Search | Login 
Sunday, December 17, 2017 Home > Copywriting > Jaarverslag
 Jaarverslag

NIMR 200.jpg

NIMR Annual Report 1999 - Netherlands Institute for Metals Research
Het NIMR is een instituut waarin wetenschap, bedrijfsleven en overheid samen werken aan toegepast onderzoek. In 2000 schreef ik op verzoek van prof. dr. ir. Sieb Radelaar, wetenschappelijk directeur van NIMR, het jaarverslag 1999 als ware ik een onafhankelijk journalist. Het resultaat is een kleurig boek met veel wetenschapsjournalistieke teksten. Een aantal aspecten is apart uitgegeven in de vorm van flyers. Hieronder een van die teksten (Nr. 9 Coating Technology).

Speurtocht naar de minste weerstand

Een niet onbelangrijk deel van de industriële inspanning gaat ongewild verloren; energieverlies in de vorm van wrijving kost 5% van het Bruto Nationaal Product. Niet alleen dat energieverlies, maar zeker ook de behoefte aan duurzame, slijtvaste onderdelen voor installaties, motoren, kleine en grote apparaten drijft de speurtocht naar coatings met zeer geringe wrijvingsweerstand.

Onverwoestbare coatings
Geavanceerde slijtvaste materialen zijn per definitie kostbaar. Daarom wordt – zeker als het massaproducten betreft – de oplossing gezocht in een combinatie van relatief goedkoop materiaal met een effectieve beschermlaag voor de kwetsbare plaatsen. Een ‘onverwoestbare’ toplaag bijvoorbeeld op de klepstoters van een verbrandingsmotor.

Voor zulke coatings bestaan verschillende materialen en technieken. De meeste zijn met vallen en opstaan in de praktijk ontwikkeld. De behoefte aan nog betere coatings groeit echter met het jaar. Verfijningen en vernieuwingen zijn nu alleen nog mogelijk door bestaande en experimentele coatings tot op micrometer schaal  en zelfs atomair niveau  te analyseren.

Het bedrijfsleven beschikt niet over voldoende equipment en expertise om dergelijk diepgaand onderzoek te doen. De projecten in het NIMR-cluster Surface and Interface Engineering combineren daarentegen alle aspecten; van design en fabricage tot experiment en karakterisering. Zo wordt niet alleen veel nieuwe kennis gegenereerd, maar ook een geheel nieuwe coatingtechniek.

Slimme combinaties en overgangen
Van de meest geavanceerde coatingtechnieken hebben er twee de bijzondere aandacht binnen de NIMR-projecten. De ene techniek heet Physical Vapor Deposition, waarmee een atoomdun laagje op een object wordt opgebracht in Delft. Een andere techniek is het ‘inkoppelen’ van het ene materiaal in het andere, met behulp van YAG-laser en CO2 laser-systemen in Groningen.

Het NIMR beschikt in Delft over een eigen PVD-unit. Er wordt geëxperimenteerd met meerlagige coatings voor een optimale combinatie van eigenschappen, zoals hardheid en taaiheid. Het voordeel van een PVD-unit is dat de dikte van een laag uiterst secuur geregeld kan worden.

Nog een stap verder in de ontwikkeling van PVD-techniek is het inbrengen van nanodeeltjes in het substraat, in plaats van het opbrengen van een laagje. Experimenten met deze techniek vinden plaats bij de NIMR-partner Hauzer in Venlo.

Objecten die tegen corrosie en wrijving beschermd moeten worden, vragen om een dikkere coating. Keramisch materiaal heeft daarvoor precies de goede eigenschappen; hard en niet poreus. Maar dergelijk materiaal ‘houdt niet’ van metaal. Het gedraagt zich bij het opbrengen als waterdruppels op een glasplaat.

Laser lost dat probleem op door een reactie te forceren tussen substraat en layer. Deze methode heet Laser Reaction Coating. In NIMR-projecten te Groningen wordt de techniek toegepast voor de ontwikkeling van functional grated materials. Dat zijn materialen waarbij een geleidelijke overgang is gerealiseerd van de toplaag naar substraat. Met een dergelijke manier van coaten wordt de kans op breuken en scheuren in het grensvlak van de twee materialen aanzienlijk geringer.

Essentieel voor de experimenten zijn de onderzoeksfaciliteiten in Groningen, waaraan het NIMR belangrijk heeft bijgedragen. Het geavanceerde Groningense elektronenmicroscopen-‘park’ en de bijzondere expertise daar, zijn onontbeerlijk voor beschrijvingen van materiaaleigenschappen op micro- en atomair niveau.

Massaproducten en specialties
De verdere ontwikkeling van de PVD-techniek is interessant voor een grotere markt. Met name de combinatie van verschillende lagen – bijvoorbeeld grafiet en chroom – maakt bijzondere eigenschappen mogelijk. Hoewel het al enige tijd mogelijk is om objecten driedimensionaal te bekleden, groeit nu de belangstelling voor bekleding van grotere platen.

De lasertechniek is een trager proces en zal dus niet voor grootschalige productie worden toegepast. Maar ze is bij uitstek geschikt om zeer speciale en hoogwaardige objecten te realiseren. Zoals delen van een extrusiepers, die blootstaan aan zowel hitte als grote krachten.



Copyright (c) 2017 René de Vos Editing