Saxion-student Ilse ontwerpt veiligheidsschoen van gerecycled materiaal
Onderzoek

Saxion-student Ilse ontwerpt veiligheidsschoen van gerecycled materiaal

Een veiligheidsschoen moet ijzersterk zijn. Zo sterk dat er bij wijze van spreken een olifant op je tenen kan gaan staan, zonder dat je daar iets van voelt. Ilse ten Bruggencate (23) ontwierp en testte tijdens haar afstudeeronderzoek voor de opleiding Werktuigbouwkunde een speciale neus voor veiligheidsschoenen. Van afvalmateriaal.

Haar vondst kan in de toekomst grote positieve gevolgen hebben voor het wereldwijde productieproces van dit soort gebruiksvoorwerpen. Een technisch hoogstandje waar ook vanuit het bedrijfsleven met belangstelling naar gekeken wordt. Ilse: ‘Ik was zó blij toen ik die eerste schoenneus in ons lab in m’n handen hield.’

Een acht kreeg ze voor haar afstudeeropdracht. Thomas de Bruijn, docent-onderzoeker bij het lectoraat Lichtgewicht Construeren, begeleidde Ilse en licht toe: ‘Ilse heeft een specifiek onderzoek voor haar rekening genomen dat een bijzondere plek inneemt in een vierjarig project dat ik hier binnen het ThermoPlastic composites Application Centre (TPAC) leid. Dat heeft ze heel goed gedaan. We houden ons bezig met het recyclen van composietmaterialen. Dat zijn ijzersterke, vezel-versterkte kunststoffen die bijvoorbeeld gebruikt worden in de romp van vliegtuigen of als ombouw van een Formule 1-wagen. Wij willen het gebruik van composiet voor deze dure toepassingen ombuigen naar alledaagse objecten. Denk aan kratten, kinderzitjes en dus aan veiligheidsschoenen.’ 

Het project waarvoor Ilse in het Saxion-lab aan het Ariënsplein in Enschede aan de slag ging, richtte zich op het recyclen van thermoplastische composieten. In tegenstelling tot zogenaamde thermoharder composieten kan deze thermoplastische soort onder invloed van verhitting steeds opnieuw worden gevormd. Dat biedt goede kansen voor recycling. We hebben een recycleroute ontwikkeld en werken daarin samen met bedrijven als Fokker, Ten Cate en Cato Composite Innovations. Dat laatste bedrijf ontwikkelt en fabriceert onderdelen van diverse thermoplastische composieten.’ 

Wanneer je iets van thermoplastische composieten maakt, dan komt daar veel afvalmateriaal bij vrij. Soms is dat wel 40 procent van het materiaal waarmee je werkt. Dat productieafval kunnen we heel goed hergebruiken.

Saxion-student Ilse ontwerpt veiligheidsschoen van gerecycled materiaal
Ilse ten Bruggencate

Ilse: ‘Wanneer je iets van thermoplastisch composiet maakt, kan daar veel afvalmateriaal bij vrijkomen. Soms is dat wel 40 procent van het materiaal waarmee je werkt. Dat productieafval kunnen we heel goed hergebruiken. In opdracht van het lectoraat en Cato heb ik onderzocht of het mogelijk was een keiharde neus te maken, die je in een veiligheidsschoen kunt plaatsen. Eentje die aan alle eisen van de zwaarste categorie voldoet en die in tact blijft als er een heel zwaar object bovenop valt. Of als je er grote druk op uitoefent.

Ik moest echt beginnen bij het begin. Veiligheidsschoenen uit elkaar halen, testen doen met de bestaande neuzen, berekeningen maken. Alles draait daarbij om krachten: impact en compressie. Uiteindelijk maakte ik een matrijs om de neus van composiet mee te maken. Ik zocht naar verschillende verhoudingen tussen kunststof en vezels. Zelfs de richting waarin de vezels liggen, bepaalt hoe sterk zo’n neus is. Het maken van de mal was alleen al millimeterwerk. Na weken voorbereiding zie je uiteindelijk hoe een freesmachine een blok metaal laagje voor laagje bewerkt. Uiteindelijk ontstaat er een uitsparing waar we het warme composiet in konden persen. Toen werd het spannend. De neus moest er precies goed uitkomen. Dat lukte!

Uiteindelijk ontstaat er een uitsparing waar we het warme composiet in konden persen. Toen werd het spannend. De neus moest er precies goed uitkomen. Dat lukte!

Thomas: ‘Nu worden de neuzen van thermoharder composiet in lage lonenlanden gemaakt. Daar is ontzettend veel arbeidsintensief materiaal voor nodig. Ook is het vies werk, waar gassen bij vrijkomen. Met de methode die Ilse ontwikkelde, kunnen we dit soort gebruiksvoorwerpen op een schonere wijze én ook nog eens met afvalmateriaal maken. Ook kan de productie meer geautomatiseerd en dichter bij huis plaatsvinden. Ik ben enorm trots op wat Ilse heeft bereikt. Veel Saxion-studenten weten niet dat je ook bij Saxion onderzoek kunt doen. We zoeken daarbij nadrukkelijk de samenwerking met het bedrijfsleven, ook om hen verder te helpen met innovatie. Zo vinden de resultaten van het onderzoek direct hun weg naar de maatschappij. We hebben Ilses project ingestuurd voor de Recycle-award, die uitgereikt wordt tijdens de jaarlijkse vakbeurs. Saxion heeft daar vorig jaar gewonnen. Dit jaar maken we denk ik weer een goede kans.’ 

Menno Hensbroek, development manager bij Cato Composite Innovations, is ook onder de indruk van het werk van Ilse: ‘Ze heeft alle producteisen goed in kaart gebracht en vervolgens door middel van het produceren en testen de haalbaarheid gevalideerd. Ilse heeft laten zien dat het lukt om met deze  recyclingroute veiligheidsschoenneuzen te produceren die voldoen aan de zwaarste kwalificatienormen.’

Ilse is alweer een stap verder: ‘Ik ben nu bezig met een kopjaar Commercieel-Technische Bedrijfskunde (BK5), waarin ik ook een tweede bachelor wil halen. Dan heb ik straks een technische en commerciële basis waarop ik kan voortborduren. Ik hoop op het onderwerp Composiet bij een bedrijf af te studeren. Waar ik over een jaar sta? Ik durf het nog niet te zeggen, maar er zijn mogelijkheden genoeg.’

Tekst: Anne Hurenkamp

Anne Hurenkamp is Informatiespecialist en Accountmanager voor Saxion Bibliotheek. Ze is tevens verbonden aan Saxion Research Services. Schrijven doet ze heel graag, vooral over onderzoek. Anne is vaste gastredacteur van de Saxion Nieuwsredactie. In haar vrije tijd publiceert ze elke week een column over The Beatles.

Video en foto: Mariecke Kouwenberg

Gerelateerde artikelen

Saxion wint prijs met Smart Industry onderzoek op internationaal HRM congres Onderzoek

Saxion wint prijs met Smart Industry onderzoek op internationaal HRM congres

2 november 2018
Smart Functional Materials Corporate

Saxion goed vertegenwoordigd op Dutch Design Week

17 oktober 2018
Handen schudden Event

Stagepartnerdag Bouwkunde, Bouwtechnische Bedrijfskunde en BK5