We staan er misschien niet bij stil, maar dagelijks brengt de gietindustrie wereldwijd enorm veel producten voort. Denk daarbij aan gebruiksvoorwerpen of onderdelen van auto’s, schepen of machines. Bij dat proces komen vaak vervuilende stoffen vrij. Wouter Weijermars ontwikkelde vanuit het Saxion-lectoraat Industrial Design, samen met het bedrijfsleven, een gietmethode die veiliger, schoner en duurzamer is. “Er is al internationale interesse, vanuit de industrie."
“Kleine en middelgrote gieterijen maken voornamelijk objecten die als enkel stuk of in kleine series geleverd worden. Bijvoorbeeld een onderdeel van het motorblok van een auto, of een groot tandwiel van twee meter doorsnede voor een bepaald soort schip. Een gieterij kan zo’n bijzonder object produceren door metaal, zoals aluminium of gietijzer, op zeer hoge temperatuur in een zandmal te gieten. Voor een holte in een product is daarbij een zandkern nodig. Wanneer het materiaal uithardt en je het zand verwijdert, houd je een metalen product over. Om een zandmal of –kern te maken, heb je een zogenaamde contra-mal nodig,” legt Wouter uit
Het zijn die zandmallen waar het in zijn onlangs afgeronde onderzoek om draait: “Ze moeten tegen hoge temperaturen bestand zijn. De mallen worden gemaakt van kwartszand, dat met het bindmiddel Furaan uithardt. Furaan is een organisch middel dat tijdens het gietproces toxische dampen veroorzaakt. Het onderzoek richtte zich op een nieuw bindmiddel, waarbij deze giftige dampen niet meer aan de orde zijn.”
Met deze nieuwe binder kunnen we zandmallen maken door er hete lucht doorheen te blazen. Zo hardt het zand uit. Daarmee hebben we een schoner alternatief te pakken.
Tijdens het onderzoek werkte Wouter met zijn onderzoeksgroep intensief samen met penvoerder PEAK International Products en drie Twentse gieterijen: Sanders Gieterij uit Goor, AGO Aluminium Gieterij uit Oldenzaal en Vulcanus uit Doetinchem. Samen met PEAK, als producent van bindmiddelen, deed het lectoraat Industrial Design met het lectoraat NanoBio onderzoek naar het gieten met een nieuw, anorganisch bindmiddel. “We onderzochten een bindmiddel op basis van waterglas. Het oorspronkelijk gebruikte zand was zelf-uithardend door de chemische reactie van het bindmiddel, maar met deze nieuwe binder kunnen we zandmallen maken door er hete lucht doorheen te blazen. Zo hardt het zand uit en komt er enkel water of waterdamp vrij. Daarmee hebben we een schoner alternatief te pakken. Vanuit Saxion hebben we ons vooral gericht op die productietechniek.”
3D-printen als oplossing
Het onderzoekersteam richtte zich specifiek op het ontwikkelen van contra-mallen die geschikt waren voor het produceren van kleine series. Daarbij bleek het inzetten van de techniek van het 3D-printen en het aanhaken van het FABLab Enschede een waardevolle toevoeging aan het onderzoek. Het lectoraat Industrial Design bouwde de afgelopen jaren al de nodige expertise op rond het 3D-printen. “De kleine en middelgrote bedrijven waren gewend hun contra-mallen uit aluminium uit te frezen. Dat is een kostbaar proces, zeker wanneer het contra-mallen voor kleine series betreft. Het 3D-printen van kunststof contra-mallen is een uitkomst.
De betrokken gieterijen reageerden enthousiast toen ze de nieuwe mogelijkheden overzagen. Inmiddels heeft één van de betrokken gieterijen ook al een productielijn omgebouwd naar deze schonere en efficiëntere manier van gieten met het nieuwe bindmiddel.
Veiliger en duurzamer produceren
Inmiddels is er al internationale interesse voor het schoner, veiliger en efficiënter maken van het gietproces, vertelt Wouter: “PEAK richt zich als producent van het nieuwe anorganische bindmiddel ook op de buitenlandse markt. Zo is het bedrijf ook actief in Duitsland, waar zich de grootste gietindustrie van Europa bevindt. Grote spelers binnen deze bedrijfstak zijn al geïnteresseerd in de nieuwe methode. Het is natuurlijk ook een fantastische businesscase voor PEAK. Door het ontwikkelen van dit nieuwe bindmiddel heeft het bedrijf niet alleen in economisch opzicht een interessant concept in handen, maar haalt men ook enorme winst op het gebied van veiligheid en duurzaamheid. Wij hebben daar vanuit Saxion, samen met drie regionale bedrijven, onze bijdrage aan kunnen leveren. Iedereen heeft hier baat bij. Mooier kan het bijna niet.”
Over het onderzoek
Het onderzoek ‘Gietech-GO’ werd mogelijk met subsidie van EFRO en Tech For Future en een eigen bijdrage van de partners. Saxion werkte voor het onderzoek samen met PEAK International Products, Sanders Gieterij, AGO Gieterij en Vulcanus.
