Eindverslag stage
Kielbevestiging aan het zeiljacht GP42
Naam Studentnummer Stagebedrijf Bedrijfsmentor Stagecoach Stageperiode
Niels Koorn 09078460 Composail P. Menger F. van Steijn 6-2-2012 t/m 20-4-2012
Voorwoord Voor u ligt het eindrapport van mijn tweede stage, die ik de afgelopen elf weken doorlopen heb bij Composail te Scheveningen. Ik ben een derdejaars student werktuigbouwkunde aan de Haagse Hogeschool te Delft. Ik ben begonnen op 6 februari jl. en heb op 20 april 2012 de stage afgerond. Het rapport is in eerste instantie bestemd voor de stagecoach, mechatronicadocent dhr. F. van Steijn, verbonden aan de Haagse Hogeschool TIS Delft, opdat hij kennis kan nemen van mijn resultaten van de stageopdracht. Daarnaast is het een interessant document voor het (toekomstige) team van Composail en overigen die geïnteresseerd zijn in het ontwerpen en bouwen met composietmaterialen. Mijn dank gaat uit naar Nico Persoon, de initiatiefnemer en projectleider van Composail, voor de mogelijkheid bij Composail stage te lopen en zijn instructies en begeleiding de afgelopen weken. Daarnaast wil ik Peter Menger bedanken voor zijn (vooral management gerichte) advies. Ook enige dank aan David Tiemens voor zijn ondersteuning bij de sterkteberekeningen, André de Boer voor het bieden van een testmogelijkheid op de Haagse Hogeschool en Adrie Pijnen voor het leveren van zijn werktekening. Tenslotte bedank ik mijn groepsgenoten voor de prettige samenwerking de afgelopen elf weken. Den Haag, april 2012
2 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
Inhoudsopgave Samenvatting.............................................................................................................. 5 Verklarende woordenlijst ............................................................................................ 6 Symbolenlijst .............................................................................................................. 7 1. Inleiding................................................................................................................ 8 2. Achtergrondinformatie .......................................................................................... 9 3. Opdrachtomschrijving ........................................................................................ 10 4. Pakket van eisen ................................................................................................ 11 4.1.
Gebruikerseisen .......................................................................................... 11
4.2.
Fabricage-eisen ........................................................................................... 11
5. Projectgrenzen ................................................................................................... 12 6. Kielbevestigingsplaat ......................................................................................... 13 6.1.
Doorbuiging ................................................................................................. 13
6.2.
Schroefverbinding........................................................................................ 13
6.3.
Mallen .......................................................................................................... 13
6.4.
Werkplan ..................................................................................................... 13
Conclusie .................................................................................................................. 14 Bronvermelding ........................................................................................................ 15 Bijlage I: Ontwerp Inventor ....................................................................................... 16 Bijlage II: Tekening stalen plaat ................................................................................ 17 Bijlage III: Spanningsanalyse Inventor ...................................................................... 18 1. Verplaatsing in de plaat zelf ............................................................................ 18 2. Von Misesspanning in plaat bevestigd aan laminaat met een tiental bouten .. 19 Bijlage IV: Sterkteberekening ................................................................................... 20 Doorbuiging in de stalen plaat ............................................................................... 20 Bijlage V: Werkplan voor het bevestigen van de kielbox .......................................... 21 3 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
1. Vooraf ............................................................................................................. 21 1.1.
Veiligheid.................................................................................................. 21
1.2.
Werken in het epoxyhok ........................................................................... 21
1.3.
Gebruik luchtdruk ..................................................................................... 22
2. Opdracht ......................................................................................................... 23 2.1.
Achtergrond .............................................................................................. 23
2.2.
Nieuwe kielbevestiging ............................................................................. 23
2.3.
Houten mal ............................................................................................... 23
2.4.
Composieten mal ..................................................................................... 23
2.5.
Gat in de boot ........................................................................................... 24
2.6.
Ondersteuning maken .............................................................................. 24
2.7.
Dicht lamineren van het gat ...................................................................... 24
Bijlage VI: Verslag bouwdagen ................................................................................. 25 Bijlage VII: Verslag excursies ................................................................................... 28 1. Zeilen met InnosportLab ................................................................................. 28 2. Bezoek Hiswa ................................................................................................. 28 3. Bezoek Contest Yachts .................................................................................. 28 Bijlage VIII: Projectorganisatie .................................................................................. 29 1. Interne organisatie .......................................................................................... 29 2. Externe organisatie ......................................................................................... 30 Relaties rondom Composail .................................................................................. 30 Bijlage IX: Persoonlijke reflectie ............................................................................... 31 Bijlage X: Competenties ........................................................................................... 33
4 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
Samenvatting Dit verslag handelt over het ontwerp van de kielbevesting van een composieten zeiljacht, in het kader van een stageopdracht. De opdracht is afkomstig vanuit het project Composail en is uitgevoerd in de loods van Composail te Scheveningen. Het rapport opent met de Opdrachtomschrijving, hierin wordt de opdracht geformuleerd, deze komt neer op het ontwerpen van de kielbevestiging aan de boot. In het Pakket van eisen wordt besproken waaraan het ontwerp moet voldoen. Vervolgens wordt de opdracht afgebakend in het hoofdstuk Projectgrenzen. Daarna volgt informatie over het ontwerp en de keuzes die daarbij gemaakt zijn. Dan volgt de Conclusie en de geraadpleegde literatuur. De eerste bijlagen zijn vooral inhoudelijk en bevatten tekeningen van het ontwerp, een werkplan en berekeningen, daarna volgt een stuk over de organisatie, gevolgd door een persoonlijk deel. De belangrijkste conclusies zijn dat het mogelijk is om een stalen plaat als kielbevestiging te laten fungeren. Via een werkplan is het mogelijk om een volgende stagiair de kielbevestiging snel te laten voltooien.
5 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
Verklarende woordenlijst Composiet Uit verschillende componenten bestaand materiaal, doorgaans vezelversterkte kunststoffen Epoxy Thermohardende kunststof, die geschikt is voor het vervaardigen van composieten GP42 Grand Prix 42: wedstrijdzeiljacht met een lengte van 42 voet (= 12,8 meter) Kiel Constructieve langsverband van een schip Mal Holle gietvorm, ook wel matrijs genoemd
6 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
Symbolenlijst Symbool
Grootheid
Eenheid
b
breedte
millimeter [mm]
E
elasticiteitsmodulus
Megapascal [MPa]
h
hoogte
millimeter [mm]
I
oppervlaktemoment
millimeter tot de vierde [mm4]
L
lengte
millimeter [mm]
P
kracht
Newton [N]
q
verdeelde belasting
Newton per millimeter [N/mm]
v
zakking
millimeter [mm]
7 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
1. Inleiding Composieten zijn de laatste tijd sterk in opkomst. Deze zijn zeer geschikt voor sterke, lichte constructies. Dit feit vormt in combinatie met het tekort aan bedrijfservaring van studenten de aanleiding van het opstarten van het project Composail, waarin het bouwen van een composieten zeiljacht centraal staat. De opdracht is afkomstig van Nico Persoon, de initiatiefnemer van het Composailproject. Dit project is gestart in 2004 en heeft als voornaamste doel studenten bekend te maken met het werken met composietmaterialen. Het doel is om de boot dit jaar nog varende te krijgen. De afgelopen elf weken is er gewerkt aan de opdracht en aan de afwerking van de boot. Binnen Composail werkte de afgelopen periode een tiental studenten aan het project in het kader van een (afstudeer)stage.
8 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
2. Achtergrondinformatie Composail is een project opgezet in 2004 door de Haagse Hogeschool, ROC Mondriaan, InnosportLab Zeilen en Kenniscirculatie Haaglanden. Het project omvat het realiseren van een Grand Prix 42 voets zeiljacht, dat ontworpen is door Arthur Peltzer van Peltzer Yacht Design. Het project is gestart in 2004 in Den Haag. Nadat het project enige tijd stilgelegen heeft, is het in de zomer van 2011 opnieuw opgestart en is Composail verhuisd naar Scheveningen. In Scheveningen is een nieuwe impuls aan het project gegeven. Er zijn diverse subopdrachten opgesteld, zoals het ontwerpen van de deklay-out, de overloop, de giek, de mastvoet en de kielbevestiging. In de loods in Scheveningen bevindt zich een werkplaats met daarin het zeiljacht zelf en de benodigde gereedschappen om te boot te kunnen bewerken. Naast elektrisch gereedschap, zijn er tevens een compressor en een luchtdrukvat aanwezig, er kan dan ook met luchtdruk geschuurd, geslepen en schoongespoten worden. Ook is er het zogenaamde epoxyhok, een van houten platen in elkaar getimmerd kamertje waarin een hars/harder-mengsel kan worden aangemaakt. In de werkplaats bevindt zich tenslotte een keet, waar men kan ontwerpen en rapporteren. Daarnaast biedt het InnosportLab Zeilen, nog geen 100m van de loods vandaan, ook een mogelijke werkplek hiervoor aan.
Figuur 1: De loods met daarin het GP 42-zeiljacht. De begeleiding bij Composail bestaat uit docenten van de Haagse Hogeschool. Zij leggen een of twee keer per week een bezoek af aan de loods om de informeren naar de stand van zaken en coaching te bieden aan de studenten die daar behoefte aan hebben. Aan elke student is een vaste begeleider gekoppeld, maar het is ook mogelijk de andere docenten aan te spreken. Een overzicht van de begeleiding is te vinden in Bijlage VIII.
9 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
3. Opdrachtomschrijving Het doel is om de boot dit jaar ‘vaarklaar’ te hebben, dat betekent dat de boot dan te water gelaten moet kunnen worden en verdere afwerkingen nog mogen ontbreken. Om dit te bereiken werkt elk groepslid van het project aan een eigen subopdracht. Een overzicht van de opdrachten waar de huidige bezetting studenten aan heeft gewerkt is te vinden in Bijlage VIII. Daarnaast zijn er zogenaamde bouwdagen waarop er aan algemene zaken aan de boot gewerkt wordt. De subopdracht komt neer op het herontwerpen van een kielbevestiging in de romp van de boot. In een eerder stadium was hiervoor een box ontworpen, waarmee de kiel als het ware aan de boot vast geklikt kon worden. Er bleek echter dat de kiel daarmee niet meer losneembaar was en dat was wel een vereiste van de opdrachtgever. De kiel moest vervolgens uit de boot geslepen worden en er diende een nieuwe bevestigingssysteem bedacht worden om wel losneembaarheid te kunnen garanderen. Deze bevestiging dient na het ontwerp gerealiseerd te worden, waarna men haar kan inlamineren in het gat in de romp van de boot. Voor het lamineren moeten mallen ontworpen worden.
Figuur 2: Het gat onder in de boot, waar de oude kielbox gezeten heeft.
10 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
4. Pakket van eisen Hieronder volgen de eisen waaraan het kielbevestigingsontwerp moet voldoen. 4.1. Gebruikerseisen De onderstaande eisen zijn de gebruikerseisen, ook wel functionele eisen genoemd. De kielbevestiging moet eenvoudig los te maken zijn van de romp van de boot. De constructie moet een momentbelasting op de kiel van 147.785 Nm aankunnen. De kielbevestiging moet haar eigen gewicht van 3.723 kg kunnen dragen. De constructie moet een maximale doorbuiging van 5 mm (1% van de lengte L) hebben. De constructie moet zo licht mogelijk zijn om onnodige massatoename te voorkomen. 4.2. Fabricage-eisen De volgende eisen dienen in acht genomen te worden wat betreft de fabricage van de kielbevestiging. De constructie dient te worden vervaardigd van staal. De bevestiging moet van gebruikelijke maten te produceren zijn. Er moet een houten mal geproduceerd worden om de plaat in de boot te kunnen passen.
11 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
5. Projectgrenzen In dit hoofdstuk zullen de grenzen van de opdracht besproken worden. Er zal genoemd wat in de oorspronkelijke opdracht opgenomen was en wat er uiteindelijk bereikt is. De volgende punten zijn afgehandeld: De kielbevestiging is ontworpen. De maximale doorbuiging is berekend en er zijn enkele spanningsanalyses uitgevoerd. De productie van de houten mal is opgestart. Er is een handleiding geschreven om de mallen voltooien en het gat dicht te lamineren. Er zijn diverse bouwwerkzaamheden verricht aan de boot, zoals schuren, lamineren en plamuren. De volgende zaken zijn niet (volledig) behandeld: Het voltooien van de mallen. Het dichtlamineren van het gat. Het produceren en plaatsen van de definitieve stalen kielbevestiging De positionering van de kiel op de kielbevestigingsplaat.
12 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
6. Kielbevestigingsplaat Er is op verzoek van de opdrachtgever (zie hoofdstuk Pakket van eisen) een stalen plaat ontworpen die zal dienen als bevestiging van de kiel aan het laminaat op de romp. De kiel wordt aan het midden van de plaat vast gelast. Deze plaat heeft de afmetingen 700 x 500 x 20 mm en wordt door middel van een tiental boutverbindingen aan het laminaat bevestigd, dit in verband met de gewenste losneembaarheid. De dikte van 20 mm is gekozen vanwege de beschikbaarheid van het materiaal van deze afmetingen en aan de hand van vergelijkbare kielbevestiging. Een visualisering van het ontwerp is gemaakt met behulp van Inventor. In Bijlage I is een printscreen van het ontwerp in 3D vinden, de werktekening is te zien in Bijlage II. 6.1. Doorbuiging De doorbuiging van de plaat is berekend (zie Bijlage IV). Daaruit blijkt dat een plaat van 20 mm dik 1,41 mm doorbuigt, dat is minder dan 1% van de afstand tussen de twee rijen bouten en dan ook acceptabel. In Bijlage III is een spanningsanalyse te vinden die opgesteld is met behulp van het CAD-pakket Inventor. Hieruit volgt dat de belasting op de plaat geen kritsche verplaatsing veroorzaakt. 6.2. Schroefverbinding Voor de schroefdiameter is gekozen voor 30 mm. Aangezien het niet duidelijk was hoe deze goed te berekenen was, is besloten Inventor in te schakelen voor een spanningsanalyse. Daaruit blijkt dat een tiental bouten de plaat zonder problemen kan houden. 6.3. Mallen Om de plaat te kunnen verwerken in de mal voor het laminaat, is het nodig ook een houten versie ervan beschikbaar te hebben. Hierop kan ook de boutvorm aangebracht worden, zodat de schroefverbinding meegelamineerd kan worden. Zo hoeft de stalen plaat nog niet beschikbaar te zijn tijdens het lamineren. Daarnaast is een houten mal vanwege zijn veel lagere gewicht veel gemakkelijker te hanteren bij het passen en meten in het gat in de boot. 6.4. Werkplan Voor het afmaken van de mal, het bewerken van het gat en dicht lamineren ervan is een werkplan geschreven. Dit is te vinden in Bijlage VI en kan als leidraad gebruikt worden door een MBO-stagiair.
13 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
Conclusie De houten mal is in productie en het ontwerp van de bevestiging is klaar. Tijdens het project zijn wel enkele problemen naar voren gekomen die geleid hebben tot vertraging in het project, deze worden besproken in de persoonlijke reflectie in Bijlage X. De volgende periode kan een MBO-stagiair met behulp van het werkplan aan de slag met de voltooiing van de mal en het dichtlamineren van het gat. Daarna kan de definitieve stalen kielbevestiging aangebracht worden.
14 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
Bronvermelding Boeken Beer, F.C.J. de (2008), Mehtodisch ontwerpen (2e druk). Den Haag, Sdu uitgevers bv Dik, R., Hoogland, W.R. (2002), Rapport over rapporteren (4e druk). Groningen, Wolters Noordhoff Kolk, A., Sluimer, T., Tuijl, J.J. van, Kielconstructie, Rijswijk, 2008. TH Rijswijk Marijt, E., Kielconstructie, Den Haag, 2008. Haagse Hogeschool TIS Den Haag Meij, D. van der, Berekening van de romp- en dekconstructie, Den Haag, 2007. Haagse Hogeschool TIS Den Haag Mourik, P. van, Dam, J. van (2004), Materiaalkunde voor ontwerpers en constructeurs (4e druk). Delft, VSSD Muhs, D., Wittel, H., Becker, M., Jannasch, D., Voßink, J. (2005), Roloff / Matek machineonderdelen – Tabellenboek (4e druk). Den Haag: Sdu uitgevers bv Muhs, D., Wittel, H., Becker, M., Jannasch, D., Voßink, J. (2002), Roloff / Matek machineonderdelen – Theorieboek (4e druk). Den Haag: Sdu uitgevers bv Internet Composieten – VCKN http://www.vkcn.nl/over-composieten Werktuigbouw.nl – schroefverbindingen http://www.werktuigbouw.nl/sub9.htm Wikipedia – Kiel http://nl.wikipedia.org/wiki/Kiel_(schip) Software Autodesk Inventor Professional 2011
15 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
Bijlage I: Ontwerp Inventor
Figuur 3: 3D-weergave van de kielbevestiging.
16 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
Bijlage II: Tekening stalen plaat
Figuur 4: Werktekening van de kielbevestiging.
17 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
Bijlage III: Spanningsanalyse Inventor 1. Verplaatsing in de plaat zelf In de onderstaande twee figuren is weergeven welke verplaatsing er zal plaatsvinden in de plaat bij belasting. Er is een momentbelasting om de as in de lengterichting van de plaat geplaatst en onderaan is de zwaartekracht die de kiel uitoefent op de plaat aangebracht. Te zien is dat de plaat grotendeels blauw is, dat betekent dat de verplaatsing heel klein zal zijn (kleiner dan 2,524*10-7 mm).
18 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
Figuur 5: Gebruik van de tool Stress analyse in Inventor. 2.
Von Mises-spanning in plaat bevestigd aan laminaat met een tiental bouten Deze analyse is gedaan om te bepalen welke spanning er zal optreden in de bouten. Von Mises-spanning is een meerdimensionale spanning, die in dit geval op de boutverbinding uitgeoefend wordt. Uit de afbeeldingen blijkt dat deze kleiner is dan 0,2418 MPa, die ligt verder onder de vloeigrens van staal-316 (Ey = 207 MPa).
Figuur 6: Von Mises-spanning in de boutverbinding 19 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
Bijlage IV: Sterkteberekening Doorbuiging in de stalen plaat In de volgende berekening wordt de plaat beschouwd als balk met de afmetingen 500 x 700 x 20 mm. Verder wordt de belasting beschouwd als verdeeld over de gehele afstand tussen de twee rijen bouten. Aangezien de afstand L hier het grootst is, zal hier de grootste doorbuiging plaatsvinden. De belasting die op de plaat wordt uitgeoefend bestaat uit een momentenkracht en de eigen massa. De doorbuiging drukt men uit als maximale zakking vmax. (volgens het verslag Berekening van de romp- en dekconstructie)
(volgens het boek Materiaalkunde voor ontwerpers en constructeurs)
De kleinste waarde van I zorgt voor de grootste doorbuiging en is dus het meest interessant om te gebruiken. Aangezien Ix < Iy, wordt er vanaf nu uitsluitend verder gerekend met Ix. Nu kan de volgende formule voor de doorbuiging ingevuld worden.
Figuur 7: De benodigde formules voor de situatie volgens het boek Sterkteleer.
20 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
Bijlage V: Werkplan voor het bevestigen van de kielbox 1. Vooraf Om het uitvoeren van het bevestigen van de kielbox zo snel mogelijk te laten verlopen, is dit werkplan geschreven. Hieronder volgt een aantal zaken dat je moet weten, voordat je aan de slag gaat met de opdracht. 1.1. Veiligheid Als je werkt in de werkplaats, zorg ervoor dat je altijd een overall aan hebt. Er zijn enkele werkoveralls en daarnaast zijn er ook schilderoverall ter beschikking. Bij verspanende bewerkingen (zagen, schuren e.d.) moet je ook werkhandschoenen, een stofkapje, een veiligheidsbril en gehoorbescherming dragen. Bij werken in het epoxyhok is een gasmasker aan te raden. De veiligheidsinformatie per stof is te vinden in de map Veiligheidsinformatie die te vinden is in het epoxyhok. 1.2. Werken in het epoxyhok Wanneer je epoxyhars of je polyester nodig hebt, zul je dit meestal moeten mengen met een harder. De mengverhoudingen staan op de wand vermeld. In de werkplaats zijn witte mengbakjes aanwezig, deze kun je gebruiken om in te mengen. Schenk de epoxyhars of polyester in het bakje en weeg het af. Voeg vervolgens de juiste hoeveelheid harder toe en meng de substantie met behulp van een houten roerstaaf.
Figuur 8: De mengverhoudingen staan vermeld op de wand van het epoxyhok.
21 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
1.3. Gebruik luchtdruk Wanneer er met luchtdruk gewerkt gaat worden, neem je het volgende in acht: Controleer of het kraantje aan de onderkant van de ketel dicht is. Dat is het geval wanneer de hendel onder een hoek van 90 graden staat. Ook is het goed te horen wanneer de ketel niet dicht is, je hoort dan duidelijk het lucht aan de onderkant ontsnappen. Zorg ervoor dat de toevoer van de lucht van de ketel naar de leiding afgesloten is. Zo kun je gemakkelijk je gereedschap aan de leiding koppelen. Start de compressor. Sluit een slang met daaraan het gereedschap dat je wilt gebruiken aan op de leiding. Open de luchttoevoer van de ketel naar de leiding. Nu is het gereedschap klaar voor gebruik. Af en toe zal de compressor aan slaan om de ketel onder druk te houden. Na het werken met luchtdruk zet je de compressor uit. Vervolgens ontlucht je de ketel door het kraantje onderaan weer open te draaien (let op: dit maakt veel lawaai)
Figuur 9: Het luchtkraantje aan de onderkant van de ketel in gesloten toestand.
Figuur 10: Het luchtdrukpistool 22 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
2. Opdracht De opdracht handelt over de kielbevesting aan de boot. Hieronder volgt een stappenplan dat je moet volgen om het gewenste resultaat te bereiken. 2.1. Achtergrond De kielbox vormt de bevestiging van de kiel aan de boot. In de boot bevindt zich nu een gat onderin de boot. Hier heeft in het verleden een eerdere versie van de kielbox gezeten. Aangezien deze niet losneembaar was, is deze verwijderd uit de boot. 2.2. Nieuwe kielbevestiging De nieuwe kielbox is thans een stalen plaat van 700 x 500 x 20 mm. Om niet met de stalen plaat te hoeven passen en meten, is er besloten een mal te maken die gebruikt kan worden tijdens het dicht lamineren van het gat onderin de boot. Hieronder volgt een omschrijving hoe je te werk moet gaan tijdens dit project. 2.3. Houten mal Eerst is er een houten versie van de plaat gemaakt. Deze plaat bestaat uit twee MDF-platen van 700 x 500 x 10 mm. Er is een viertal schroeven (diameter = 6 mm) verzameld om de platen op elkaar te kunnen afstellen. De gaten voor de boutverbinding zijn al gepositioneerd met gaten van d = 6 mm. Zij zijn vervolgens aan elkaar gelijmd met epoxyhars. Hierna is er een epoxylaag om het geheel heen aangebracht en de plaat glad geschuurd. Vervolgens moet er een laag DD-lak op de plaat aangebracht worden. Dit moet gedaan worden met een mohair roller, die eerst over plakband gerold is om de pluisjes te verwijderen. Daarna kan de plaat in de was gezet worden. De was moet met een doekje over de plaat uitgewreven worden.
Figuur 11: De houten mal tot dusver. 2.4. Composieten mal Als deze droog is kan begonnen worden met het maken van de mal van polyester (geen gelcoat) met glasvezel (vezels in alle richtingen). De lagen glasvezel moeten dan om de plaat heen gelegd worden en vervolgens ingemeerd worden met polyester met behulp van een kwast. 23 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
2.5. Gat in de boot Het gat in de boot moet recht gemaakt worden. Eerst kunnen de ergste afwijkingen met behulp van de decoupeerzaag verwijderd worden. Daarna kan er geschuurd worden. Schuren kan op diverse manieren, met de hand, de luchtdrukschuurmachine, de haakse slijper en de oscillerende zaag. Begin met grove korrelgrootte en ga langzamerhand over op een fijnere korrelgrootte. Op het schuurpapier staat de grofheid vermeld als P xxx. Hierbij staat xxx voor de korrelgrootte (het aantal korrels per oppervlakte-eenheid), een lage waarde (bijvoorbeeld 50 of 60) betekent dat het grof schuurpapier betreft en een hoge waarde (bijvoorbeeld 240 of 320) duidt op fijn schuurpapier. 2.6. Ondersteuning maken Over het gat leg je twee balken op de plek waar de boutverbindingen moeten komen. Kijk goed op de tekening of de mal op de juiste plaats in het gat terecht komt. Vervolgens kun je de mal vastschroeven aan de balken. 2.7. Dicht lamineren van het gat Zorg ervoor dat het contactoppervlak schoon en stofvrij is. Dit kun doen met aceton en het luchtdrukpistool. Daarna breng je het glasvezel aan aan de onderkant van het gat. Je kunt dit tijdelijk vastzetten met Airtac 2 of met behulp van het nietpistool. Daarna breng je met een roller de epoxyhars aan en rol je dit uit met een ontluchter.
24 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
Bijlage VI: Verslag bouwdagen Om de bouw van de boot te laten vorderen, is er besloten stagiairs twee dagen per weken aan de boot te laten werken en afstudeerders een dag per week. De bouwdagen waren dinsdag en vrijdag en gingen in vanaf de tweede week. Week 2 Dag 1 De randen aan de binnenkant van de boot moeten gelamineerd worden om stevigheid van de romp te verkrijgen. Eerst werden de randen binnen in de boot geschuurd, zodat er een vlak oppervlak onstond. Daarna werd er plamuur op aangebracht. Deze plamuur bestond uit een mengsel van epoxyhars, harder en rode microballoons. Het verkijgen van een gladde, ronde rand bleek lastiger dan aanvankelijk gedacht. Dag 2 Deze dag werd er geschuurd aan de buitenkant van de boot, eerst met grof schuurpapier (P60), daarna met een fijnere (P120). Week 3 Dag 1 De dag begon met een grondige schoonmaak aan de binnenkant van de boot. Eerst werd er gestofzuigd en daarna werd de romp geboend met heet water en aceton. Er werd opnieuw geplamuurd aan de binnenkant van de boot. Om een mooie ronding te krijgen, werd er een laag peel ply over het plamuur gespannen, die vervolgens werd aangedrukt met een spuitbus. Dag 2 Deze dag werd aan de mallen voor de giek gewerkt. Deze zijn niet goed en moeten daarom opnieuw gemaakt worden. Om dit kunnen doen, moet er een plug gemaakt worden. Hiervoor is enige preparatie bij de oude mallen nodig. Eerst werden ze grondig gereinigd met aceton, daarna konden de oneffenheden wegnomen door middel van schuren en plamuren. Week 4 Dag 1 Er werd gewerkt aan de kikkers, dat zijn de bevestigingsplaatsen voor de touwvulva’s, waaraan de touwen later vastgemaakt zullen worden. Het bleek al snel dat een kikker niet goed vast gelijmd was. Deze is vervolgens opnieuw vastgemaakt met behulp van de plamuur. Met een schroef kon de kikker tegen de romp van de boot aangetrokken worden, waarna deze kon uitharden. Boven en onder de kikkers werd een laag glasvezel aangebracht Hierna begon men met de voorbereidingen van het aanbrengen van een vacuümzak onder en boven de kikkers, zodat de ze geïnjecteerd kunnen worden met epoxyhars. Deze hars vormt in combinatie met het glasvezel een composietmateriaal, dat zorg voor een stevige verankering van de kikkers. 25 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
Dag 2 Ook deze dag stond in het teken van de kikkers. De vacuümzakken aan de onderkant van de kikkers zijn bevestigd en de buizen waar de lucht doorheen gezogen wordt, werden aangebracht . Week 5 Dag 1 De dag begon met het repareren van de verlichting in de boot, de bedrading bleek niet meer goed vast te zitten, hierna werd er wederom gewerkt aan de bevestiging van de kikkers, het bleek namelijk dat de vacuümzakken aan de onderkant niet vacuüm gezogen werden door de compressor. Er werd gezocht naar de oorzaak hiervoor, er bleek uiteindelijk een opening te zitten naar het achterste compartiment van de boot die niet bedekt werd door de vacuümzak. Besloten werd om de kleine opening rechts dicht te plamuren en op de grote opening links een extra vacuümzak aan te brengen. Dag 2 Er werd begonnen met het afronden van het aanbrengen van de vacuümzakken. Daarna werden de mallen van de giek gewaxt. Tenslotte werd er een grote opruiming in de boot gehouden. Week 6 Dag 1 Deze dag werden de gelcoat aangebracht op de giekmallen. De gelcoat moet het laminaat beschermen tegen weersinvloeden en chemicaliën. Hierna werden de kikkers voorin de boot uitgezaagd met een decoupeerzaag. In de middag werden enkele uitsteeksels op de vloer verwijderd met een haakse slijper. Dag 2 Er was geen tweede bouwdag in verband met het bezoek aan Contests Yachts. Week 7 Dag 1 Vandaag werd er gestart met het handlamineren van de kikkers achter in de boot. Ook werd er gewerkt aan het maken van een testbalk van balsa. Dit materiaal is namelijk mogelijk interessant voor de kielbalk, die nu nog onderbroken is in de boot. De balk werd verpakt in een vacuümzak en vervolgens volgezogen met epoxyhars. Dag 2 Vandaag werd er een tweede laag laminaat aangebracht bij de kikkers achterin de boot. Dit bleek echter niet goed te zijn gelukt, de laminaatlaag is dan ook weer verwijderd. Verder is er een defect aan de haakse slijper verholpen.
26 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
Week 8 Dag 1 De testbalk gemaakt van balsa met daar omheenb een laminaatlaag (bestaande uit glasvezel en epoxy) werd getest in de werkplaats van de Haagse Hogeschool (locatie TIS Delft). Hier werd een drukkracht op de balk uitgeoefend en gekeken wanneer de balk bezweek, dit bleek bij +/- 2.943 N te zijn. In de middag is verder gewerkt aan de giekmallen. Dag 2 Deze dag stond in het teken van het glas schuren en slijpen van de kikkers achter op de boot. Daarna werden enige gaten dichtgeplamuurd. Week 9 Dag 1 Er werd begonnen met het op maat zagen van twee MDF-platen voor het maken van de houten mal. Dag 2 Vandaag zijn de twee MDF-platen aan elkaar gelijmd met epoxyhars. Week 10 Dag 1 De dag begon met het insmeren van de houten mal met epoxy. De bevestigingsplaats voor een voetstuk op de boot is glad geslepen Dag 2 De houten mal is glad geschuurd met de luchtdrukschuurmachine. Hierna is verder gegaan met het plamuren van de gaten in de giekmal. Week 11 Deze week is er niet meer aan de boot gewerkt.
27 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
Bijlage VII: Verslag excursies 1. Zeilen met InnosportLab Op 20 februari 2012 is de groep van Composail een middag gaan zeilen op de Noordzee. Dit was geregeld door het InnosportLab en was een mooie gelegenheid de studenten vertrouwd te maken met het zeilen en de zeilboot. Enkele stagiairs mochten even plaatsnemen achter het roer en er was tijd om met iedereen de individuele opdracht door te spreken.
Figuur 12: Het verlaten van de Scheveningse haven. 2. Bezoek Hiswa Op 8 maart 2012 werd een bezoek gebracht aan de Hiswa Amsterdam Boat Show in de RAI te Amsterdam. Op deze beurs was van alles op het gebied van boten te zien. Het doel was inspiratie op te doen voor de uitwerking van alle individuele opdrachten. Op de beurs vond een korte ontmoeting plaats met Arthur Peltzer, ontwerper van de GP42. Met hem is vervolgens van gedachten gewisseld over de lopende opdrachten bij Composail 3. Bezoek Contest Yachts Op 16 maart 2012 werd een bezoek gebracht aan de jachtenbouwer Contest Yachts te Medemblik. Dit bedrijf is opgericht in 1959 en richt zich voornamelijk op het bouwen van zeiljachten, maar produceert daarnaast ook enkele motorschepen. Het bedrijf maakt daarbij veel gebruik van de vacuümtechniek die ook bij Composail toegepast wordt. Zo werd een bezoek aan dit bedrijf interessant voor de Composailstagiairs. De verschillende fasen van een schip een aanbouw waren hier goed te zien. Ook was er een grote diversiteit aan typen schepen. Zo waren er naast zeilschepen ook enkele jachten die door een motor aangedreven werden en waren zowel kleine als grote schepen. 28 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
Bijlage VIII: Projectorganisatie 1. Interne organisatie De interne organisatie bestaat uit HBO- en MBO-studenten. HBO-studenten Naam Nana Asibey Lennart Bol Bram Camfferman Pieter Dam Niels Koorn Barnie Lutgerink Frank Sterke Pieter Tortolero Harrie Waasdorp Twan de Wit
Studie Opdracht WTB Variabele kielgeometrie WTB Projectleiding WTB Mast, roer
Kader Afstuderen
E-mailadres
[email protected]
Stage Stage
[email protected] [email protected]
IPO WTB WTB
Toplicht Kiel Giek
Afstuderen Stage Stage
[email protected] [email protected] [email protected]
WTB
Planning
Keuzemodule
[email protected]
IPO
Afstuderen
[email protected]
IPO
Interieur verlichting Overloop
Afstuderen
[email protected]
IPO
Deklayout
Afstuderen
[email protected]
IPO = industrieel product ontwerpen, WTB = werktuigbouwkunde MBO-studenten Naam Anthony van den Barselaar Remmelt Rick Langkester Nuno da Silva Anthony Villerius
Studie ID
Opdracht Kader Scepterbevestiging Stage
E-mailadres
[email protected]
ID ID
Roerverbinding Interieur boot
Stage Stage
[email protected] [email protected]
ID
Valstopper
Stage
[email protected]
ID
Onbekend
Stage
[email protected]
ID = industrieel design
29 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
2. Externe organisatie De externe organisatie bestaat uit docenten van de zowel de Haagse als de Delftse vestiging van de Academie voor Technology, Innovation & Society van de Haagse Hogeschool. De bedrijfsmentor is Peter Menger. Naam Martine van Dijk Harry de Jongh Swemer Jorine Koopman Edwin van Meerveld Peter Menger Nico Persoon
Functie Projectleider, begeleider Begeleider Projectleider Begeleider Begeleider, bedrijfsmentor Projectleider, begeleider
E-mailadres
[email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected]
Relaties rondom Composail WERKTUIGBOUWKUNDE
begeleiders studenten
INDUSTRIEEL PRODUCT ONTWERPEN
HAAGSE HOGESCHOOL
BEWEGINGSTECHNOLOGIE
begeleiders studenten
begeleiders
€
€ COMPOSAIL
ARTHUR PELZER
INNOSPORT
ROC MONDRIAAN INDUSTRIEEL ONTWERPEN
EUROPEES FONDS VOOR REGIONALE ONTWIKKELING
Figuur 13: Schematische weergave van de relaties van Composail
30 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
Bijlage IX: Planning De planning zoals deze in de eerste weken is opgesteld. In de loop van de stage is in overleg met de bedrijfsmentor besloten om hiervan af te wijken. Week 1: Oriënteren op de opdracht, inlezen in de documentatie. Week 2: Starten met ontwerp van de kielbevestigingsplaat en het doorrekenen van de kielbevestigingsplaat. Week 3: Opstellen van het pakket van eisen en concepten bedenken voor de mallen. Week 4: Ontwerpen van de mallen voor het laminaat. Week 5: Bouwen van de mallen. Week 6: Dichtlamineren van het gat. Week 7: Nabewerken van het gat (schuren en dergelijke). Week 8: Monteren van de kielbevestigingsplaat. Week 9, 10 en 11: Uitloop en rapporteren van de resultaten.
31 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
Bijlage X: Persoonlijke reflectie Afgelopen periode heb ik als zeer leerzaam ervaren. Ik heb veel geleerd over het werken met composieten, maar ook het samenwerken met andere studenten (van andere opleidingen) blijft een leerproces. Net als bij mijn vorige stage (bij Cool Flying Your Target), werkten aan deze opdracht ook MBO-studenten. Ook nu weer zag ik het verschil tussen hen en de HBOstudenten, maar ook onderling zat verschil. Sommige waren druk en speels, andere waren al serieuzer. Deze stage had ik de rol van projectlid, met een eigen deelopdracht van de voltooiing van de boot, dit in tegenstelling tot mijn vorige stage, waarin ik projectleider was. De ondergeschiktere rol die ik deze keer had, vond ik niet altijd even gemakkelijk. Hoewel ik van nature doorgaans niet erg dominant ben binnen een groep, had ik soms moeite om het gezag van de projectleider te accepteren. Waarschijnlijk komt dit doordat ik niet heel sterk ben in het omgaan met kritiek en de projectleider vrij direct kon zijn in zijn commentaar op het geleverde werk. Voor het berekenen van de constructie was kennis nodig van de sterkteleer, een vak dat ik nog niet optimaal beheerste. Dit leidde tot grote onzekerheid bij mijn berekeningen. Bezoeken aan experts leidden meestal tot meer vragen, terwijl het doel was dichter bij de definitieve oplossing te komen. Dit heeft volgens mij tot de grootste vertraging geleid gedurende deze stage. En hierdoor is het lastig om jezelf te blijven focussen op de oorspronkelijke vraag die je beantwoord wilde hebben en je niet te verliezen in de grote hoeveelheid overige onwetendheid. Ook de verschillende ideeën die de stakeholders hebben De ligging van de werklocatie is geïsoleerd, dat zorgde wel voor een rustige werkruimte, maar de lijnen naar begeleiding is wel lang. Er kwam echter doorgaans wel iedere dag een begeleider vanuit de Haagse Hogeschool langs, dit volgens een vastgelegd rooster. Er waren in totaal vijf begeleiders, met ieder hun eigen expertise. Ik heb het als prettig ervaren dat er aan elke stagiair een begeleider gekoppeld was, zodat ik altijd bij een vaste persoon terecht kon met individuele vragen en / of problemen. Wel vond ik het jammer dat geen enkele begeleider een mechanicaachtergrond had, want dat vakgebeid was immers de missende schakel in de kennis binnen Composail. Mijn advies is dan ook om een mechanicadocent aan te trekken voor coaching bij Composail. Een ander knelpunt vormde de levertijden van producten. Zo reageren de meeste bedrijven niet snel op hun e-mail. Voor de DD-lak moest bijvoorbeeld een offerte aangevraagd worden, er bleek dat de e-mail naar Composail niet was aangekomen en dat de DD-lak niet op voorraad was. In het vervolg zal ik dus nog meer rekening moeten houden met wachttijden. Dat betekent dat het benaderen van externe partijen (experts voor kennis en bedrijven of diensten of producten) eerder in de planning terecht moet komen. Daarnaast zal ik mijn gevonden uitkomsten vaker moeten terugkoppelen aan mijn oorspronkelijke vragen, opdat ik niet te veel afdwaal van het originele doel. 32 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
Bijlage XI: Competenties
33 Eindverslag
Niels Koorn
Stage Composail
