< Terug naar vorige pagina

Project

Functioneel getextureerde oppervlakken voor een nieuwe generatie van componenten (SURFACESCRIPT) (SURFACESCRIPT)

Context

Elke component interageert rechtstreeks met de omgeving door middel van haar oppervlak. Een grote verscheidenheid aan functionaliteiten (wrijving, optisch, esthetisch, ...) kunnen afzonderlijk of gecombineerd verkregen worden door beïnvloeding van dit oppervlak. Warmte-, chemische, mechanische behandelingen en het aanbrengen van deklagen zijn tot op heden de meest toegepaste technieken om oppervlaktefunctionaliteit te verbeteren of toe te voegen. Recente technologische ontwikkelingen binnen de lasertechnologie brengen een bijkomende manier binnen handbereik, nl. het aanbrengen van micro- en nanotexturen met behulp van femtoseconde lasers. Daarenboven biedt deze technologie de mogelijkheid om volledig nieuwe en zeer innovatieve (waterafstotend, antibacterieel, wrijvingsloos, ...) functionaliteiten te creëren. Voor producten die het eind van hun innovatiepotentieel bereikt hebben via de klassieke technieken opent een heel nieuw perspectief.

 

Ultra kort gepulste, femtoseconde lasers zijn in nauwkeurigheid, vermogen, gebruiksgemak en prijs dermate geëvolueerd dat ze een haalbare technologie voor het realiseren van oppervlaktefunctionaliteit geworden zijn. Dit type lasers laat immers toe om zeer fijne en afgelijnde micro- en nanotexturen in een grote verscheidenheid aan materialen aan te brengen.

  Doel

Het algemene doel van voorliggend project is om de reële doelgroep meer inzicht te geven naar haalbare complexititeit, techno-economische competitiviteit en korte en lange termijn gedrag in realistische omstandigheden van functionaliteit verkregen door textureren met behulp van femtoseconde lasers. Dit inzicht, verkregen door de realisatie van demonstratoren, is sleutel tot een brede valorisatie van voorafgaande onderzoeksresultaten.

 

Vertaalonderzoek op basis van 6 demonstratoren zal inzichten en oplossingen aanreiken om de laatste knelpunten die concrete toepassingen belemmeren, weg te werken. Deze kennis en meer algemeen het potentieel van femtoseconde lasertechnologie zal breed verspreid worden naar de ruime doelgroep. Diepgaande kennisoverdracht binnen collectieve sessies geeft bedrijven voldoende inzicht om een ontwikkelingstraject voor de eigen toepassing op te starten.

 

·         Verbeteren van de haalbare complexiteit door een procedure te ontwikkelen om texturen ontwikkeld op 2D proefstukken te plaatsen op 3D oppervlakken met behoud van functionaliteit.

·         Verbeteren van de techno-economische aspecten van femtoseconde lasertextureren door het gebruik van enerzijds parametermodellen bij het modelleren en anderzijds replicatietechnologie voor serieproductie.

·         Verzekeren van het korte en lange termijn functionele gedrag door de demonstratoren uit te voeren als concrete producten geproduceerd en gevalideerd in realistische omstandigheden.

 

Doelgroep

De reële doelgroep bestaat uit de volledige waardeketen rond micro- en nanotextureren door femtoseconde lasertechnologie: producteigenaars, technologieleveranciers, en dienstverlenende bedrijven.

 

Datum:1 jan 2021 →  31 dec 2023
Trefwoorden:laser(technologie), femtoseconde, functionaliteit, textuur, precisie
Disciplines:Andere ingenieurswetenschappen en technologie niet elders geclassificeerd
Project type:Samenwerkingsproject
Resultaten:

Resultaten

 

De 5 doelstellingen die vooropgesteld waren in de originele projectaanvraag waren:

 Doelstelling 1: Verbeteren van de haalbare complexiteit door een procedure te ontwikkelen om texturen ontwikkeld op 2D proefstukken te plaatsen op 3D oppervlakken met behoud van functionaliteit.

Tijdens het project is er een procedure ontwikkeld om texturen op enkelgekromde producten aan te brengen. Een goed voorbeeld hiervan zijn assen gebruikt voor de wrijvingsdemonstrator. Deze procedure vertrekt vanuit de aanwezigheid van een A-as in de machine die toelaat rotaties-symmetrische producten te maken.  Voor verdere opschaling naar volledige 3D producten is er in de schoot van dit project een investering gebeurd door mo Thor NV in een volledig 5-assige machine die in April 2024 geleverd wordt en ter beschikking zal staan aan de Vlaamse industrie.

 Doelstelling 2: Verbeteren van de techno-economische aspecten van femtoseconde lasertextureren door het gebruik van enerzijds parametermodellen bij het modelleren en anderzijds replicatietechnologie voor serieproductie.

 In het kader van dit project is er een vergelijkingstabel gemaakt, die de kost per eenheid (euro/cm2) en de productsnelheid per eenheid (mm3/h) toont voor een hele reeks concurrerende oppervlakte technologieën. Deze tabel is ook uitgebreid naar meerdere datapunten in de tijd waardoor de evolutie in de technologie (vnl. steeds hoge laservermogens en processnelheden) ook zichtbaar wordt. Deze tabel laat toe bedrijven bij de keuze van hun technologie om oppervlaktefunctionaliteiten aan te brengen een weloverwogen keuze te maken.

 Tevens is in het project ook de technologie van het spuitgieten als replicatiemethode voor texturen gedemonstreerd aan de gebruikersgroep. Deze technologie leidt tot zeer goedkope gefunctionaliseerde producten die een grootte order goedkoper zijn dan vergelijkbare gecoate producten.

Doelstelling 3: Verzekeren van het korte en lange termijn functionele gedrag door de demonstratoren uit te voeren als concrete producten geproduceerd en gevalideerd in realistische omstandigheden.

Een van de grootste vragen (en angst) van de gebruikersgroep was het lange termijngedrag van deze texturen, en in het bijzonder de corrosie resistentie van de texturen. In dit project is aangetoonde dat met de juiste laserparameters we texturen (hier gedemonstreerd als QR codes) kunnen fabriceren die in corrosieve omgevingen hun functionaliteit blijven behouden, ook na langdurige blootstelling.

Deze kennis heeft geleid tot enkele projecten in de medische industrie.

Doelstelling 4: Een brede kennisverspreiding naar de ruime doelgroep ter bewustwording van het potentieel van femtoseconde lasertechnologie en ter identificatie van minstens 80 bijkomende bedrijven die behoren tot de reële doelgroep (KPI3).

In dit project is breed gecommuniceerd naar de doelgroep in de vorm van blogs, enkele workshops en webinars en ook via grotere events zoals de manufacturing day Sirris-Agoria. Dit heeft er toe geleid dat we de doelgroep hebben kunnen uitbreiden tot 124 bedrijven.

Doelstelling 5: Een diepgaande kennisoverdracht naar minstens 40 bedrijven uit de reële doelgroep om de stap naar valorisatie binnen ondernemingsspecifieke projecten aan te moedigen (KPI4).

 De webinars, masterclasses en workshops hebben als gevolg gehad dat 90 bedrijven deel hebben genomen aan de kennisoverdracht.

Doelstelling 6: Het initiëren van 12 ondernemingsspecifieke O&O ontwikkelingsprojecten (KPI1) waarbij 20 individuele bedrijven betrokken zijn (KPI2) tijdens of tot 2 jaren na projecteinde

 Er zijn 15 unieke ondernemingsprojecten opgestart bij 15 unieke bedrijven. Het is voorzien dat in de komende 2 jaar het doel van 20 projecten ruimschoots wordt overschreden.