プラントツアー：Holland Composites、Lelystad、Netherlands

カタマランのホイル、ファサードの構築など。 アムステルダムから車で1時間以内の場所にあるオランダコンポジットは、4,500 m ² で、さまざまな高度な技術プロジェクトを推進しています。 施設。ソース、すべての画像| Holland Composites

Holland Composites（オランダ、レリスタット）は、アムステルダムから車で1時間以内の4,500平方メートルの建物内にあり、海洋/オフショア、建築、再生可能エネルギー、特別プロジェクトの4つの市場に焦点を当てています。 Holland Compositesは、高負荷部品にはプリプレグ炭素繊維強化ポリマー（CFRP）とNomexハニカムを組み合わせて使用​​し、建築業界や利益率の低いプロジェクトには樹脂注入とガラス繊維を使用しています。 「これらのより費用効果の高い構造でも高性能を実現でき、先端材料を使用した部品のオーバーヘッドを低く抑えています」と、HollandCompositesの共同管理パートナーであるSvenErikJanssenと創設者のPieterjanは述べています。ドワルシュイス。 「これはユニークです。」

同社はまた、ブランドDNA Performance Sailingを運営しており、5.5メートルのF1Xカタマラン、11メートルのTF10トリマラン、14メートルのF4カタマランを含む多胴船のホイルヨットを製造しています。 12メートルのG4カタマランは現在生産されていませんが、「高度な複合ヨットの建造と高性能の能力を示しています」とJanssen氏は述べています。 「このボートは、バース、キッチン、ヘッドを備えたデュアルパーパスフォイルレーサー兼ファミリークルーザーですが、35ノット以上の速度を実現しています。 4,000キログラムを超える重量と、わずか6人の乗組員でホイルする能力—数百万ドルのアメリカズカップヨットを除いて、この分野での競争はまだありません。」

海上から道路および航空輸送

ツアーが始まる前に、ヤンセンは会社の歴史とそれが生み出す複合構造を説明します。 Holland Compositesは、1992年にデルフト工科大学（オランダ、デルフト工科大学）の学生であったヤンセンとドワルシュイスによって設立されました。彼らは、Hobieセーリングカタマラン用の炭素繊維マスト、1993年にCFRPとNomexハニカムを使用した18メートルのヨットテンダー、1994年に樹脂注入処理を使用した100フィートのセーリングヨットを製造しました。プレップレグまたは注入を使用した炭素繊維」とヤンセンは回想します。しかし、彼は、ビジネスが海洋市場の典型的な浮き沈みと1回限りのプロジェクトの影響を受けたため、次のように付け加えています。とポリエステル樹脂]。」

同社は、道路輸送用の軽量ソリューションの調査を開始し、ガラス/炭素繊維複合モノコックシャーシを備えた35台のトラックトレーラーを製造し、重量を3,500キログラム削減しました。 「トラックはジャガイモのように密集した荷物を運んでいて、その容積を満たす前に重量が最大になりました」とJanssen氏は説明します。 Holland Compositesは冷蔵トレーラーも製造しました、と彼は付け加えます。市場はまだ準備ができていませんでした。企業は、複合トレーラーのより多くの貨物輸送とメンテナンスの節約による年間利益を、初期費用の増加と比較して計算することができませんでした。」

ほぼ同時に、カスタム航空貨物ソリューションのサプライヤーであるVRR（オランダ、ロッテルダム）が同社にアプローチしました。 「彼らはエアバス、ボーイング、航空会社のために仕事をしていました」とヤンセンは回想します。 「私たちは、カーボン/アラミド繊維複合モノコックを備えたフェザー級の容器を開発しましたが、それは今日でも軽量では対応できません」と彼は言います。 Holland Compositesはこれらを数千個製造しましたが、市場はすぐに低コストのFRP製品で飽和状態になりました。

OOA硬化構造。 DNA Performance Sailingブランドのフォイルマルチハルヨットの大型炭素複合構造は、外部ユニット（挿入図）からコンピューター制御された加熱および空気循環を備えた断熱パネルを備えたフレキシブルオーブン（右）で硬化されます。

マリンは依然としてコアの強みです

1999年、オランダ海軍は、潜水艦用の固体ガラス繊維複合ソナードームを製造するためにオランダ複合材にアプローチしました。 「これらは伝統的に2つの半分で結合されて構築されていました」とヤンセンは言います。「しかし、継ぎ目は「視野」の分野で混乱を引き起こします。これらを1つの部品で構築するように依頼されました。これらのソナードームは大きく（11.5 x 3 x 3メートル、厚さ45〜110ミリメートル）、注入が困難で、Romar-Voss Composites（Roggel、オランダ）から供給された5,000キログラムのビニルエステル/エポキシハイブリッド樹脂で構成されています。完成した構造物の重量は6,500キログラムです。それらは船体の前方部分に配置されているため、剛性があり、スラミング荷重に耐える必要があります。 「水の密度とソナーの透明度も一致させる必要があります」とヤンセンは言います。 「これは、世界中のかなりの数の海軍の駆逐艦タイプの艦艇に対して行います。」

重量スペクトルのもう一方の端には、DNAパフォーマンスフォイルマルチハルがあります。 「私たちの小型ボートは、競争で最初のホイルカタマランでした」とヤンセンは言います。 Holland Compositesは、 MOD70のTeamARGO のような記録的なレーシングヨット用の複合水中翼船も製造しています。 および Beau Geste 。 「社内には、非常に高負荷の部品を故障なく作成できる技術と、これらの非常に高性能なフォイルの独自のワンショット製造方法があります」と彼は付け加えます。 「私たちは世界最高の船員と協力して、次のレベルのフォイル性能を達成し、NACMA17オリンピック級客船用のすべてのフォイルを製造しています。」

HollandCompositesがWindcatWorkboatsウィンドファームサービス/サポート船用に製造する軽量CFRPデッキハウス（「複合デッキハウスの軽量化」を参照）は、樹脂を注入したCFRPフォームサンドイッチ構造を使用して剛性を高め、キャビン内に支柱のない大きなオープンスパンを実現しています。 「モノコックデッキハウスは十分に軽量なので、優れたダンパーに取り付けて、船体のエンジンや波の振動から隔離することができます」とJanssen氏は言います。 「Windcatは非常に静かな乗り心地で知られており、ボートは大型風力タービンのOEMに好まれています。これらの風力発電所はすべて維持する必要があるため、長さ50〜60フィートの高速カタマランの新しい市場があります。」

Holland Compositesは、フローニンゲン大学の構造複合ファサードを提供しました半透明のRAFICLADパネルシステムと大きな（3.6 x 3.3メートル）パネルサイズを使用して、軽量化と最大の断熱を実現する科学の建物。

75個の40x 60メートルの複合材セクションがイスラエルに出荷され、一緒にラミネートされ、所定の位置に吊り上げられて、テルアビブのYitzakRabinセンターの翼のような屋根セクションが作成されました。

「私たちが行うことはすべて構造的です」

Yitzak Rabin Center（イスラエル、テルアビブ）の場合、同社は、コンクリートで作られていると重すぎる翼のような屋根構造を構築するように依頼されました。 「繰り返しになりますが、可能な限り最大のセクションを作成しました」とJanssen氏は言います。 40 x 60メートルの75のセクションに、ガラス繊維とエポキシベースのビニルエステル樹脂を使用して樹脂を注入し、イスラエルに出荷しました。現場では、これらを逆さまにしてジグに配置し、最大スパン31メートルの「翼の屋根」にラミネートしました。 Janssenは、このプロジェクトは構造的に非常に困難であったと述べています。 「これらのパネルは200〜300ミリメートルの厚さで、11メートルの片持ち梁セクションを含むガラスのファサードを一緒に保持します。複合材料はすべての力に耐えることができ、そのような自由にぶら下がる屋根のスパンを設計する可能性を与えます。」

フレッチャーホテルタワーもそのようなプロジェクトで、2012年から2013年に完了しました。それは高速道路の隣のショッピングモールとして始まりましたが、建物を高級ホテルに改造することが決定された後、構造にかなりの音響減衰が必要でした。 「コンクリートの骨組みは多くの追加の負荷に対応できなかったため、軽量のソリューションを提供するよう求められました」とJanssen氏は言います。 Holland Compositesは、板ガラスのファサードを固定できる8.5 x3メートルの複合パネルを考案しました。 「ガラスは実際に私たちのパネルにぶら下がっています。これは負荷を処理するのに役立ちます」と彼は指摘します。 「次に、パネルをコンクリートの骨組みに固定しました。複合サンドイッチパネルの前のガラスとその間のエアギャップのこの組み合わせは、巨大な防音壁を作成します。」各複合パネルは、片面が内壁に塗装可能で、ガラス面の外面に耐紫外線コーティングが施されています。

「これは、丸い形の建物にクラッディングを取り付けるための非常に高速な方法でもありました」とJanssen氏は言います。 「ファサード全体を1つのステップで取り付け、断熱R値を達成しました これは通常の建物の外装材の2倍の評価です。」この考えを拡張して、ヤンセンは、エネルギーの中立性が将来の建物建設にとって重要であると信じていると言います。 「私たちの構造用複合クラッディングを使用する建物を加熱するのにそれほど多くのエネルギーは必要ありません。そのため、私たちのアプローチは、ネットゼロのフットプリントを達成するために非常に効率的です。 BREEAMは、エネルギー効率に関するオランダの認証であり、これを達成した最初の2つの建物は当社の複合材を使用しています。」

フレッチャーホテルの場合、Holland Compositesは、湾曲した複合パネルを建物のコンクリート骨格に取り付けることで、美的で騒音を低減する外観を実現しました。このパネルに、過度の死荷重を加えることなくガラスのファサードを固定できます。

Janssenは、アムステルダムのダウンタウンにあるアムステルダム市立美術館を、Holland Compositesの技術的建築プロジェクトの頂点として選び出しました（「大きな美術館、大きな建造物」を参照）。 「これは熱膨張を管理する上での極端な演習であり、私たちが何をしているのかを示しています。」 Holland Compositesはまた、水圧破砕（フラッキング）によって土壌が不安定になったため、現在オランダの特定の地域で必要とされている耐震構造ファサードを開拓しました。フローニンゲンのウィーベンガビルは、30センチメートル移動できる耐震ファサードを備えています。 「典型的な鋼とコンクリートはこの種の動きを処理できません」と彼は付け加えます。

構造物を構築する際には、無数の要件とコストおよびスケジュールのバランスを取ることが課題ですが、ヤンセン氏は、現在最大の問題は耐火性であると述べています。 「複合材料の誤った実装により、複合材料業界は悪い名前になりました この点で」と彼は説明します。 「現在、これらの建築プロジェクトでは耐火材料のみを使用しており、承認された規制に従って完全な防火試験を行っています。」

Holland Compositesは、オートクレーブで硬化した炭素繊維プリプレグを使用して潮力タービン発電機用のブレードを構築し、これらの低速、高トルクの構造にかかる大きな負荷を処理します。

オフショアおよび再生可能エネルギー

Holland Compositesは、オフショア石油およびガス業界でも長期契約を結んでいます。 「ここの複合材料は、軽量で耐食性だけでなく、簡単な修理も提供します」とヤンセンは言います。 「オフショアリグと船舶はダウンタイムを許可されていません。ただし、金属構造物の修理には溶接と火花が必要であるため、火災の危険性があるため、生産を停止する必要があります。この中断なしにコンポジットにパッチを適用できます。」同社には、さまざまなオフショア建設向けにそのような製品を要求する新しいクライアントがいます。

また、潮力タービン用のブレードも製造しています。ヤンセン氏によると、潮力エネルギーの収穫はまだ新しいものですが、最初のプロジェクトは完了しており、その結果は印象的です。 「潮力タービンは信頼できるエネルギー源を提供します」と彼は説明します。 「風力や太陽光と比較して、潮は常にそこにあるので、電力会社にとって重要な電力出力を確実に予測することができます。」 Holland Compositesは、負荷が非常に大きいため、これらのブレードにオートクレーブ硬化炭素繊維プリプレグを使用しています。 「ブレードは低速ですが高トルクで動きます」とヤンセンは言います。 「パワーを生成するためにローター速度をモーターに最大限に変換する必要があるため、タービンメーカーは、潮汐運動から可能な限り多くのエネルギーを得るように形作られた、強力で効率的な構造を必要としています。」

各タービンには、厚さ18ミリメートルの長さ3メートルのブレードが2つあります。潮力発電機ごとに5つのタービンがあります。 「これらのタービンブレードの負荷は、フルパワーで前進する13,600馬力のタグボートに等しいと説明されています」とヤンセン氏は言います。鋼は重すぎて、発電機の効率が低下していたでしょう。」 HollandCompositesはブレードのみを製造しています。フェアリング、ノーズコーン、非構造用クラッドはFRP製造業者によって製造されています。

未来志向の施設

ツアーはレイアップエリアから始まります。レイアップテーブルには、大きなレイアップテーブル、DNAパフォーマンスヨットの部品、さまざまなCFRPフォイルの設置準備が整っています。材料保管用の中二階があるため、ここの天井は低くなっています。これは、レイアップエリアのすぐ先にあるZünd（Altstätten、スイス）自動切断機を備えた天井の高い生産フロアに通じています。カッターの切断範囲は5.7x 2.8 x 0.3メートルで、プリプレグ、乾燥繊維、および最大25ミリメートルの厚さのフォーム材料を処理できます。

フォアグラウンドのZünd自動カッターは、レイアップエリアにカット補強材とフォームを供給します。レイアップエリアは、背面の右側にあり、材料保管メザニンが上にあります。囲まれたツーリングエリアは黄色のロールアップドアの後ろにあり、Zündカッティングテーブルの隣にあるCMSマシニングセンターの側面の後ろにあります。

Zündカッターから振り返ると、レイアップエリアに隣接するガラスで囲まれた工具室に歩いて行きます。黄色のロールアップドアから入ると、複数のツールが処理中であり、部品は真空バッグの下で硬化されています。 「私たちは自分たちで型を作ります」とヤンセンは言います。 「CFRP部品の場合、工具にはCFRPまたはアルミニウムを使用し、工具内の空気循環用の通気孔を使用します。これにより、部品全体を均一に硬化させることができます。」

CMSマシニングセンターは、左側のカッティングテーブル（見えないところ）とオートクレーブ（右端、壁に向かって）の間にあります。

工具室から戻ると、5 x 2 x 1.8メートルの5軸CNCフライス盤（CMS SpA、Zogno、イタリア）を通過し、6.5 x 2.2メートルのオートクレーブ（Tankbouw）を見ることができます。 Rootselaar、Nijkerk、オランダ）。 「通常、125 °で硬化します。 6バールの圧力でC」とJanssen氏は述べています。

オートクレーブは、CFRPツール（空気換気用の穴に注意）と、高性能の多胴船用ヨット用の真空バッグの下で硬化された大きなCFRPフォイルを備えた下にも見られます。

オートクレーブの横の壁は、生産エリアを2つに分割し、建物の長さを工具室に沿って走らせます。振り返って、Holland Composites施設の後半へのドアを通過します。この施設には、ウォータージェット切断機（8 x 2 x 0.5メートルの切断範囲）と、最大15 x10のサイズのオーブンがいくつかあります。 -3.5メートル×、同社の19×12×3.5メートルの塗装ブース。 「現在、カタールでのプロジェクト用に大きなパネルと、ウィンドキャットボート用の一連のCFRPデッキハウスを製造しています」とヤンセンは言います。

HollandCompositesがWindcatWorkboatsのカタマラン用に製造しているCFRPデッキハウスは、同社の19 x 12 x3.5メートルの塗装ブースで塗装されています。

Holland Compositesの最新のインストールは、ビルドボリュームが145 x 111 x180センチメートルのMassivit3D（Lod、Israel）1800Proプリンターです。 「私たちは3つのプリントヘッドを使用した金型の3D印刷を革新するパートナーです。ここで、2つはサンドイッチのスキンを印刷し、中央のノズルはその間のインフィルまたは格子構造を印刷します」とJanssen氏は説明します。 「将来の開発では繊維強化材料を使用しますが、今のところ、最小限のフライス盤で正確な工具を印刷できます。使用する材料がはるかに少なく、金型の製造時間が非常に速くなります。これで完全なプロセスチェーンができ、設計から金型、塗装部品に短期間で移行できるようになりました。」

彼は、同社が製品をさらに進歩させるために自動化の使用を増やす方法をまだ模索しているが、コストを押し上げることはないと述べています。 「それは創意工夫に帰着します。私たちは他のほとんどの人が取り組むことを敢えてしない非常に複雑な問題に惹かれますが、ボートビルダーとして、私たちは常に限られたリソースで非常に創造的でなければなりませんでした。コンポジットで行うことについては、将来的に多くの機会が見込まれます。」