Wereldprimeur: rotorcraft vliegt met door Saxion ontworpen toegangsluik van gerecycled materiaal

De lector Lichtgewicht Construeren heeft alle reden om trots te zijn. Het onderdeel dat door de Saxion-onderzoekers, -studenten en verschillende partners is ontwikkeld, levert de hogeschool namelijk een wereldwijde primeur op. “Het is voor het eerst in de luchtvaartgeschiedenis dat er met een onderdeel van volledig gerecycled thermoplastisch materiaal wordt gevlogen”, zegt Van Hattum. “Wie dat een tijd geleden tegen een engineer uit de luchtvaartindustrie had gezegd, zou te horen hebben gekregen dat het absoluut niet mogelijk was.”

Het TPAC werkte in het project direct samen met GKN Aerospace, een Brits bedrijf waarin de voormalige Nederlandse vliegtuigbouwer Fokker is opgegaan. Het product, een access panel (een toegangsluik in de staart van een rotorcraft – een groot type helikopter), is gemaakt voor een Amerikaanse opdrachtgever van GKN Aerospace. Veel details mag Van Hattum niet geven, net zoals hij ook niet alle ins en outs van het maakproces kan delen. Voor het project gold lange tijd geheimhoudingsplicht en nog steeds willen de opdrachtgever en de bij de ontwikkeling betrokken partners niet dat alle informatie op straat komt te liggen. Sowieso mag Van Hattum nu pas naar buiten treden, nadat recent GKN Aerospace zelf het nieuws heeft vrijgegeven in een persbericht.

Alles moet precies kloppen

Ook over de afmetingen van het access panel mag Van Hattum niks zeggen. In het TPAC laat Van Hattum wel een soortgelijk voorbeeld zien. “Iets kleiner weliswaar, maar het idee is hetzelfde.” Het paneel lijkt op het eerste oog niet heel bijzonder. Een stuk plastic. Maar als Van Hattum erop klopt, klinkt het als metaal. “Het is ook heel stijf en sterk materiaal”, geeft de lector toe. “Dat moet ook. We hebben het op allerlei manieren getest. Bijvoorbeeld wat er gebeurt als we er gaten in boren. Het gedrag van het materiaal verandert immers rondom de boorgaten. Alles moet precies kloppen. Het access panel wordt gebruikt in de luchtvaart en moet daarom ook aan de strenge eisen van die branche voldoen. We kunnen het ons niet veroorloven dat er iets misgaat. De gevolgen kunnen dan groot zijn.”

Maar hoe simpel het paneel op het eerste oog ook lijkt, er gaat heel wat techniek achter schuil. Van Hattum vertelt enthousiast: “Ons gerecyclede access panel is gemaakt uit resten snijafval van een bestaand onderdeel van dezelfde helikopter. Er was in feite nog geen proces om dat materiaal te recyclen, dat hebben wij hier ontwikkeld. De resten gaan daarbij eerst door een versnipperaar, waardoor we gecontroleerd snippers van enkele centimeters grootte overhielden. De snippers zijn vervolgens gesmolten op hoge temperaturen in een unieke, speciaal hiervoor ontwikkelde machine. Het gesmolten materiaal hebben we in een vorm geperst, met het eindproduct als resultaat.”

Voordelen

De lector laat het haast klinken alsof het een kookrecept betreft. Maar hoe eenvoudig het ook klinkt, het access panel van het TPAC levert flink wat voordelen op ten opzichte van het bestaande access panel. “Ons paneel is alleen al negen procent lichter”, zegt Van Hattum. “In ons proces kunnen we in één stap ‘stiffeners’ integreren, waardoor we het product de juiste stijfheid meegeven. De spanning wordt beter over het product verdeeld, zodat je op andere plekken het product weer dunner kunt maken. Daardoor is het in staat om dezelfde kracht te dragen als het bestaande paneel, maar met minder materiaal en dus een lager gewicht. Een ander voordeel is dat we hebben berekend dat met ons proces twee derde van de kosten bespaard worden ten opzichte van de ontwikkeling van een volledig nieuw paneel. En omdat het ook nog eens om gerecycled materiaal gaat, is ons product een stuk duurzamer. Bovendien is er minder kerosine (brandstof, red.) nodig tijdens het gebruik, omdat ons paneel lichter is. Uit onderzoek van Saxion’s TPAC blijkt het nieuwe onderdeel voor een besparing van ruwweg tachtig procent CO2-uitstoot te zorgen, vergeleken met het bestaande paneel.”

De daadwerkelijke afronding van de ontwikkeling en productie van het access panel vond ruim een jaar geleden plaats bij Saxion. In juni 2019 werden de access panels al geleverd aan de Amerikaanse opdrachtgever van GKN Aerospace. Voor Van Hattum en zijn team was het project daarmee (voorlopig) afgerond. Daarna begon een periode van testvluchten door de Amerikaanse maatschappij. Pas nu zij bekend heeft gemaakt te vliegen met de van Saxion afkomstige panelen, mag Van Hattum naar buiten treden met de fraaie innovatie. Tot die tijd was het zaak om de kaken op elkaar te houden. Het maakt hem desondanks niet minder trots dat de hogeschool heeft meegewerkt aan dit bijzondere project. Samen met GKN Aerospace wordt nu verder gekeken naar serieproductie. “Voor ons als hogeschool is dit een mooi project om te laten zien wat we kunnen. Tegelijkertijd toont dit eens te meer de waarde van toegepast onderzoek voor de Nederlandse economie aan.”

TPC Cycle

Het ontwikkelen van het access panel voor de rotorcraft maakt onderdeel uit van het TPC Cycle recyclingproject, waar 3,5 jaar geleden mee is gestart door het TRPC en verschillende partners. Met de groei van toepassingen en productie van thermoplastische composieten, neemt de hoeveelheid geproduceerd afval toe en bereikt het aanzienlijke volumes. Hoewel het recyclen van thermoplastische composieten theoretisch als haalbaar wordt beschouwd, gebeurt het in de praktijk nog weinig. Met het TPC Cycle-project probeert Saxion hier verandering in te brengen. Het doel is om tijdens het recyleproces de hoge mechanische eigenschappen van thermoplastische composieten te behouden en de milieu-impact tegen betaalbare kosten te verminderen. Het project wordt ondersteund door subsidie van regieorgaan SIA. Het TPAC heeft de access panels ontwikkeld met partners TPRC, Nido Recyclingtechnologie, Toray Advanced Composites, Cato Composites, Dutch Thermoplastic Components en GKN Aerospace.