Magneet vervormt colablikje tot opvallend zandlopermodel

/strong>

Drankblikjes en spuitbussen; het zijn niet echt de producten waarop ontwerpers hun creativiteit kunnen botvieren. Op het kleurige uiterlijk na zijn het in de supermarktschappen toch vooral saaie cilinders.

Onze producten moeten eruit springen, moeten marketeers van Corus (het voormalige Hoogovens) gedacht hebben, toen zij bij Elektrotechniek aanklopten. De vraag: deodorantbussen in de vorm van zandlopers, driedimensionale logo’s in het metalen omhulsel van bierblikjes, kan dat?

Dat kan, dacht de Roemeense Emilia Motoaºca, en wel met magnetische vervormen. Maandag verdedigt zij haar proefschrift ‘Electrodynamics in deformable solids for electromagnetic forming’. Motoaºca: ,,De techniek bestaat al sinds het begin van de twintigste eeuw. Er is alleen nog weinig wetenschappelijk onderzoek naar gedaan.”

Vreemd, want magnetische velden hebben wel degelijk voordelen ten opzichte van conventionele vervormingtechnieken als buigen en walsen. Zo is er geen contact met het werkstuk, wat tussenkomst van smeermiddelen overbodig maakt en het vervormingsproces ‘schoon’ houdt. Daarnaast is magnetisch vervormen razendsnel: metalen buigen met honderd meter per seconde. Door deze hoge snelheid veranderen tijdelijk de materiaaleigenschappen van metaal. Werkstukken kunnen hierdoor tot honderd procent vervormen, terwijl dit bij conventionele technieken hoogstens veertig procent is.

Motoaºca ontwikkelde een model om het materiaalgedrag en de vervorming van metalen te voorspellen. Kennis van elektromagnetisme alleen was hierbij niet voldoende. Motoaºca: ,,Door de hoge vervormingssnelheid wordt het materiaal warmer, wat weer invloed heeft op de geleiding en het magnetisch veld. Mechanica en thermodynamica spelen dus ook een rol. Het is ongelooflijk complex.”

Tijdens experimenten met drankblikjes bleek dat haar model de vervormingen goed kon voorspellen. Of Corus de techniek verder gaat uitwikkelen is onzeker. Motoaºca: ,,Het is een slecht economisch klimaat voor innovatief design. Daarnaast is de benodigde apparatuur erg prijzig.”

Toch denkt Motoaºca dat elektromagnetisch vervormen in de toekomst een belangrijke rol zal spelen. ,,Het heeft grote potentie, voor allerlei toepassingen. Zelfs militair, want in theorie zou je er op afstand een tank mee kunnen vermorzelen.”

Motoaºca gebruikt haar kennis van elektromagnetisme echter liever voor medische doeleinden. Na haar promotie gaat ze als postdoc bij de TU Eindhoven werken aan een methode om uitwendig de conditie van kunstmatige hartkleppen te bepalen.

De Roemeense promovenda Emilia Motoaºca heeft de techniek van elektromagnetisch vervormen gemodelleerd. Binnenkort wellicht in de etalage: zandlopervormige colablikjes.

Drankblikjes en spuitbussen; het zijn niet echt de producten waarop ontwerpers hun creativiteit kunnen botvieren. Op het kleurige uiterlijk na zijn het in de supermarktschappen toch vooral saaie cilinders.

Onze producten moeten eruit springen, moeten marketeers van Corus (het voormalige Hoogovens) gedacht hebben, toen zij bij Elektrotechniek aanklopten. De vraag: deodorantbussen in de vorm van zandlopers, driedimensionale logo’s in het metalen omhulsel van bierblikjes, kan dat?

Dat kan, dacht de Roemeense Emilia Motoaºca, en wel met magnetische vervormen. Maandag verdedigt zij haar proefschrift ‘Electrodynamics in deformable solids for electromagnetic forming’. Motoaºca: ,,De techniek bestaat al sinds het begin van de twintigste eeuw. Er is alleen nog weinig wetenschappelijk onderzoek naar gedaan.”

Vreemd, want magnetische velden hebben wel degelijk voordelen ten opzichte van conventionele vervormingtechnieken als buigen en walsen. Zo is er geen contact met het werkstuk, wat tussenkomst van smeermiddelen overbodig maakt en het vervormingsproces ‘schoon’ houdt. Daarnaast is magnetisch vervormen razendsnel: metalen buigen met honderd meter per seconde. Door deze hoge snelheid veranderen tijdelijk de materiaaleigenschappen van metaal. Werkstukken kunnen hierdoor tot honderd procent vervormen, terwijl dit bij conventionele technieken hoogstens veertig procent is.

Motoaºca ontwikkelde een model om het materiaalgedrag en de vervorming van metalen te voorspellen. Kennis van elektromagnetisme alleen was hierbij niet voldoende. Motoaºca: ,,Door de hoge vervormingssnelheid wordt het materiaal warmer, wat weer invloed heeft op de geleiding en het magnetisch veld. Mechanica en thermodynamica spelen dus ook een rol. Het is ongelooflijk complex.”

Tijdens experimenten met drankblikjes bleek dat haar model de vervormingen goed kon voorspellen. Of Corus de techniek verder gaat uitwikkelen is onzeker. Motoaºca: ,,Het is een slecht economisch klimaat voor innovatief design. Daarnaast is de benodigde apparatuur erg prijzig.”

Toch denkt Motoaºca dat elektromagnetisch vervormen in de toekomst een belangrijke rol zal spelen. ,,Het heeft grote potentie, voor allerlei toepassingen. Zelfs militair, want in theorie zou je er op afstand een tank mee kunnen vermorzelen.”

Motoaºca gebruikt haar kennis van elektromagnetisme echter liever voor medische doeleinden. Na haar promotie gaat ze als postdoc bij de TU Eindhoven werken aan een methode om uitwendig de conditie van kunstmatige hartkleppen te bepalen.