Wat is thermovormen?

Thermovormen is een vormgevingstechniek waarbij men gebruik maakt van hitte om materiaal gemakkelijker in een andere vorm te brengen. Thermovormen wordt in de praktijk ook wel vacuümvorming genoemd. Het is een vormgevingstechniek waarbij men geen verspanende technieken toepast. Bij verspaning haalt men kleine deeltjes van het basismateriaal af om een vorm te laten ontstaan. Bij thermovormen doet men dit niet maar maakt men gebruik van warmte zodat het materiaal vloeibaar of deegachtig wordt. Daardoor kan het materiaal makkelijker in de juiste vorm worden gedrukt, gebogen of getrokken.

Toepassing van thermovormen
Men past het thermovormen in de vormgevingstechniek toe op materialen die doormiddel van verwarming plastisch worden. In de praktijk wordt het thermovormen voornamelijk op kunststoffen toegepast. Kunststoffen die doormiddel van verwarming plastisch worden vallen onder de benaming thermoplasten en worden ook wel plastics genoemd. Het thermovormproces verschilt van het koudvormen omdat bij het koudvervormen het materiaal niet wordt verwarmd.

Men kan doormiddel van thermovormen verschillende producten maken. Denk hierbij aan de kunststofbehuizing van elektrische apparaten. Deze apparaten zijn door het kunststof geïsoleerd waardoor het kunststof een dubbele functie vervuld. Naast behuizing voor elektrische apparaten kunnen ook speelgoedproducten en een enorme hoeveelheid aan bakjes, kisten,  emmers, kuipjes en verpakkingsmaterialen doormiddel van thermovormen worden geproduceerd.

Voor welke materialen is thermovormen geschikt?
Thermovormen is geschikt voor zogenaamde thermoplasten. Dit zijn kunststoffen die doormiddel van warmte plastisch vervormbaar zijn. Een aantal voorbeelden hiervan zijn:

  • polyvinylchloride (PVC),
  • acrylonitril butadieen styreen (ABS),
  • polyetheen (PE),
  • polyethyleentereftalaat (PET),
  • polystyreen (PS)
  • polypropeen (PP).

Het is ook mogelijk om folies toe te passen die uit meerdere lagen bestaan van verschillende soorten kunststoffen. Dit zorgt er voor dat de kunststoffen elkaars eigenschappen aanvullen of versterken.

Hoe wordt het thermovormen gedaan?
Als men thermovormen toepast zal men in eerste instantie onderscheid moeten maken tussen het materiaal en de toepassing. Als men bijvoorbeeld dunne folie toepast van 0,2 mm dikt tot 1,5 mm dik is het proces iets anders dan wanneer men dikkere kunststoffen doormiddel van thermovormen wil vervormen. Dunne folies worden over het algemeen op een grote rol aangeleverd als halffabricaten. Dit wil zeggen dat het halffabricaat nog een bewerking of meerdere bewerkingen moet ondergaan voordat men kan spreken van een eindproduct. Als men gebruik maakt van dunne folies dan kan men vaak het halffabricaat in één machine integreren.

Dikke folie wordt over het algemeen aangeleverd als losse plaat. Deze dikkere platen worden meestal in verschillende stappen binnen het proces in de juiste vorm gebracht. Een voorbeeld van een proces waarin men dikke folie in de gewenste vorm brengt is hieronder beschreven

  1. Het folie-materiaal wordt onder een infraroodstraler geplaatst
  2. De infraroodstraler verwarmt het materiaal. Deze verwarming kan van één kant zijn maar ook van twee kanten tegelijk. Dit is afhankelijk van het verdere bewerkingsproces.
  3. De verwarmde folie wordt op een mal geplaatst en ingeklemd. Daarna wordt lucht uit de ruimten van de mal wordt weggezogen. Hierdoor ontstaat een vacuüm en is vacuümvorming mogelijk. Het verwarmde folie zal namelijk door het wegtrekken van de lucht door het vacuümproces dicht tegen de mal worden aangetrokken.
  4. Vervolgens kan men door geforceerd afkoelen de vorm fixeren. Men kan ook met perslucht aan de andere kant van de verwarmde folie gaan blazen om het proces te versnellen.
  5. In de laatste stap worden de vormen die in de vorige stap zijn ontstaan uit de folie gesneden of gestanst.

Afval dat tijdens dit proces ontstaat kan dikwijls worden hergebruikt. Men brengt dan het kunststof afval weer in de machine die folie maakt. Zo is het thermovormen economisch verantwoord en ook nog zo milieuverantwoord mogelijk.

Wat zijn gasleidingen en van welke materialen worden deze gemaakt?

Voor het transporteren van verschillende stoffen in gasvorm kan gebruik worden gemaakt van zogenoemde gasleidingen. Deze leidingen zijn buizen die gemaakt zijn van een metaallegering of van een kunststof. Gasleidingen worden in Nederland door verschillende specialistische bedrijven gelegd. Deze bedrijven kunnen onder andere onder de nutsbedrijven vallen zoals de Gasunie. Daarnaast zijn er veel reguliere bedrijven die in opdracht van nutsbedrijven gasleidingen aanbrengen. Het gaat hierbij meestal om aardgasleidingen. Er zijn echter ook andere gasleidingen die worden gelegd. Hieronder is meer informatie weergegeven over materialen die voor gasleidingen worden gebruikt en verschillende gassen die door gasleidingen heen kunnen stromen.

Welke materiaal kiest men voor een gasleiding?
Gasleidingen kunnen van verschillende materialen worden gemaakt. De keuze van het materiaal voor een gasleiding is afhankelijk van een aantal factoren:

  • Het soort gas dat getransporteerd wordt. Hierbij wordt extra aandacht besteed aan de risico’s op ontploffing, brand en ander schadelijke gevolgen zoals vergiftiging en verstikking die kunnen ontstaan wanneer gas uit de gasleiding ontsnapt.
  • De capaciteitseisen die worden gesteld aan het transport door de gasleiding. Kortom hoeveel gas moet worden getransporteerd op een bepaald moment. Dit bepaald mede de diameter van de leiding.
  • De druk waarmee gassen worden getransporteerd. De druk van gas heeft te maken met de capaciteitseisen. Als gassen snel getransporteerd moeten worden zal er veel druk op de gasleiding staan en moet de gasleiding van extra stevig materiaal worden gemaakt. Daarnaast worden ook extra hoge eisen gesteld aan de verbindingen waaruit het gasleidingtraject bestaat.
  • De invloeden van buitenaf die druk uitoefenen op de gasleiding. Hierbij kan gedacht worden aan bewegingen en trillingen die afkomstig zijn van gebouwen en machines waarin de gasleidingen zijn geplaatst.
  • Weersinvloeden zoals wind, sneeuw, hagel en regen kunnen ook invloed hebben op gasleidingen die buiten zijn geplaatst.
  • Temperatuur heeft eveneens een invloed op de gasleiding. Hierbij kan gedacht worden aan de omgevingstemperatuur waar de gasleiding is geplaatst en aan de temperatuur van de gassen die worden getransporteerd.
  • Corrosievastheid is belangrijk wanneer een leiding geplaatst is in de buitenlucht en met name in een omgeving met zouten zoals een zeeklimaat.
  • De prijs is ook van invloed bij het bepalen van het materiaal van een gasleiding.

Welke gassen worden vervoerd door een gasleiding?
Er worden verschillende gassen door gasleidingen getransporteerd. Door gasleidingen of pijpleidingen wordt onder ander aardgas getransporteerd. Daarnaast zijn er gasleidingen waar perslucht doorheen stroomt. Ook zijn er gasleidingen voor zuurstofgas, koolwaterstoffen, stikstofgas en waterstofgas. Dit zijn slechts een aantal voorbeelden. In onder andere de procesindustrie worden zeer veel verschillende gassen doormiddel van pijpleidingen getransporteerd.

Bevestigingsmethodes voor gasleidingen
Gasleidingen kunnen op verschillende manieren aan elkaar worden bevestigd. De bevestigingsmethodes kunnen worden onderverdeeld in uitneembare verbindingen en niet-uitneembare verbindingen. Voorbeelden van uitneembare verbindingen zijn:

  • Verbindingen van flenzen die doormiddel van bouten aan elkaar worden verbonden. Deze verbindingen worden gemaakt door flensmonteurs die hiervoor een speciale opleiding of cursus hebben gehad.
  • Koppelingen die gebaseerd zijn op schroefdraadverbindingen kunnen uit elkaar worden gehaald en zijn dus uitneembaar. Deze koppeldingen kunnen doormiddel van fittingen worden gemaakt en worden gemaakt door pijpfitters en installatiemonteurs.

Niet-uitneembare verbindingen

  • Verbindingen die doormiddel van lassen tot stand worden gebracht. Hierbij kan men denken aan gasleidingen die aan elkaar worden verbonden doormiddel van autogeen lassen, TIG-lassen, Mig/Mag lassen en elektrode lassen. Een bijzonder lasproces dat in de buitenlucht voor gasleidingen kan worden toegepast is fleetwelding hierbij worden zogenoemde pipeline-laselektroden gebruikt.
  • Sommige verbindingen worden doormiddel van vervorming tot stand gebracht. Buizen worden in elkaar geplaatst en vervolgens wordt er met een machine een vervorming zoals een rand aangebracht in de buis. Door deze vervorming kan de leiding niet eenvoudig weer uitelkaar worden gehaald en weer in elkaar worden gezet. Men zal telkens opnieuw een onvervormde leiding of buis moeten gebruiken om een goede verbinding te maken.
  • Spiegelassen wordt ook wel stuiklassen genoemd en wordt onder andere toegepast bij kunststof gasleidingen. Hierbij worden de uiteinden van twee leidingen gesmolten tegen een hete plaat (deze plaat wordt ook wel spiegel genoemd). Na het verwijderen van de spiegel worden de gesmolten uiteindes van de buizen tegen elkaar gedrukt. Na het uitharden van het gesmolten kunststof ontstaat een stevige verbinding. Spiegellassen wordt toegepast bij verschillende kunststoffen zoals polyetheen (HDPE), polypropeen (PP) en Polyvinyldieenfluoride (PVDF). Spiegellassen of stuiklassen kan worden gedaan door een spiegellasser of stuiklasser. Meestal vormt spiegelassen een onderdeel van installatiewerk.

Naast het aansluiten, fitten en lassen van gasleidingen worden ook appendages aangebracht. Dit zijn onderdelen die met de installatie verbonden zijn zoals kleppen en afsluiters. Verder wordt er aan installaties ook meetapparatuur en regelapparatuur gemonteerd. Met meetapparatuur men bijvoorbeeld de temperatuur of de druk meten van de gassen die door de leidingen stromen. Daarnaast is er ook regelapparatuur waarmee onder andere de druk kan worden ingesteld. De meet- en regeltechniek is zeer nauwkeurige techniek waarbij elektrotechnische componenten, elektronica, software en mechanische componenten nauw met elkaar verbonden zijn. Deze apparatuur wordt aangebracht door specialisten. Meestal is dit een instrumentatiefitter, een onderhoudstechnicus Instrumentatie OTI of een servicetechnicus Electro STE.

Wat is stuiklassen in de metaaltechniek en wat is kunststof stuiklassen in de installatietechniek?

Stuiklassen is een lasmethode waarmee twee onderdelen van een werkstuk aan elkaar verbonden worden. Het woord ‘stuik’ komt uit de techniek en wordt ook in de bouw gebruikt. Zo wordt het woord ‘stuik’ gebruikt voor de afgezaagde uiteinden van planken. Planken kan men echter niet doormiddel van lassen aan elkaar verbinden. Stuiklassen heeft daarom niets met hout te maken. Stuiklassen wordt in de metaaltechniek gebruikt en in de installatietechniek. Doormiddel van stuiklassen worden metalen delen van een werkstuk in elkaars verlengde met elkaar verbonden.

Stuiklassen wordt echter ook gebruik voor het verbinden van kunststof leidingen. Een lasverbinding is een niet uitneembare verbinding. Ook een stuiklas is niet uitneembaar. Daarom moet een stuiklas meteen goed aangebracht worden. mocht een stuiklas verkeerd zijn aangebracht dan zal men met geweld de gelaste delen weer uit elkaar moeten halen doormiddel van zagen of snijden.

Stuiklassen in de metaaltechniek
In feite is stuiklassen niets anders dan het verbinden van de ‘stuiken’ van metalen objecten in elkaars verlengde. Kopse las is een ander woord voor stuiklas. Door deze algemene beschrijving zijn er verschillende lasprocessen mogelijk die worden gebruikt voor het maken van een stuiklas. Voorbeelden van deze lasprocessen zijn wrijvingslassen en drukstuiklassen. De term stuiklassen wordt onder andere gebruikt in de scheepsbouw en jachtbouw waarbij grote platen aan elkaar worden verbonden doormiddel van een las. Ook wanneer men de kopse kanten van een plaat slijpt of snijd in de vorm van een V-naad, X-naad of andere lasnaad, spreekt men wel van stuiklassen. De term stuiklassen wordt ook veel gebruikt als verbindingstechniek voor leidingen. Dit gebeurd met name in de installatietechniek. Daarover hieronder meer.

Spiegellassen en stuiklassen van kunststof buizen
Stuiklassen wordt onder andere in de installatietechniek gebruik voor het verbinden van kunststofleidingen en buizen. Stuiklassen is geschikt voor het verbinden van Polyvinyldieenfluoride (PVDF), polyetheen (PE) en polypropeen (PP). Stuiklassen is niet exact hetzelfde als spiegellassen al bedoelt men er in de installatietechniek vaak wel hetzelfde mee. Stuiklassen houdt in dat de uiteinden van bijvoorbeeld buizen of profielen aan elkaar verbonden worden doormiddel van een las. De term spiegellassen maakt duidelijk welk lasproces daarbij wordt gehanteerd. Spiegellassen is daardoor een vorm van stuiklassen.

Wat is spiegelassen?
Spiegellassen wordt alleen maar toegepast bij thermoplastische kunststoffen. Thermoplastische kunststoffen worden doormiddel van hitte zacht en vloeibaar. Bij afkoeling worden de thermoplasten harder. Tijdens het spiegellasproces worden de uiteindes van de kunststof buizen en fittingen tegen een verwarmingselement aangedrukt. Het verwarmingselement wordt ook wel een lasspiegel genoemd. Door de buizen tegen het verwarmingselement aan te drukken wordt het kunststof zacht. Men houdt de buizen tegen het verwarmingselement aan tot de juiste lastemperatuur is behaald. Vervolgens wordt de lasspiegel tussen de twee buizen uitgehaald. Doormiddel van een voorzichtige druk worden de twee zacht geworden uiteindes van de buizen tegen elkaar geplaatst. Hierdoor ontstaat een kleine opstaande rand. De lasverbinding komt tot stand wanneer de samengesmolten buis afkoelt. Spiegellassen kan door een spiegellasser op locatie worden gedaan, maar het lasproces kan ook machinaal worden uitgevoerd.

Wat is het verschil tussen Polypropeen PP en Polyetheen PE?

Polypropeen PP en Polyetheen PE zijn kunststoffen die vallen onder de thermoplasten. Dit houdt in dat deze kunststoffen doormiddel van warmte vervormd kunnen worden. Kunststoffen worden tegenwoordig bijna overal toegepast in de techniek. De eigenschappen van kunststoffen zijn verschillend. Dit zorgt er voor dat bepaalde kunststoffen juist wel of juist niet geschikt zijn voor een specifieke toepassing. Polypropeen en Polyetheen zijn bekende kunststoffen die veel worden gebruikt.

Wat is polypropeen PP?
Polypropeen wordt ook wel afgekort met PP. Deze kunststof is behoorlijk hard en dat maakt het geschikt voor diverse toepassingen. Polypropeen wordt onder andere gebruikt voor containers voor vloeistoffen zoals jerrycans. Daarnaast wordt polypropeen ook gebruikt voor tapijten en meubels. In auto onderdelen kan ook polypropeen worden verwerkt. Ook filtermateriaal en kunststof leidingen kunnen van polypropeen worden gemaakt. Polypropeen leidingen kunnen doormiddel van kunststoflassen aan elkaar worden verbonden. Dit proces kan worden gedaan doormiddel van spiegelassen. Hierbij worden de uiteinden van twee PP leidingen tegen een elektrisch verwarmde plaat aan gedrukt. Zodra deze leidingen doormiddel van de hitte vloeibaar worden kunnen ze tegen elkaar worden gedrukt zodat er een lasverbinding ontstaat.

Wat is polyetheen PE?
Polyetheen is een polymeer en is een kunststof. Deze kunststof wordt het meeste verwerkt van alle kunststoffen die er bestaan. Polyetheen wordt ook wel afgekort met PE. De oude naam van deze kunststof is polyethyleen, deze naam wordt in de praktijk nog veel gebruikt. PE bevat vrijwel alleen koolstof en waterstof. Hierdoor komen tijdens een verbranding geen giftige stoffen vrij. PE wordt onder andere gebruikt als grondstof voor het maken van tassen. Ook emmers en speelgoed worden gemaakt van PE. In de bouw wordt ook gebruik gemaakt van UV-bestendig PE. Deze kan onder andere worden gebruikt voor dakgoten en hemelwaterafvoer. Ook voor isolatie wordt PE gebruikt. Dit wordt ook wel PE schuim genoemd.

Wat is het verschil tussen polypropeen en polyetheen?
Polypropeen lijkt op polyetheen. De prijs van beide kunststoffen is ongeveer gelijk. Polypropeen is echter veel sterker materiaal dan polyetheen. Dit komt doordat PP een hogere weerstand heeft tegen puntbelasting. Daarnaast is PP zeer taai materiaal. Het kan heel vaak heen en weer worden gebogen zonder dat het breekt. Door deze eigenschap wordt PP ook wel het kunststof scharnier genoemd. PP is ook beter bestand tegen agressieve chemische stoffen dan PE.