Twinson EINDWERK: O - Fence. Bernd Wolfvelde. Studiegebied Industriële Wetenschappen en Technologie. Opleiding Industrieel Ingenieur

EINDWERK:

Twinson

O - Fence Studiegebied Industriële Wetenschappen en Technologie Opleiding Industrieel Ingenieur Optie Industrieel Ontwerpen Academiejaar 2006-2007

Bernd Wolfvelde

Voorwoord

Een zoektocht naar de geschikte stageplaats, de eerste contacten met het echte bedrijfsleven, samenwerken met nieuwe mensen, heropfrissen van verzonken talen, de uitwerking van een nieuw product,… Een lang, leerrijk en uitdagend project. Hierbij zou ik dan ook graag de mensen bedanken die me doorheen dit project hebben geloodst. De mensen van Deceuninck NV en in het bijzonder mijn externe promotoren Erik De Maeyer en Jean-Marc Marcinkowski, die me doorheen het voorbije academiejaar de nodige technische kennis en ontwerpskills bijbrachten om dit project tot een goed einde te brengen. De mensen van product development die tijdens mijn stageperiode en wekelijkse consults graag wat tijd voor me vrijmaakten. Mijn interne promotoren Godwin Van Hooreweder en Willy Nel die me met raad en “maquette - daad” bijstonden gedurende mijn eindwerk. Daarnaast mag ik uiteraard het thuisfront niet vergeten, mijn ouders die me gedurende mijn opleiding als industrieel ontwerper op alle vlak steeds hebben ondersteund en mijn vriendin Maaike voor haar interesse in en enthousiasme over mijn werk.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O – Fence

1

Productfolder

Bernd Wolfvelde


2

Bernd Wolfvelde


3

Bernd Wolfvelde


4

Inhoudstafel 1. INLEIDING

13

1.1 Projectfiche

14

1.2 Huidig aanbod in Twinson® 1.2.1 O - Terrace 1.2.2 O - Face

17 17 18

1.3 Opdrachtomschrijving

19

2. INFORMATIEFASE

20

2.1 Materiaalonderzoek

21

2.2 Wood – polymer – composites (WPC)

21

2.3 Materiaaleigenschappen 2.3.1 Dichtheidsmeting 2.3.2 Vochtgehalte 2.3.3 Heat Deflection Temperature (HDT) 2.3.4 Charpy test 2.3.5 Rek eigenschappen 2.3.6 Hardheidsmetingen – Brinell 2.3.7 Zwelling en waterabsorptie 2.3.8 Buigingseigenschappen 2.3.9 Kruipgedrag 2.3.10 Lineaire thermische uitzetting 2.3.11 Brandgedrag - zuurstof index 2.3.12 Weerstand tegen bodembewonende micro organismen, rotten en micro schimmels 2.3.13 Vicat temperatuur 2.3.14 Slip weerstand 2.3.15 Schuurweerstand 2.3.16 Brandgedrag - reactie op vuur 2.3.17 Statische en dynamische wrijvingscoëfficiënt relatief aan deze van staal

23 23 23 24 24 25 26 27 28 29 30 30 31 31 32 32 33 33

2.4 Overzicht materiaaleigenschappen

34

2.5 Verwerking van de grondstof

35

2.6 Bewerkingsmogelijkheden

38

3. EXPLORATIEFASE

39

3.1 Voorstudie

40

3.2 Analyse van de mindmap; vertaling naar actuele problematiek 3.2.1 Tegels 3.2.2 Palen 3.2.3 Omheining 3.2.4 Fenestratie

43 43 44 45 48

Bernd Wolfvelde


5

4. CONCEPTFASE

50

4.1 Conceptkeuze

51

4.2 Home Improvement

51

4.3 Balustrade 4.3.1 Conceptdefinitie 4.3.2 Systeemvereisten 4.3.3 Lastenboek

53 53 54 55

4.4 Ergonomisch onderzoek

57

4.5 Benchmarks 4.5.1 Architecturaal 4.5.2 Design 4.5.3 Klassiek 4.5.4 Modulair 4.5.5 Glas 4.5.6 Concurrentie: composiet balustrades

58 59 59 60 61 62 62

4.6 Conceptuele analyse

63

4.7 Structurele analyse

64

5. DEFINITIEVE CONCEPTKEUZE

65

5.1 Probleemanalyse 5.1.1 Concept I 5.1.2 Concept II 5.1.3 Concept III

66 66 67 68

5.2 Conceptkeuze

69

5.3 Besluit

73

6. UITWERKING

74

6.1 Voorstudie van modulaire systemen 6.1.1 Voorstel 1 6.1.2 Voorstel 2 6.1.3 Voorstel 3 6.1.4 Voorstel 4

75 76 77 78 79

6.2 Voorstel 1: Systeemmogelijkheden 6.2.1 Modules 6.6.2 Klassieke opbouw 6.2.3 Andere toepassingen

80 80 82 83

6.3 Montageprincipe

85

6.4 Principeprototype

89

6.5 Ontwerprestricties

91

Bernd Wolfvelde


6

7. TECHNISCHE UITWERKING

94

7.1 Systeemcomponenten

95

7.2 Afstandshouder 7.2.1 Functiebeschrijving 7.2.2 Voorstudie 7.2.2.1 Voorstel 1 7.2.2.2 Voorstel 2 7.2.2.3 Voorstel 3 7.2.3 Voorstel 3: Testmaquette 7.2.4 Technische tekening

96 96 97 97 98 99 100 102

7.3 Paalprofiel 7.3.1 Vooronderzoek 7.3.2 Vormstudie 7.3.3 Profielaanpassing aan de afstandshouder 7.3.4 Sterkteberekeningen en versterkingsprofiel 7.3.5 Profielaanpassing aan het versterkingsprofiel 7.3.6 Optimalisatie 7.3.7 Technische tekening 7.3.8 Minifix

103 103 106 108 108 111 112 113 114

7.4 Planken als opvulelement 7.4.1 Vooronderzoek 7.4.2 Vormstudie en sterkteberekeningen 7.4.3 Technische tekening

116 116 117 119

7.5 Montagevoet

120

7.6 Afdekkapje

122

7.7 Afwerkingsprofiel

124

8. PROTOTYPE

126

9. RESULTAAT

130

9.1 Twinson® O – Fence

131

9.2 Montagevolgorde 9.2.1 Klassiek systeem 9.2.2 Modules

133 133 134

10. ALGEMEEN BESLUIT

136

10.1 Terugkoppeling aan het lastenboek

137

10.2 Vervolg

139

10.3 Slotwoord

139

Bernd Wolfvelde


7

11. LITERATUURLIJST

140

Literatuur

141

Papers

141

Magazines

141

Databases

142

Websites

142

Bernd Wolfvelde


8

Lijst met tabellen en figuren Figuren Figuur 1: Twinson® - The best of both worlds ................................................ 14 Figuur 2: Twinson® O – Terrace .................................................................... 17 Figuur 3: Twinson® O - face.......................................................................... 18 Figuur 4: O - Face profielen ........................................................................... 18 Figuur 5: Testopstelling HDT.......................................................................... 24 Figuur 6: Grafische weergave - Horizontale: procentuele rek (ε). Verticale: spanning (σ)................................................................................................. 25 Figuur 7: Spanning - rek diagram, Twinson® vs PVC ....................................... 26 Figuur 8: Ter vergelijking: schematische voorstelling van de vochtabsorptie van Twinson® ten opzichte van hout.................................................................... 28 Figuur 9: Grafische voorstelling van de meetresultaten in verband met rekeigenschappen ......................................................................................... 29 Figuur 10: Grafische weergave van de testresultaten ....................................... 31 Figuur 11: Links: Opstelling van de kokers ...................................................... 35 Figuur 12: Rechts: De nodige 4 kokers............................................................ 35 Figuur 13: Het verwekingsgedeelte met bovenaan de ontgassing van de smelt .. 36 Figuur 14: De verschillende delen van de spuitkop met luchtlaag ...................... 36 Figuur 15: De afkoeleenheid met kalibers........................................................ 37 Figuur 16: Droging van het geëxtrudeerde profiel ............................................ 37 Figuur 17: Schematische voorstelling van mogelijke bewerkingen ..................... 38 Figuur 18: Mindmap - algemene categorieën ................................................... 40 Figuur 19: Mindmap – Buiten ......................................................................... 41 Figuur 20: Mindmap - Binnen ......................................................................... 41 Figuur 21: Mindmap - Verkeer........................................................................ 42 Figuur 22: Mindmap - Hout - PVC ................................................................... 42 Figuur 23: Categorie tegels ............................................................................ 43 Figuur 24: Categorie palen............................................................................. 44 Figuur 25: Paalprofiel - informatie .................................................................. 45 Figuur 26: Paalprofiel - afbakening/rampalen .................................................. 45 Figuur 27: Omheining - Afbakening domeinen ................................................. 46 Figuur 28: Omheining - Balustrade ................................................................. 46 Figuur 29: Omheining - Klimplantroosters ....................................................... 47 Figuur 30: Omheining - Tuinschermen ............................................................ 47 Figuur 31: Omheining - Windschermen ........................................................... 48 Figuur 32: Fenestratie – Rolluiken .................................................................. 49 Figuur 33: Fenestratie - Dakgoten - Dakbedekking........................................... 49 Figuur 34: Links: Home Improvement - Twinson® cladding.............................. 52 Figuur 35: Rechts: Home Improvement - Twinson® decking ............................ 52 Figuur 36: Links: Home Improvement - voorlopige afwerking ........................... 52 Figuur 37: Rechts: Home Improvement - toekomstige afwerking ...................... 52 Figuur 38: Conceptdefinitie O - Fence ............................................................. 53 Figuur 39: Concept Balustrade ....................................................................... 54

Bernd Wolfvelde


9

Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur

40: 41: 42: 43: 44: 45: 46: 47: 48: 49: 50: 51: 52: 53: 54: 55: 56: 57: 58: 59: 60: 61: 62: 63: 64: 65: 66: 67: 68: 69: 70: 71: 72: 73: 74: 75: 76: 77: 78: 79: 80: 81: 82: 83: 84: 85: 86: 87;

Antropometrisch model.................................................................. 57 Compilatie architecturaal................................................................ 59 Compilatie design.......................................................................... 60 Compilatie klassiek ........................................................................ 61 Compilatie modulair....................................................................... 61 Compilatie glas ............................................................................. 62 Compilatie bestaande composiet balustrades ................................... 62 Radar plot - Triz-methode .............................................................. 63 Structurele analyse – basiscomponenten ......................................... 64 3 hoofdconcepten ......................................................................... 66 Concept 1..................................................................................... 67 Concept 2..................................................................................... 67 Concept 3..................................................................................... 68 Concept balustrade........................................................................ 69 Profieldoorsnede voorstudie ........................................................... 75 Verbinding modulair systeem ......................................................... 75 Voorstel profieldoorsnede 1............................................................ 76 Voorstel profieldoorsnede 2............................................................ 77 Voorstel profieldoorsnede 3............................................................ 78 Voorstel profieldoorsnede 4............................................................ 79 Compilatie modules ....................................................................... 80 Gesloten module gevuld met glas ................................................... 80 Mogelijkheden met gesloten modules.............................................. 81 Modules met opstaande latten........................................................ 81 Klassiek opbouw ........................................................................... 82 Detailafbeelding hoekuitwerking ..................................................... 82 Combinatiemogelijkheden met modulaire systemen ......................... 83 Visuele afscherming in bvb parken.................................................. 83 Klimplantrekken / tuinafschermer ................................................... 84 Klassieke opbouw voor analyse van het montageprincipe ................. 85 Montageprincipe............................................................................ 86 Vastzetting montagevoet ............................................................... 87 Links: overschuiven van het paalprofiel ........................................... 87 Rechts: vastzetting........................................................................ 87 Links: Tussenschotten worden ingeschoven en vastgezet ................. 88 Rechts: Afwerking met afwerkingsprofiel en afdekkapje................... 88 Basisprincipe minifix ...................................................................... 88 Principeprototype .......................................................................... 89 Structurele opbouw in MDF ............................................................ 89 Links: Opbouw modulair systeem ................................................... 90 Rechts : Opbouw klassiek systeem ................................................. 90 Links: Opbouw van een volledig gevulde module ............................. 90 Rechts: Afstandshouders in Aluminium / Hout ................................. 90 Alle systeemcomponenten.............................................................. 91 Montage van alle systeemcomponenten .......................................... 92 Ontwerprestrictie montagevoet....................................................... 93 Systeemcomponenten ................................................................... 95 Functies afstandshouder ................................................................ 96

Bernd Wolfvelde


10

Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur

88: Voorstel 1..................................................................................... 97 89: Detail clips voorstel 1..................................................................... 98 90: Voorstel 2..................................................................................... 98 91: Voorstel 3..................................................................................... 99 92: Detail voorstel 3............................................................................ 99 93: Testmaquette ............................................................................. 100 94: Links: Scharnierwerking 1 ............................................................ 100 95: Rechts: Scharnierwerking 2.......................................................... 100 96: Links: Ingebouwd scharnier open ................................................. 101 97: Rechts: Ingebouwd scharnier toe ................................................. 101 98: Technische tekening afstandshouder............................................. 102 99: Hoofdafmetingen paalprofiel ........................................................ 104 100: Minifix ...................................................................................... 105 101: Minifix uitgetest op principeprototype.......................................... 105 102: Vormstudie ............................................................................... 106 103: Vormstudie toegepast op principeprototype ................................. 107 104: Detail toegepaste vormstudie ..................................................... 107 105: Profielaanpassing aan de afstandshouder .................................... 108 106: Versterkingsprofiel 1 .................................................................. 109 107: Versterkingsprofiel 2 .................................................................. 109 108: Versterkingsprofiel 3 .................................................................. 109 109: Tussentijdse profieldoorsnede .................................................... 110 110: Laatste profielevaluatie .............................................................. 111 111: Profieloptimalisatie .................................................................... 112 112: Technische tekening paalprofiel .................................................. 113 113: Minifix in het paalprofiel ............................................................. 114 114: Technische tekening minifix........................................................ 115 115: Voorstel 1 ................................................................................. 117 116: Voorstel 2 ................................................................................. 118 117: Voorstel 3 ................................................................................. 118 118: Technische tekening planken...................................................... 119 119: Technische tekening montagevoet .............................................. 121 120: Technische tekening afdekkapje ................................................. 123 121: Gekarteld afwerkingsprofiel ........................................................ 124 122: Productgamma.......................................................................... 124 123: Technische tekening afwerkingsprofiel ........................................ 125 124: Uitwerking van het prototype ..................................................... 127 125: Assemblage prototype ............................................................... 128 126: Aanbrengen van de primer ......................................................... 128 127: Het resultaat ............................................................................. 129 128: Productimage O - Fence............................................................. 131 129: Kleuraanbod O - Fence .............................................................. 132 130: Klassiek systeem ....................................................................... 133 131: Modulair systeem ...................................................................... 134 132: De minifix in het horizontale paalprofiel....................................... 135

Bernd Wolfvelde


11

Tabellen Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel

1: Meetresultaten HDT ......................................................................... 24 2: Meetresultaten schuurweerstand ....................................................... 32 3: Meetresultaten Statische en kinetische wrijvingscoëfficiënten............... 33 4: Overzicht materiaaleigenschappen ..................................................... 34 5: Keuzematrix concepten..................................................................... 51 6: Keuzematrix concept I ...................................................................... 70 7: Keuzematrix concept II..................................................................... 71 8: Keuzematrix concept III.................................................................... 72 9: Theoretische vergelijking Twinson® / hardhout / naaldhout .............. 103 10: Vergelijkende tabel versterkingsprofielen........................................ 110

Bernd Wolfvelde


12

1. Inleiding

Bernd Wolfvelde


13

Geïnspireerd door de natuur en gedreven door technologie, brengt Deceuninck NV traditie en innovatie samen in een nieuw revolutionair concept. Ontdek Twinson®. Een nieuw revolutionair materiaal, vervaardigd uit een mengsel van hout en pvc. Door de voordelen van beide materialen te verenigen in één nieuwe grondstof brengt Twinson® het beste uit twee werelden samen: het natuurlijke en warme uitzicht van hout én de duurzaamheid en onderhoudsvriendelijkheid van pvc. Het Twinson® gamma bestaat momenteel uit één terrasconcept en vier gevelpanelen. 1

Figuur 1: Twinson® - The best of both worlds

1.1 Projectfiche Projecttitels: Studie van Twinson® houtcomposiet - extrusie. Ontwerp van een nieuw product uit Twinson®. Uitwerking van een prototype. Ontwerptitel: Twinson® O - Fence Projecttype: Studie en ontwerp.

1

Deze inleiding is een vrije samenvatting van de informatie op volgende website: http://www.Twinson®.be (20/10/2006)

Bernd Wolfvelde


14

Bedrijf: Deceuninck NV, afdeling Product Development Bruggesteenweg 164, 8830 Hooglede-Gits info@Deceuninck NV.com www.Deceuninck NV.com www.Twinson®.be Projectteam: Bernd Wolfvelde, Erik De Maeyer, Jean-Marc Marcinkowski, Godwin Van

Hooreweder,

Willy Nel Projecteigenaar: Deceuninick NV - Jean-Marc Marcinkowski Projectleider: Bernd Wolfvelde Projectleden: Erik De Maeyer - Godwin Van Hooreweder - Willy Nel Stakeholderanalyse:

Doelstellingen: •

Studie van Twinson®: materiaaleigenschappen

•

Ontwerpen van een nieuw concept.

•

Uitwerking van een nieuw product in het Twinson® gamma.

Bernd Wolfvelde


15

Kwaliteitseisen: •

Wettelijke voorzieningen: n.v.t.

•

Veiligheidsnormen: n.v.t.

•

Milieuvereisten: n.v.t.

Input: •

Stage bij Deceuninck NV van 26/06/06 tot 20/07/06.

•

Ontwerpdossier opgesteld tijdens stageperiode.

•

Kennis, ervaring en raadgeving van de externe promotors Erik De Maeyer en JeanMarc Marcinkowski.

•

Kennis, ervaring en raadgeving van het werkend personeel bij Deceuninck NV.

•

Raadgeving en begeleiding van de interne promotors Godwin Van Hooreweder en Willy Nel.

•

Studie en ontwerp door Bernd Wolfvelde.

•

Cursus Projectmanagement van Norbert Peirs.

•

Cursus Labo Concurrent Engineering (planning) van Olivier Rysman.

•

Bronnen op het World Wide Web.

Output: •

Uitvoeren en realiseren van de geformuleerde doelstellingen.

•

Een werkend prototype van het ontwerp.

•

Een gebundelde tekst en een Cd-rom.

Belangrijke presentatie indicatoren: •

Extrusie – technische haalbaarheid

•

Technische opbouw: minimum aantal onderdelen

•

Integratie van de materiaaleigenschappen

•

Montagesnelheid

•

Beantwoorden aan het opgestelde lastenboek

•

Marktgerichtheid

Bernd Wolfvelde


16

Projectbeperkingen: •

Geen technische realisatie van het product.

•

Geen uitgebreide studie van de extruder.

•

Geen uitwerking van systeemcomponenten die niet door een extrusieproces kunnen gemaakt worden.

•

Geen uitwerking van de producthandleiding - montagehandleiding – productfolders

Mijlpalen: •

12 oktober: Presentatie - projectfiche

•

20 december: Presentatie - definitieve gemotiveerde keuze

•

30 maart: Presentatie - technisch uitgewerkt concept + principeprototype

•

16 april: Indienen eerste versie bij promotor

•

21 mei: Indienen finale versie + bewijs afgewerkt prototype

•

22 juni: Proefvoorstelling thesis

•

25 juni: Thesisvoorstelling

1.2 Huidig aanbod in Twinson® 1.2.1 O - Terrace

Figuur 2: Twinson® O – Terrace

Van tuinpad tot vijverboord, van terras tot zwembadrand, O - Terrace biedt u de oplossing voor buitenvloerbedekking. De onderhoudsarme planken zijn waterbestendig, splintervrij en bestand tegen insecten. Ze voelen zacht aan en zijn in hun fysische vorm een absolute schoonheid. De omkeerbaarheid van de plank biedt de keuze uit twee

Bernd Wolfvelde


17

verschillende esthetische afwerkingen. Hierdoor kunt u kiezen tussen een fijn of grof geribbelde structuur.

1.2.2 O - Face

Figuur 3: Twinson® O - face

Van voor- tot achtergevel, van dakgevel tot dakrand, O - Face biedt u de ultieme bekleding met het natuurlijke uitzicht van hout en de duurzaamheid van pvc. De onderhoudsarme Twinson® O - Face profielen zijn onder andere waterbestendig, splintervrij en bestand tegen insecten. Verder staan ze garant voor een esthetische meerwaarde aan uw bouwproject. Twinson® O - face bestaat momenteel uit één verticaal en drie horizontale gevelprofielen.

Figuur 4: O - Face profielen

Bernd Wolfvelde


18

1.3 Opdrachtomschrijving Dat houtcomposiet materialen in de lift zitten hoeft geen extra uitleg. Verschillende bedrijven gaan op zoek naar andere mogelijkheden om houtvezels met polymeren te combineren. Om sterk te staan op de markt van houtcomposieten gaat Deceuninck NV op zoek naar nieuwe producten. Hierin schuilt dan ook de opdracht van dit eindwerk: “Ontwerp een nieuw Twinson® product aanleunend bij het bestaande gamma”. Om kennis te maken met dit voor mij onbekende materiaal volgde ik een maand lang opleiding bij Deceuninck NV. Tijdens deze stageperiode stelde ik een ontwerpdossier op waarin alle materiaaltesten werden bekeken en de producteigenschappen werden onderzocht. Dit ontwerpdossier vormde dan ook de basis voor het schrijven van mijn thesis.

Bernd Wolfvelde


19

2. Informatiefase

Bernd Wolfvelde


20

2.1 Materiaalonderzoek Deceuninck NV heeft maar liefst twee jaar besteed aan de ontwikkeling van Twinson®. Om er verder voor te zorgen dat Twinson® aan de hoogste kwaliteitseisen voldoet, worden de productiegrondstoffen nauwgezet geselecteerd. Deceuninck NV doet steeds verder onderzoek naar het verband tussen het materiaal en zijn eigenschappen. Hiervoor zijn er twee types onderzoek mogelijk: •

Destructief onderzoek Bij destructief materiaal onderzoek wordt een proefstaaf gemaakt van het te

onderzoeken materiaal. De opgetreden vervorming van het materiaal wordt opgemeten. Dit soort proeven is grotendeels genormaliseerd. •

Niet-destructief onderzoek Bij niet-destructief onderzoek wordt het materiaal niet of nauwelijks beschadigd.

Met niet-destructief onderzoek bekijkt men andere materiaaleigenschappen dan bij destructief onderzoek. Er wordt bijvoorbeeld met ultrasoon- of röntgenapparatuur gekeken naar scheuren of holtes in het materiaal.

2.2 Wood – polymer – composites (WPC) Twinson® bevindt zich in de WPC familie, een nieuwe familie van materialen. Zoals de naam reeds zegt: een mengsel van natuurlijke vezels en een mix van polymeren. WPC materialen kunnen niet beschouwd worden als houtsoort nog als polymeer. Het moet beschouwd worden als een “eigen” – nieuw materiaal met zijn persoonlijke eigenschappen. Omdat deze nieuwe WPC materialen een groeiende markt kennen in Europa, is er een gebrek aan harmonie binnen de verschillende testmethodes die nodig zijn om de materiaaleigenschappen te definiëren en producten van de nodige specificaties te voorzien. Tot nu toe had elke tak van de industrie zijn eigen testmethodes. Het spreekt

Bernd Wolfvelde


21

voor zich dat er nood was aan een Europese technische specificatie om de kennis betreffende dit nieuwe materiaal vast te leggen. Hiervoor richtte Deceuninck NV een werkgroep op. Hun bedoeling is een document op te stellen dat universeel kan gebruikt worden voor het testen van WPC materialen. Het bestaande document (CEN TC 249 WG 13) bestaat uit 3 delen: •

Deel 1 Hierin worden de verschillende testmethodes gedefinieerd samen met de relevante

parameters en testcondities die nodig zijn om de materiaaleigenschappen van het WPC materiaal te achterhalen alsook de eigenschappen van de finale producten. Het bevat ook de omschrijving van alle gebruikte EN ISO normen en de uit te voeren testen.

Voor

deze

testen

worden

individueel

de

fysische

eigenschappen

en

omstandigheden beschreven. Voor de precieze opstelling van de test zelf, dient men de EN ISO normen door te nemen (dimensie proefstuk, temperatuur,…). •

Deel 2 Hierin worden de vereiste en optionele eigenschappen van het WPC als materiaal

gedefinieerd aan de hand van uitgevoerde testen volgens de EN ISO normen beschreven in deel 1. •

Deel 3 Hierin worden de vereiste en optionele eigenschappen van WPC producten

gedefinieerd aan de hand van uitgevoerde testen volgens de EN ISO normen beschreven in deel 1. Deze producten worden apart besproken. Het is uiteraard de bedoeling om dit document in de toekomst om te vormen naar een Europees vastgelegde norm.

Bernd Wolfvelde


22

2.3 Materiaaleigenschappen Indien anders vermeld in de relevante norm wordt gebruik gemaakt van een proefstuk dat uitgezaagd, uitgefreesd en afgeschuurd wordt teneinde volgende dimensies te bekomen: 50mm x 50mm x 4mm. De numerieke waarden die vermeld staan, worden berekend uit een gemiddelde van testwaarden en kunnen dus als representatief genomen worden.

2.3.1 Dichtheidsmeting

2

In vochtvrije ruimte en met behulp van het Archimedes principe wordt de dichtheid van het materiaal berekend. Door het vergelijken van het soortelijke gewicht in lucht en ondergedompeld in water. Î resultaat: 1.398g/cm³ De dichtheid van een stof is een referentie voor de aanwezige massa van deze stof per volume-eenheid. Met zijn waarde van 1.398g/cm³ bevindt Twinson® zich in het doorsnee gebied van de kunststoffen (waarden tussen 0.1 - 1.5). Om even een beeld te scheppen: Titaan:5g/cm³, Lood: 10g/cm³.

2.3.2 Vochtgehalte

3

Door gewichtsbepaling, bepaalt men het aanwezige vochtgehalte in het materiaal. Î resultaat: 0.18% Onder het vochtgehalte van een stof, verstaat men de gewichtshoeveelheid water aanwezig in de stof, uitgedrukt als een percentage van het drooggewicht van deze stof. Hout (hydrofiel) heeft een vochtgehalte van 8 tot 12%. Dergelijke vochtgehaltes gaan gepaard met het krimpen van de houtsoort bij blootstelling aan hoge temperaturen. PVC (hydrofoob) heeft een vochtgehalte van 0%.

2 Test uitgevoerd volgens NBN EN ISO 1183-1, Kunststoffen - Methoden voor het bepalen van de dichtheid van niet-geschuimde kunststoffen - Deel 1: Dompelmethode, vloeistof pyknometermethode en titratiemethode 3 Test uitgevoerd volgens ISO 16979, Houtachtige plaatmaterialen - Methode voor het bepalen van het vochtgehalte

Bernd Wolfvelde


23

Het vochtgehalte van Twinson® is redelijk laag en dit is te danken aan de aanwezigheid van PVC. Het PVC gaat de houtvezels inkapselen waardoor vocht moeilijker bij de houtvezel kan komen.

2.3.3 Heat Deflection Temperature (HDT) 4 HDT is een referentie voor de temperatuur waarbij doorbuiging optreedt onder een bepaalde aangelegde belasting. Hoe hoger de HDT hoe beter het materiaal bestand is tegen doorbuiging op hoge temperatuur. Een standaard teststuk (80mmx10mmx4mm) wordt onderworpen aan een drie puntsbelasting. De platte kant wordt constant belast zodat een buigend moment optreedt. De temperatuur waarbij een doorbuiging van 0.2% voorkomt wordt opgemeten, hiervoor gebruikt men drie verschillende methodes.

Figuur 5: Testopstelling HDT

A (1,80MPa) B (0,45MPa) C (8,00MPa) Evenwijdig aan de extrusie 76.3°C 82.5°C 62.7°C Loodrecht aan de extrusie 73.3°C 80.0°C 58.9°C Tabel 1: Meetresultaten HDT

Het is duidelijk zichtbaar dat er een minimaal verschil is tussen de proefstukken genomen uit de verschillende extrusierichtingen.

2.3.4 Charpy test

5

Het proefstuk (80x10xmateriaaldikte) wordt horizontaal aan de uiteinden ondersteund. In het midden van de lengte ligt de impact lijn. Met een slingerbeweging 4

Test uitgevoerd volgens NBN EN ISO 75, Kunststoffen - Bepaling van de doorbuigingstemperatuur onder belasting - Methode A: Algemene beproevingsmethode, Kunststoffen - Bepaling van de doorbuigingstemperatuur onder belasting - Methode B: Kunststoffen en eboniet met lange versterkte composieten, Kunststoffen - Bepaling van de doorbuigingstemperatuur onder belasting - Methode C: : Thermohardende laminaten met een hoge sterkte. 5 Test uitgevoerd volgens NBN EN ISO 179-1, Kunststoffen - Bepaling van de slagsterkte volgens Charpy Deel 1 : Niet-geïnstrumenteerde slagbeproeving

Bernd Wolfvelde


24

gaat men tegen het materiaal slaan. De energie die de slinger nodig heeft om het materiaal te breken is een referentie voor de impact sterkte.

Proefstukken evenwijdig aan extrusie: 8.80kJ/m² Proefstukken loodrecht aan extrusie: 5.36kJ/m² Bovenstaande waarden zijn zeer laag, waardoor Twinson® kan beschouwd worden als een zeer bros materiaal. Als constructiemateriaal is dit uiteraard een slechte eigenschap. PVC heeft een waarde van 40 waardoor het veel sterker/taaier is.

2.3.5 Rek eigenschappen

6

Bepaling van de weerstand van het materiaal bij een aangelegde spanning door trekproeven in een trekbank. Uit het verband tussen rek en spanning kan de elasticiteitsmodulus bepaald worden. Tijdens de analyse wordt een onderscheid gemaakt tussen elastische en plastische vervorming. 7 Dit kan grafisch worden weergegeven. Via de wet van Hooke

8

kan de

elasticiteitsmodulus berekend worden.

Figuur 6: Grafische weergave - Horizontale: procentuele rek (ε). Verticale: spanning (σ) 6

Test uitgevoerd volgens NBN EN ISO 527 type 1B, Kunststoffen - Bepaling van de trekeigenschappen Elastische vervorming treedt op bij kleine spanningen. Wanneer de spanning verdwijnt, keert het materiaal terug naar zijn begintoestand. Boven een bepaalde elastische rek, treedt er blijvende vervorming op. Het materiaal keert niet meer terug, we spreken van plastische vervorming. 8 Intervalmeting: E = (σ’’- σ’)/( ε’’- ε’) 7

Bernd Wolfvelde


25

Het proefstuk wordt met constante snelheid uitgerekt langs zijn grootste longitudinale as totdat breuk optreedt of totdat de spanning een bepaalde waarde bereikt. Gemiddelde waarden worden genoteerd: Spanning: 35.95MPa Rek bij breuk: 0.90% Elasticiteitsmodulus Young: 6.01878 GPa Opmerkbaar is het uiterst kleine rekvermogen. Twinson® heeft slechts een maximale rek van 0.90%, in vergelijking met PVC die een waarde heeft van 180%. Bijgevolg beschikt Twinson® NIET over een plastisch gebied en kan dus enkel in het elastische gebied bestudeerd worden. Door zijn grote stijfheid en brosheid zal Twinson® al breken in zijn vloeipunt waardoor dus het bereiken van de plastische fase onmogelijk wordt.

Figuur 7: Spanning - rek diagram, Twinson® vs PVC

2.3.6 Hardheidsmetingen – Brinell

9

De hardheid van een materiaal is de weerstand dat het materiaal biedt tegen blijvende belasting. Vaak wordt ervan uitgegaan dat de hardheid van een materiaal tegelijk ook een maat is voor de slijtvastheid en de duurzaamheid. Bij de hardheidsmetingen volgens Brinell wordt een kogel met een bepaalde diameter in het materiaaloppervlak gedrukt, vervolgens wordt met behulp van optische 9

Test uitgevoerd volgens NBN EN 1534, Hout- en parketvloeren - Bepalen van indrukweerstand (Brinell)

Bernd Wolfvelde


26

meetapparatuur de diameter van de resulterende blijvende indrukking gemeten. Zo kan men de Brinell hardheid (HB) definiëren. Î resultaat: 174.18= 174 HB Twinson® is bijgevolg een uiterst hard materiaal en kan qua hardheid geplaatst worden tussen zacht staal en RVS.

2.3.7 Zwelling en waterabsorptie

10

Materialen hebben een bepaald vochtgehalte, dit is representatief voor de hoeveelheid water standaard aanwezig in de stof. Hiernaast nemen materialen ook water op wanneer ze terecht komen in vochtige ruimtes. Grote vochtopname kan ernstige gevolgen hebben betreffende vervorming van het materiaal, het gaat namelijk opzwellen en uitzetten. Procentuele toename van de dikte in mm en het gewicht in gram van het proefstuk (50x50x4), na 24 uur onderdompeling in water van 20°C. Î dikte: 1.44% Î gewicht: 1.06% Dergelijke waarden zijn uiterst klein waardoor de vochtopname als nihil kan beschouwd worden. Merk echter op dat het hier om een kleine tijdspanne gaat. Tevens dient opgemerkt te worden dat vochtopname zal gebeuren langsheen de zijwanden. Daar op de boven en onderkant van het teststuk een minder doordringbare PVC laag aanwezig is.

10

Test uitgevoerd volgens NEN 317, Spaanplaat en vezelplaat - Bepaling van de diktetoename door zwelling na onderdompeling in water

Bernd Wolfvelde


27

Figuur 8: Ter vergelijking: schematische voorstelling van de vochtabsorptie van Twinson® ten opzichte van hout

2.3.8 Buigingseigenschappen

11

Het berekenen van de weerstand van het materiaal tegen een constant aangelegd buigend moment. De meting kan men terug grafisch uitzetten. Ook hier wordt op de horizontale as de procentuele rek uitgezet en op de verticale as plaats men de buigspanning.

12

Na meting worden de gemiddelde waarden genoteerd: Î Spanning: 65.59MPa Î Rek bij breuk: 1.30% De elasticiteitsmodulus kan terug berekend worden. Î Extrusie richting: 5854.63MPa Î Loodrecht aan de extrusie richting:4578.03MPa Merk op dat bij de test van de rekeigenschappen enkel metingen werden gedaan met stukken in de langsrichting. Dit komt omdat de dimensies beschreven in de bijhorende norm niet uit een bestaand Twinson® product konden gehaald worden. De verkregen waarde (6018.78 MPa uit charpy test) is dus vergelijkbaar met de hierboven vermelde waarde. 11 12

Test uitgevoerd volgens NBN EN ISO 178, Kunststoffen - Bepaling van de buigeigenschappen Zie figuur 5

Bernd Wolfvelde


28

Terug dient het geringe rekvermogen opgemerkt te worden. Qua spanningsopbouw bevindt Twinson® zich tussen de doorsnee kunststoffen (ABS/PS/PO).

2.3.9 Kruipgedrag

13

Deze test bestaat uit het bepalen van de weerstand van het materiaal bij een langdurige elastische belasting van een proefstuk(10mmx5mmx120mm). Om dit weer te geven wordt de verlenging (in mm of in %) van het stuk uitgezet in functie van de tijd. plastisch gebied 1.00 elastisch gebied

0.90 0.80 0.70

kruip (%)

0.60

verwachte breuk = 1% dit komt overeen met 1E+19 uur

0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00

1.E-03

1.E-01

1.E+01

1.E+03

1.E+05

1.E+07

1.E+09

1.E+11

1.E+13

1.E+15

1.E+17

1.E+19

1.E+21

tijd (uur)

Figuur 9: Grafische voorstelling van de meetresultaten in verband met rekeigenschappen

Tijdens de test van de rekeigenschappen

14

werd de maximale procentuele rek

vastgelegd op 0.90%. Het proefstuk zal dus theoretisch breken wanneer het deze maximale waarde bereikt. Om dit punt te benaderen, werd de kruipcurve geëxtrapoleerd tot een maximale rek van 1%. De tijd die hiermee overeenkomt is 1019 uur, op voorwaarde dat er zich geen verdere knikpunten meer voordoen. Bij deze berekening wordt uiteraard geen rekening gehouden met klimatologische omstandigheden (warmte, vochtigheid, …) die het kruipgedrag sterk negatief kunnen beïnvloeden. 13

Test uitgevoerd volgens Kunststoffen - Bepaling van het kruipgedrag - Deel 1: Kruip onder trekspanning

14

Zie 2.1.5. Rekeigenschappen

Bernd Wolfvelde


29

2.3.10 Lineaire thermische uitzetting

15

Dimensieverandering van het materiaal onder invloed van temperatuursverandering kan drastische gevolgen hebben. Bijvoorbeeld kan bij montage het materiaal uitzetten en tegen elkaar aan komen te liggen waardoor er inwendig grote spanningen kunnen optreden die vormveranderingen tot gevolg hebben. De opgemeten dimensieverandering van een proefstuk in functie van de temperatuur en dit bij een temperatuurinterval van 80°C (-20°C / +60°C): ÎVolgens de extrusie richting: 0.02297 mm/m°C Î Loodrecht aan de extrusie richting: 0.04803mm/m°C Î Dikte variatie: 0.08407mm/m°C Bovenstaande coëfficiënten tonen aan dat de lineaire uitzetting loodrecht aan de extrusierichting 2 maal zo groot is (per eenheid = mm/m°C) als deze evenwijdig eraan en dat de diktevariatie 3 maal zo groot is. (per eenheid = mm/m°C).

2.3.11 Brandgedrag - zuurstof index

16

Bepaling van de minimum concentratie aan zuurstof (in menging met stikstof) die zorgt voor het in stand houden van de verbranding van een smal verticaal proefstuk. Î resultaat: 26.7% Hoe hoger deze index, hoe brandveiliger het materiaal want er moet immers veel meer zuurstof aan toegevoegd worden. Dat hout hierop slecht scoort spreekt voor zich. PVC echter heeft zelfdovende eigenschappen en dit door de aanwezigheid van de chloor in de PVC. Het gebruik van PVC vermindert dus de kans op brand en vermindert tevens de snelheid waarmee de brand zich verspreidt. Met zijn score van 26.7% bevindt Twinson® zich op de grens van de zelfdovendheid. Op zich is dit geen slechte waarde door de aanwezigheid van hout. Toch

15

Test uitgevoerd volgens NEN-ISO 11359-2, Kunststoffen - Thermomechanische analyse (TMA) - Deel 2: Bepaling van de lineaire thermische uitzettingscoëfficiënt en de verglazingstemperatuur 16

Test uitgevoerd volgens NBN EN ISO 4589-2, Kunststoffen - Bepaling van het brandgedrag met de zuurstofindex - Deel 2 : Beproeving bij omgevingstemperatuur

Bernd Wolfvelde


30

dient deze waarde in de toekomst nog te stijgen om te voldoen aan de hedendaagse brandvereisten in de internationale bouwindustrie.

2.3.12 Weerstand tegen bodembewonende micro organismen, rotten en micro schimmels 17 De test bestaat uit het testen van de natuurlijke duurzaamheid van het materiaal tegen rottende werking en dit gedurende meerdere weken. Aan de hand van de test opstelling wordt een x-waarde

18

berekend.

Figuur 10: Grafische weergave van de testresultaten

Met zijn x-waarde kleiner dan 0.1 na 32 weken, behaalt Twinson® een duurzaamheidklasse 1. Welke garant staat voor een hoge duurzaamheid. Hierdoor is de verwachte levensduur bepaald op 25 jaar.

2.3.13 Vicat temperatuur

19

17

Test uitgevoerd volgens prCEN/TS 15534-1, Wood-plastics composites (WPC) - Deel 1: Test methode voor de eigenschappen van WPC materialen en producten 18 X-waarde: het gemiddelde gewichtsverlies van het proefstuk in verhouding met het gemiddelde gewichtsverlies van het referentiestuk 19 Test uitgevoerd volgens NEN EN ISO 306, Kunststoffen - Thermoplastische materialen - Bepaling van de Vicat-verwekingstemperatuur (VCT)

Bernd Wolfvelde


31

Bepalen van de verwekingtemperatuur van het materiaal. Vanaf deze temperatuur kan het materiaal plastisch verwerkt worden. Niet gelijk aan extrusietemperatuur! Î resultaat: 90.1°C

2.3.14 Slip weerstand

20

Test uitgevoerd in natte omstandigheden op een ruw oppervlak. Hierbij worden de USRV- waardes gemeten (unpolished slip resistance value). Twinson® bevat een hoge slipweerstand. Dit is een groot voordeel ten opzichte van veel gebruikte houtsoorten die een lage slipweerstand hebben.

2.3.15 Schuurweerstand

21

Via een soort schuurband, met speciale wieltjes worden alledaagse bewerkingen gesimuleerd. Men gaat na welk schurend effect deze op het materiaal hebben. Hieruit kan men het toepassingsgebied van het materiaal gaan verkennen. Wiel nr.

Wiel type

Samenstelling

Gewicht

CS10

Veerkrachtig

Rubber en schurende korrels

500g 1000g

CS 17

Veerkrachtig

Rubber en schurende korrels Gevuld met glas

500g 1000g

Normaal

500g 1000g

Matig

AL2O3

500g 1000g

Hevig

H 18

Nietveerkrachtig

S 42

Nietveerkrachtig

Schurend effect Matig

In de praktijk Kuisen Polijsten, poetsen Normale handelingen Normaal verkeer Voetgangers Intensief zwaar verkeer Hogedrukslaminaat

Tabel 2: Meetresultaten schuurweerstand

Bovenstaande waarden zijn aanleunend bij waarden van harde houtsoorten.

20

Test uitgevoerd volgens NBN EN ISO 1339, Betontegels - Eisen en beproevingsmethoden Test uitgevoerd volgens NEN ISO 9352, Kunststoffen - Bepaling van de weerstand tegen slijtage met een slijpwiel 21

Bernd Wolfvelde


32

2.3.16 Brandgedrag - reactie op vuur

22

Er wordt getest welke bijdrage het materiaal heeft in de uitbereiding van een ontstaan vuur. Franse klassering: M1 - M2 - M3 - M4 Belgische klassering: A0 - A1 - A2 - A3 - A4 Î Score: M3 en A3 Met zijn matige score bevindt Twinson® zich op de rand om gebruikt te worden als bouwmateriaal.

2.3.17 Statische en dynamische wrijvingscoëfficiënt relatief aan deze van staal Meten van de weerstand tegen het starten van glijden en het blijven glijden over een stalen plaat. Een soort coëfficiënt voor de moeilijkheid waarmee het oppervlak van het materiaal zal glijden over een aanliggend oppervlak. (hier staal) Bij verschillende temperaturen worden de coëfficiënten gemeten.

°C 15°C 25°C 35°C

Gem.

μs

μk

0,20 0,27 0,23 0,23

0,19 0,19 0,20 0,195

Tabel 3: Meetresultaten Statische en kinetische wrijvingscoëfficiënten

22

Test uitgevoerd volgens NF P 92-501, Kunststoffen - Beproeving volgens de Franse epiradiator methode en NBN S 21-203, Kunststoffen - Beproeving volgens de Belgische ipiradiator methode

Bernd Wolfvelde


33

2.4 Overzicht materiaaleigenschappen Density Moisture content HDT cfr Vicat Flexural impact

//

Tensile properties

σ ε E

Resistance to indentation Swelling and water absorption Flexural properties

Tensile creep Linear thermal expansion

dikte gewicht σ ε E // E σ // ↕

Burning behavior Resistance against soil inhabiting, rotting, fungi

waarde eenheid 1,398 g/cm³ 0,18 % 60 - 85 °C 8,8 KJ/m² 5,36 KJ/m² 35,95 Mpa 0,9 % 6000 MPa 174 HB 1,44 % 1,06 % 65,95 Mpa 1,3 % 5854 MPa 4587 Mpa grafisch voorgesteld 0,022 mm/m°C 0,048 mm/m°C 0,084 mm/m°C 26,7 % grafisch voorgesteld

Tabel 4: Overzicht materiaaleigenschappen

Bernd Wolfvelde


34

2.5 Verwerking van de grondstof Dat Deceuninck NV ook bij de productie van Twinson® kiest voor het extrusieproces spreekt natuurlijk voor zich. Kennis inzake extrusie van PVC kan worden overgedragen op de productie van Twinson®. Toch zijn er in het productieproces enkele grote verschillen. Bij de extrusie van WPC materialen maakt men gebruik van PUSH - extrusie. Hierbij worden de profielen voortgestuwd enkel door de druk afkomstig van de drukopbouw in de spuitkop. Er is dus geen trekeenheid aanwezig. Enkele proceskenmerken: •

Het ingekleurde granulaat is op voorhand gemengd en wordt gravimetrisch in de kokers gevuld.

•

Deze 4

23

kokers bevinden zich op een platform boven de spuiteenheid.

Figuur 11: Links: Opstelling van de kokers Figuur 12: Rechts: De nodige 4 kokers

•

De extruder bestaat uit een dubbele schroef.

•

Halverwege deze dubbele schroef is er een ontgassingsopening waar de smelt ontgast wordt door middel van een vacuümpomp.

23

1 koker voor het hoofdgranulaat, 1 koker voor recuperatie en 2 kokers voor kleurpigmenten

Bernd Wolfvelde


35

•

Tijdens de extrusie mag de drukopbouw niet te bruusk verlopen, dit omwille van de brosheid van het materiaal. De geleverde druk tijdens de extrusie dient laag te blijven en dit door de aanwezigheid van de houtvezel.

Figuur 13: Het verwekingsgedeelte met bovenaan de ontgassing van de smelt

•

Tussen de verschillende delen van de spuitkop is er een luchtlaag voorzien. Deze dient als isolator zodat de overgang tussen de warme spuitmond en de koude kalibers niet te bruusk verloopt. Een bruuske overgang zou immers de kans op breuk sterk vergroten.

Figuur 14: De verschillende delen van de spuitkop met luchtlaag

Bernd Wolfvelde


36

•

Afkoeling van het profiel gebeurt in de afkoeleenheden door middel van water en lucht. In dergelijke afkoeleenheden zijn er kalibers aangebracht die zorgen voor de vormgeving en de geleiding van het profiel.

Figuur 15: De afkoeleenheid met kalibers

•

Na het verlaten van de koeleenheid, wordt het profiel gedroogd in twee stappen. Dit met behulp van een vacuümpomp.

Figuur 16: Droging van het geëxtrudeerde profiel

Bernd Wolfvelde


37

2.6 Bewerkingsmogelijkheden Welke bewerkingsmogelijkheden nu precies van toepassing zijn op Twinson® wordt duidelijk gemaakt in onderstaand schema. De eventuele resultaten van diverse materiaaltesten worden weergegeven bij de desbetreffende bewerking.

Figuur 17: Schematische voorstelling van mogelijke bewerkingen

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

38

3. Exploratiefase

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

39

Vanuit dagdagelijkse gebeurtenissen wordt een mindmap opgesteld. Hierbij wordt Twinson® als centraal item gezet en onderverdeeld in 6 verschillende categorieën: •

Buiten: alles wat met buitentoepassingen te maken heeft.

•

Binnen: alles wat met binnentoepassingen te maken heeft.

•

Verkeer: alles wat onder de noemer verkeer wordt verstaan.

•

Hout en PVC: alle toepassingen die verwijzen naar het specifieke gebruik van hout of pvc

•

Water

•

Licht

3.1 Voorstudie

Figuur 18: Mindmap - algemene categorieën

Per categorie worden onderwerpen toegevoegd en gerangschikt. Later worden de overkoepelende items samengenomen en vertaald naar een bestaande problematiek. Vanuit deze bestaande problematiek wordt er gezocht naar nieuwe concepten.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

40

Figuur 19: Mindmap – Buiten

Figuur 20: Mindmap - Binnen

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

41

Figuur 21: Mindmap - Verkeer

Figuur 22: Mindmap - Hout - PVC

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

42

3.2 Analyse van de mindmap; vertaling naar actuele problematiek Op de verschillende mindmaps worden de wederkerende elementen in kleur gezet. Deze worden samengevat en vertaald naar 4 hoofdcategorieën namelijk tegels, palen, omheining en fenestratie.

3.2.1 Tegels

Figuur 23: Categorie tegels

Tegels die kunnen gebruikt worden voor de bekleding van wanden in vochtige ruimtes

of

opslagruimtes.

Denk

hierbij

aan

badkamers,

sauna’s,

stoombaden,

zwembaden,… De tegels kunnen ook gebruikt worden als roosters die de vochtige vloer scheiden van een droog oppervlak. Zo wordt slipgevaar vermeden. Denk hierbij aan roosters voor in douches, naast de douchecabine, naast het bad, looproosters voor in zwembaden,…

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

43

Daarnaast kunnen met het concept tegels ook tuintegels uitgewerkt worden. Deze dienen voor het aanleggen van wandelpaden, paden rond vijvers, dijken aan het strand, paden in bossen,… Bovenstaande toepassingen maken optimaal gebruik van de materiaaleigenschappen van Twinson®. Voorbeelden hiervan zijn de geringe vochtopname, de hoge slipweerstand en zijn duurzaamheidklasse 1.

3.2.2 Palen

Figuur 24: Categorie palen

De extrusie van een universeel paalprofiel kan een antwoord bieden op de gevonden problemen bij buitentoepassingen. Terug gebruik makend van de materiaaleigenschappen van Twinson®, bieden de palen een meerwaarde ten opzichte van bestaande toepassingen met houten palen. Enkele mogelijke toepassingen: •

Schommels

•

Rampalen

•

Wegwijzers

•

Aanduiding van fietsroutes, voetgangerszones,…

•

Afbakening van weides, reservaten, eigendommen,…

•

Tuinpalen: waslijnen, composthopen, groeihelpers voor bomen en planten,…

•

Parkeerplaatsen

•

Vijvers

•

Verkeerstoepassingen: flitspalen, infopalen, verkeerslichten,…

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

44

Figuur 25: Paalprofiel - informatie

Figuur 26: Paalprofiel - afbakening/rampalen

3.2.3 Omheining Het concept afbakening, omheining, balustrade, grensafschermer komt vaak voor. Het afbakenen van domeinen zoals tuinen, landgoederen en privé terreinen zijn hier voorbeelden van.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

45

Figuur 27: Omheining - Afbakening domeinen

Denk daarnaast aan het gebruik als balustrade die dient voor het afbakenen van een kleiner terrein zoals terrassen, balkons, vijvers.

Figuur 28: Omheining - Balustrade

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

46

Dergelijk concept kan breed uitgewerkt worden en kent vele toepassingen. Leg even de link met het uitgebreid toepassingsgebeid van Collstrop producten.

Figuur 29: Omheining - Klimplantroosters

Figuur 30: Omheining - Tuinschermen

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

47

Figuur 31: Omheining - Windschermen

3.2.4 Fenestratie Het bestaand gamma aan Deceuninck NV producten in PVC kan uitgebreid worden met Twinson® producten. Denk hierbij aan ramen en deuren maar ook rolluiken, dakgoten en dakbedekking.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

48

Figuur 32: Fenestratie – Rolluiken

Figuur 33: Fenestratie - Dakgoten - Dakbedekking

In

het

volgend

hoofdstuk

wordt

een

keuze

gemaakt

tussen

deze

hoofdcategorieën.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

49

4

4. Conceptfase

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

50

4.1 Conceptkeuze Aan de hand van een keuzematrix wordt een concept gekozen dat de basis vormt voor het onderwerp van dit eindwerk. De onderwerpen waartussen gekozen kan worden

Integratie materiaaleigenschappen

Massaproductie

Meerder toepassingsgebieden

Uitbreiding op Twinson® Gamma

Complexheid van het ontwerp

Uitdaging in het ontwerpproces

Tegels Palen Omheining Fenestratie

Extrusie-technische toepassing

zijn de eerder gevonden 4 hoofdcategorieën.

1 5 5 4

3 3 4 4

3 4 4 3

2 5 4 2

1 1 4 3

2 2 4 4

2 3 5 5

Tabel 5: Keuzematrix concepten

Naast de beste score wordt de keuze van het concept omheining nog extra versterkt door het aspect “Home improvement”.

4.2 Home Improvement Eén van de doorslaggevende argumenten voor de keuze van het concept omheining schuilt in de term “Home Improvement”. Onder Home Improvement wordt het creëren van een behoefte bij de klant om zijn huis volledig af te werken in Twinson® verstaan. Via het aanbod van een uitgebreid gamma kan de producent deze behoefte invullen bij zijn klanten. Dit toegepast op het concept omheining: Als eerste stap wordt het huis bekleed met Twinson® cladding. Daarna wordt een terras gelegd met de Twinson® decking profielen.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

51

14 23 30 25

Figuur 34: Links: Home Improvement - Twinson® cladding Figuur 35: Rechts: Home Improvement - Twinson® decking

Het resultaat is een huis met een volledig afgewerkte gevel en bijpassend terras.

Figuur 36: Links: Home Improvement - voorlopige afwerking Figuur 37: Rechts: Home Improvement - toekomstige afwerking

Door het aanbieden van een balustrade ontstaat de behoeft om het terras af te bakenen. Nadien ontstaat de behoefte voor het afbakenen van de volledige tuin.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

52

4.3 Balustrade 4.3.1 Conceptdefinitie Omdat natuurlijk niet op alles een antwoord kan geboden worden, wordt in samenspraak met Deceuninck NV het gekozen concept vastgelegd en exact gedefinieerd. Het nieuwe Twinson® product dat uitgewerkt wordt is een balustrade en krijgt de officiële naam Twinson® O – Fence. Dit in navolging van de reeds bestaande producten. Onder de productnaam O - Fence schuilt een systeem waarmee kleine ruimtes worden afgebakend. Denk hierbij aan terrassen, zwembaden, parkings, grasperken,…

Figuur 38: Conceptdefinitie O - Fence

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

53

4.3.2 Systeemvereisten Enkele systeemvereisten waaraan het concept balustrade moet voldoen: •

Er moeten verschillende hoeken kunnen gevormd worden.

•

De verschillende elementen moeten als een doorlopend geheel aan elkaar kunnen worden gekoppeld.

•

Er moet een hoogteverschil kunnen overbrugd worden.

•

Het systeem moet in hoogte aanpasbaar zijn.

•

Het systeem moet in lengte aanpasbaar zijn.

•

Het systeem moet op eender welke ondergrond kunnen bevestigd worden.

•

Integratie van een handrail moet mogelijk zijn.

•

Het systeem moet kunnen opgevuld worden met verschillende componenten.

Figuur 39: Concept Balustrade

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

54

4.3.3 Lastenboek Om tijdens de uitwerking van het concept balustrade binnen de juiste grenzen te werken wordt in samenspraak met Deceuninck NV een lastenboek opgesteld. Materiaaleisen: •

Uiteraard is het hoofdmateriaal waarmee gewerkt wordt Twinson®.

•

Combinatie tussen verschillende materialen is mogelijk. Voor systeemonderdelen kan een beroep gedaan worden op andere materialen. Eventueel aluminium extrusie voor de moeilijkere producten wegens het goedkopere productieproces.

•

Bij het aangeboden concept kunnen accessoires aangekocht worden in verschillende materiaalsoorten. Zo wordt een breed gamma aangeboden in verschillende prijsklassen.

•

De

gecombineerde

materialen

moeten

duurzaam

zijn,

dit

wegens

de

duurzaamheidsklasse 1 van Twinson®. Systeemvereisten: •

Zie 4.3.2

•

Combineerbaar met verschillende soorten terrassen (plankenvloer, tegelvloer). Niet enkel terrassen in Twinson®.

•

Montage moet mogelijk zijn nadat het terras er al enige tijd ligt; een onafhankelijk systeem.

•

Geen zware esthetische nadruk; Design maar zeer eenvoudig. Technische eisen:

•

Een minimum aantal aan verschillende extrusielijnen.

•

Geen speciale machines nodig voor de extrusie nabewerkingen.

•

Minimaliseren van het aantal onderdelen.

•

Het profiel moet geborsteld kunnen worden. De borstelmachine kan maximum 5 zijdes borstelen.

•

Om een zo sterk en licht mogelijk profiel te bekomen moet er gewerkt worden met verschillende wanddiktes.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

55

Montage-, demontage- en onderhoudseisen: •

Doelpubliek: Niet gericht naar professionelen. Het is niet de bedoeling een aparte dienstverlening te creëren voor het plaatsen van de balustrade. De balustrade moet door de doorsnee hobbyist kunnen geplaatst worden met een minimum aan werktuigen. Het hoofdprofiel zal geleverd worden op een standaard lengte en dient door de consument zelf op lengte verzaagd te worden.

•

Het systeem moet demontabel zijn.

•

Het

systeem

moet

gemakkelijk

zijn

in

onderhoud.

Afspuiten

met

een

hogedrukreiniger zonder dat er elementen loskomen te zitten is een basisvereiste. Veiligheidseisen: Wettelijke voorzieningen en normen: Na een uitgebreide zoektocht door zowel de student als de mensen van Deceuninck NV werden geen voorschriften en normen teruggevonden. Wel bestaan er

veiligheidsvoorschriften voor specifieke toepassingen. Bij het

voldoen aan deze

voorschriften ligt de verantwoordelijkheid bij de installateur

en niet bij Deceuninck NV. Transporteisen: •

De balustrade is opgebouwd uit verschillende elementen die eenvoudig handelbaar en verpakbaar zijn.

•

De profielen verlaten Deceuninck NV op een standaardlengte van 6m.

•

De profielen worden intern vervoerd op de geschikte paletten van 6m.

•

Het profiel moet stapelbaar zijn op deze paletten.

•

De onderdelen mogen niet beschadigd worden bij intern en extern transport.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

56

4.4 Ergonomisch onderzoek 24 De hoogte van de balustrade wordt gekozen door de persoon die het systeem plaatst. Om deze persoon de juiste informatie mee te geven in de productbrochure en om verhoudingsgewijs correcte beelden te renderen, wordt de meest geschikte hoogte van een balustrade gezocht. Uitgaande

van

antropometrische

modellen

wordt

de

ellebooghoogte

als

referentiepunt genomen. Hieruit blijkt dat de ideale hoogte gelegen is tussen 90 en 100 centimeter.

Figuur 40: Antropometrisch model

24

Informatiebron: www.dinbelg.be

Bernd Wolfvelde

DinBelg 2005 – antropometrie tabel

Twinson® O - Fence

57

4.5 Benchmarks 25 Vooraleer over te gaan tot een definitieve conceptuitwerking en conceptkeuze wordt een marktonderzoek gedaan. Hierbij wordt gezocht naar de benchmarks van O – Fence. Naast de functie van inspiratiebron dienen deze benchmarks ook als referentiepunt voor de verdere ontwikkeling van O – Fence. Na een uitgebreide analyse wordt volgend onderscheid gemaakt: •

Architecturale systemen: de nadruk ligt op het rustieke en de architecturale vorm.

•

Design: bij deze systemen ligt de nadruk op het design en niet zo zeer op het functionele.

•

Klassiek: klassieke systemen bestaande uit een houten paal en houten opvulelementen.

25

•

Modulair: alle systemen die in modules worden opgebouwd.

•

Glas: Versterkte systemen waarbij de opvulelementen enkel bestaan uit glas.

•

Rechtstreekse concurrentie: de markt van reeds bestaande composiet balustrades.

Voor grotere afbeeldingen: zie bijlage 1

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

58

4.5.1 Architecturaal

Figuur 41: Compilatie architecturaal

4.5.2 Design

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

59

Figuur 42: Compilatie design

4.5.3 Klassiek

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

60

Figuur 43: Compilatie klassiek

4.5.4 Modulair

Figuur 44: Compilatie modulair

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

61

4.5.5 Glas

Figuur 45: Compilatie glas

4.5.6 Concurrentie: composiet balustrades

Figuur 46: Compilatie bestaande composiet balustrades

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

62

4.6 Conceptuele analyse Aan de hand van de Triz-methode

26

wordt het concept van de balustrade verder

geanalyseerd. Hierbij worden bestaande balustrades getoetst aan voorkomende trends waaruit in een later stadium de innovatiemogelijkheden van het concept balustrade duidelijk worden. Deze trendanalyse wordt gevisualiseerd met behulp van een radar plot.

Figuur 47: Radar plot - Triz-methode

Vooral op het gebied van ruimte kan er geïnnoveerd worden. Deze innovatie richt zich vooral op Twinson® als materiaal en is bijgevolg niet toepasbaar in dit eindwerk. Op het gebied van interface daarentegen kan er sterk gewerkt worden tijdens het ontwerpen van O - Fence. Het aantal montage stappen, de productkeuze, het design,… zijn hier enkele voorbeelden van.

26

Triz-methode: zie bijlage 2 Gebruikte software: Creax Innovation Suite 3.1 - Trial version

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

63

4.7 Structurele analyse Bij de structurele opbouw van een balustrade wordt een onderscheid gemaakt tussen de volgende componenten:

Figuur 48: Structurele analyse – basiscomponenten

•

Afdichting van de paal: omdat er met extrusieprofielen wordt gewerkt, moet er een afdichtingskapje voorzien worden.

•

Fixatie van de tussenstukken: verschillende opvulmogelijkheden moeten aan de dragende paalstructuur kunnen bevestigd worden.

•

Fixatie van de paal: de bevestiging van het paalprofiel aan de ondergrond.

•

Het paalsysteem: het paalprofiel zelf moet goed ontworpen zijn; denk hierbij aan materiaaldiktes, versterkingsribben, de voorziening van een holle ruimte voor een extra versterkingsprofiel,…

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

64

5. Definitieve conceptkeuze

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

65

5.1 Probleemanalyse Het lastenboek wordt vertaald naar drie hoofdconcepten die een antwoord bieden op de gestelde systeemvereisten 27 van O - Fence.

Figuur 49: 3 hoofdconcepten

5.1.1 Concept I Het klassieke systeem waar tussen 2 vaste palen verschillende opvulelementen kunnen geplaatst worden. Dit kunnen horizontale, verticale of diagonale elementen zijn 28. Daarnaast kunnen er ook volledige panelen gebruikt worden 29. De elementen of panelen worden gefixeerd met behulp van een haaks profiel. Op het bovenste element kan een afwerkingsprofiel of een handrail geklikt worden.

27 28 29

Systeemvereisten: voor meer informatie zie 4.3.2 Systeemvereisten Zie Ia op de figuur Zie Ib en Ic op de figuur

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

66

Figuur 50: Concept 1

5.1.2 Concept II Bij dit concept wordt een grondrail rechtstreeks op de grond gemonteerd. Na het voorzien van de nodige afdichtingen kunnen verschillende opvulpanelen in de grondrail geklikt worden. De grondrail en de opvulpanelen kunnen op verschillende lengtes worden verzaagd.


Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

67

5.1.3 Concept III Een modulaire oplossing waarin verschillende opvulelementen worden geschoven. Het geheel wordt gevormd door 1 basisprofiel dat onderling haaks wordt verbonden.


Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

68

5.2 Conceptkeuze De keuze tussen de verschillende concepten gebeurt in samenwerking met Deceuninck NV aan de hand van een beslissingsmatrix met wegingsfactoren. Hierin wordt een onderscheid gemaakt tussen de verschillende vereisten van het concept balustrade. Systeemvereisten 30: Toetsing aan de hand van het vooropgestelde concept balustrade.

Figuur 53: Concept balustrade

Ontwerpvereisten: Vereisten gesteld voor het ontwerpen in Twinson®. Montagevereisten: Vereisten

gesteld

bij

de

montage

van

Twinson®

producten

voor

vooropgestelde doelgroep in het lastenboek. Merchandising: Samenraapsel van enkele onderdelen in het lastenboek. Het ontwerpen: Persoonlijke vereisten gesteld bij het ontwerpen van een balustrade. 30

Voor meer informatie zie 4.3.2 systeemvereisten

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

69

de

Systeemvereisten

Concept I

Hoek 4

Rechte hoek 5

Doorlopend 5

Trappen 3

Hoogte 4

Ruimte 3

Handrail 5

Ontwerpvereisten Concept I Integratie van andere materialen? Optimale Twinson® integratie? Technische haalbaarheid?

4 5 2 11

Montagevereisten

Montagesnelheid Montage-eenvoud Montage op alle ondergronden?

Concept I 2 2 5 9

Merchandising

Eenvoudig design Innovatief karakter Omgevingsintegratie Meerdere toepassingsgebieden Modulariteit - transport

Concept I 3 1 3 2 4 13

Het ontwerpen Concept I 2 2 5 9

DFA DFD Uitdaging

Totale score

Toekennen score

71

van 1 tot 5

Tabel 6: Keuzematrix concept I

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

70

29

Systeemvereisten

Concept II

Hoek 4

Rechte hoek 4

Doorlopend 4

Trappen 1

Hoogte 2

Ruimte 4

Handrail 3

Ontwerpvereisten

Concept II Integratie van andere materialen? Optimale Twinson® integratie? Technische haalbaarheid?

2 3 5 10

Montagevereisten


Concept II 4 5 5 14

Merchandising


Concept II 4 4 3 2 4 17

Het ontwerpen Concept II 3 3 4 10

DFA DFD Uitdaging

Totale score

Toekennen score

73

van 1 tot 5

Tabel 7: Keuzematrix concept II

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

71

22

Systeemvereisten

Concept III

Hoek 4

Rechte hoek 4

Doorlopend 5

Trappen 4

Hoogte 3

Ruimte 4

Handrail 3

Ontwerpvereisten Concept III Integratie van andere materialen? Optimale Twinson® integratie? Technische haalbaarheid?

4 3 4 11

Montagevereisten


Concept III 3 3 5 11

Merchandising


Concept III 4 3 5 5 4 21

Het ontwerpen Concept III 4 4 3 11

DFA DFD Uitdaging

Totale score

Toekennen score

81

van 1 tot 5

Tabel 8: Keuzematrix concept III

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

72

27

5.3 Besluit Voor de verdere uitwerking wordt gekozen voor het modulaire concept 3. Dit omdat, mits een goed uitgewerkte profieldoorsnede, het modulaire concept een antwoord kan bieden voor concept 1 en concept 3.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

73

6. Uitwerking

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

74

6.1 Voorstudie van modulaire systemen Onder

de

noemer

modulaire

systemen

worden

enkele

voorstellen

van

profieldoorsneden gedaan die een antwoord kunnen bieden op zowel het modulaire als het klassieke concept. Wanneer er gewerkt wordt met een profieldoorsnede gebaseerd op onderstaand principe dan kunnen er modulaire en klassieke systemen gebouwd worden.

Figuur 54: Profieldoorsnede voorstudie

Bij het plaatsen van planken in de linkse en de rechtse holte met het cijfer nummer 2 kunnen er klassieke systemen worden gebouwd. Wanneer er planken worden geplaatst in de holtes met nummer 1, kunnen er modules worden gebouwd. Om de module af te werken worden de basisprofielen in verstek gezaagd en haaks aangetrokken.

Figuur 55: Verbinding modulair systeem

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

75

6.1.1 Voorstel 1 De planken worden in de driehoekige structuur geschoven. Bij de klassieke opbouw kan een hoek op verschillende manieren worden uitgewerkt. Indien de klant dergelijke uitwerking wenst, kunnen de modules ook aan elkaar geschroefd worden.

Figuur 56: Voorstel profieldoorsnede 1

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

76

6.1.2 Voorstel 2 De integratie van 3 holtes in 1 profiel maken de assemblage van modules en klassieke opbouw mogelijk. De onbenutte profielholte wordt afgedekt met een strook die in de holte klikt.


Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

77

6.1.3 Voorstel 3 Bij deze rechthoekige structuur wordt er gebruik gemaakt van hulpstukjes die in het paalprofiel worden geschroefd en waarin nadien de opvulelementen worden geklikt.


Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

78

6.1.4 Voorstel 4 Dezelfde rechthoekige structuur als in voorstel 3 maar voor het bevestigen van de opvulelementen wordt gebruik gemaakt van bestaande pennen uit de meubelindustrie.


Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

79

6.2 Voorstel 1: Systeemmogelijkheden Voor de verdere uitwerking wordt er gewerkt met voorstel 1. Vooraleer aan de technische uitwerking te beginnen, worden de verschillende systeemmogelijkheden in kaart gebracht. Aan de hand van deze studie wordt de beslissing genomen of er al dan niet verder gegaan wordt met dit voorstel.

6.2.1 Modules Systemen die modulair worden opgebouwd en opgevuld met verschillende soorten opvulelementen. De aparte modules kunnen op verschillende ondergronden worden geplaatst. Indien gewenst, kunnen zij ook aan elkaar worden geschroefd.

Figuur 60: Compilatie modules

Met glas kunnen er volledig gesloten modules worden gebouwd.

Figuur 61: Gesloten module gevuld met glas

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

80

Figuur 62: Mogelijkheden met gesloten modules

Figuur 63: Modules met opstaande latten

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

81

6.6.2 Klassieke opbouw Door de vormgeving van de profieldoorsnede wordt een antwoord geboden aan de vereisten van concept 1, namelijk de klassiek opbouw.

Figuur 64: Klassiek opbouw

Figuur 65: Detailafbeelding hoekuitwerking

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

82

6.2.3 Andere toepassingen

Figuur 66: Combinatiemogelijkheden met modulaire systemen

Figuur 67: Visuele afscherming in bvb parken

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

83

Figuur 68: Klimplantrekken / tuinafschermer

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

84

6.3 Montageprincipe Na de algemene goedkeuring van voorstel 1, wordt het lastenboek er nogmaals bijgehaald. Om te kunnen beantwoorden aan de technische-, montage- en demontageeisen wordt er een algemeen montageprincipe uitgewerkt. Bij de uitwerking van dit montageprincipe werd snel duidelijk dat wanneer er een antwoord kan geboden worden aan de montagevereisten voor de klassiek opbouw, dit antwoord ook van toepassing is voor de modules. De analyse van het montageprincipe gebeurt dus aan de hand van de klassieke opbouw.

Figuur 69: Klassieke opbouw voor analyse van het montageprincipe

In functie hiervan worden de volgende elementen onderscheiden: •

Het paalprofiel waarin alle elementen worden geschoven.

•

De montagevoet met opgelast versterkingsprofiel in staal dat aan de ondergrond wordt vastgemaakt en waarover nadien het paalprofiel wordt geschoven.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

85

•

De opvulelementen met afstandshouders die van bovenuit in het paalprofiel worden geschoven.

•

Het afdekkapje waarmee het holle profiel wordt afgesloten en dat zorgt voor het opspannen van de opvulelementen.

Afdekkapje Spuitgietstuk Tussenschot

Afstandshouder / Afwerkingsprofiel Afdekkapje Spuitgietstuk Montagevoet Staalprofiel

Figuur 70: Montageprincipe

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

86

Enkele montageprincipes in detail: •

De

montagevoet

wordt

naar

gelang

de

ondergrond

met

het

nodige

bevestigingsmateriaal vast gemaakt.

Figuur 71: Vastzetting montagevoet

•

Het paalprofiel wordt over de montagevoet geschoven en met het nodige bevestigingsmateriaal vastgeschroefd.

Figuur 72: Links: overschuiven van het paalprofiel Figuur 73: Rechts: vastzetting

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

87

•

Nadien worden de opvulelementen in de holtes geschoven en vastgemaakt. Het geheel wordt afgewerkt met een afwerkingsprofiel en een afdekkapje.

Figuur 74: Links: Tussenschotten worden ingeschoven en vastgezet Figuur 75: Rechts: Afwerking met afwerkingsprofiel en afdekkapje

•

Het enige punt waarbij de modules zich van de klassieke opbouw onderscheiden, is het onderling haaks verbinden van de paalprofielen. Een mogelijke oplossing hiervoor is de minifix.

Figuur 76: Basisprincipe minifix

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

88

6.4 Principeprototype Om de technische uitwerking te kunnen starten, wordt een principeprototype op ware grootte gemaakt in MDF. Het prototype doet dienst als mock-up en evaluatiemodel voor de visuele en verdere technische uitwerking.

Figuur 77: Principeprototype

Figuur 78: Structurele opbouw in MDF

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

89

Met het paalprofiel in MDF worden alle systeemmogelijkheden uitgetest.

Figuur 79: Links: Opbouw modulair systeem Figuur 80: Rechts : Opbouw klassiek systeem

Figuur 81: Links: Opbouw van een volledig gevulde module Figuur 82: Rechts: Afstandshouders in Aluminium / Hout

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

90

6.5 Ontwerprestricties Om tijdens de verdere technische uitwerking alle beperkingen en mogelijkheden in beschouwing te nemen, wordt een technische tekening gemaakt die gebaseerd is op het montageprincipe 31. Deze technische tekening doet dienst als overzicht tijdens het uitwerken, aanpassen en assembleren van de verschillende systeemcomponenten.

Figuur 83: Alle systeemcomponenten

31

Zie 6.3 Montageprincipe

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

91

Figuur 84: Montage van alle systeemcomponenten

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

92

De ontwerprestricties: Het afdekkapje •

Het afdekkapje (groen) moet dubbel gebruikt worden. Enerzijds als afdekkapje bovenaan om het holle profiel af te dichten anderzijds als afschermingskapje om onderaan de montagevoet te verbergen.

•

Het kapje moet mooi over het profiel en de montagevoet passen.

•

Het afdekkapje beschikt over een rand om de opvulelementen te borgen.

Het paalprofiel •

Het paalprofiel beschikt over de nodige holtes om de opvulelementen in te plaatsen.

•

Het paalprofiel beschikt over een interne holte voor een versterkingsprofiel.

De montagevoet •

Aan de montagevoet wordt het versterkingsprofiel gelast.

•

Het afdekkapje moet over de montagevoet kunnen schuiven.

•

Het paalprofiel moet over de montagevoet kunnen schuiven.

•

Het versterkingsprofiel is aangepast aan de interne holte van het paalprofiel.

•

De montagevoet beschikt over 2 verzonken ruimtes (zwarte stippellijn) om het geheel aan de grond te bevestigen zodanig dat het afschermkapje (groen) en het paalprofiel (rood) volledig tegen de montagevoet kunnen geschoven worden.

Figuur 85: Ontwerprestrictie montagevoet

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

93

7. Technische uitwerking

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

94

7.1 Systeemcomponenten Vooraleer de systeemcomponenten één voor één te bespreken, worden ze nog even op een rijtje gezet.

Afdekkapje Spuitgietstuk Opvulelement

Afstandshouder / Afwerkingsprofiel Afdekkapje Spuitgietstuk Montagevoet Staalprofiel

Figuur 86: Systeemcomponenten

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

95

7.2 Afstandshouder 7.2.1 Functiebeschrijving De vormgeving van de afstandshouder is van cruciaal belang voor de uitwerking van het paalprofiel. Vertrekkende vanuit de driehoekige vorm van het paalprofiel wordt een oplossing gezocht voor de afstandshouder. Deze moet aan volgende eisen voldoen: •

De afstandshouder zorgt voor een vaste afstand tussen de opvulelementen.

•

Hij doet dient als afscherming voor het niet gebruikte deel van de profielholte.

•

Hij doet dienst als rotatie element voor het vormen van verschillende hoeken tussen de opvulelementen en het paalprofiel.

•

De afstandshouder kan snel en eenvoudig ingebracht worden.

•

De afstandshouder hoeft niet in hetzelfde materiaal te zijn als het paalprofiel. Dit werd ook vastgelegd in het lastenboek. Via deze weg kan er gespeeld worden met het design aspect van de balustrade.

Figuur 87; Functies afstandshouder

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

96

7.2.2 Voorstudie Verschillende

voorstellen

worden

gedaan

voor

de

uitwerking

van

de

afstandshouder.

7.2.2.1 Voorstel 1 Uitwerking van een clips in verenstaal die in de profielholte wordt geklikt. Enerzijds dient de clips als steunvlak voor de opvulelementen, anderzijds beschikt hij over een uitsparing waarin een staafje kan geplaatst worden die rotatie van de opvulelementen mogelijk maakt. Hoervoor moeten er in de opvulelementen op de juiste afstand gaten geboord worden.

Figuur 88: Voorstel 1

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

97

Figuur 89: Detail clips voorstel 1

7.2.2.2 Voorstel 2 Er wordt terug gebruik gemaakt van dezelfde clips alleen wordt het staafje vervangen door een veersysteem dat in het opvulelement wordt geplaatst.


Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

98

7.2.2.3 Voorstel 3 Door het aanpassen van de profielholte wordt de uitwerking van de clips overbodig. Deze afstandshouder in aluminium wordt eenvoudigweg in de holte gedraaid en vastgeklikt. (zie rechts op de figuur) Indien men een tussenschot onder een bepaalde hoek wenst te monteren dan wordt deze eerst aan de afstandshouder vastgeschroefd en in het paalprofiel geschoven. (zie links op de figuur)


Figuur 92: Detail voorstel 3

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

99

7.2.3 Voorstel 3: Testmaquette

Figuur 93: Testmaquette

Figuur 94: Links: Scharnierwerking 1 Figuur 95: Rechts: Scharnierwerking 2

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

100

Wanneer er een extra uitsparing wordt gemaakt in het paalprofiel is het mogelijk om met dezelfde afstandshouder een scharnierfunctie te integreren. Denk hierbij aan de integratie van een poortje.

Figuur 96: Links: Ingebouwd scharnier open Figuur 97: Rechts: Ingebouwd scharnier toe

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

101

7.2.4 Technische tekening

Figuur 98: Technische tekening afstandshouder

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

102

7.3 Paalprofiel 7.3.1 Vooronderzoek Voor de uitwerking van het principeprototype wordt gewerkt met volle MDF profielen. Om een idee te krijgen van de hoofdafmetingen van een Twinson® paalprofiel wordt de vergelijking gemaakt met hardhout en naaldhout. 32 Theoretische vergelijking Twinson® / hardhout / Naaldhout Twinson® E (N/mm²)

Hardhout

Naaldhout

8500-10000

8000-10000

400-1000

400-600

0.8

0.55

5000-7000

In vezelrichting Loodrecht op vezel Densiteit (kg/dm³)

1.41

Tabel 9: Theoretische vergelijking Twinson® / hardhout / naaldhout

Voor de berekening van de doorbuiging bij hout is de E-modulus in de lengterichting van doorslaggevende aard. Doorbuiging: Voor een verdeelde belasting, eenzijdig ingeklemd, geldt : Fmax =

Q.L³

waarbij Q = q.L en Fmax bij Lmax

8 E.I Dit benadert het geval voor een steunpaal bij windbelasting. Voor de berekening nemen we de waarde van E-modulus als het gemiddelde van de opgegeven waarden. Steunpaal Indien een paal uit naaldhout met een doorsnede van 90x90mm wordt vergeleken met een paal uit Twinson®, kan gesteld worden dat voor een gelijke doorbuiging: Q.L³ 8 E(hout).I(sectie hout)

=

Q.L³ 8 E(Twinson®).I(sectie Twinson®)

of E.I moet in beide gevallen even groot zijn. 32

Uitwerking gebeurde in het RTC labo van Deceuninck NV. Onderstaande tekst is een samenvatting van het vrijgegeven rapport.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

103

Gezien de E-modulus van Twinson® en hout zich verhouden als 2/3, moet I (traagheidsmoment) van Twinson® 3/2 zijn van dat van de houten paal. Voor een vierkante Twinson®-paal met een wanddikte van 5mm of 6mm is dit :

Na bovenstaande analyse worden de hoofdafmetingen van het paalprofiel vastgelegd. Hierop worden verdere analyses en berekeningen uitgevoerd.

Figuur 99: Hoofdafmetingen paalprofiel

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

104

•

Joiner: een inwendige holte voor het inbrengen van haaks verbindingsstuk in combinatie met een minifix. Om deze functie te evalueren wordt onmiddellijk een test uitgevoerd op het principeprototype.

Figuur 100: Minifix

Figuur 101: Minifix uitgetest op principeprototype

•

16 mm for minifix: de minimale ruimte nodig om de minifix in te brengen.

•

Reinforcement chamber: de interne holte voor het inbrengen van een versterkingsprofiel in staal.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

105

7.3.2 Vormstudie Rekening houdend met de beperkingen van het extrusieproces wordt een vormstudie gedaan. De genomen beslissing wordt toegepast en geëvalueerd op het principeprototype.

Figuur 102: Vormstudie

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

106

Er wordt gekozen voor de bovenste vormvariant:

Figuur 103: Vormstudie toegepast op principeprototype

Figuur 104: Detail toegepaste vormstudie

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

107

7.3.3 Profielaanpassing aan de afstandshouder Door de keuze van de afstandshouder, moet de oorspronkelijke profieldoorsnede aangepast worden van een rechthoekige naar een ronde profielholte. Door de aanpassing naar de gekozen vormstudie verandert ook de plaatsing van de holtes voor de minifix.

Figuur 105: Profielaanpassing aan de afstandshouder

7.3.4 Sterkteberekeningen33 en versterkingsprofiel Om

over

te

stappen

naar

de

technische

tekening

dienen

de

nodige

sterkteberekeningen worden uitgevoerd en teruggekoppeld aan de gekozen vorm. De sterkteberekeningen worden uitgevoerd in combinatie met een zoektocht naar het geschikte versterkingsprofiel. Voor dit versterkingsprofiel zijn er verschillende mogelijkheden:

33

Sterkteberekeningen uitgevoerd met Microstation V8 2004

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

108

•

Gebruik maken van standaard buisprofielen:

Figuur 106: Versterkingsprofiel 1

•

Gebruik maken van standaard I – profielen.


•

Deceuninck NV laat zelf een profiel plooien.


Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

109

Profiel Buisprofiel I - Profiel Geplooid

70x30x4 IPE - 80 /

Ix 231 323 259

Iy 355 432 419

Tabel 10: Vergelijkende tabel versterkingsprofielen

Voor het opstellen van de technische tekening wordt verder gewerkt met een I – profiel als versterkingselement 34. Eenmaal gekozen voor dit versterkingsprofiel wordt op basis van de gewichtsbepaling van de tussentijdse profieldoorsnede een vergelijkende kostprijsberekening 35 gedaan tussen Twinson® en hardhout.

Figuur 109: Tussentijdse profieldoorsnede

34 35

Zie bijlage 3 voor de technische gegevens van het versterkingsprofiel IPE - 80 Zie bijlage 4 voor de kostprijsvergelijking

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

110

7.3.5 Profielaanpassing aan het versterkingsprofiel Eenmaal de volledig vorm vastgelegd en het versterkingsprofiel gekozen, wordt een laatste profielevaluatie gedaan.

Figuur 110: Laatste profielevaluatie

Hieruit blijkt dat: •

Er slechts 2 holtes vereist zijn voor de minifix in plaats van 3 36.

•

De profielhoogte van 100mm nog kan verminderen.

•

Er moet gewerkt worden met een verschillende profieldikte. Voor binnenwanden: 3mm Voor buitenwanden: 4mm

•

Er

overal

moet

gewerkt

worden

met

minimale

afrondingen

om

de

extrudeerbaarheid van het profiel te optimaliseren. Deze afronding staat uiteraard in relatie met de minimale draaddikte van de vonkerosie-machine voor het eroderen van de spuitkop. •

De top van het profiel kan verlicht worden door gebruik te maken van 2 kleine steunvlakjes.

36

Op basis van de uitgevoerde test in 7.3 Paalprofiel

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

111

7.3.6 Optimalisatie Bovenstaande profielevaluatie wordt toegepast:

Figuur 111: Profieloptimalisatie

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

112


Figuur 112: Technische tekening paalprofiel

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

113

7.3.8 Minifix Uit de gebruikerstest van de minifix toegepast op het MDF paalprofiel bleken de bekomen resultaten voor de stiften nog niet optimaal. Na overleg met de leverancier van dit onderdeel, wordt een eigen stift uitgewerkt. In vergelijking tot de bestaande stift: •

Zijn de beentjes van de eigen stift langer wat zorgt voor een grotere krachtenopvang bij een welbepaald aangelegd moment.

•

Beschikt de eigen stift over groeven zodat de klant kan kiezen of hij de modules dichtschroeft of dichtlijmt.

Figuur 113: Minifix in het paalprofiel

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

114

Figuur 114: Technische tekening minifix

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

115

7.4 Planken als opvulelement 7.4.1 Vooronderzoek Analoog als voor een paal geldt voor een verdeelde belasting opgehangen op 2 punten : Fmax =

5 Q.L³ waarbij Q = q.L en Fmax bij L/2 384 E.I

Dit benadert het geval voor een plank bij windbelasting. Voor de berekening worden de waarde van de E-modulus als het gemiddelde van de opgegeven waarden genomen. Voor een plank kan dezelfde redenering worden gevold als voor een paalprofiel en een houten plank van 95x20mm vervangen door een Twinson® – equivalent.

Op deze voorstudie werd verder geëxperimenteerd en momenteel kan men planken van 16x100mm extruderen, mits het voorzien van de nodige versterkingsribben.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

116

7.4.2 Vormstudie en sterkteberekeningen37 Als standaard opvulelement wordt er gewerkt met planken. Op de vormstudie worden onmiddellijk de nodige sterkteberekeningen uitgevoerd. Bij de montage van de balustrade die onder een hoek wordt geplaatst, worden de planken op de kopse kant aan de afstandshouder aangetrokken met schroeven. Om dit mogelijk te maken moeten er 2 tubuli voorzien worden in de planken.


37

Sterkteberekeningen uitgevoerd met Microstation V8 2004

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

117


Figuur 117: Voorstel 3 38

38

Bij voorstel nummer 3 wordt er gebruik gemaakt van een nieuw ontwikkeld verbindingssysteem in Twinson®. Wegens de voorlopige geheimhouding van dit concept wordt het verbindingssysteem niet weergegeven op de afbeelding.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

118


Figuur 118: Technische tekening planken

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

119

7.5 Montagevoet Deze systeemcomponent wordt uitbesteed en door een externe firma uitgewerkt op basis van de officiële technische tekening. De montagevoet wordt gemaakt in roestvrij staal A2 en beschikt over 2 gaten waarmee hij met de nodige bevestigingsmaterialen aan de grond kan worden bevestigd. De boringen zijn voorzien op het gebruik van zowel houtbouten als zeskantbouten voor staalconstructies. Na de productie van de montagevoet wordt nadien door een externe firma het versterkingsprofiel op de montagevoet gelast.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

120

Figuur 119: Technische tekening montagevoet

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

121

7.6 Afdekkapje Deze systeemcomponent wordt uitbesteed en door een externe firma uitgewerkt op basis van de technische tekening. Het afdekkapje is een aluminium gietstuk en heeft een dubbele functie. Enerzijds staat het in voor het afdekken van het paalprofiel bij de klassieke opbouw, anderzijds zorgt het voor de camouflage van de montagevoet bij de klassieke en modulaire opbouw.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

122

Figuur 120: Technische tekening afdekkapje

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

123

7.7 Afwerkingsprofiel Wanneer er gekozen wordt voor de klassieke opbouw dan moeten de uiterste paalprofielen kunnen afgewerkt worden. Omdat het onmogelijk is om de profielholte volledig te vullen met afstandshouders wordt een extra afwerkingsprofiel ontworpen. Dit afwerkingprofiel volgt de vorm van het paalprofiel zodat het geheel onopvallend en esthetisch kan worden afgewerkt. Het afwerkingsprofiel wordt in 2 verschillende uitvoeringen aangeboden in de 8 Twinson® kleuren. Daarnaast zijn de uitvoeringen ook verkrijgbaar in aluminium.

Figuur 121: Gekarteld afwerkingsprofiel

Figuur 122: Productgamma

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

124

Figuur 123: Technische tekening afwerkingsprofiel

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

125

8. Prototype

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

126

Voor de bouw van het prototype wordt gebruik gemaakt van houten standaard balken die op elkaar worden gelijmd zoals is weergegeven op onderstaande afbeelding. Nadien wordt de contour van het paalprofiel uitgezaagd.

Figuur 124: Uitwerking van het prototype

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

127

Voor de bouw van het prototype wordt net zoals bij de uitwerking van het technisch prototype gekozen voor de bouw van een module. Na het op maat zagen van de 3 stukken paalprofiel en de opvullatten worden alle oneffenheden weggewerkt met polyester plamuur. Na het opschuren van alle elementen wordt de module geassembleerd, geplamuurd en opgeschuurd.

Nadien wordt ieder

element geschilderd met een geschikte primer.

Figuur 125: Assemblage prototype

Figuur 126: Aanbrengen van de primer

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

128

Om de afstandshouders weer te geven, wordt een aluminium buisprofiel op lengte verzaagd. Vooraleer het geheel te assembleren 39, worden alle houten elementen geschilderd. Voor het paalprofiel viel de keuze op amandelbeige, voor de opvullatten op olijfgroen.

Figuur 127: Het resultaat

39

Bij de assemblage van de module wordt slecht 1 zijde opgevuld met latten. In de andere kant wordt later een polycarbonaat plaat geschoven om zo de systeemmogelijkheden beter duidelijk te maken aan de bezoeker van de eindwerktentoonstelling.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

129

9. Resultaat

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

130

9.1 Twinson® O – Fence O – Fence biedt u de oplossing voor het afbakenen van uw terras, grasperk, zwembad,… Met het O – Fence paalprofiel kan u uw tuin afbakenen naar wens. U kan kiezen tussen een modulaire of klassieke opbouw. Daarnaast hebt u de keuze tussen verschillende opvulelementen, gaande van een glad afgewerkte plank, een plank met structuur tot een polycarbonaat plaat. Door zijn hoge duurzaamheid biedt O – Fence u een levenslange garantie. De onderhoudsarme profielen zijn waterbestendig, vrij van splinters en bestand tegen insecten. De combinatie met een aluminium afstandshouder en afdekkapje maakt van de balustrade een esthetisch afgewerkt geheel.

Figuur 128: Productimage O - Fence

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

131

Om een optimale integratie van de balustrade in uw tuin te garanderen wordt O – Fence aangeboden in verschillende kleuren.

Figuur 129: Kleuraanbod O - Fence

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

132

9.2 Montagevolgorde 9.2.1 Klassiek systeem

Figuur 130: Klassiek systeem

Bij de opbouw van het klassieke systeem moeten de volgende montagestappen worden gevolgd: •

Uitlijnen en plaatsen van de montagevoeten.

•

Afdekkapjes over de montagevoet schuiven.

•

De op maat gezaagde paalprofielen over de montagevoeten schuiven.

•

Afwisselend een afstandshouder indraaien / vastklikken en een plank inschuiven.

•

Het geheel afwerken met het afdekkapje en de afwerkingsprofielen.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

133

9.2.2 Modules

Figuur 131: Modulair systeem

Bij de opbouw van het klassieke systeem moeten de volgende montagestappen worden gevolgd: •

Uitlijnen en plaatsen van de montagevoeten.

•

Afdekkapjes over de montagevoet schuiven.

•

De paalprofielen op maat zagen, rekening houdend met een nog te voorziene afschuining van 45°.

•

De afschuining onder 45° voorzien.

•

De gaten voorzien voor de minifix indien er niet gekozen wordt voor het geheel te verlijmen.

•

De paalprofielen over de montagevoeten schuiven.

•

Afwisselend een afstandshouder indraaien / vastklikken en een plank inschuiven met uitzondering van de bovenste afstandshouder.

•

Het horizontale paalprofiel opmeten en voorzien van 2 afschuiningen van 45°.

•

De gaten voor de potjes van de minifix boren.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

134

•

De minifixen in het horizontale paalprofiel aanbrengen.

•

Het horizontale paalprofiel op de verticale schuiven en aantrekken.

Figuur 132: De minifix in het horizontale paalprofiel

•

De bovenste afstandshouder vastklikken om het geheel af te werken.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

135

10. Algemeen besluit

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

136

10.1 Terugkoppeling aan het lastenboek Materiaaleisen: •

O – Fence bestaat voor 70 procent uit Twinson®. Daarentegen zorgt de vormgeving van het paalprofiel en de opvulelementen dat het geheel niet te zwaar oogt.

•

De combinatie van Twinson® en aluminium maakt van O – Fence een esthetisch afgewerkt geheel. De keuze tussen een afwerkingslatje in Twinson® of aluminium zorgt ervoor dat de klant het geheel naar eigen smaak kan afwerken. Hier kan zelfs

bij

de

keuze

van

Twinson®

gespeeld

worden

met

verschillende

kleurencombinaties. •

Bij de verder uitwerking van O – Fence kunnen verschillende accessoires worden aangeboden. De vormgeving van het paalprofiel leent zich uitstekend voor een upgrade; zo kan er een handleuning worden opgeschroefd of een verlichting worden geïntegreerd waarbij de bekabeling wordt weggewerkt in het paalprofiel.

•

Aluminium is een sterk metaal dat niet vervormt en niet wordt aangetast door uvstraling (zon) of vochtigheid. Daarnaast ondervindt aluminium geen last van temperatuurschommelingen of wisselende weersomstandigheden. De combinatie van Twinson® en aluminium is bijgevolg een verantwoorde keuze. Systeemvereisten:

•

O – Fence voldoet aan alle vooropgestelde systeemvereisten van 4.3.2

•

Door gebruik te maken van de montagevoet en het daarbij horende versterkingsprofiel kan O – Fence gemonteerd worden op iedere ondergrond. Met behulp van zeskantbouten voor staalconstructies of houtbouten wordt de montagevoet aan de ondergrond bevestigd.

•

Door de materiaaleigenschappen van Twinson® kan het paalprofiel ook rechtstreeks worden ingegoten in beton.

•

Men heeft dus de keuze om het systeem afhankelijk of onafhankelijk van de ondergrond te plaatsen. Technische eisen:

•

Door de keuze van een modulair paalprofiel en een afstandshouder die voorziet in verschillende systeemvereisten wordt het aantal extrusielijnen beperkt.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

137

•

Voor de nabewerking van het paalprofiel wordt er gekozen voor het standaard borstelproces.

De

profieldoorsnede

valt

binnen

het

aanvaardbare

aantal

borsteloppervlakken. •

Zoals te zien op de technische tekening van het paalprofiel, wordt er kostenbesparend 40 gewerkt door het werken met verschillende wanddiktes. Montage-, demontage- en onderhoudseisen:

•

O – Fence kan geplaatst worden door de doorsnee hobbyist die beschikt over standaard gereedschap. De uitlijning van de montagevoeten dient nauwkeurig te gebeuren, de rest van de opbouw van de balustrade is schuif- en klikwerk.

•

Voor de montage van de modules wordt gewerkt met een minifix. Dit bestaande systeem is afkomstig uit de meubelbouw en mag dus voor de doorsnee hobbyist geen probleem vormen.

•

De paalprofielen en planken worden op een standaard lengte geleverd en kunnen met een cirkelzaag op maat worden gezaagd.

•

Indien het nodig is kan de balustrade snel uit elkaar gehaald worden.

•

Doordat de afstandshouder met een kliksysteem stevig in het paalprofiel wordt geklikt, kan de balustrade gemakkelijk worden afgespoten met een hogedrukreiniger. Transporteisen:

•

Door de vormgeving van het paalprofiel kunnen de profielen mits de nodige uitwerking eenvoudig en plaatsbesparend gestapeld worden.

40

•

De profielen verlaten Deceuninck NV op een standaardlengte van 6m.

•

De profielen worden intern vervoerd op de geschikte paletten van 6m.

De kostprijs van Twinson® wordt vastgelegd per kg per m.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

138

10.2 Vervolg Vanuit de opgestelde technische tekeningen wordt een profieldoorsnede gemaakt van de extrusieproducten (paalprofiel, afstandshouder en afwerkingsprofiel) door middel van rapid-prototyping - technieken. Op dit prototype worden de nodige testen uitgevoerd, indien nodig worden de technische tekeningen aangepast. Eenmaal deze tekeningen aangepast zijn, wordt er een officiële technische tekening gemaakt die aan een profilecheck 41 wordt onderworpen. Eenmaal de profilecheck en de nodige aanpassingen uitgevoerd, kan het ontwikkelen van de spuitkop beginnen. Voor deze uitwerking worden eerst de nodige vloeisimulaties uitgevoerd. Voor het uitvoeren van een testextrusie moet ook de extrusielijn correct worden opgebouwd. De plaatsing van de koelkalibers, koelbaden, trek- en borsteleenheid wordt hierbij bestudeerd. Parallel met bovenstaand proces worden door externe firma’s een analoog proces doorlopen voor het afdekkapje, de afstandshouder en de montagevoet. Eenmaal de productie van O – Fence op volle toeren draait, kan het systeem geüpgrade worden. Door het bedenken van accessoires wordt het O – Fence gamma uitgebreid.

10.3 Slotwoord Na de verschillende ontwerpopdrachten die ik de voorbije 3 jaar voorgeschoteld kreeg, keek ik er in het begin van het jaar naar uit om aan mijn eerste grote project te beginnen. Het was een project waarbij technische en sociale kennis werd bijgebracht, mijn franse talenknobbel bijgeschaafd en mijn creativiteit ten volle benut.

41

Profilecheck: benaming binnen Deceuninck NV voor de laatste profielcontrole vooraleer het geheel in productie gaat.

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

139

11. Literatuurlijst

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

140

Literatuur De Clippeleer W., Tabellenboek voor metaaltechniek Wolters Plantijn, Deurne, Vijfde druk ISBN: 90 301 5695 3 Sapa, Het ontwerp handboek Sapa Profiler AB en J&L Annonsbyar AB, Tweede gereviseerde editie Metaalcompagnie “Brabant NV”, Het MCB boek, Metaalcompagnie Brabant, Achtste herziene druk Deceuninck NV – Product Development, Ontwerpdossier Twinson® Deceuninck NV, Hooglede – Gits

Papers Guo G., Rizvi G.M., Park C.B., Lee Y.H. Extrusion foaming of wood-fiber / plastic composites with gas injection (Paper No.: 3761) Deceuninck NV – Labo, CEN TC 249 WG 13 Deceuninck NV, Hooglede – Gits

Magazines Shape, Volle vaart vooruit Magazine van de Sapa Groep – Editie 1 2005 Shape, Lastige klus voor stoere auto Magazine van de Sapa Groep – Editie 2 2006 Aluminium, Verbindingstechnieken en oppervlaktebehandeling Vakblad over aluminium en aluminiumlegeringen 22e jaargang – maart 2007

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

141

Databases Deceuninck NV – RTC, databank voor alle tests uitgevoerd opTwinson® Deceuninck NV, Hooglede – Gits

Websites http://www.Deceuninck.com http://www.Twinson.net http://www.creax.com http://www.metaalwinkel-metalen.nl http://www.woodplasticcomposites.org http://www.avcnv.be http://www.woonwebsite.nl http://www.verandadeck.com http://www.deckorators.com http://www.sheerline.co.uk http://www.composatron.com http://www.vertainteed.com http://www.glas-stax.com

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

142

Bernd Wolfvelde

Twinson® O - Fence

143

12. Bijlagen

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

1

Bijlage 1: Benchmarks

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

2

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

3

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

4

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

5

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

6

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

7

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

8

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

9

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

10

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

11

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

12

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

13

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

14

Bijlage 2: Triz methode What is TRIZ? The Soviet initiated Theory of Inventive Problem Solving, TRIZ, is a series of tools, methods and strategies developed through over 1500 person years of research and the study of over two million of the world's most successful patents. The key findings of TRIZ research are that: 1. All innovations emerge from the application of a very small number of inventive principles and strategies. 2. Technology evolution trends are highly predictable. 3. The strongest solutions transform the unwanted or harmful elements of a system into useful resources. 4. The strongest solutions also actively seek out and destroy the conflicts and tradeoffs most design practices assume to be fundamental. TRIZ offers users access to the knowledge and experiences of the world's finest inventive minds. It is intended to complement and add structure to our natural creativity rather than replace it. TRIZ can be used in a number of different ways. An overall process enables users to systematically define and then solve any given problem or opportunity situation. Some users will rigorously apply this process. Others are happier extracting individual elements from the overall structure and using those. The CREAX Innovation Suite software implementation allows users significant flexibility in how to use TRIZ, offering both an over-riding structure and access to individual problem definition and solving tools. Although TRIZ is easily the most exhaustive creativity aid ever assembled, it does contain some gaps and holes. In keeping with TRIZ philosophy, CREAX Innovation Suite has looked outside TRIZ at the best of creativity practice from all disciplines and integrated them together into a seamless whole. The overall aim of CREAX Innovation Suite has been to construct a problem definition and solving process that works for any situation

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

15

users may care to throw at it - whether that be technical or non-technical, simple or complex, highly constrained or clean-sheet, step change innovation or incremental improvement, or focused on products, processes or services. TRIZ effectively strips away all boundaries between different scientific, engineering and creative discipline and its effectiveness has been proved across a broad spectrum of fields and problem types. TRIZ is both simple and complex. To learn and gather a working knowledge of the whole structure will probably take six months. Some people are prepared to make this investment, and others are not. Those that are not usually take great comfort from the fact that they will be able to learn and realise significant benefit from just a short exposure to individual elements of the overall structure. In many instances these benefits are enough. We've tried to design CREAX Innovation Suite to suit every individual requirement. The basic version of the software contains the most useful of the individual tools and strategies. A collection of add-on tools allows the software to grow with evolving user skills and requirements. TRIZ is different to most other creativity aids, and quite appear a little unnatural at first. Here are some of the things that may help how you think about TRIZ and the way you will use it: TRIZ Basics:

TRIZ is about providing means for problem solvers to access the good solutions obtained by the world's finest inventive minds. The basic process by which this occurs is illustrated below. Essentially, TRIZ researchers have encapsulated the principles of good inventive practice and set them into a generic problem-solving framework. The task of

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

16

problem definers and problem solvers using the large majority of the TRIZ tools thus becomes one in which they have to map their specific problems and solutions to and from this generic framework. The Four Pillars of TRIZ: 1500 person years of TRIZ research have produced a significant number of innovation tools and methods. This section offers a brief summary of the four main elements that make the method distinct from other innovation and problem solving strategies. Pillar 1: Contradictions: TRIZ researchers have identified the fact that the world's strongest inventions have emerged from situations in which the inventor has successfully sought to avoid the conventional trade-offs that most designers take for granted. More importantly they have offered systematic tools through which problem solvers can tap into and use the strategies employed by such inventors. The most commonly applied tool in this regard is the Contradiction Matrix - a 39x39 matrix containing the three or four most likely strategies for solving design problems involving the 1482 most common contradiction types. Probably the most important philosophical aspect of the contradiction part of TRIZ is that, given there are ways of 'eliminating' contradictions, designers should actively look for them during the design process. Pillar 2: Ideality: While studying the patent database, TRIZ founder Genrich Altshuller identified a trend in which systems always evolve towards increasing 'ideality' and that this evolution process takes place through a series of evolutionary S-curve characteristics. A key finding of TRIZ is that the steps denoting a shift from one S-curve to the next are predictable. A number of underlying technology evolution trends consistent with the ideality concept have been identified during the course of research on the global patent database. Used as a problem definition tool, the ideality part of TRIZ encourages problem solvers to break out of the traditional 'start from the current situation' type of thinking, and start instead from what is described as the Ideal Final Result (IFR). The simple definition of IFR is that

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

17

the solution contains all of the benefits and none of the costs or 'harms' (environmental impact, adverse side-effects, etc). Although there are many instances where systems have been seen to evolve all the way to their Ideal Final Result, many have not. The method gets users to think about these situations by working back from the IFR to something which is practicably realisable. Generally speaking these solutions incorporate the concept of systems solving problems 'by themselves'. The key word is 'self'; things that achieve functions by themselves - self-cleaning, self-balancing, self-heating, selfaerating, etc - all represent, when incorporated in a true TRIZ fashion, very powerful and resource-efficient solutions. Pillar 3: Functionality: Although the functionality aspects of TRIZ owe a significant debt to the pioneering work on Value Engineering, the method of defining and using functionality data is markedly different; sufficient at the very least to merit discussion as a distinct paradigm shift in thinking relative to traditional occidental thought processes. Three aspects are worthy of particular note: 1.

The idea that a system possesses a Main Useful Function (MUF) and that

any system component which does not contribute towards the achievement of this function is ultimately harmful. In a heat exchanger, for example, the MUF is to transfer heat to the working medium; everything else in the system is there solely because we don't yet know how to achieve the MUF without the support of the ancillary components. (Systems may of course perform several additional useful functions according to the requirements of the customer.) 2.

In traditional function mapping, the emphasis is very much on the

establishment of positive functional relationships between components. TRIZ places considerable emphasis on plotting both the positive and the negative relationships contained in a system, and, more importantly, on using the function analysis as a means of identifying the contradictions, in-effective, excessive and harmful relationships in and around a system. Function and attribute analysis thus becomes a very powerful problem definition tool.

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

18

3.

Functionality is the common thread by which it becomes possible to share

knowledge between widely differing industries. A motor car is a specific solution to the generic function 'move people', just as a washing powder is a specific solution to the generic function 'remove solid object'. By classifying and arranging knowledge by function, it becomes possible for manufacturers of washing powder to examine how other industries have achieved the same basic 'remove solid object' function. 'Solutions change, functions stay the same' is a message forming a central thread in the TRIZ methodology: People want a hole not a drill. Pillar 4: Use of resources: The Resources part of TRIZ relates to the unprecedented emphasis placed on the maximisation of use of everything contained within a system. In TRIZ terms, a resource is anything in the system which is not being used to its maximum potential. TRIZ demands an aggressive and seemingly relentless pursuit of things in (and around) a system which are not being used to their absolute maximum potential. Discovery of such resources then reveals opportunities through which the design of a system may be improved. In addition to this relentless pursuit of resources, TRIZ demands that the search for resources also take due account of negative as well as the traditionally positive resources in a system. Thus the pressures and forces we typically attempt to fight when we are designing systems, are actually resources. By way of an example of this 'turning lemons into lemonade' concept, TRIZ users often think of resonance as a resource. This is in direct contradiction to most Western practice, where resonance is commonly viewed as something to be avoided at all costs. TRIZ says that somewhere, somehow, resonance in a system can be used to beneficial effect. In effect, resonance is a potent force lever capable of amplifying small inputs into large outputs. Resonance is currently being used to generate beneficial effects in a number of new product developments from vacuum cleaners, paint stripping systems on ships (firing a pulsed jet of water - existing resource! - at the local resonant frequency of the hull), and in helping to empty trucks carrying powder-based substances more quickly. Thinking in SPACE and TIME While not strictly speaking a TRIZ development, TRIZ researchers have also recognized the enormous importance of thinking about situations from all angles. TRIZ

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

19

users are continuously changing their perspective on problems - zooming in to look at the fine details, zooming out to see the bigger picture, and thinking about how the situation is affected by changing time - whether that be nano-seconds or decades - in both the past and future. This is not a natural process for most people - our brains aren't wired that way - and so CREAX Innovation Suite contains tools to help in the process of thinking in TIME and SPACE.

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

20

Bijlage 3: Technische gegevens IPE – 80

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

21

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

22

Bijlage 4: Kostprijsvergelijking Twinson / Hardhout

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

23

Bijlage 5: Planning in MS Project

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

24

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

25

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

26

Bernd Wolfvelde

Twinson O – Fence

27

Twinson EINDWERK: O - Fence. Bernd Wolfvelde. Studiegebied Industriële Wetenschappen en Technologie. Opleiding Industrieel Ingenieur

Recommend Documents