VERSNELDE VERMOEIINGSTESTEN VOOR COMPOSIETEN

Nieuwe innovaties hebben we liever gisteren dan vandaag op de markt. Maar wanneer we het hebben over nieuwe materialen, gaat er veel tijd verloren aan het testen om zeker te weten dat het niet breekt of te snel slijt onder grote druk. Kan dat niet sneller? vroeg Friso Oude Tanke zich af na zijn afstudeerscriptie. Ondertussen deed Dr. Dario Di Maio al 15 jaar onderzoek naar dit onderwerp. Tijdens een consortiumproject werkte Friso samen met Dario en ontdekten ze een manier waarop het inderdaad sneller kon – en nauwkeuriger. Omdat dit idee interessant was voor de markt, bundelden Friso en Dario hun krachten met Jip van Tiggelen: met UT spin-off XCTE als resultaat.
 
Hoewel digitale innovaties als paddenstoelen uit de grond schieten, komen fysieke innovaties niet sneller op de markt dan voorheen. Dat heeft vooral te maken met het kwalificatieproces met daarvoor de testfase, waarbij wordt gemeten hoe snel vermoeiing optreedt. Oftewel: hoe snel het materiaal niet meer sterk genoeg is voor wat het moet doen. Friso: “Denk aan het materiaal voor een vliegtuigvleugel. Die komt regelmatig onder zware druk te staan en mag niet te snel slijten. Een microscheurtje is al genoeg voor onveilige situaties.” Nu worden zulke composieten getest in machines met hydraulische pompen die herhaaldelijk druk uitoefenen op het materiaal. “Stel, je moet een iteratie maken op een langdurige test,” schetst Friso. “Dan ben je zo een half jaar verder voordat je een definitieve keuze kunt maken voor de samenstelling van je composiet. Wij kunnen dat terugbrengen naar een aantal dagen.”

Trillingen op hoge frequentie

Dat lukt door hun innovatieve methode, op basis van een doorbraak na jarenlang onderzoek van Dario. “Voor mijn scriptie heb ik ervaren hoe tijdrovend de traditionele manier van testen is,” vertelt Friso. “Met XCTE maken we gebruik van trillingen op hoge frequentie, in plaats van druk uit te oefenen met hydraulische pompen.” Hij laat zien hoe het werkt. Achter een geluidwerende deur staat de testopstelling: een soort subwoofer met daarbovenop een klem die wat wegheeft van een bankschroef. Daartussen zit een carbonplaatje geklemd waar een laser op schijnt. “Dat stukje carbon laten we op hoge frequentie trillen, waardoor het op den duur gaat ‘wapperen’, ofwel resoneren. Denk bijvoorbeeld aan een brug die door harde wind enorm gaat trillen en vervolgens gaat schommelen. Dat doen wij in het klein. We werken dus met de wetten van de natuur. Met de laser meten we dan of de stijfheid van het materiaal verandert en of er scheurtjes ontstaan. Dat kunnen we op microniveau doen, wat onze testen niet alleen sneller maakt, maar ook nauwkeuriger.”

Markten verkennen

Sneller en nauwkeuriger is precies waar de markt om schreeuwt. “Er zijn veel partijen die bezig zijn met het ontwikkelen van nieuwe materialen, bijvoorbeeld voor de lucht- en ruimtevaart, automotive industrie en defensie. Nu is de time-to-market veel te lang voor nieuwe innovaties binnen deze branches. Stel je hebt een nieuw materiaal ontwikkeld dat supersterk is en niet gedetecteerd kan worden door radars. Dan kan het zomaar tien jaar duren voordat het op de markt is. Die materialen wil je eigenlijk nu al hebben.” Met de support van business developer Emiel Pegge kon het XCTE team verschillende markten verkennen. Ze starten in de hoek van materiaalleveranciers, om vervolgens uit te bouwen naar de automotive industrie. Friso: “We hebben veel aan die steun gehad, ook vanuit het KTO bij de oprichting van de spin-off. Het ondernemerschap heeft me altijd aangetrokken, dus het is fijn om die ondersteuning te hebben bij het opbouwen van onze spin-off.”

Veel ambitie

Op dit moment werkt het team aan het opzetten van pilots. Vanuit daar wil het team doorgroeien naar de standaard voor materiaaltesten. “Dat mensen denken: ‘voor snelle testen moet je bij XCTE zijn.’ Dat is de stip op de horizon,” zegt Friso over de toekomst. “We zien ook kansen om met alle verzamelde data van verschillende materialen een database te maken. Met AI kunnen we dan voorspellingen doen over bepaalde materialen en de prestaties daarvan. We moeten eerst nog heel wat stappen zetten voordat we daar zijn, maar daar zit wel potentie. Bovendien zouden we naast composieten ook de performance van lijm- of lasverbindingen kunnen testen op den duur.” Voor nu is het team op zoek naar industriële partners waarmee ze pilots kunnen draaien of onderzoekssamenwerkingen kunnen opstarten. “We hebben veel ambitie en er is vraag vanuit de markt. Nu is het dus tijd om ons prototype verder uit te werken.”