stage heb ik stage gelopen bij BD Kiestra in Drachten. BD Kiestra ontwikkeld en bouwt oplossingen voor het automatiseren van laboratoria. Ik liep stage op de afdeling Operation Support, de afdeling welke betrokken is bij de ondersteuning van de productie. Hier hielp ik mee met de dagelijkse gang van zaken en deed ik onderzoek naar het vervangen van een materiaal door een eenvoudiger te bewerken variant.
Het doel van deze opdracht was het ontwerpen van een composieten balk welke bij een belasting van 4000N (400kg) bij een driepunts buigproef 20 millimeter doorbuigt. Punten werden gegeven op basis van een formule met als beoordelingscriteria gewicht (lager is beter), breeksterkte (hoger is beter), kostprijs en afwijking van de doorbuiging.
Om de een balk te maken welke zo efficiënt mogelijk is hebben wij een blak ontworpen welke rp bestond uit een vuren kern (44x44mm) met aan zowel de boven als onderkant 4 lagen UD-glasvezels. Bij testen bleek dat onze balk uiteindelijk meer dan 10000N kon weerstaan voordat de vezels van de kern loslieten ten gevolgen van de afschuifspanning. Door het loslaten verloor de balk zijn sterkte en brak de balk. Ons ontwerp heeft uiteindelijk de "wedstrijd" gewonnen door een combinatie van een lichtgewicht, hoge breuksterkte en een kleine afwijking van de doorbuiging bij 4000N.
Tijdens deze opdracht heb ik mijzelf verder ontwikkeld op het gebied van het toepassen van sterkteleer berekeningen, het rekenen aan composieten constructies en het realiseren van composieten constructies.