Circular Box

"Box-achtige” sandwichproducten komen veelvuldig voor in de mobiliteits- en logistiektoepassingen o.a. vanwege hun lichte gewicht en stijfheid. Denk hierbij aan elektrische “thuisbezorg-autootjes”, lichte bestelwagens en trailers (paardentransport) en transportkisten.
Deze producten bestaan in hun huidige vorm uit stijve en lichte wanden (vaak composiet sandwichpanelen) die samengesteld worden met randverstijving en brackets: veelal aluminium inkoopdelen. De verbindingstechnologie bestaat uit verlijming, boutverbindingen of klinknageltechnologie. De product is vaak een Multi-Material Solution en hierdoor moeilijk te recyclen.
De toekomstige Europese wetgeving 2030 (Green Deal) dwingt de bedrijven die deze boxen anders te ontwerpen en produceren, en na te denken over “End of Life” consequenties. Hierbij is vooral de inzet van te hergebruiken of recyclen van materialen..
Voor de bedrijven betekent dit onder andere: kan ik de panelen hergebruiken ‘as is’ of moeten deze panelen omgezet worden naar een soort van grondstofvorm (bijvoorbeeld ‘flakes’), welke wederom voor een hoogwaardige toepassing kunnen worden ingezet. En welke technologieën (inclusief procesautomatisering) zijn daarvoor van toepassing.
Het huidige project, een samenwerking tussen bedrijven, hogeschool en brancheorganisatie, richt zich op bovenstaande vragen. Het spitst zich vooral toe op de circulariteit van deze ‘box-achtige’ sandwichproducten en doet onderzoek naar het hergebruik of recycling van de gebruikte thermoplastische sandwichpanelen en de demontage/assemblage-technieken daarvoor.
Het project start bij de classificering van het recyclaat uit sandwichpanelen en het kwalificeren van de verschillende grondstof vormen. Vervolgens wordt gekeken hoe deze materialen, al in een vroeg stadium in het ontwerpproces kunnen worden meegenomen. De verschillende materiaal verschijningsvormen zullen vervolgens via dit (her-)ontwerp in een demonstrator worden ondergebracht. Dit op basis van diverse productieprocessen, procescondities, andere randvoorwaarden.
Tenslotte zal de economische haalbaarheid worden bestudeerd met aandacht voor businessmodellen rondom integratie van recycling in de bestaande productie en/of aangevuld met automatisering. Naar inschatting gaat het in West-Europese om een verbruik van circa 12,5 km2/jaar.

Eindrapportage

De vraag naar lichtgewicht vervoersmiddelen, variërend van elektrische thuisbezorg-auto’s tot lichte
bestelwagens en trailers (paardentransport) of generieke transportkisten, neemt toe. Een manier om deze
“box-achtige” structuren te maken is door composiet sandwichmateriaal te gebruiken. Het voordeel van deze
materialen is hun lichte gewicht en hoge stijfheid.
Met het oog op de Europese Green Deal (2030) dienen ook deze sectoren na te denken over hun
ontwerpen, productie en End of Life. Hierbij wordt vooral ingezet op hergebruik en recycling van materialen.
Deze uitdaging vormde het startpunt van het ‘Circulair Box’- project, waarin is onderzocht hoe deze
materialen her te gebruiken zijn en welke voorwaarden nodig zijn om tot zo hoogwaardig mogelijk recycling
te komen.
In dit project is toegepast onderzoek verricht naar de recycling mogelijkheden van composiet
sandwichmaterialen vanuit verschillende transportsectoren. Het project was opgedeeld in de volgende
segmenten: - - -
Classificatie van recyclaatstromen
Hierbij is gekeken naar het herverwerken van materiaal en het volledig recyclen, waarbij het
materiaal is verkleind in formaat en vervolgens verwerkt met verschillende verwerkingstechnieken
(spuitgieten, extruderen, etc). In combinatie met virgin benchmarks is een uitgebreide dataset
(recyclaat classificatie) opgebouwd van de verschillende materiaalstromen.
Verwerkingsprocessen
Onderzocht is welke processen geschikt zijn om de recyclaatstromen te verwerken: van het
verkleinen van het materiaal tot granulaatproductie, spuitgieten, 3D-printen, low-shear extrusie,
stampvormen en vacuümvormen. Hierdoor is inzicht verkregen in de technische haalbaarheid en
beperkingen van elke methode, en is een overzicht gegenereerd die deze sleuteltechnologieën
omschrijft.
Validatie van processen met demonstrators
Met bovenstaande verwerkingsprocessen zijn verschillende, partner specifieke demonstrators
gemaakt. Enkele voorbeelden hiervan zijn een uit sandwichmateriaal gevouwen wielbak, en een
geperst doorvoerluik voor containers, waarmee de praktische toepasbaarheid van de onderzochte
processen is aangetoond.
Met deze inzichten vormt het project een waardevolle basis voor verdere opschaling van circulaire
toepassingen binnen lichtgewicht transport, en biedt duidelijke handvatten voor toekomstige circulaire
ontwerpstrategieën.