Ford ontwerpt pet om truckers wakker te houden
Ford heeft een pet ontworpen die truckers wakker moet zien te houden. De autofabrikant hoopt daarmee een hoop ongelukken te kunnen voorkomen.
De speciale pet heet de SafeCap en is ontworpen ter ere van Ford’s zestigjarig bestaan in Brazilië. Het creatieve ontwerpbureau GTB, dat in Sao Paolo gevestigd is, werkte mee aan het ontwerp. Het lijkt op een simpele honkbalpet maar is als het ware een stuk draagbare technologie om vrachtwagenbestuurders bij de les te houden.
Ongelukken verminderen
Ford wil iets doen aan de ongelukken die gebeuren als gevolg van vermoeidheid en in slaap vallende bestuurders. Volgens de Harvard School of Medicine vallen er in de Verenigde Staten alleen al 250.000 bestuurders per dag in slaap. Dat zorgt nog steeds voor veel ongelukken.
Hoofdbewegingen
De automaker heeft in samenwerking met het Braziliaanse bureau uitgezocht wat het exacte verschil is tussen aandachtig rijden en niet-aandachtig rijden en met name welke bewegingen het hoofd dan maakt. Zo werd precies uiteengezet welke bewegingen het hoofd maakt als iemand in slaap sukkelt. De pet gebruikt sensoren, een acceleratiemeter en giroscoop om de hoofdbewegingen op te meten tijdens het rijden. Zodra de pet een beweging van slaperigheid bij de bestuurder detecteert, maakt deze hem wakker met in eerste instantie vibratie. Als dat niet werkt, worden geluiden en lichtflitsen ingezet.
‘De SafeCap is een staaltje techniek, ontwerp en bruikbaarheid. We denken dat het de potentie heeft om bestuurders te beschermen en levens te redden’, aldus de CEO van GTB in een eerder interview. Ford wil de pet graag wereldwijd gaan verkopen maar voordat het zover is, zijn er nog aanvullende testen nodig. Ook wil het automerk voorkomen dat truckers de pet als veiligheidsmiddel gaan zien, gemakzuchtig worden en juist daardoor meer in slaap gaan vallen.
Draagbare technologie
SafeCap is niet de eerste pet waar technologie in verwerkt is. Zo bestaat er onder andere een zonnepanelenpet, ontworpen door een Colombiaans bureau, met name voor mensen die in hele afgelegen gebieden leven. Door de pet te dragen worden de kleine zonnepaneeltjes op de pet opgeladen. In het donker geven ze licht zodat de pet als zaklamp kan fungeren.
Ook met andere kledingstukken wordt al jarenlang geëxperimenteerd met het implementeren van technologie, met name op de catwalks en in de sportwereld. Zo proberen bekende sportmerken met senosren, bepaalde designsnufjes en windopvangsystemen kleding en schoenen ‘sneller’ te maken. Tegenwoordig zijn ook de zelf koelende en verwarmde vesten en jassen succesvol op de startup markt. Ook e-textile, een term die wordt gegeven aan kledingstukken die als een verlengde dienen van je elektrische apparaten (bijvoorbeeld een jas met een ingebouwd navigatiesysteem), is een opkomend begrip.
Door: Kelly Bakker
Bron: Tech Insider
Nieuwe remschijven verminderen productie van remstof tot 90%
Al lange tijd wordt hard gewerkt om de vervuiling door auto’s terug te dringen. Hierbij wordt onder meer ingezet om elektrische voertuigen, die geen CO2 uitstoten en daarmee minder vervuiling veroorzaken. Onderzoek wijst echter echter uit dat bijna een derde van de vervuiling die auto’s veroorzaken niet afkomstig is van de verbranding van fossiele brandstoffen, maar juist van slijtage aan de weg, banden en remmen. Bosch wil dit percentage terugdringen met een nieuwe remschijf, die is voorzien van een speciale coating die remstof tegengaat.
Bosch wijst op een onderzoek van het milieuagentschap in het Duitse Baden-Württemberg, waaruit blijkt dat 32% van de vervuiling door auto’s wordt veroorzaakt door slijtage aan de weg, banden en remmen. Bijna de helft van deze vervuiling blijkt remstof te zijn, de stof die vrijkomt door slijtage van de remmen. De iDisc is een schijfrem die is voorzien van een speciale coating die remstof tegengaat. Bosch stelt dat hierdoor tot 90% minder remstof wordt geproduceerd dan bij gebruik van een traditionele schijfrem.
Wolfraamcarbide
De coating is gemaakt van wolfraamcarbide en ontwikkeld door Buderus Guss, een dochteronderneming van Bosch. Deze coating wordt toegepast op een traditionele schijfrem. Hierbij wordt de wrijvingsring mechanisch, thermisch en galvanisch behandeld, waarna de coating op de schijfrem wordt aangebracht. De coating biedt volgens Bosch verschillende voordelen. Zo wordt niet alleen het vrijkomen van remstof tot 90% teruggedrongen, verbetert het ook de remkracht van de rem. Het bedrijf geeft aan dat de remkracht van de iDisc vergelijkbaar is met die van een keramische remschijf. Ook zou de iDisc – net als een keramische remschijf – minder gevoelig zijn voor remfading. Dit is een fenomeen dat optreedt indien de remschijf oververhit raakt. Bij remfading daalt de remkracht, wat tot gevaarlijke situaties kan leiden.
Ook dringt de coating van wolfraamcarbide het slijtage van remschijf terug, waardoor de iDisc een tweemaal langere levensduur heeft dan een traditionele remschijf. Tot slot gaat de coating roestvorming op de remschijf tegen. Dit is volgens Bosch vooral voor elektrische voertuigen een belangrijk voordeel, aangezien deze voertuigen vaak tijdens het remmen energie terugwinnen. Door dit proces wordt minder druk uitgeoefend op de remschijf, waardoor roestvorming op de wrijvingsring bij traditionele schijfremmen in elektrische voertuigen eerder voorkomt dan in traditionele auto’s.
Hoge prijs
Een nadeel van de coating is overigens de prijs. Bosch meldt dat de iDisc op dit moment driemaal duurder is dan een traditionele remschijf en driemaal goedkoper dan een keramische remschijf. Bosch verwacht dat de prijzen van de iDisc zullen dalen naarmate de productie wordt opgevoerd en de remschijf in grotere aantallen van de productieband loopt. Het bedrijf wil jaarlijks 20 miljoen exemplaren van de iDisc gaan produceren. De productie moet nog deze maand van start gaan.
Auteur: Wouter Hoeffnagel
Bron: Bosch
Bron foto: Bosch
Onderzoekers maken synthetisch kraakbeen met zelfde sterkte als echt kraakbeen
Amerikaanse onderzoekers hebben met het materiaal Kevlar synthetisch kraakbeen gemaakt dat net zo sterk is als echt kraakbeen. Het zou mensen met gewrichtsproblemen of die net een gewrichtsoperatie hebben ondergaan, sneller op de been kunnen helpen.
Er was tot nu toe nog niet geen materiaal gevonden dat net zo sterk is als het kraakbeen in ons lichaam. Onderzoekers van de University of Michigan, die samenwerkten met de Jiangan University, denken nu wel een materiaal ontwikkeld te hebben dat daaraan kan voldoen. Daarvoor gebruikten ze het polymeer Kevlar, dat onder de aramiden valt. Kevlar wordt onder meer in kogelwerende vesten gebruikt en is dan ook een zeer sterk materiaal. Het vormt de basis voor de hydrogel, de Kevlartilate, die onderzoekers van de University of Michigan hebben ontwikkeld. Het lijkt erop dat dit materiaal net zoveel druk kan weerstaan als echt kraakbeen.
Water
In natuurlijk kraakbeen krijgt het netwerk van eiwitten en andere biomoleculen zijn kracht door weerstand te bieden aan de stroom water in zijn kamers. De druk van het water herconfigureert het netwerk, waardoor het kan vervormen zonder te breken. Water komt vrij in het proces en het netwerk herstelt zich door water later weer te absorberen. Dit mechanisme stelt gewrichten die veel druk krijgen, zoals knieën, in staat om weerstand te bieden.
‘We weten dat we voornamelijk uit water bestaan – dat geldt voor al het leven – en toch hebben onze lichamen veel structurele stabiliteit’, zegt Nicholas Kotov, degene die de studie leidde. ‘Kraakbeen goed begrijpen betekent begrijpen hoe levensvormen eigenschappen kunnen combineren die soms niet lijken samen te gaan.’
Juiste combinatie
Bestaande variaties van synthetisch kraakbeen – die al klinische testen ondergaan – bestaan enerzijds uit materiaal dat niet de onwaarschijnlijke combinatie tussen kracht en waterinhoud kan vinden en anderszijds synthetische materialen die niet genoeg water bevatten om de voedingsstoffen te transporteren die cellen nodig hebben, zo stelt Kortov. Daarom kunnen ze niet geïmplenteerd worden in het lichaam.
Hydrogels – die water kunnen opnemen in een netwerk van lange, flexibele moleculen – kunnen met genoeg water zo ontworpen worden dat ze de groei van de chondrocyten cellen kunnen ondersteunen die het natuurlijke kraakbeen versterken. Die hydrogels zijn echter niet sterk genoeg en kunnen lang niet zoveel druk als echt kraakbeen aan.
De Kevlartilage (van Kevlar en cartilage) dat de wetenschappers ontwikkelden, bestaat uit een mix van Kevlar-nanovezels en polyvinylalcohol (PVA). Het gebruikt hetzelfde mechanisme als natuurlijk kraakbeen; het vrijgeven van water onder druk en later herstellen door water als een spons te absorberen. De aramide nanovezels bouwen het kader van het materiaal, terwijl de PVA het water in het netwerk opslaat als het materiaal wordt blootgesteld aan rek of samenpersing. Zelfs versies van het materiaal die voor 92 procent uit water bestonden waren vergelijkbaar met de sterkte van natuurlijk kraakbeen, terwijl de 70 procent water bevattende versie dezelfde veerkracht als rubber bleek te hebben.
Patent
De Kevlar-vezels en de PVA zijn niet schadelijk voor omliggende cellen. Daarom denken de onderzoekers dat dit kraakbeen een geschikt implantaat is in de dieper gelegen plekken van de knie. Hoofdonderzoeker Nicholas Kotov hoopt zelfs op een hybridevorm van het kraakbeen, wanneer de natuurlijke kraakbeencellen zich in het kunstmatige netwerk gaan nestelen.
De wetenschappers willen een patent gaan aanvragen op hun technologische en op het oog baanbrekende idee. Ook zoeken ze partners om het kunstmatige kraakbeen op de markt te brengen.
Door: Kelly Bakker
Bron: University of Michigan/Kijk
Foto: Joseph Xu, Michigan Engineering
Hydrogen Plaza vraagt meer aandacht voor waterstof in het warehouse
Naast tractiebatterijen bestaat er nog een andere energiebron voor elektrische hef- en magazijntrucks: waterstof. In het buitenland wordt dit gas inmiddels op grote schaal toegepast. Nederland dreigt op grote achterstand te raken. Een aantal partijen probeert daarin tijdens de vakbeurs Logistica van 28 tot en met 30 november verandering te brengen. Op het Hydrogen Plaza in hal 1 delen zij hun visie, kennis en ervaring. Zij hebben alvast een belangrijk advies: ga op zoek naar schaalgrootte buiten de vier muren van het warehouse.
Waterstof is in Nederland nog vrij onbekend als energiebron voor hef- en magazijntrucks. Dat is anders in de Verenigde Staten, waar de twee belangrijkste retailers recent hebben besloten op grote schaal te investeren in brandstofcellen die waterstof omzetten in elektrische energie. In april maakte Amazon bekend in tien warehouses deze technologie te gaan uittesten. Wal-Mart is het teststadium inmiddels voorbij en heeft in 22 warehouses al circa 5500 trucks met brandstofcellen rondrijden. Afgelopen zomer kondigde Wal-Mart aan de vloot in nog eens 26 warehouses over te zetten op waterstof. Dat is een belangrijk signaal, stelt Willem Stehouwer, bestuurslid van de BMWT. “Wal-Mart is mede dankzij hun vermaarde focus op kosten uitgegroeid tot de grootste retailer ter wereld. Een dergelijke partij kiest alleen voor waterstof als dat rendabel is.”
Stehouwer is de grote animator achter het Hydrogen Plaza. Dit plein in hal 1 tijdens de Logistica staat volledig in het teken van waterstof. Experts van verschillende partijen – van waterstofproducenten zoals HYGRO tot heftruckleveranciers zoals Heffiq en Toyota – staan op het plaza om hun visie, kennis en ervaring te delen. “Niet alleen in de Verenigde Staten, maar ook elders in Europa wordt waterstof toegepast. Denk aan de Belgische supermarktketen Colruyt, dat in 2012 een waterstoftankstation heeft geopend bij zijn distributiecentrum in Halle. In Nederland lopen we duidelijk achter. Daarin willen wij samen met de deelnemers aan het Hydrogen Plaza verandering brengen”, verklaart Stehouwer.
Technologie is beschikbaar
Toyota heeft bedrijfsbreed ingezet op waterstof. Met de Mirai levert het Japanse concern een seriematig geproduceerde personenauto op waterstof. Daarnaast is Toyota in aanloop naar de Olympische Spelen van 2020 in Tokyo gestart met het uitleveren van in totaal honderd stadsbussen met brandstofcellen. De material handling-divisie maakt dankbaar gebruik van de ontwikkelde kennis en ervaring. “In elk segment uit ons productportfolio hebben we inmiddels een truck die kan worden geleverd met een brandstofcel. Daarnaast kunnen we ook het batterijcompartiment van bestaande trucks vervangen door een brandstofcel inclusief waterstoftank, contragewicht en een batterij om piekstromen op te vangen. Voor bedrijven die hun vloot willen overzetten op waterstof, kan een dergelijke retrofit zinvol zijn”, vertelt Pank Hertsenberg, algemeen directeur van Toyota Material Handling Nederland.
Heffiq is importeur van het heftruckmerk Hyster, dat drie jaar geleden een belangrijke stap richting waterstof zette met de overname van Nuvera. Dit Amerikaanse bedrijf produceert niet alleen brandstofcellen, maar levert ook de apparatuur voor het produceren en tanken van waterstof. “Met Nuvera heeft Hyster een heleboel kennis in huis gehaald. In de Verenigde Staten en elders in Europa heeft Hyster verschillende testen opgestart. De technologie werkt gewoon goed, in feite kan elke elektrische heftruck met een brandstofcel worden uitgerust. Hyster is zelfs bezig met een pilot om een zware containertruck te elektrificeren, zodat in een latere fase ook in deze truck brandstofcellen kunnen worden toegepast”, stelt Martijn Veerkamp, commercieel directeur van Heffiq.
Schoon en snel
Gebruik van waterstof in warehouses biedt verschillende voordelen. Bij verbranding in brandstofcellen ontstaat alleen zuiver water, geen CO2 meer zoals bij fossiele brandstoffen als diesel en LPG. Een waterstoftank is bovendien in een paar minuten gevuld, zodat het langdurig opladen en/of wisselen van conventionele tractiebatterijen niet meer nodig is. Sterker nog, een laadstation is helemaal niet meer nodig. “Daarnaast vergen brandstofcellen nauwelijks onderhoud, in tegenstelling tot loodzuurbatterijen die frequent moeten worden bijgevuld en schoongemaakt met alle risico’s van dien. Bedrijven in de foodsector vinden het een aantrekkelijk idee dat ze geen loodzuurbatterijen meer nodig hebben. Dat komt zowel de veiligheid als de hygiëne ten goede”, vertelt Stehouwer.
Ook in vergelijking met de nieuwe generatie lithium-ion-batterijen biedt waterstof voordelen. “Lithium-ion-batterijen vereisen nog steeds een grote discipline van chauffeurs. In elke pauze moet de truck tussentijds worden geladen. Wie één keer vergeet de stekker erin te doen, loopt een groot risico dat de machine later op de dag stilvalt. Dan moet de machine alsnog worden opgeladen. Een waterstoftank daarentegen is binnen drie of vier minuten weer vol”, vertelt Veerkamp. Stehouwer noemt daarnaast duurzaamheid als argument. “Het element lithium is tegenstelling tot waterstof maar beperkt beschikbaar in de natuur.”
Duurzame energiebronnen
Waterstof is vooral interessant voor warehouses die willen draaien op duurzame energiebronnen. De belangrijkste beperking van zonnepanelen en windmolens is dat de zon niet altijd schijnt en de wind niet altijd waait op het moment dat de opgewekte elektriciteit het hardst nodig is. Anders gezegd: er is een gat tussen het moment waarop het aanbod ontstaat en het moment waarop de vraag zich voordoet. Ook in warehouses wordt het intern transportmateriaal doorgaans ’s nachts opgeladen, het moment waarop de zonnepanelen op het dak geen stroom leveren. Het gat tussen aanbod en vraag kan worden overbrugd door de duurzaam opgewekte energie tijdelijk op te slaan. Dat kan door de energie te bufferen in grote stationaire batterijen, maar ook door die te gebruiken voor de productie van waterstof. Dit gas kan vrij eenvoudig in tanks worden opgeslagen tot het moment dat de energie wel nodig is.
HYGRO is één van de partijen die vurig pleit voor de combinatie van waterstof met duurzame energiebronnen. Het bedrijf onderzoekt onder meer de mogelijkheden om in windmolenparken op zee waterstof te produceren. “Het integreren van windenergie en waterstof biedt grote kostenvoordelen. Dat geldt ook voor zonne-energie, maar die optie is door het beperkte aantal zonuren voorlopig nog een stuk minder kostenefficiënt”, vertelt Jan Willem Langeraar, die als business development manager van HYGRO één van de experts op het Hydrogen Plaza is.
Kleinschalige lokale projecten
Twee factoren staan grootschalige adoptie van waterstof momenteel in de weg. De eerste factor is schaalgrootte. Een overstap op waterstof vergt een relatief hoge investering en wordt pas interessant vanaf een bepaald volume. Op de weg speelt een andere factor: de infrastructuur of beter gezegd het ontbreken daarvan. Er bestaat in Nederland nog geen transport- en distributienetwerk met tankstations voor waterstof. Zolang waterstof niet eenvoudig verkrijgbaar is, durven de meeste bedrijven de overstap niet aan. Maar zolang het bedrijfsleven niet vraagt om waterstof, gaat niemand in de benodigde infrastructuur investeren. Deze kip-ei-discussie staat de transitie naar een waterstofeconomie in de weg. “De overheid zou op dit punt het voortouw kunnen nemen”, oppert Veerkamp. “In Duitsland steekt de overheid veel geld in de aanleg van 400 waterstoftankstations voor wegtransport, die binnenkort geopend worden. Daarnaast is het zeker niet ondenkbaar dat het mogelijk wordt op meer locaties te tanken. Dat kan met waterstof dat van elders wordt aangevoerd of in een latere fase op locatie wordt geproduceerd, zodat ook het intern transportmaterieel deze energiebron gaat gebruiken.” Stehouwer geeft aan dat het ontbreken van een netwerk van openbare tankstations minder relevant is voor heftrucks. “Een tankstation op het eigen terrein, die ook kan worden gebruikt voor het tanken van vrachtauto’s, is relatief eenvoudig te realiseren. Juist de combinatie van intern transport en wegtransport kan de weg voor waterstof effenen.”
Een methode om de kip-ei discussie te doorbreken is inzetten op lokale projecten. Als met behulp van duurzame energiebronnen op lokaal niveau waterstof wordt geproduceerd, is het ontbreken van een landelijke infrastructuur geen probleem meer. Als verschillende bedrijven op lokaal niveau de handen ineenslaan, is de vereiste schaalgrootte eerder bereikt. “In de vorm van kleinschalige projecten kunnen we laten zien dat de waterstoftechnologie werkt en rendabel is. Als dat lukt, kunnen we die aanpak eenvoudig kopiëren naar andere locaties”, stelt Hertsenberg.
Om voldoende schaalgrootte te creëren, pleiten de deelnemers aan het Hydrogen Plaza ervoor om niet alleen naar heftrucks te kijken, maar ook naar andere voertuigen zoals vrachtauto’s en personenauto’s. Waterstof biedt immers ook voor het wegverkeer aanzienlijke milieu- en kostenvoordelen. Voertuigen met brandstofcellen zijn niet alleen schoner, maar ook stiller. “Denk bijvoorbeeld aan vuilnisauto’s en vrachtauto’s voor stadsdistributie. Steeds meer gemeenten stellen strenge eisen aan vrachtauto’s in de binnenstad. Op dit moment wordt veel geëxperimenteerd met elektrische voertuigen, maar die lopen tegen de grenzen van hun actieradius aan. Waterstof kan een goed alternatief zijn. De operationele kosten van elektrisch rijden liggen lager dan bij gebruik van fossiele brandstoffen”, stelt Stehouwer.
Vuilnisauto’s en stadsbussen
Een voorbeeld van een lokaal project is DUWAAL in Noord-Holland, waarin HYGRO samen met partner E-Trucks Europe een voortrekkersrol speelt. Bij een windturbine in de Wieringermeer zal waterstof worden geproduceerd, dat vervolgens via composietflessen naar vijf tankstations worden gebracht. De bedoeling is dat de vuilnisauto’s in Alkmaar en Amsterdam op deze waterstof gaan rijden, maar ook stadsbussen en veegmachines komen daarvoor in aanmerking. Toyota is bij het project betrokken om te onderzoeken of bedrijven met heftrucks kunnen aanhaken. “Wij willen minimaal honderd vrachtauto’s op waterstof laten rijden. Maar als het distributienetwerk straks eenmaal aanwezig is, is het een kleine klus om ook bedrijven met een heftruckvloot daarop aan te haken”, stelt Langeraar.
In Ede heeft Toyota zelf het initiatief genomen om samen met de gemeente en enkele andere bedrijven een waterstoftankstation te realiseren. Ook hier is het plan om zowel heftrucks als vrachtauto’s op waterstof te laten rijden, terwijl Hertsenberg zelf in een Toyota Mirai gaat rijden. “Een Mirai kan met 5 kilogram waterstof 500 kilometer rijden, een gemiddelde heftruck heeft 2 kilogram nodig voor één shift, een pallettruck minder dan 0,5 kilogram terwijl een vuilnisauto 12,5 kilogram nodig heeft. Als de totale afname meer dan 100 kilogram is, wordt waterstof interessant”, aldus Hertsenberg, die verklaart dat het enthousiasme in Ede groot is, zowel bij de gemeente als bij bedrijven. “Het vestigen van een openbaar tankstation stuit op allerlei moeilijkheden en bezwaren, maar die vallen weg zodra een partij bereid is om op zijn eigen terrein een tankstation neer te zetten. Waarom zou die partij dat station vervolgens niet toegankelijk maken voor externe partijen? “
Geen experimenten meer
De deelnemers aan het Hydrogen Plaza hebben één belangrijk advies voor bedrijven die geïnteresseerd zijn in waterstof: ga op zoek naar voldoende schaalgrootte buiten de vier muren van het warehouse. Voor grote retailers en logistiek dienstverleners wordt waterstof een stuk interessanter als ze niet alleen naar hun intern transportvloot kijken, maar ook naar hun vrachtauto’s. Voor bedrijven die in het warehouse en op de weg niet voldoende schaalgrootte hebben, liggen kansen in samenwerking met andere bedrijven. Dat kunnen bedrijven in de buurt zijn, maar wellicht ook transportbedrijven die dagelijks komen laden of lossen. Langeraar: “De technologie is er klaar voor. Dat is inmiddels voldoende bewezen in projecten over de hele wereld. De markt heeft geen behoefte meer aan allerlei kleinschalige experimenten met een of twee trucks op waterstof. Die kosten relatief veel geld en leveren geen nieuwe inzichten meer op. Wat we nu moeten doen, is de vraag bundelen en schaalgrootte creëren.”
Logistica
Logistica is de belangrijkste vakbeurs op het gebied van logistiek en goederenstroombeheersing binnen de Benelux. Naast een groot en volledig exposantenaanbod heeft Logistica ook een uitgebreid inhoudelijk programma met congressen, seminars, demonstraties en informatieve tours. De beurs kent deze editie liefst 4 Scala’s, die elk 1 van de aandachtsgebieden Move, Store, Pick en Deliver bestrijken. Meer informatie is te vinden via www.logistica-online.nl. tweet mee via #logistica2017.
Gelijktijdig met Logistica vindt ICT & Logistiek www.ict-en-logistiek.nl plaats, de jaarlijkse vakbeurs voor ICT- toepassingen en -diensten in de logistieke keten. Via Logistiekprofs.nl is het hele jaar door informatie te vinden over logistieke ontwikkelingen.
3i-PRINT project demonstreert mogelijkheden van simulatiesoftware en additieve productie
Een groep bedrijven heeft tijdens het 3i-PRINT project een voorframe ontwikkeld voor een Volkswagen Caddy youngtimer. Het metalen voorframe is met behulp van simulatiesoftware ontwikkeld en geprint met behulp van een 3D-printer. Het eindresultaat is niet alleen lichter en steviger dan het origineel, maar bevat ook functionaliteiten voor het koelen van de motor. Theo Verbruggen, Senior Sales Director bij Altair, legt uit hoe dit simulatiegebaseerde ontwikkelproces in zijn werk is gegaan en welke voordelen dit biedt.
Het project in een initiatief van het Duitse csi entwicklungstechnik, een bedrijf dat zich richt het optimaliseren van ontwerpen. Daarnaast zijn ook APWORKS, Altair, Heraeus en GERG bij het project betrokken. De onderdelen van het frame zijn ontworpen en gesimuleerd met behulp van software van Altair. APWORKS heeft de onderdelen vervolgens met behulp van een EOS M 400 Powder Bed Fusion-printer geprint in het door APWORKS op maat ontwikkelde materiaal Scalmalloy, een legering van aluminium, magnesium en scandium. Het materiaal is geleverd door Heraeus. GERG was verantwoordelijk voor de assemblage van de geprinte onderdelen.
Mogelijkheden inzichtelijk maken
Met het 3i-PRINT project willen de betrokken partijen de mogelijkheden van zowel simulaties als industrieel 3D-printen voor de automotive-industrie inzichtelijk maken. “Het 3i-PRINT project is een project waarin wij samen met een aantal partners demonstreren welke mogelijkheden de huidige stand van de technologie biedt. Het project richt zich op zowel het geïntegreerd ontwerpen, simuleren als 3D-printen van producten en ontwerp van materialen die hiervoor gebruikt kunnen worden”, legt Theo Verbruggen, Sales Director Benelux bij Altair, uit. “Het project demonstreert hoe met behulp van ontwerp- en simulatiesoftware en 3D-printers binnen negen maanden van een idee tot een volledig functioneel prototype kan worden gekomen.”
“Het voorframe dat binnen het project is ontwikkeld is niet alleen lichter en sterker dan het origineel, maar bevat ook verschillende geïntegreerde functionaliteiten waarvoor doorgaans andere auto-onderdelen worden gebruikt. Zo bevat het frame holle structuren waardoor de koelvloeistof van het voertuig stroomt. Deze holle ruimtes bevatten onder meer geoptimaliseerde verstevigingsribben, interne ‚lattice’ structuren en uitwendige koelvinnen om de overtollige warmte van de motor af te kunnen voeren. Het ontwerp maakt hierdoor de aanwezigheid van een radiatorsysteem inclusief ventilator, aan- en afvoerleidingen en waterpomp overbodig”, aldus Verbruggen. “In het frame zijn ook reservoirs geïntegreerd voor onder meer rem-, ruitenwisser- en stuurbekrachtigingsvloeistof.”
Ruimte- en gewichtsbesparing
Verbruggen wijst erop dat een dergelijk geïntegreerd ontwerp niet alleen ruimte uitspaart onder de motorkap, maar ook een gewichtsbesparing oplevert. “Doordat verschillende functionaliteiten in het frame zijn geïntegreerd zijn allerlei andere systemen overbodig geworden. Dit maakt het moeilijk om aan te geven welke gewichtsbesparing het ontwerp precies oplevert. Het nieuwe voorframe moet immers niet alleen met een traditioneel voorframe worden vergeleken, maar ook met alle andere systemen die het vervangt.” Verbruggen spreekt van een ‘significante gewichtsbesparing’.
Simulatiesoftware heeft bij het ontwerp van het voorframe een belangrijke rol gespeeld. “Het voorframe is ontwikkeld met behulp van de HyperWorks software van Altair. Deze software bevat een scala aan ontwerp- en simulatietools, waaronder software voor het analyseren en optimaliseren van de sterkte, gewicht, duurzaamheid, productie van zowel geluid als trillingen en reactie op schokken. Daarnaast maakt de software het mogelijk dynamische belasting op een onderdeel te simuleren om het gedrag van een voorframe gedurende onder meer een crash te testen”, aldus Verbruggen. “Computational fluid dynamics (CFD) is gebruikt om lucht- en vloeistofstromen in het frame te simuleren, wat een belangrijke rol heeft gespeeld bij het ontwerpen van onder andere het geïntegreerde koelsysteem in het frame.”
In negen maanden van idee naar prototype
“Het is vaak een uitdaging de resultaten van verschillende simulaties te combineren tot een eindproduct dat alle gewenste eigenschappen bevat. Zodra je immers op basis van de uitkomsten van een simulatie wijzigingen aanbrengt in een ontwerp, heeft dit impact op de prestaties van het ontwerp in andere simulaties. Om dit proces te stroomlijnen heeft Altair zijn simulatietools in één softwaresuite geïntegreerd. Dit maakt het mogelijk een ontwerp sneller te optimaliseren en de impact van wijzigingen in het ontwerp beter te overzien. Deze integratie heeft geholpen in negen maanden van idee tot prototype te komen.”
Het frame is geproduceerd met behulp van een 3D-printer. “We hadden ook voor een andere productietechnologie als casting kunnen kiezen, maar dit zou in verhouding met 3D-printen enkele belangrijke beperkingen hebben opgeleverd. Zo konden we dankzij het gebruik van additieve productie interne structuren produceren die een gewichtsbesparing opleveren. Deze gewichtsbesparing is te danken aan het gebruik van ‘lattice’ structuren om het frame op sommige plekken extra stevigheid te geven, wat het mogelijk maakt dunnere wanden en daarmee een lichter eindproduct te ontwikkelen. Dit soort details hadden wij niet kunnen creëren met behulp van een andere productietechnologie.”
Prototype snel in handen
Additieve productie is overigens een relatief dure productietechnologie en daardoor niet in alle gevallen geschikt voor massaproductie. “Het is ook mogelijk een prototype te ontwikkelen en optimaliseren voor een bepaalde productietechnologie, en dit prototype vervolgens te 3D-printen. Dit biedt als voordeel dat het prototype snel en op locatie kan worden geproduceerd, waardoor het ontwikkelteam het prototype sneller in handen krijgt en sneller fysiek kan testen. Op deze wijze kan een tijdsbesparing worden gerealiseerd en het eindproduct in kortere tijd worden ontwikkeld.”
Het project toont ook een andere interessante mogelijkheid van 3D-printen: het op maat ontwerpen van materialen voor specifieke toepassingen. “Het ontwikkelen en optimaliseren van materialen voor specifieke toepassingen is een nieuwe tak van sport die mogelijk wordt gemaakt door 3D-printen”,legt Verbruggen uit. “Het voorframe dat binnen het 3i-PRINT project is ontwikkeld is geprint in Scalmalloy, een materiaal dat door APWORKS op maat is ontwikkeld voor het voorframe. Het materiaal bestaat uit een combinatie van aluminium, magnesium en scandium en is geoptimaliseerd om bepaalde eigenschappen te realiseren, waaronder gewicht, sterkte en flexibiliteit. Scalmalloy komt wat betreft sterkte en stijfheid in de buurt van titanium, terwijl het materiaal wat betreft gewicht richting aluminium gaat. Bij andere productietechnologieën ben je doorgaans beperkt tot de materialen die hiervoor beschikbaar zijn en is het niet mogelijk een materiaal te ontwikkelen dat voor een specifieke toepassing is geoptimaliseerd.”
Meer informatie over het 3i-PRINT project is te vinden op de website van het project.
Auteur: Wouter Hoeffnagel
Bron: Altair
Bron: 3i-PRINT project
Bron foto: csi entwicklungstechnik
Nieuwe generatie woonboten
Woonboten zijn een populaire manier van wonen; niet alleen in Nederland, maar ook aan de westkust van de Verenigde Staten en in Zuidoost Azië. Zo’n woonboot is natuurlijk het ultieme gevoel van vrijheid maar minstens zo belangrijk: ze bieden een oplossing voor de steeds verder stijgende waterspiegel én de stedelijke groei.
Het Amerikaanse Arkup gaat een stapje verder dan de gemiddelde woonboot en presenteerde recent een volledig zelfvoorzienende woonboot die meer weg heeft van een ‘woonjacht’. Ruim 30 kW aan vermogen via zonne-energie, hydraulische poten voor stabiliteit en een dubbele woonlaag, maken van deze woonboot iets heel bijzonders. Natuurlijk is de boot voorzien van alle denkbare communicatiemogelijkheden: 4G, satelliettelevisie, Wi-Fi, etc.
De boot is voorzien van alle gemakken en comfort. Naast alle mogelijke communicatiefaciliteiten is de boot voorzien van een bescheiden aandrijving, waarmee de boot 360 graden kan worden gedraaid, zodat altijd een schitterend uitzicht kan worden gekozen. De eigenaar kan het zonnedek, indien gewenst, ook vol laten lopen, zodat een beschut zwembad ontstaat. Het uiterst royale interieur kan op maat worden geleverd: als woning, vakantieverblijf, evenementenboot, restaurant, fitnesscentrum, wellness-centrum – nagenoeg iedere optie is mogelijk.
Afwijkingen in 3D-geprinte objecten corrigeren tijdens het printproces
Indien tijdens het 3D-printen van een product fouten optreden, worden deze fouten doorgaans pas na afloop ontdekt. In het ergste geval is het product hierdoor niet bruikbaar, waardoor veel tijd en daarmee geld verloren gaat. Onderzoekers van GE labs werken aan een technologie die uitkomst kan bieden. De onderzoekers willen hoge resolutie camera’s, machine learning en kunstmatige intelligentie inzetten om afwijkingen in het printproces in real-time op te merken, zodat deze door de printer kunnen worden gecorrigeerd.
Bij additieve productie wordt een object gecreëerd door verschillende lagen materiaal samen te smelten. Hiervoor bestaan verschillende technieken, waarvan selective laser sintering (SLS) een voorbeeld is. Bij SLS wordt een laag poeder op het printbed gelegd, waarna het poeder met behulp van een laser op specifieke plekken wordt uitgehard. Vervolgens wordt een nieuwe laag poeder op het printbed gelegd en wordt dit poeder met behulp van de laser opnieuw uitgehard. De nieuwe laag materiaal smelt hierbij samen met de eerder geprinte laag, waardoor laag voor laag een object wordt gecreëerd.
Afwijkingen in poederdeeltjes
Helaas kunnen bij additieve productie fouten ontstaan in het geprinte object door factoren waarop de printer geen invloed heeft. Zo kunnen variaties in de poederdeeltjes leiden tot afwijkingen in het geprinte object. Het is dan ook noodzakelijk objecten die met behulp van additieve productiesystemen zijn geproduceerd nauwkeurig te controleren. Deze controle wordt op dit moment vaak handmatig uitgevoerd na afloop van het productieproces.
Onderzoekers van GE labs willen een combinatie van kunstmatige intelligentie en machine learning inzetten om afwijkingen in geprinte lagen tijdens het printproces te detecteren. “Met behulp van kunstmatige intelligentie en machine learning toveren we 3D-printers in essentie om in hun eigen inspecteurs”, legt Joseph Vinciquerra, hoofd van het Additive Research Lab van GE labs, uit. “Door de noodzaak te elimineren om onderdelen te inspecteren nadat deze volledig zijn gebouwd, kunnen we dagen of zelfs weken van het volledige productieproces afhalen en een doorbraak bereiken in productiviteit.”
Problemen in geprinte lagen opsporen
Het team experimenteert met deze technologie door simpele geometrische vormen te printen, zoals een cilinder. De printer die hiervoor wordt gebruikt is voorzien van hoge resolutie camera’s die iedere geprinte laag vastleggen om afwijkingen die voor het menselijk oog nauwelijks zichtbaar zijn te registreren. Denk hierbij aan minimale putten of strepen in lagen die te danken zijn aan variaties in het gebruikte poeder. Vervolgens onderzoeken zij het geprinte object met behulp van een CT-scanner op problemen die door deze afwijkingen zijn ontstaan.
Alle data die hierbij wordt gezameld wordt door een machine learning algoritme geanalyseerd om correlaties te ontdekken tussen problemen in het eindproduct en afwijkingen in de geprinte lagen die met behulp van de camera’s zijn vastgelegd. “Hoe vaker je dit doet, hoe slimmer het systeem wordt”, legt Vinciquerra uit. “De computer vision zal uiteindelijk voldoende training hebben gehad om ons te vertellen dat een probleem dreigt te ontstaan.”
Afwijkingen corrigeren
Vinciquerra werkt samen met zijn team aan een methode om deze informatie terug te koppelen aan de 3D-printer en de aansturing van de 3D-printer hierop aan te passen. Dit stelt het productiesysteem in staat tijdens het productieproces maatregelen te nemen om gedetecteerde afwijkingen in geprinte lagen te corrigeren en te voorkomen dat deze afwijkingen in het eindproduct tot problemen leiden. “Het idee is dat de machine een compensatiestrategie heeft op basis van wat computer vision ziet”, legt Vinciquerra uit.
Om dit mogelijk te maken willen de onderzoekers een virtuele representatie van het productieproces creëren. Deze representatie geeft weer hoe het geprinte object er onder ideale omstandigheden op een bepaald moment in het productieproces uit zou moeten zien. Door het daadwerkelijk geprinte object continu met deze virtuele representatie te vergelijken, is het mogelijk afwijkingen in real-time te detecteren. Indien deze afwijkingen volgens het machine learning algoritme in het uiteindelijk product tot problemen zullen leiden, kan de printer wijzigingen aanbrengen in de rest van het printproces om de afwijkingen te compenseren.
Flexibiliteit in productie
“Indien we een defect zeer vroeg in het printproces kunnen herkennen, hebben we de mogelijkheid te stoppen en opnieuw te beginnen”, aldus Vinciquerra. “Indien een object al halverwege het printproces is, kunnen we evalueren of het defect kan worden verholpen door de rest van de nog te printen lagen aan te passen. We hebben nog nooit dit niveau van flexibiliteit gehad in productie.”
GE labs is overigens niet de enige partij die bezig is met ontwikkelingen om de kwaliteit van met SLS geprinte onderdelen te vergroten. Zo werkt de Carnegie Mellon University aan een systeem waarmee de kwaliteit van het poeder dat in SLS-printers wordt gebruikt vooraf aan het printproces kan worden geïnspecteerd. Hierbij wordt gezocht naar onder meer afwijkingen in de afmetingen van poederdeeltjes, de wijze waarop deeltjes zijn gegroepeerd en de vorm van deeltjes. Dit maakt het mogelijk poeder van slechte kwaliteit af te keuren en zeker te stellen dat alleen geschikt poeder wordt gebruikt.
Auteur: Wouter Hoeffnagel
Bron: GE labs
Bron: Carnegie Mellon University
Radar van Thales zorgt voor onderschepping ballistische raket
Een specialistische radar van Thales heeft een belangrijke rol gespeeld in de onderschepping van een ballistische raket. De radar wist de raket te detecteren buiten de dampkring.
Het gaat om een Terrier Oriole ballistische raket, die zijn reis deels in de ruimte aflegt. De SMART-L radar heeft de betreffende raket buiten de dampkring gedetecteerd en gevolgd. Deze unieke prestatie was het hoogtepunt van Formidable Shield 2017, een marine oefening voor lucht- en raketverdediging die werd georganiseerd door de Amerikaanse Zesde Vloot op de Atlantische Oceaan, ten westen van de Hebriden.
Admiraal Rob Kramer van de Koninklijke Marine reageerde enthousiast op Twitter: ‘Technisch hoogstandje en top innovatie van #Thales en de #Koninklijke Marine. Dit helpt ons veiliger te blijven in turbulente tijden.’
Speciale technologie
Op 15 oktober werd een ballistische raket gelanceerd vanaf de Hebriden. De raket bereikte een hoogte van 300 km en een snelheid van 3 km per seconde. De SMART-L radar aan boord van de Zr. Ms. De Ruyter detecteerde en volgde de ballistische raket en maakte de real-time data beschikbaar voor een Aegis-klasse schip van de Amerikaanse Marine via het NAVO communicatienetwerk. De kwaliteit van de gegevens was hoog genoeg om gebruikt te worden voor een zogenaamde Launch on Remote.
De SMART-L radar op de Zr. Ms. De Ruyter was speciaal voor deze oefening gemodificeerd. Zo had Thales het systeem voorzien van de nieuwste technologie die speciaal is ontwikkeld voor verdediging tegen ballistische raketten. Deze technologie wordt toegepast in de zes nieuwe SMART-L Multi Mission systemen die Thales op dit moment bouwt en test. Vier van deze systemen zijn bestemd voor de LCF fregatten van de Koninklijke Marine en twee zullen door de Koninklijke Luchtmacht worden geplaatst op torens voor de bewaking van het Nederlandse luchtruim.
Veiligheid
Gerben Edelijn, CEO van Thales in Nederland: ‘Deze oefening toont aan dat Thales een radar gebouwd heeft die in staat is om een ballistische raket te detecteren en doelinformatie te genereren van een kwaliteit die hoog genoeg is om de uitschakeling van zo’n raket mogelijk te maken. Deze radar is een essentieel instrument voor de beveiliging van de bevolking en waardevolle infrastructuur van een land.’
Thales werkt al jarenlang aan radartechnologie om ballistische raketten op te sporen. Zo waren de Amerikanen in 2006 al behoorlijk onder de indruk tijdens een van de eerste testen met de radarsystemen, in Hawaii. ‘Ze stelden dat wij toen al zes jaar op ze voorliepen’, zei een productmanager van Thales vorig jaar nog in een artikel. Het systeem is sindsdien behoorlijk doorontwikkeld, waardoor Thales inmiddels tot de wereldtop behoort wat betreft dit soort systemen. ‘De marineradar van Thales speurt, in tegenstelling tot die van de Amerikaanse marine, zowel het luchtruim als een heel eind van de ruimte daarboven in 360 graden af.’ Thales heeft een patent op een technologie waardoor marineradars in staat zijn om zelfs de kleinste signalen uit de ruimte op te vangen. Het is de bedoeling dat in 2018 de eerste radar in werking treedt op een Nederlands marineschip.
De specificaties
SMART-L Multi Mission is een volledig digitaal gestuurde Active Electronically Scanned Array (AESA) radar. De toegepaste high-end technieken resulteren in een radar met een ongeëvenaard bereik van 2000 km. Binnen dit enorme bereik detecteert het systeem een breed scala aan doelen: air-breathing objects, stealth objects en ballistische raketten. De AESA-technologie maakt het gebruik van de ultramoderne Dual Axis Multi-beam, de actieve tracking en de staring mode mogelijk. De programmeerbare radar wordt gekenmerkt door volledige flexibiliteit: extra mogelijkheden kunnen tijdens de gehele levensduur worden toegevoegd, afhankelijk van de behoeften van de gebruiker. Dit maakt de radar toekomstbestendig. Momenteel heeft Thales contracten voor het ontwikkelen, bouwen en installeren van vier SMART-L MM / N systemen voor de Koninklijke Marine en twee SMART-L MM / F radars voor de Koninklijke Luchtmacht. Meer militaire organisaties over de hele wereld hebben belangstelling getoond voor de SMART-L MM. Deze long range radar heeft vanaf het Thales-gebouw in Hengelo al satellieten gedetecteerd en hun baan gevolgd tot 2000 km.
Door: Kelly Bakker
Bron: Thales Nederland
Robots vervangen de orderpickers en heftruckchauffeurs in onze warehouses
De vraag naar automatisering voor warehouses stijgt niet alleen, maar verandert bovendien van aard. Bedrijven vragen steeds meer om flexibele en schaalbare oplossingen, zodat de vaak hoge investeringen minder risico’s opleveren. Tijdens de vakbeurs Logistica van 28 tot en met 30 november in de Jaarbeurs laten verschillende magazijninrichters hun oplossingen op dit gebied. Met name robots en agv’s lijken de toekomst te hebben.
De komende jaren betreedt een nieuwe generatie robots onze warehouses. Het gaat om slimme robots die zelfstandig hun weg door de gangpaden vinden en de artikelen verzamelen die klanten hebben besteld. Detlef Spee van het Fraunhofer Institut für Materiafluss & Logistik (IML) verwijst naar Magazino, de startup uit München die met succes een dergelijke orderpickrobot heeft ontwikkeld. De Duitse logistiek dienstverlener Fiege heeft eind augustus maar liefst dertig stuks bestelt voor het orderpicken van schoenendozen. “Natuurlijk starten dit soort innovaties met eenvoudige, rechthoekige dozen. Maar er zijn meer bedrijven die nu dit soort robots beginnen toe te passen. De technologie functioneert”, vertelt Spee, hoofd van de afdeling intralogistiek en IT-planning bij Fraunhofer IML.
SSI Schäfer is achter de schermen eveneens druk bezig met de ontwikkeling van dit soort toepassingen. Dat bevestigt Martin ten Cate, salesmanager van de magazijninrichter die prominent aanwezig is op de Logistica. “Wij bieden met SSI Robo-Pick al langer een robot die volledig automatisch artikelen van bijvoorbeeld de ene doos in de andere doos kan plaatsen. Het duurt geen vijf jaar meer voordat we soortgelijke robots op AGV’s op grote schaal in onze warehouses zien rijden. Nu zijn ze vaak nog te traag, waardoor het werken met mensen vanwege hun flexibiliteit de voorkeur krijgt. Maar binnen vijf jaar heeft dit type mobiele robots zich ontwikkeld tot een betrouwbare oplossing.”
Flexibiliteit en schaalbaarheid
De opmars van robots en AGV’s is een antwoord op de groeiende behoefte in warehouses aan flexibele en schaalbare automatisering. Dat stelt eigenaar Freek Reijnen van Spider Robotics, dat op de Logistica debuteert met de Nipper. Deze uiterst compacte AGV heeft nog het meest weg van een handpallettruck, maar dan zonder dissel. Belangrijkste kenmerk is het gebruik van een laserscanner voor het in kaart brengen van de omgeving en het bepalen van de exacte positie. “Gebruikers hoeven niet meer te investeren in een infrastructuur met reflectoren op wanden of met inductielijnen in de vloer. Mede daardoor is de Nipper in een paar dagen operationeel. Dat maakt dit soort oplossingen ook interessant voor kleinere warehouses die vroeger niet de middelen hadden om te mechaniseren of automatiseren”, stelt Reijnen.
SSI Schäfer biedt met Weasel een flexibel en schaalbare AGV-oplossing voor bakken en dozen met een gewicht tot 35 kilogram. Navigeren doet Weasel niet met hulp van een leaserscanner, maar met een optisch systeem en een lijn op de vloer die eenvoudig kan worden verlegd. Ten Cate: “Warehouses moeten met een oplossing kunnen inspelen op groei en misschien ook krimp van de markt. Dat betekent dat de opslagcapaciteit of transportcapaciteit van de oplossing eenvoudig moet kunnen worden uitgebreid.” Volgens Reijnen verwijst naar de toenemende diversificatie in warehouses. Een warehouse dat vroeger alleen grotere orders op doosniveau aan zakelijke klanten uitleverde, moet nu ook kleine orders voor losse artikelen kunnen verwerken. “Een warehouse moet tegenwoordig alles aankunnen. Dat vraagt om flexibele oplossingen die snel operationeel en eenvoudig aanpasbaar zijn”.
Samenwerken met mensen
Dat de nieuwe generatie robots en AGV’s flexibel zijn, heeft alles te maken met de ontwikkelingen op het gebied van vision-technieken en kunstmatige intelligentie. Die stelt deze machines in staat om zelf na te denken en te reageren op de omgeving waarin ze zich voortbewegen. Ze kunnen probleemloos tussen mensen werken, vinden hun eigen weg en zoeken een alternatieve route als de doorgang is geblokkeerd. Ze kunnen zelfstandig de gevraagde artikelen lokaliseren, identificeren, oppakken en meenemen. Bij de belofte dat de moderne robots ook met mensen kunnen samenwerken, plaatst Spee een kanttekening. “Stel dat mensen en robots in dezelfde gangpaden orderpicken. Als een mens per ongeluk tegen een stapel schoenendozen stoot, zijn die voor de robot niet meer te lezen of te pakken. In de praktijk blijkt vooralsnog dat gescheiden orderpickprocessen voor mensen en robots vooralsnog de voorkeur verdienen.”
Automatisering van warehouses is natuurlijk niet nieuw. Al tientallen jaren worden bijvoorbeeld met behulp van magazijnkranen en rollenbanen volledig geautomatiseerde magazijnen gebouwd. In feite zijn dit grote machines met een centraal besturingssysteem: elk component doet exact wat het besturingssysteem zegt, niets meer en niets minder. Ook deze wijze van besturing is vanwege de roep om flexibiliteit en schaalbaarheid aan het veranderen, stelt Ten Cate. “Rollenbanen bijvoorbeeld worden steeds vaker opgebouwd uit standaard modules, die eenvoudig aan elkaar kunnen worden gekoppeld. Omdat veel meer intelligentie in de modules zelf is ingebracht, kost de aansturing minder tijd. Elke module weet al hoe hij zijn functie moet vervullen, of het nu gaat om het bufferen of uitsluizen van producten. Aansturing is dan meer een kwestie van configureren dan van programmeren.”
Plug-and-play
Spee bevestigt de ‘plug-and-play’-trend in automatisering, maar stelt dat op dit punt nog steeds veel verbetering mogelijk is. Plug-and-play is misschien mogelijk tussen componenten van dezelfde fabrikant, maar niet tussen systemen van verschillende fabrikanten. “Wachten tot daarvoor officiële standaarden zijn ontwikkeld, duurt te lang. Ik geloof eerder dat we praktische, door de markt ontwikkelde oplossingen zullen krijgen. Als de fabrikanten slim zijn, gaan ze daarmee samen aan de slag. Op dit moment voeren wij bijvoorbeeld met een aantal leveranciers van warehouse management systemen (WMS) verkennende gesprekken over een standaard voor het koppelen van mobiele devices. Als een bepaalde kritische massa van WMS-leveranciers meedoet – en natuurlijk een paar grote hardwarefabrikanten – maken we kans om een standaard voor de hele sector neer te zetten.”
Als kleine startup pleit Spider Robotics ook voor meer samenwerking tussen leveranciers. “Denk aan de ontwikkeling van software voor aansturing van robots en AGV’s. De Nipper is een nicheproduct dat lang niet voor elke toepassing geschikt is. Juist daarom is samenwerking belangrijk, zodat dit soort systemen onderling uitwisselbaar zijn. Bovendien hoeft dan niet iedereen steeds weer het wiel opnieuw uit te vinden. Noem het open innovatie. Door op dat vlak samen te werken kunnen we samen onze markt vergroten.”
Nieuwe toepassingen
Ondertussen gaan de technologische ontwikkelingen in hoog tempo door. Parallel daaraan ontstaan ook steeds weer nieuwe toepassingen. Spee noemt de inventarisatie van voorraden. Een enkele retailer gebruikt al robots om ’s nachts de voorraad in de winkels nauwgezet te controleren. Daarvoor is elk kledingstuk voorzien van een RFID-tag, die door de robot wordt uitgelezen. “Voor retailers is een grote voorraadnauwkeurigheid een noodzaak. Consumenten willen online kunnen zien of een artikel wel of niet in de winkel ligt. Maar ook in warehouses is het inventariseren van voorraden met bijvoorbeeld drones een interessante toepassing. Denk aan een logistiek dienstverlener die de voorraad van een nieuwe klant in opslag moet nemen. Waar blijven al die pallets? Als logistiek dienstverleners dat niet op orde hebben, heeft dat ook financiële consequenties.”
Dat voor de nieuwe generatie robots en AGV’s een grote markt ontstaat, staat voor de specialisten in intralogistiek vast. Volgens adviesbureau Buck zijn met name deze autonome machines ervoor verantwoordelijk dat de komende vijftien jaar maar liefst 35.000 banen in Nederlandse warehouses verdwijnen. Ook Ten Cate verwacht dat robots steeds meer het werk van warehousemedewerkers zullen overnemen. Hij wijst op de grote aantallen orderpickers die nu nog nodig zijn in warehouses van webshops. “Nu de economie even aantrekt, heeft iedereen meteen weer moeite om goede medewerkers te vinden. De beschikbaarheid van medewerkers blijft een uitdaging en brengt de toepassing van nieuwe technologieën in een stroomversnelling.” Hij krijgt bijval van Reijnen. “Een van onze klanten heeft onlangs twee AGV’s aangeschaft met eigenlijk maar één argument: hij kon niet aan goede mensen komen.” Een herkenbaar voorbeeld, stelt Spee. “Kijk ook naar de vergrijzing. De komende jaren stromen veel medewerkers vanwege hun leeftijd uit, waardoor we meer werk met minder mensen zullen moeten doen. De automatiseringsgraad van warehouses zal toenemen, de vraag is alleen hoe die automatisering precies eruit gaat zien.”
Logistica
Logistica is de belangrijkste vakbeurs op het gebied van logistiek en goederenstroombeheersing binnen de Benelux. Naast een groot en volledig exposantenaanbod heeft Logistica ook een uitgebreid inhoudelijk programma met congressen, seminars, demonstraties en informatieve tours. De beurs kent deze editie liefst 4 Scala’s, die elk 1 van de aandachtsgebieden Move, Store, Pick en Deliver bestrijken. Meer informatie is te vinden via www.logistica-online.nl. tweet mee via #logistica2017.
Gelijktijdig met Logistica vindt ICT & Logistiek www.ict-en-logistiek.nl plaats, de jaarlijkse vakbeurs voor ICT- toepassingen en -diensten in de logistieke keten. Via Logistiekprofs.nl is het hele jaar door informatie te vinden over logistieke ontwikkelingen.
Fabrikant van vliegende auto’s overgenomen door moederbedrijf Volvo Cars
Zhejiang Geely, het Chinese moederbedrijf van autofabrikant Volvo Cars, neemt Terrafugia over. Dit Amerikaanse bedrijf richt zich op de ontwikkeling van vliegende auto’s en verwacht zijn eerste model in 2019 op de markt te kunnen brengen.
Terrafugia is een bedrijf dat in 2006 is opgericht door vijf voormalig studenten van het Massachusetts Institute of Technology (MIT). Het bedrijf werkt aan twee modellen vliegende auto’s: de Transition en de TF-X. De Transition moet zich op de weg gedragen als een reguliere auto, hij in de lucht moet aanvoelen als een gemiddeld licht sportvliegtuig. Het tweepersoonsvoertuig wordt aangedreven met een Rotax 912iS motor die draait op premium loodvrije benzine die bij reguliere tankstations beschikbaar is.
Transition
Bijzonder aan de Transition is uiteraard de mogelijkheid met het voertuig te vliegen. Terrafugia meldt dat het voertuig in minder dan een minuut kan schakelen tussen rijd- en vliegmodus. In de lucht kan het voertuig een snelheid bereiken van 160 kilometer per uur en heeft het een bereik van ongeveer 650 kilometer. De vliegende auto kan op een hoogte van maximaal 10.000 voet vliegen. Op de grond kan het voertuig ‘snelwegsnelheden’ bereiken. Wat de exacte topsnelheid van de Transition op de weg is laat het bedrijf in het midden.
Ook aan veiligheid is gedacht. Zo is de Transition uitgerust met allerlei veiligheidsmaatregelen die we kennen uit reguliere auto’s, zoals een kreukelzone, airbags en veiligheidsgordels. Daarnaast is de Transition voorzien van een parachute die het volledige voertuig in geval van nood veilig naar de grond kan brengen. Ook is een automatische piloot en geautomatiseerde technologie voor ‘terain avoidance’ beschikbaar, waarmee de Transition automatisch uitwijkt voor eventuele obstakels. Testvluchten met het eerste prototype werden in 2009 uitgevoerd. In 2012 is een tweede generatie prototype ontwikkeld.
TF-X
De TF-X is het tweede model waar Terrafugia aan werkt. Dit voertuig kan in tegenstelling tot de Transition verticaal opstijgen en landen, wat het gebruik van de vliegende auto vereenvoudigd. Voor het opstijgen en landen heeft de TF-X vlakke grond nodig met een diameter van ongeveer 30 meter. Het voertuig heeft in de lucht een maximale snelheid van 320 kilometer per uur en een bereik van 800 kilometer. Net als de Transition draait de motor van de TF-X op standaard loodvrije benzine.
Details over de TF-X ontbreken op het moment van schrijven. Wel meldt Terrafugia dat een standaard rijbewijs in de Verenigde Staten (VS) voldoende zal zijn om het voertuig op de weg te mogen besturen. Daarnaast stelt het bedrijf dat het besturen van de TF-X minder training vereist dan een traditioneel vliegbrevet. Het voertuig moet ongeveer net zoveel gaan kosten als een auto uit het topsegment.
Terrafugia verwacht de Transition in 2019 op de markt te kunnen brengen. Op de TF-X zullen we langer moeten wachten; dit model is naar verwachting vanaf 2023 beschikbaar.
Auteur: Wouter Hoeffnagel
Bron: Zhejiang Geely
Bron: Terrafugia
Bron foto: Zhejiang Geely
'Herbruikbare bruggen leveren Nederland enorme winst op'
Volgend jaar kan Nederland zomaar voorzien zijn van de eerste 'herbruikbare' brug. Het Economisch Instituut voor de Bouw (EIB) heeft onderzoek gedaan naar herbruikbare bruggen, en daaruit blijkt dat deze flinke voordelen voor ons land op kunnen leveren.
Niet alleen op het gebied van milieu gaan we er op vooruit, ook de verkeershinder neemt af, zo is de verwachting. Bouw- en onderhoudskosten gaan eveneens omlaag. Op dit moment is het nog zo dat elke brug uniek is in Nederland. Als een brug vervangen moet worden, worden het staal en het beton weliswaar in hoogovens en wegen gestopt, maar dat is volgens experts geen hoogwaardig hergebruik.
IFD
Herbruikbare bruggen worden opgebouwd volgens het IFD-principe, wat staat voor industrieel, flexibel en demontabel. Industrieel betekent dat onder standaardcondities een element gebouwd wordt (in de fabriek). Flexibel staat voor keuzevrijheid onder de bouwelementen (geen eenheidsworsten) en demontabel voor het bouwen met elementen met een verschillende levensduur. Bruggen die JFD gebouwd worden, worden ook wel eens legobruggen genoemd omdat ze als het ware in delen op- en afgebouwd kunnen worden. De verschillende bouwstenen passen precies in elkaar, net zoals legosteentjes. Een defect onderdeel kan dus snel vervangen worden, zodat de brug sneller weer in gebruik is.
De provincie Noord-Holland krijgt volgend jaar waarschijnlijk de eerste lego-brug van Nederland. In Heemstede wordt dan de Cruquiusbrug vervangen. De provincie stelde zich kandidaat om deel te nemen aan het onderzoek van EIB, waarbij onder meer een onderzoek naar de kosten en baten werd gedaan en in hoeverre de brug realiseerbaar is.
Innovatief
Mochten herbruikbare bruggen daadwerkelijk een plek krijgen in ons land, dan betekent het dat bruggen niet langer uniek zijn maar gestandaardiseerd worden. Er komen hooguit verschillen in formaat, maar bruggen worden wel met dezelfde bouwstenen opgebouwd. Volgens Paul Waarts, initiatiefnemer van het project, worden de stramienmaten van tevoren bepaald (vergelijkbaar met de nopjes van lego) maar is daartussen van alles mogelijk. ‘Welke vorm de brug krijgt maakt niet uit.’
Volgens het EIB zijn veel bruggen in Nederland de komende jaren toe aan vervanging. Daar moet innovatief mee omgesprongen worden, om de bruggen zo toekomstbestendig en circulair mogelijk te maken. In het onderzoek valt te lezen: ‘De toepassing van IFD-principes biedt hiervoor veel perspectief. Een grotere mate van prefabricage en standarisatie van elementen verlaagt de bouw- en onderhoudskosten (levensduurkosten) van bruggen in totaal met 7 tot 14%. Met name de engineerskosten en de kosten van bewegingswerk en aandrijving kunnen 30 tot 40% lager uitvallen.
Door: Kelly Bakker
Bron: Cobouw.nl
Nederlandse universiteiten succesvol bij synthetische biologie competitie
Teams van TU Delft en Eindhoven hebben successen behaald bij een internationale wedstrijd rondom synthetische biologie. Het Eindhovense team sleepte een nominatie in de macht in de categorie ‘Best New Application Project’, terwijl TU Delft er met de overall ‘Grand Prize’ vandoor ging.
Het Delftse team gooide zeer hoge ogen met hun idee voor een methode om snel en ter plekke antibioticaresistentie in bacteriën in melkvee aan te kunnen tonen. Zo kan de boer de behandeling (in het geval van een resistente bacterie) mogelijk aanpassen en onnodig antibioticagebruik verminderen.
CRISPR
De studenten hebben hun idee toegespitst op gebruik in de melkvee-industrie en een veel voorkomende ziekte bij koeien, namelijk mastitis (uierontsteking). De methode gebruikt een eiwit, Cas13a, dat deel uitmaakt van de CRISPR-Cas-familie. Het Cas13a-eiwit is zo te programmeren dat het op zoek gaat naar genen waarvan bekend is dat ze specifiek in antibioticaresistente bacteriën zitten. Maar anders dan de andere Cas-eiwitten gaat het Cas13a-eiwit vervolgens ook ál het andere RNA in een cel te lijf als dit eiwit eenmaal is geactiveerd. Het Delftse iGEM-team heeft een testmethode ontwikkeld om die enorme RNA-afbraak zichtbaar te maken. ‘Bij detectie wordt het troebele sample helder en dat kun je met het blote oog goed zien’, zegt een van de studenten.
Lang bewaren
De studenten hebben ook nagedacht over gebruiksvriendelijkheid. Ze hebben daarbij samengewerkt met verschillende stakeholders. ‘Om meer impact te maken met onze methode zou de boer antibioticaresistentie moeten kunnen detecteren in het veld, zonder laboratoriumbenodigdheden.’
De studenten hebben zich laten inspireren door een opmerkelijke minuscuul diertje, het beerdiertje. Beerdiertjes worden beschouwd als de meest veerkrachtige dieren op aarde. Door te verschrompelen kunnen ze kunnen overleven in extreme omstandigheden. Wanneer de beerdiertjes weer in contact komen met water, worden ze enkele uren later weer actief. De studenten hebben uitgezocht of ze voor beerdiertje specifieke eiwitten kunnen gebruiken om de Cas-eiwitten in te drogen zonder dat ze hun activiteit kwijtraken.
Proof of concept
Ook al hebben de studenten in het lab bewezen dat hun methode werkt, een product is er nog niet. “Het is een proof of concept, dus er moet nog veel geoptimaliseerd worden. We hopen natuurlijk dat bedrijven aan het werk gaan met onze ideeën en dat er snel een concrete toepassing komt”, zegt Aafke van Aalst. De detectiemethode kan breed ingezet worden om resistentie aan te tonen en behandelingsstrategieën met antibiotica efficiënter te maken.
Tumorengel
TU Eindhoven kreeg een gouden medaille en nominatie voor hun project GUPPI, waarin ze voorstellen om tumoren in te kapselen in een gel om te voorkomen dat ze verder kunnen groeien en zich verspreiden.
Voor GUPPI (Gelation Using Protein Protein Interactions) heeft het team zich laten inspireren door de recente ontdekking van zogeheten membraanloze organellen. Organellen – als het ware de organen van de cel – zijn normaal gescheiden van rest van de cel door een membraan, legt ze uit, maar er zijn ook organellen die geen membraan om zich heen hebben.
‘Die membraanloze organellen worden gevormd door eiwitten die samenclusteren, net als in de gel die wij hebben ontworpen. Daarvoor hebben we zogeheten 14-3-3-eiwitten, waar ze in de groep van onze begeleider Luc Brunsveld veel onderzoek aan doen, zo aangepast dat ze niet twee plekken hebben waar andere moleculen aan kunnen binden, maar vier. Als je daaraan de juiste bindingspartner toevoegt, een ander eiwit dat we zelf hebben gemaakt, dan ontstaat er een gel.’
Tumoren
De bedoeling is dat zo’n gel alleen maar gevormd zou worden in de buurt van de tumor, doordat de gelvorming in gang gezet wordt door stofjes – proteases – die door die tumor worden afgescheiden. ‘Daardoor zou je met deze methode kankercellen kunnen inkapselen en daarmee voorkomen dat ze verder groeien of zich verspreiden.’
Dat zou mogelijk kunnen leiden tot een heel nieuwe manier van kankerbestrijding, legt Vleugels uit. ‘Bij bestaande therapieën wordt geprobeerd om de vorming van die proteases te voorkomen, terwijl ons concept er juist gebruik van maakt.’
Een echte therapie gebaseerd op GUPPI is voorlopig nog geen realiteit, maar het principe kan mogelijk ook helpen tumoren in beeld te brengen. ‘We zijn op bezoek geweest bij een oncologisch chirurg van het Catharina Ziekenhuis en die vertelde dat het heel moeilijk is om tumoren in de buikwand zichtbaar te maken. Omdat onze gel ook fluorescente eiwitten bevat, zag hij daar wel een toepassing.’
Honderden teams
International Genetically Engineered Machine (iGEM) is een competitie voor (studenten)teams, waarin technieken uit de synthetische biologie worden gebruikt om uiteenlopende problemen op te lossen. De finale, ofwel Giant Jamboree, is elk jaar in Boston.
Tijdens de paar dagen durende competitie mochten zo’n 300 studententeams van over de hele wereld hun ideeën toelichten in presentaties en postersessies, waarna bekend werd of deze goed waren voor een nominatie – of zelfs een prijs – in een van de vele prijscategorieën.
Door: Kelly Bakker
Bron: TU Eindhoven/TU Delft/iGem