Verbindingen vormen een cruciaal aspect in het

07mek001z016.ps 23-01-2007 15:56 Pagina 16
verbinden
Marjolein de Wit-Blok
Slimme verbindingen
verminderen productie- en assemblageprocessen
dingen zal het over het algemeen gaan
om een concreet product.”
Ontwerpers van auto’s
zoals hier bij een voorstudie van de nieuwe
Mercedes CLS hebben
grote invloed op het
aantal verbindigen in
het uiteindelijke model
(foto: Daimler Chrysler)
Verbinden is meer dan alleen het aanbrengen van een potnagel, een las, een druppeltje lijm om een constructie te realiseren. “Verbindingen vormen een cruciaal aspect in het productontwikkelingsproces en bepalen mede de esthetiek van een
product,” aldus Rinus van den Berg, industrial & architechtural
designer bij DSM.
Een verbinding is een interface tussen
twee componenten of functies en kan
zowel virtueel als fysiek zijn, permanent of demontabel, flexibel of star.
Verder is het van belang om vooraf
goed te begrijpen wat met ‘design’
wordt bedoeld. In de ogen van Rinus
van den Berg is dit meer dan een
strakke vormgeving die bewondering
16
metaalmagazine 1 2007
oogst bij een ieder die er verstand van
heeft. “Ik beschrijf design of ontwerp
als volgt: ontwerpen is het omzetten
van gegevens naar een product. Een
product is vervolgens alles wat je in
een bepaalde markt kunt afzetten en
varieert van een dienst of service tot
materiaal of een compleet bewerkt
eindproduct. In het geval van verbin-
Verbinden van metaal met kunststof
Prachtige voorbeelden waarmee de
geschiedenis van de mogelijkheden
van verbinden is te beschrijven, zijn te
vinden in de automobielindustrie.
Kijken we bijvoorbeeld naar de bumper dan zien we dat een auto vroeger
werd beschermd door zware stalen
balken die min of meer als stootkussen tegen de auto werden gemonteerd.
Tegenwoordig bevindt zich hier een
kunststofbalk met een E-modus die
veel lager is omdat de carrosserie zelf
ook het nodige aan energie kan opvangen. En met deze voorbeelden komen
we automatisch terecht in een wereld
waarin verbindingen naast een functionele ook een esthetische functie
gaan vervullen. In figuur 1 is bijvoorbeeld te zien dat de auto’s tot ongeveer 1980 voorzien waren van een
bumper die als het ware — over verbindingen gesproken — op de auto is
geplakt. De functionaliteit stond voorop terwijl de vormgeving in elk geval
niet gericht was op de bumper. Dan
volgt een decennium waarin met
modules wordt gewerkt die veel meer
geïntegreerd zijn. Hiermee is de trend
ingeslagen naar het streven een naadloze verbinding te creëren; puur vanuit esthetisch oogpunt. Anno nu zijn
bumpers van puur kunststof hetgeen
mogelijke problemen oplevert bij het
verbinden ervan met de metalen carrosserie. Een oplossing is gevonden in
het tangentieel laten verlopen van de
interface (zie figuur 2). Hiermee is een
nette verbinding te maken omdat het
kunststof bij temperatuurveranderingen niet vlakbij de verbinding deformeert.
Aan de andere kant ontstaat een trend
www.metaalmagazine.nl
07mek001z017.ps 23-01-2007 15:56 Pagina 17
om verbindingen juist niet te verbergen maar bewust in het ontwerp te
betrekken als stylingelement. Zo is het
mogelijk bij verbindingen bewust
ruimtes aan te brengen tussen twee
delen; de hierdoor ontstane groef is
uitstekend te gebruiken om een
bepaalde lijn te versterken of te herhalen (zie figuur 3). “Als je met gaten en
spleten werkt, heb je helemaal geen
mooie aansluiting nodig,” aldus Van
den Berg.
Minder assemblage
Vervolgens toont Van den Berg een uitgebreide serie voorbeelden waar de
verbinding tussen verschillende delen
of functies een hoofdrol speelt.
Hieruit blijkt hoe ‘slim’ en ontwerper
kan spelen met iets als een verbinding. Zo kan een een ontwerper verbindingen onder meer voorkomen
Hierdoor komen verschillende verbindingen en hiermee bepaalde productie en assemblageprocessen te vervallen. Uiteindelijk scheelt dat
substantieel in de kosten.”
Miniaturisering toepassen in het groot
Vervolgens komt Van den Berg terecht
bij een filosofie die van belang is om
te kunnen ontwerpen en verbinden op
moleculair niveau “Ik geloof dat we de
enorme vlucht van miniaturisering op
moleculair niveau kunnen gebruiken
om te ontwerpen. Bijvoorbeeld door
ontwerpen met afmetingen die ons
bekend zijn te verschalen naar iets
wat we nauwelijks nog kunnen zien.
De huidige CAD-systemen spelen hierbij een belangrijke rol omdat hiermee
heel eenvoudig producten ‘rücksichtslos’ kunnen worden opgeschaald.
Neem bijvoorbeeld een luciferdoosje
Wie te maken heeft met verbindingen moet met vele
aspecten rekening houden. De positie van de verschillende delen ten opzichte van elkaar, de toleranties, de
toegepaste materialen, de eisen en wensen met
betrekking tot onder meer sterkte, stijfheid, levensduur,
milieu en bijvoorbeeld de financiële en productiemogelijkheden. Het is daarom niet onverstandig om tijdens
de fase van productontwikkeling in eerste instantie
eens te kijken of bepaalde producten niet uit één stuk
zijn te maken zodat alle verbindingen kunnen vervallen.
Of wellicht is het mogelijk om functies te integreren
door het materiaal of de productiemethode te wijzigen.
Tot slot dient de ontwerper uiteraard rekening te houden met alle vormen van standaardisatie (bijvoorbeeld
met betrekking tot elektrische aansluitingen) zodat zijn
product ook praktisch en wellicht zelfs wereldwijd toepasbaar is.
Het onmogelijke wordt mogelijk
Complexe onderdelen zijn uit één stuk te maken
door functies te integreren; het spuitgieten van kunststof is hierbij een ideale productiemethode. De meeste
complexe onderdelen zijn min of
meer eenvoudig uit één stuk te
maken. Ook zijn onderdelen te produceren die op bijzondere wijze een verbinding mogelijk maken en hem even
eenvoudig weer kunnen opheffen (zie
figuur 4). En dan valt de term ‘design
by elimination’; ofwel: ontwerpen
door dingen weg te laten. Van den
Berg geeft een voorbeeld: “Met de huidige mogelijkheden ten aanzien van
elektronica worden auto’s voorzien
van een elektronisch slot. Vergis je
niet in de impact die dit heeft; hoewel
er elektronica moet worden toegevoegd is het niet meer nodig om slotgaten in de deuren aan te brengen.
Algemene aspecten verbinden
in zijn bekende afmetingen; als je
deze 200 keer vergroot kun je erin
wonen en als je het 200 keer verkleint
kun je het via een injectienaald in je
bloedbaan brengen. Je kunt dus in een
hanteerbaar formaat ontwerpen en dit
vervolgens aanpassen aan het uiteindelijk gewenste formaat. De mogelijkheden van een CAD-ysteem zie je verder ook terug in de rapid prototyping.
Bij rapid prototyping worden de gegevens van een ontwerp omgezet naar
tientallen of duizenden kleine laagjes
of druppeltjes waarmee het product
wordt opgebouwd. Ik denk dat vergelijkbare technieken ook in het ‘groot’
te gebruiken zijn. Je zou dan ter plaatse slimme productiemodules neer
kunnen zetten en op die manier heel
snel een gebouw kunnen maken!” ■
Rinus van den Berg leidt zijn toehoorders tijdens een
presentatie op de Designersdag in Essen (D) een wereld
in waarin het onmogelijke mogelijk lijkt te worden. Wat
te denken van een kunststof die is opgebouwd uit bolletjes waarin zich een soort hars bevindt. Wanneer de
bolletjes kapot gaan, komt de hars vrij en kan fungeren
als reparatiemiddel. Kortom: wanneer deze kunststof
wordt gebruikt bij de productie van een bumper dan
kan deze bumper zichzelf als het ware repareren na
een niet al te zware botsing. Een idee dat decennia
geleden een utopie leek maar in 2001 inmiddels is
gerealiseerd. De ‘intelligente’ kunststoffen rukken op en
futuristische ideeën die zo uit een science fictionfilm
afkomstig kunnen zijn, liggen te wachten op realisatie.
Van den Berg ziet het ultieme materiaal reeds voor zich:
een grondstof met een soort ingebouwd geometrisch
en functioneel DNA dat bepaalt welke vorm het materiaal uiteindelijk zal aannemen. Grenzeloze mogelijkheden...
1. Geïntegreerde bumpersystemen, dimen-
2. Naadloze verbinding tussen bumper en body
3. Verbindingen kunnen ook worden gebruikt als
4. Omkeerbare snapfits voor verbinden en
sionale problemen in vergelijking met
door interface tangentieel te laten verlopen
styling element
losmaken
naadloze verbindingen (foto’s: DSM)
www.metaalmagazine.nl
metaalmagazine 1 2007
17