Nieuwe coatingtechnieken bewijzen hun nut in de horloge-industrie. Zo wordt om goud-deklagen harder te maken eerst een hardere onderlaag afgezet. Bovendien kunnen met behulp van plasma- en lasertechnieken tegenwoordig designhorloges op maat van de klant worden gemaakt.

Goud wordt als materiaal en deklaag vooral gebruikt in de juwelenindustrie. Het is een zo goed als inert materiaal, reageert niet met het menselijk lichaam, is duurzaam, makkelijk vervormbaar en het oogt mooi. In de uurwerkindustrie worden de verschillende uurwerkonderdelen uit staal, zoals armbanden, draaiknoppen, cases daarom van een gouden deklaag voorzien.

PVD

Dit coaten kan door elektrolytisch vergulden of via een opdampproces (PVD, Physical Vapour Deposition), aangewend door o.a. Umicore Materials. Hierbij worden de onderdelen in een vacuümreactor geplaatst. Door het wegsputteren van goudatomen op een goudtarget (diameter van 45 cm of lengte tot 90 cm) vormen goudatomen een groeiende deklaag. Het volledige proces van pompen, opwarmen, etsen, afzetten van de deklaag, afkoelen en beluchten duurt ongeveer 3,5 uur. Opdrachten tot 1.000 stuks worden geleverd binnen de 3 werkdagen. De targets zijn vrij zuiver (tot 99.99 procent). Om het gouden horlogeoppervlak slijtvaster te maken, wordt eerst een keramische titaniumnitride-deklaag (TiN) aangebracht van ca. 1 µm dikte. In hetzelfde depositieproces – men verandert in de reactor automatisch het te gebruiken target - wordt vervolgens de gouden toplaag aangebracht. Dergelijke horloges houden het in ISO-gestandaardiseerde zweettesten 48 uur uit, waar normaal gezien maar 24 uur gevraagd wordt. Hetzelfde proces wordt ook toegepast op luxe-brilmonturen, medische instrumenten en luxeschrijfgerei.

Plasma en laser

Recent ontwikkelde het Fraunhofer Institut Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) plasma- en lasertechnieken om gouden onderdelen selectief te bedekken. De unieke designhorloges bevatten decoratieve schijven die de stand van de maan aangeven via een blauwe achtergrond met gouden sterren en manen. Tot nog toe werd de kleur bekomen door te bedrukken met blauwe lak. Om tot een optimale kleurintensiteit en precisie van de versieringen te komen, werd nu op de gouden schijven een diamantachtige koolstoflaag aangebracht. Het gaat om ta-C, een deklaag die in een vacuümreactor wordt aangebracht door lasergepulst een elektrische boogontlading te vormen op een grafiet target, waarbij grafiet verdampt. Door met de laagdikte te spelen konden diverse blauwe tinten bekomen worden. Dergelijke lagen vertonen ook een hogere hardheid, wat de duurzaamheid verbetert. Om de ster- en maanvormige sierelementen te vormen in de schijf die de maanstand aangeeft, werd de blauwe koolstoflaag plaatselijk doorboord met een laserbundel, zodat het onderliggende goud hier terug aan de oppervlakte komt. Randzones en nadelige warmte-invloeden werden minimaal gehouden.
 

Bronnen

• Metalloberfläche, 12/2007, P. 10
• Materials, The Umicore Thin Film Products Customer Magazine, January 2008, P. 4: www.thinfilmproducts.umicore.com/mag/pdf/materials_jan08.pdf
• www.vacor.li
   

Contactpersoon : Sirris, Marc Van Stappen
E-mail marc.vanstappen@sirris.be
Tel. +32 (0)498 91 93 47 Fax +32 (0)11 26 08 59
 

Dit artikel is reeds verschenen op Agoria Online (members only) en Techniline, de portaalsite van de technologische innovatie van Sirris. Abonneer u op Techniline indien u alle artikels wenst te volgen.

Een recent ontwikkelde wasmachine heeft slechts een fractie aan water en energie nodig van wat de huidige toestellen verbruiken om wasgoed te reinigen.

De Universiteit van Leeds heeft een wasmachine ontwikkeld die haast geen water verbruikt. De machine maakt hiervoor gebruik van een nieuwe technologie die een lading wasgoed reinigt met minder dan 2 procent water en energie van wat een conventionele wasmachine nodig heeft. Het proces vervangt water door kunststof polymeer chips die samen met de kleren draaien en zo de vlekken verwijderen. De technologie heeft al bewezen te beantwoorden aan de industriële standaards, door even effectief als de bestaande processen vrijwel alle types van alledaagse vlekken te verwijderen, waaronder koffie en lippenstift, met slechts een fractie van het benodigde water. Dit terwijl de kleren even fris zijn als bij normaal wassen en droog genoeg om automatisch drogen overbodig te maken.
 

De mogelijkheden van het proces beperken zich niet tot het reinigen van wasgoed. Dezelfde kunststof granulaten lenen zich ook in andere stappen van het productieproces van textiel, zoals kleuren en afvalwaterbehandeling, en kunnen solventen voor chemische reiniging vervangen, zoals het zeer giftige perchloro-ethyleen, naast solventen in andere industriële processen.

De marktintroductie van de technologie wordt in het Verenigd Koninkrijk verwacht voor 2009-2010. Hoewel het hier niet gaat om de eerste wasmachine zonder water zou deze de eerste zijn met het potentieel tot commercialisering op korte termijn. De prijs van het toestel zou niet veel verschillen van die van de huidige wasmachines.

Bronnen
www.celsias.com
http://news.yahoo.com
www.xerosltd.com
 

Contactpersoon : Sirris, Pieter Kesteloot
E-mail pieter.kesteloot@sirris.be
Tel. +32 (0)498 91 93 29 Fax +32 (0)16 32 29 84
 

Dit artikel is reeds verschenen op Agoria Online (members only) en Techniline, de portaalsite van de technologische innovatie van Sirris. Abonneer u op Techniline indien u alle artikels wenst te volgen.

Eurovia werkte een thermochrome bekleding uit die in real time ijzel op de weg detecteert.

Gripverlies op een beijzelde weg kan ernstige ongevallen veroorzaken. Voor automobilisten is het bijgevolg belangrijk dat ze weten dat het wegdek er bevroren bij ligt. Dat is ook zo voor de zoutstrooidiensten, die dan tijdig kunnen uitrukken.

Al in 1999 gaf Techniline toelichting bij Franse research met betrekking tot het gebruik van thermochrome polymeren bij het toezicht op de staat van wegen tijdens vorstperiodes.

Vandaag biedt de fabrikant van wegbekledingen (FR) (Vinci-groep) een temperatuurgevoelige indicator aan om het gevaar voor ijzel te visualiseren. Dat kleurloos vernis verandert snel en omkeerbaar van kleur bij een temperatuur van 1°C. Het gaat om een monocomponentpolyurethaanhars in waterige fase dat een thermochroom additief bevat dat blauw of rood wordt.

Die hars kan op elke heldere drager (beton, hout, metaal, …) worden aangebracht, zowel op een verticaal als horizontaal oppervlak, met behulp van klassieke werkwijzen: penseel, borstel of lagedruksproeier.

Momenteel test Eurovia op de weg de doeltreffendheid en de duurzaamheid van de bekleding uit. Twee pilootoperaties op ware grootte zijn in uitvoering. De hars wordt in de vorm van grote patches aangebracht op gevoelige plaatsen (viaducten, zones blootgesteld aan krachtige wind…); ze zijn zeer zichtbaar voor automobilisten en toezichthoudend personeel.
 

Bron

www.eurovia.com
 

Contactpersoon : Sirris, Fabienne Windels
E-mail fabienne.windels@sirris.be
Tel. +32 (0)4 361 87 57 Fax +32 (0)4 361 87 02

Dit artikel is reeds verschenen op Agoria Online (members only) en Techniline, de portaalsite van de technologische innovatie van Sirris. Abonneer u op Techniline indien u alle artikels wenst te volgen.

Autofabrikanten streven voortdurend naar lichtere, performantere constructies, maar gebruiken nog altijd staal en aluminium voor zwaarbelaste structurele elementen zoals de motorophanging. Een kunststof alternatief, ontworpen met specifieke simulatiesoftware, dient zich nu aan.

Tot nu toe werden zwaarbelaste onderdelen zoals de motorophanging, transmissieoverbrenging en torsiestaven enkel vervaardigd uit aluminium of staal. Om een alternatief te kunnen aanbieden, heeft BASF een nieuw soort polyamide ontwikkeld en zijn Integrative Simulation Tool verbeterd.

Samen met systeemleverancier ContiTech Vibration Control ontwikkelde het de eerste motorkoppelstang uit kunststof die bestand is tegen de hoge mechanische belasting. Dit onderdeel tussen motor/transmissie-unit en carrosserie dempt trillingen en isoleert structuurgedragen lawaai. Het stuk weegt 35% minder dan zijn voorgangers uit aluminium en wordt nu al in serie geproduceerd voor de Opel Vectra en de Saab 9-3.
 

Bestand tegen extreme omstandigheden

Motorophangsystemen worden blootgesteld aan zware lasten, maar ook aan temperatuurschommelingen van -30°C tot 120°C, vervuiling door olie en andere chemicaliën.

Tot nu toe werden thermoplasten ongeschikt geacht voor onderdelen die tegen dergelijke zware lasten bestand moeten zijn. De eerste vereisten voor een precieze dimensionering van zwaar belaste onderdelen zijn materiaalmodellen van hoge kwaliteit, krachtige simulatietools zoals Integrative Simulation en speciaal ontwikkelde materialen zoals Ultramid.

In deze materialenfamilie zijn de materiaaleigenschappen sterk afhankelijk van de oriëntatie van de vezels en de reksnelheid, die dus precies bepaald moeten zijn. Bovendien is de performantie van deze kunststoffen hoger en de standaardafwijking van de mechanische eigenschappen kleiner dan bij commercieel verkrijgbare polyamiden.
 

Sterkte voorspellen

Het belangrijkste deel van de ontwikkeling is de uitbreiding van de Integrative Simulation software van BASF. Om de mechanische mogelijkheden van vezelversterkte polyamiden beter te benutten is het nodig om correct rekening te houden met de vezeloriëntatie op verschillende plaatsen in het stuk, aangezien de mechanische eigenschappen aanzienlijk verschillen naargelang van de richting van de vezels.

Hier kon de verbeterde software hulp bieden: het linkt de in een vulsimulatie berekende vezeloriëntatie doorheen het werkstuk met een eindige-elementenanalyse. Deze resultaten worden, samen met de invloed van de temperatuur en de belasting, gebruikt om de afmetingen van de component te bepalen. Zowel de complexe levenscyclustesten als de definitieve testen van het voertuig (Opel) toonden aan dat het programma een zeer betrouwbaar componentontwerp mogelijk maakt.
 

Bron
www.media.basf.com

Contactpersoon : Sirris, Rob Van Tol
E-mail rob.vantol@sirris.be
 

Dit artikel is reeds verschenen op Agoria Online (members only) en Techniline, de portaalsite van de technologische innovatie van Sirris. Abonneer u op Techniline indien u alle artikels wenst te volgen.

Toepassingsgebieden van in textiel ingebouwde elektronica zijn enerzijds de intelligente kleding voor militairen en medisch personeel en anderzijds de communicerende kleding, die tot nu toe een nog altijd voornamelijk ludiek karakter heeft.

De markt van de in kleding geïntegreerde elektronica, of wearable computing, is tegenwoordig in voldoende mate tot ontwikkeling gekomen om twee segmenten duidelijk te onderscheiden :

• intelligente kleding, met militaire en vooral medische toepassingen
• communicerende kleding, die nu nog een wat speels karakter heeft, maar zeker ook ingang zal vinden in de genoemde beroepssectoren
   

1. Intelligente kleding

Dat is kleding waarin sensoren zijn opgenomen die gegevens registreren, en op die manier de gezondheid van een persoon of zijn comfort bewaken.

De sensoren worden aangebracht op een stoffen armband, een borstriem of een t-shirt die strak om het lichaam zit en meten permanent lichaamstemperatuur, polsslag of bloeddruk, sturen vanop afstand de ontvangen informatie door en zetten eventueel een alarmsysteem in werking.

Door de technologische vooruitgang die op twee vlakken werd geboekt, kon de laboratoriumfase eindelijk worden afgesloten :

• de uitwerking van elektronische geleiders van kunststof en de mogelijkheid om die in de wasmachine te stoppen, ten minste toch bij lage temperatuur (30°C)
• het onderzoekswerk van de Fransman Didier Dieppois aangaande de sensordraad (octrooi FR 2 869 047): 

1. een metalen draad geleidt de stroom maar kan ook vervormen en dus een signaal creëren ; bij de minste beweging vervormt het weefsel en de informatie wordt geanalyseerd teneinde de vervorming te correleren aan het verschijnsel dat men wil meten
2. die draad werd gebruikt in het kader van het Caphytex-project, om de longcapaciteit van mensen met ademhalingsmoeilijkheden te meten

1.1. Militaire toepassingen

Het zijn de militairen, met name Amerikaanse, die aanvankelijk het onderzoek naar intelligente kleding financierden.
Zo financierde het DARPA de werkzaamheden van het Georgia Institute of Technology met betrekking tot een intelligent vest dat gebruikmaakt van optische vezels om verwondingen door kogels te detecteren. Het vest is eveneens voorzien van sensoren die gegevens verzamelen over de gezondheidstoestand van de vechtende soldaat en die informatie via Bluetooth naar een verzorgingseenheid stuurt.
Het vest heeft geen naden en de sensoren kunnen op om het even welke plaats worden aangebracht; het kan bijgevolg aan de gestalte van de drager worden aangepast. De sensoren kunnen ook worden aangepast aan de activiteit van de drager :

• ademhalingsfrequentie, lichaamstemperatuur (…) voor een soldaat
• sensor gevoelig voor schadelijke gassen of lucht voor een brandweerman

Sensatex heeft een versie voor het grote publiek uitgebracht, onder de naam Smart Shirt. Een patiënt krijgt aan de hand ervan de mogelijkheid om te communiceren met een medische eenheid, met name op het platteland.

Aan de hand van de sensoren kunnen het hartritme, de lichaamstemperatuur, de ademhaling… worden gecontroleerd.

Het Georgia Institute of Technology zet zijn research voort voor het leger, en legt zich met name toe op een kledingstuk dat medicijnen toedient via de huid, en een broek die stijf wordt bij een verstuiking.

• www.gtwm.gatech.edu
• www.sensatex.com
   

Er moet nog wel een oplossing worden gevonden voor de energietoevoer van die systemen: ze moeten vele dagen autonoom blijven, maar het spreekt vanzelf dat ze niet kunnen worden verzwaard met hinderlijke batterijen !

Een van de denkpistes is de aanwending van een warmtegenerator, die nuttig gebruikmaakt van het verschil tussen de temperatuur van het lichaamsoppervlak en die van de buitenomgeving. Infinéon (USA) heeft in een ruimteomgeving aangetoond dat een verschil van minstens 5°C meer dan 1 microwatt/cm2 en een spanning van 5V/cm2 oplevert.

Hier wordt de elektronica aangewend met het oog op communicatie vanop afstand, zelfs soms met volkomen ludieke bedoelingen. Dat gebeurt ofwel door communicerende instrumenten ofwel door optische vezels (bv : Luminex) te integreren.

• France télécom R&D is een van de pioniers in Frankrijk, met een jack waarin de functies van een mobiele telefoon zijn verwerkt: toetsenbord op de mouw, microfoon en oortje in de kraag
• Infinéon (halfgeleiders) en Rosner (kledingfabrikant) hebben een herenjas ontwikkeld waarin zich een MP3-lezer/telefoon bevindt, met een toetsenbord van textiel op de mouw; het product kan worden gewassen bij 30°C (zonder de lezer) en wordt gecommercialiseerd op www.mp3blue.de
• Motorola en Burton onder de merknaam Audex, en vervolgens Plantronics en Quicksilver onder de merknamen Quicksilver en Roxy, brengen skivesten in de handel waarin een telefoon, digitale muziek en een bluetoothverbinding zijn ingebouwd (350-400 EU voor de Quicksilver-producten)
• Nyx (USA) en daarna NJ TEC (FR) ontwikkelden kleding met en soepel scherm, verbonden met een personal assistant, of een draagbare telefoon, om de boodschappen te concipiëren www.uranium-jeans.com
   

Het Engelse Eleksen heeft zich al gespecialiseerd in de fabricage van toepassingen in soepele, geweven materialen, die kunnen worden geïntegreerd in een mouw, de riem van een handtas. Deze onderneming biedt haar diensten aan kledingfabrikanten aan die zich willen onderscheiden van de concurrentie www.eleksen.com.

Om de strijd aan te gaan tegen Chinese concurrenten die lage prijzen hanteren, ontwikkelt de Universiteit van Yonsei (Zuid-Korea) kleding die van kleur verandert, skipakken die de lichaamstemperatuur, het ozongehalte, de vochtigheidsgraad en het UV-niveau meten, alsook een joggingpak dat het hartritme registreert en de meetgegevens naar het dichtsbijzijnde ziekenhuis kan sturen www.yonsei.ac.kr.

Vandaag wordt communicerende kleding een interface op zich : met de knoppen wordt een nummer gevormd, in de kraag zitten een microfoon en oortjes, met een soepel scherm op de mouw kan op het net worden gesurft…

In sommige beroepscategorieën groeit de belangstelling : werkleiders, skimonitoren, ziekenhuispersoneel, …

Als u meer wilt weten :

Europese programma’s

• Biotex: bio-sensing textile for health management
• MyHeart: intelligente, biomedische kleding in het kader van een project rond cardiovasculaire aandoeningen
• Proetex: textiel op basis van micro-nanocommunicatietechnologieën, bestemd voor personen in noodsituaties (brandweerlieden, …)

François Stauder, CRCI ARIST Champagne-Ardenne, tel: +33 (0)3 26 69 33 57, fax: +33 (0)3 26 69 33 69
 

Contactpersoon : Sirris, Fabienne Windels
E-mail fabienne.windels@sirris.be
Tel. +32 (0)4 361 87 57 Fax +32 (0)4 361 87 02

Dit artikel is reeds verschenen op Agoria Online (members only) en Techniline, de portaalsite van de technologische innovatie van Sirris. Abonneer u op Techniline indien u alle artikels wenst te volgen.