Steeds beter inspelen op consumentenwensen én productie in eigen land bevorderen
Razendsnelle, foutloze productie van gepersonaliseerde producten, zoals een prothese, een auto of een scheerapparaat. Hoe beter de maakindustrie daarin slaagt, des te effectiever kan ze inspelen op de wensen van consumenten. Én des te aantrekkelijker wordt de productie in eigen land, wat weer goed is voor de economie, zegt UT-onderzoeker Ton van den Boogaard. ‘Bij het maken van producten zien we de toleranties steeds kleiner worden. Dat heeft onder meer te maken met de behoefte om producten optisch aantrekkelijker te maken voor de consument. Twintig jaar geleden was de naad tussen een autoportier en de carrosserie minimaal een millimeter, tegenwoordig is die tienden van millimeters.’
‘Onze materialen lopen achter op onze producteisen en technieken’
Die verregaande verfijning schept een materiaalkundig probleem, zegt Van den Boogaard: de huidige materialen zijn niet ontwikkeld voor deze steeds kleiner wordende toleranties. ‘Op een rol metaal zijn de materiaaleigenschappen niet overal precies gelijk. Vroeger vielen die niet op. Maar door de kleine toleranties van nu zorgen de subtielste verschillen voor onacceptabele vormafwijkingen in het eindproduct. De materialen die we gebruiken lopen achter op de nieuwste eisen en technieken.’
Op weg naar foutloze productie
Van den Boogaard noemt als voorbeeld de scheerapparaten van Philips – een van de objecten van onderzoek in het project MEGaFiT (Manufacturing Error-free Goods at First Time) waarbij hij namens de UT betrokken is. Doel van het project: foutloze productie van complexe, metalen precisieonderdelen mogelijk maken door middel van adaptieve procescontrole. ‘Bij de tolerantie tussen een mesje en een scheerkap op zo’n apparaat gaat het tegenwoordig om honderdsten van millimeters. De miniemste materiaalafwijking betekent dat het mes niet snijdt of dat het apparaat vastloopt – en dus dat je veel defecte eindproducten krijgt of veel eindproducten moet nabewerken, wat veel tijd en geld kost. Die problemen kunnen we vóór zijn door correcties in het productieproces door te voeren, op basis van geavanceerde simulatietechnieken. Foutloos produceren is dan mogelijk, maar alleen als correcties plastische vervorming – dus door het afwijkende onderdeeltje te buigen of te strekken – maar dat heeft alleen zin als het razendsnel, en nog tíjdens datzelfde productieproces, kunnen plaatsvinden.’
Tienden van seconden
Met adaptieve procescontrole is die uitdaging te overwinnen. ‘Het betekent ten eerste dat we op basis van simulatiemodellen proberen te voorspellen hoe een materiaalafwijking zal uitwerken – soms binnen een productieprocesonderdeel dat tienden van seconden in beslag neemt. Als we dat effect nauwkeurig en op tijd kunnen voorspellen, moeten we vervolgens mogelijkheden hebben om de machine of het proces – eveneens binnen dat korte tijdsbestek – dusdanig aan te passen dat het effect van de afwijking wordt ondervangen en er een foutloos product van de band rolt. De modellen die daarvoor nodig zijn ontwikkelen en testen wij aan de UT. In combinatie met besturingstechnieken biedt deze aanpak veel mogelijkheden voor het versnellen en verfijnen van productieprocessen. Dat past bij de trend richting goedkopere productie, hogere kwaliteit, kleinere en meer variabele producteigenschappen en snellere levering.’
Meer weten? Neem contact op met onze faculteit Engineering Technology.