In de Kennisagenda staan (de onderbouwing van de keuzes gemaakt m.b.t.) onderzoeksthema's die tijdens de tweede fase van dit project opgepakt kunnen worden
In de Kennisagenda staan (de onderbouwing van de keuzes gemaakt m.b.t.) onderzoeksthema's die tijdens de tweede fase van dit project opgepakt kunnen worden
Piëzo materialen worden al veel toegepast. Er zijn diverse nieuwe ontwikkelingen, zoals het piëzo effect in composieten (PVDF). Het blijkt dat deze ontwikkelingen nog in een pril stadium zijn en voorlopig niet commercieel beschikbaar. Ondanks dat het piëzo principe al jaren bestaat weten ontwerpers er nog relatief weinig van. Het piëzo principe is misschien wel bekend, maar hoe deze materialen te gebruiken in een productontwerp is een grote stap verder. Bij piëzo wordt een mechanische spanning omgezet in een elektrische spanning en vice versa. Er zijn vele piëzo elementen (halffabricaten) commercieel beschikbaar. Al naargelang de gewenste toepassing, lineaire beweging, energy harvesting, sensor etc. kan het geschikte element worden gekozen. In dit document wordt de piëzo techniek uitgelegd aan de hand van voorbeelden. Doel is om inzicht te krijgen in de mogelijkheden, om zo een geschikte piëzo-techniek te kiezen. Dit document is opgeleverd in het project Innovatief Materialen Platform Twente (IMPT). In dit project heeft het IMPT 75 innovatieve materialen in kaart gebracht. Met een tiental materialen is toegepast onderzoek gedaan, zodat ondernemers en ontwerpers weten of en hoe zij deze kunnen toepassen.
MULTIFILE
Voor de fabricage en assemblage van elektronische onderdelen worden geavanceerde machines gebruikt die een hoge snelheid paren aan een hoge nauwkeurigheid. De hierbij optredende positioneerfouten worden mede veroorzaakt door trillingen. Demping is nodig om de gewenste nauwkeurigheid te halen. Veelgebruikte dempingsmethoden werken niet voor deze gevoelige assemblagesystemen: een viskeuze demper kan op gevoelige elektronica lekken en Coulombse wrijving vertoont onvoorspelbaar dynamisch gedrag. Een innovatieve oplossing lijkt gevonden in het slim toepassen van 3D metaalprinten: een technologie die in de Brainport regio sterk in opkomst is. Onderdelen uit trillingsgevoelige assemblagemachines zouden met 3D printen gemaakt en van “interne demping” voorzien kunnen worden. In het inwendige van het geprinte metalen onderdeel worden hierbij kleine structuren verwerkt die de trillingsenergie absorberen. Het Centre of Expertise HTSM van Fontys onderzoekt reeds enkele jaren 3D metaalprinten in nauwe samenwerking met machinebouwers. Interne demping wordt tot nu toe nog niet toegepast en kan een significant concurrentievoordeel voor de toeleverketens en OEMers in de regio bieden. Voor het succesvol ontwikkelen van deze nieuwe technologie is 3D printkennis, machinebouwkennis en expertise op gebied van machinedynamica noodzakelijk. In de Brainport regio en het consortium in het bijzonder is deze kennis verenigd. De belofte van hogere productiesnelheden maakt het bestaande netwerk van expertise en productieketens sterker en aantrekkelijker. De technische uitdaging schuilt in het samenspel van metaalpoeder en de laserstraal die dit poeder smelt. Kleine insluitsels van poeder of microscopische structuren moeten trillingen tegengaan zonder de andere gewenste eigenschappen van onderdelen te beïnvloeden. Dit project gaat gestructureerd te werk, van onderzoek naar metaalpoeders en mogelijke microstructuren naar proefopstellingen voor daadwerkelijke machineonderdelen. Eindresultaat is een nieuwe productiemethode vastgelegd in ontwerprichtlijnen waarmee o.a. halfgeleiderassemblage een significante prestatieverbetering kan gaan realiseren.
Bouwwerkzaamheden veroorzaken trillingen in de bodem. Niet zelden leiden die trillingen tot schade aan gebouwen in de buurt van de bouwplaats. Met de toenemende mechanisatie in de bouw, en het bouwen in dichtbebouwde gebieden, zijn trillingen een actueel onderwerp dat structureel aandacht krijgt bij de acquisitie van bouwprojecten; bouwondernemingen moeten aantonen dat de werkzaamheden niet tot onacceptabele overlast of schade leiden. Er is meer inzicht in trillingen nodig, hoe ze veroorzaakt worden, hoe ze doorgegeven worden, en in welke mate ze andere objecten bereiken. In dit projectvoorstel worden trillingen op een vernieuwende wijze gemeten en geanalyseerd. Dit gebeurt met relatief goedkope sensoren, waarin versnellingsopnemers uit smartphones toegepast worden. Hiermee wordt een fijnmazig netwerk van draadloos communicerende sensorssystemen gerealiseerd dat de trillingsbelasting op en rond bouwplaatsen in kaart brengt. In dit systeem worden trillingen met artificial intelligence geanalyseerd waardoor exact duidelijk wordt hoe verschillende trillingsbronnen doorwerken naar de verschillende gebouwen rond de bouwplaats. Dit is mogelijk omdat het systeem de “signatuur” van de trillingen herkent. Zo introduceert het heien van heipalen ander soort trillingen in de bodem dan het verdichten van grond met trilplaten, of vol beladen vrachtwagens die langs denderen. Het systeem is in staat om over een groot spectrum naar trillingen te “luisteren” en vervolgens uit al die trillingen te destilleren welke bronnen het meest bijgedragen hebben aan de trillingsbelasting van bestaande bouwwerken. De informatie die gemeten is wordt elk uur draadloos doorgestuurd naar een centrale meldkamer waar de veiligheid van bestaande gebouwen bewaakt wordt. Als de trillingen te sterk worden kan direct actie ondernomen worden om eventuele schade te beperken.
Dit project richt zich op de doorontwikkeling en toepassing van Motion Magnification, een AI-technologie die subtiele trillingen in videobeelden versterkt en analyseert zonder de noodzaak van fysieke sensoren. In de academische literatuur wordt Motion Magnification beschouwd als een lens waardoor we een wereld van trillingen kunnen zien die normaal onzichtbaar zijn met het blote oog. Deze veelbelovende technologie bestrijkt een breed spectrum aan toepassingsmogelijkheden, van de industriële sector tot de gezondheidszorg. Op basis van de vraagarticulatie van de partners van het L.INT lectoraat Industriële Digital Twins en het Maintenance Lab, richten wij ons in dit project tot het toepassen van de technologie binnen de onderhoudsindustrie en maakindustrie. Het project wordt uitgevoerd in samenwerking met industriële partners zoals Holland Mechanics, Tempress Systems en IJskoud, die geconfronteerd worden met uitdagingen op het gebied van productieoptimalisatie en operationele efficiëntie. Het project zet zich in om deze systemen te verbeteren en efficiënter te maken door het inzetten van innovatieve technologieën zoals Motion Magnification. Het doel is het verminderen van productiviteitsverlies, kosten en technische storingen door geavanceerde analyses van trillingen en bewegingen te faciliteren. De kern van het project bestaat uit het verbeteren van de analysecapaciteiten van Motion Magnification. Dit doen we door middel van visuele en AI-gestuurde tools, die sneller en nauwkeuriger inzicht bieden in de conditie van industriële systemen. Zo dragen we bij aan de verdere digitalisering en optimalisatie van productie- en onderhoudsprocessen. Het project levert verschillende uitkomsten op, waaronder een omschrijving van de eisen en specificaties voor het platform en de hardwareconfiguratie, gevolgd door de ontwikkeling en optimalisatie van het platform, hardware-integratie, en dataverwerkingspipeline. Daarna wordt de technologie gevalideerd in een industriële omgeving met bijbehorende feedback. Het eindproduct wordt geïntegreerd met een geoptimaliseerde Maintenance Management oplossing. De bevindingen worden samengevat in een eindrapport met aanbevelingen voor de industrie en vervolgonderzoek.
