Gebruik van massflowmeters in de auto-industrie

Gebruik van massflowmeters in de auto-industrie

Marlies Slutter
Cover Image

De auto-industrie is de grootste ter wereld. Hier wat feiten op een rij:

  • Er worden jaarlijks zo'n 99 miljoen voertuigen geproduceerd (bron: European Automobile Manufacturers Association).
  • De grootste autoproducerende landen zijn China, Japan, Duitsland, India en Zuid-Korea (2017).
  • Er bestaan tussen landen grote verschillen in de gemiddelde afstand die jaarlijks per auto wordt afgelegd. Zo bedraagt die afstand in de VS ongeveer 21.500 km/jaar, terwijl In Europa het gemiddelde op 12.000 km/jaar ligt (bron: Odyssee).
  • Een auto heeft gemiddeld 30.000 onderdelen (source: Netstar).

Veel mensen gaan zowel naar hun werk als op vakantie met de auto. Dat geldt voor mijzelf ook. Ik zit elke dag in de auto maar ik heb er onderweg naar Ruurlo eigenlijk nooit bij stilgestaan dat voor het maken van mijn auto flowmeters zijn gebruikt die wij zelf ontwikkelen. Jullie wel? Toen ik er eens over na ging denken, kwam ik tot de ontdekking dat onze flowmeters een rol spelen bij heel veel toepassingen in de auto-industrie; waarschijnlijk niet bij alle onderdelen, maar toch zeker wel bij een paar. Er zijn drie interessante toepassingen van flowmeters in de auto-industrie die ik graag met jullie wil delen.

1. Juiste dosering van oplosmiddel

Een groot bedrijf produceert op de afdeling voertuigen een 'huid' die het dashboard van een auto bedekt om het een 'lederen look' te geven. De huid wordt geproduceerd door vloeibaar, gekleurd polyurethaan in een nikkelmal te spuiten. Om ervoor te zorgen dat de huid onbeschadigd uit de mal komt, wordt gebruikgemaakt van een extern oplosmiddel, dat op het maloppervlak wordt aangebracht voordat het polyurethaan wordt ingespoten. Voor de dosering van dit oplosmiddel werd Bronkhorst gevraagd om een geschikte massflowregelaar te leveren.

auto dashboard

2. Testen van klepzittingen

Klepfabrikanten maken gebruik van druk-degradatiemethoden om metaal-op-metaal klepzittingen te controleren. De nieuwe generatie automotoren werkt met een hogere druk. Fabrikanten hebben nieuwe methoden nodig voor het testen op lekken om gelijke tred te houden met de behoeften van de klant. Recent heeft Bronkhorst goede contacten gehad met fabrikanten van kleppen en machines voor het testen van klepzittingen. Het ging daarbij om het uitvoeren van lage-flowmetingen als alternatieve methode om tot betere prestaties te komen.

klepzitting

3. Simulatie van uitlaatgassen voor het testen van de lambdasonde

Elke moderne auto met een verbrandingsmotor heeft een zelfcontrolerende manier om de motorprestaties te optimaliseren. Een lambdasonde, een sensor in het uitlaatgedeelte van de auto, meet het zuurstofgehalte van de uitlaatgassen van de auto. Dit zuurstofgehalte, de 'lambda-waarde', is een maat voor de effectiviteit van het verbrandingsproces in de motor van een auto. De onderzoeksafdeling van een autofabrikant moet de prestaties van deze lambdasondes met verschillende uitlaatgassamenstellingen testen. Hiervoor hebben ze een kunstmatige uitlaatlijn gebouwd waarin ze geen echt uitlaatgas gebruiken, maar de samenstelling van de uitlaatgassen van een auto simuleren. Zij vroegen Bronkhorst om hiervoor massflowregelaars te leveren.

uitlaat

Hernieuwbare energie in de auto-industrie

Behalve voor toepassingen bij autofabrikanten (of leveranciers voor de auto-industrie) worden instrumenten van Bronkhorst ook gebruikt voor onderzoek aan universiteiten naar hernieuwbare energiebronnen voor de automobielsector, of bij wedstrijden waar universiteiten aan deelnemen. Green Team Twente bijvoorbeeld probeert de meest efficiënte waterstofauto te bouwen. In dit blog vertellen ze over het onderzoek dat ze doen.

Het Solar Team Twente neemt deel aan de World Solar Challenge, die om de twee jaar wordt gehouden. De deelnemende teams krijgen de opdracht een auto te ontwerpen die enkel op zonne-energie in maximaal zes dagen van Noord- naar Zuid-Australië kan rijden, een afstand van 3.000 kilometer. Bronkhorst is een van de sponsoren van dit team. Lees meer in ons nieuwsartikel.

Afbeeldingsomschrijving

Een derde hernieuwbare energiebron waar onderzoek naar wordt gedaan is hydrozine (mierenzuur). Lotte Pleging van Team FAST legt in haar blog uit waarom zij gelooft dat hydrozine (HCOOH) een serieuze kandidaat is om fossiele brandstoffen te vervangen en vertelt zij over de rol van de thermische massflowmeters van Bronkhorst bij het opwekken van deze hernieuwbare brandstof.

Afbeeldingsomschrijving

Wilt u op de hoogte worden gehouden van de laatste ontwikkelingen in flowmeting?

Beluchting in de visteelt

Beluchting in de visteelt

Nicolaus Dirscherl
Cover Image

De consumptie van vis stijgt. De wereldbevolking groeit en daarmee neemt ook de behoefte aan voedzaam voedsel toe. Bewuste consumenten zijn op zoek naar alternatieven voor ‘een lekker stukje vlees’. En dat leidt ertoe dat ze meer vis of vegetarische producten gaan eten.

De industrialisering van vissersvloten en overbevissing hebben een enorme impact, met als gevolg dat bepaalde wilde vissoorten in open water steeds zeldzamer worden. De zee is niet langer in staat om aan de groeiende vraag te voldoen. Gelukkig gaat de trend naar duurzamere voedselproductie ook gepaard met een groeiende belangstelling voor visteelt.

Visteelt

Wat de koeien-, schapen- of kippenhouderij op land is, is de visteelt in het water. De mens verbouwt en kweekt al vele jaren zijn eigen voedsel - in kassen, in stallen of in de wei. We proberen in al onze behoeften te voorzien, wat die ook zijn - steeds vaker op een duurzame manier, met respect voor de natuur. Die trend gaat ook op voor de visteelt.

Veel mensen zien een visfarm voor zich als een soort aquarium, een kleine vijver of een drijvend net. Maar in Noorwegen, een belangrijke speler op deze markt, denkt men veel groter. Een gemiddelde viskooi voor de Noorse kust heeft al gauw een diameter van tientallen meters en bevat zo'n 200.000 tot 300.000 zalmen. In de nabije toekomst zullen de kooien zelfs nog groter worden, met een capaciteit van 1 tot 2 miljoen zalmen. Begin 2018 dreven er alleen al in Noorwegen meer dan 3500 kooien voor visteelt in zee. En vanuit Noorwegen worden kennis en technologie geëxporteerd naar de rest van de wereld, waar belangstelling bestaat voor grootschalige visteelt in zee - of misschien zelfs op het land.

Afbeeldingsomschrijving

Zalm is een typisch voorbeeld van een vissoort die kan worden gekweekt. Hij heeft koud water nodig - het liefst een temperatuur van zeven tot negen graden Celsius. Dat is dan ook de reden dat deze vorm van aquacultuur zich afspeelt op het noordelijk halfrond, uit de kust in de fjorden. Bovendien is zalm een zeer populaire vissoort, die overal in de wereld vaak op het menu staat. De vraag is dus hoog.

Beluchting

Beluchting is voor viskwekerijen van levensbelang. Naast voedsel hebben de vissen ook zuurstof nodig. Die wordt aangevoerd door middel van kleine luchtbelletjes in het water (‘beluchting’). Maar beluchting heeft meer voordelen.

Zalmkwekers hadden in eerste instantie veel last van luizen die hun vis aantastten. En omdat zalmluis een negatieve impact op de oogst had, moesten de kwekers op zoek naar oplossingen. Om onbekende reden - misschien als experiment of per toeval - begonnen ze vanaf de onderkant lucht in de kooi te brengen. Daarna merkten ze op dat de vissen zich anders gingen bewegen. In plaats van de hele dag in rondjes te zwemmen - zoals zalmen normaal gesproken doen - begonnen ze door de hele kooi te zwemmen en werden ze beweeglijker. Als de zalmen beweeglijker zijn, moeten de spieren harder werken en vlees van dieren die beweging krijgen, is van betere kwaliteit. Tegelijkertijd zagen de kwekers dat ze met beluchting een gunstiger waterkwaliteit konden creëren, met een op de vis afgestemde temperatuur, omstandigheden en hoeveelheid zuurstof. Met als resultaat dat zalmluis minder voorkwam. Beluchting had dus - en heeft nog altijd - twee voordelen: verbetering van de viskwaliteit en vermindering van ongewenste zalmluis. Beluchting betekent overigens niets anders dan lucht toevoegen.

Beluchting in viskwekerijen met gebruik van massflowregelaars

Beluchting is een heel eenvoudig proces, vergelijkbaar met dat in een gewoon huisaquarium. Maar het kan heel positieve resultaten opleveren, zoals hiervoor al beschreven. Luchtbellen kunnen worden gecreëerd door natuurlijke waterstromen (van de kust af, van hellingen af), met pompen, waaiers, variabele-doorlaat-flowmeters of - zoals we het bij Bronkhorst doen - met massflowregelaars en compressors. Hierbij haalt een compressor lucht uit de omringende atmosfeer en zet deze om in perslucht. Die perslucht wordt aangevoerd naar de massflowregelaar, die het water in de viskooien op een gecontroleerde manier belucht.

Afbeeldingsomschrijving

Om viskwekerijen op afstand en met zo min mogelijk inzet van personeel te kunnen runnen, is het wenselijk om zoveel mogelijk processen te automatiseren. Eén voorbeeld hiervan is automatisch voeren. Tijdens het voeren van de vissen moet de beluchting tijdelijk worden onderbroken, zodat de vissen de kans krijgen om hun voedsel te ‘vangen’ voordat het de kooi uit drijft. Tussen voedermomenten in zorgt beluchting voor een verbetering van de conditie van het water en van de zalm. Voor de exploitant is het handig dat massflowregelaars op afstand kunnen worden bediend, vanuit de regelkamer aan land. De beluchting wordt gestopt zodra het voederen begint. En zodra het voederen is afgerond, gaat de regelaar automatisch terug naar het instelpunt van vóór het voederen. De waterconditie wordt dan weer even stabiel als ervoor.

Maar er zijn meer voordelen: massflowregelaars kunnen een energiebesparing opleveren doordat de omstandigheden in de kooi verbeteren. De nauwkeurigheid van de apparatuur speelt hierbij een belangrijke rol. Elke kubieke meter lucht die je bespaart door een betere nauwkeurigheid - snellere regeling of opening van kleppen - is direct van invloed op de kosten voor het laten draaien van de compressor. Bovendien kan bij stormachtig weer de beluchting worden teruggeschroefd, terwijl tijdens een lange periode van droogte waarin het water niet in beweging is, juist meer luchtbellen nodig zijn. Deze nauwkeurigheid en flexibiliteit leveren dus een beter gecontroleerde omgeving op.

Afbeeldingsomschrijving

Met de MASS-STREAM massflowregelaars hebben we een robuust instrument in ons assortiment dat het goed doet onder de zware omstandigheden in het noorden. Naar de normen van Bronkhorst valt dit type beluchting in de categorie ‘hoog debiet’. Het luchtstroomdebiet voor een viskooi ligt gewoonlijk tussen de 600 en 1400 liter per minuut.

Massflowregelaars voor andere soorten beluchting

Massflowregelaars zijn tevens geschikt voor andere soorten beluchting - ook weer in de aquacultuur en landbouw. Om zalm te kunnen kweken, moeten er ook eitjes worden bevrucht, wat meestal aan land gebeurt. Visseneitjes en jonge vis zijn nog extra kwetsbaar voor veranderingen in hun omgeving; zij hebben dus nog meer dan hun volwassen soortgenoten behoefte aan stabiliteit. Afhankelijk van de vissoort kan de zuurstofbalans in het water heel nauw luisteren, wat een nauwkeurige regeling heel belangrijk maakt.

Bij de kweek van algen is kooldioxidegas één van de voedselbronnen die de algen nodig hebben om te groeien. Dit gas moet onder specifieke omstandigheden worden toegevoerd.

Een heel bekende toepassing van beluchting vinden we in de voedsel- en drankenindustrie. Zoals u misschien wel weet, is aan elke frisdrank of koolzuurhoudende drank kooldioxidegas toegevoegd. Dit proces wordt op een vergelijkbare manier toegepast bij het verpakken van voedsel, als één van de stappen om de houdbaarheid te verlengen. Voordat het voedsel de verpakking in gaat, wordt hier stikstof in gebracht om de zuurstof eruit te verwijderen.

“Visteelt met gecontroleerde beluchting via massflowregelaars draagt bij aan een goede viskwaliteit, beheersing van ziekten en een hogere opbrengst,” aldus Nicolaus Dirscherl, Managing Director van M+W Instruments GmbH.

Lees het verhaal over deze toepassing " Beluchting in de visteelt"

Bekijk de producten die bij deze toepassing worden gebruikt.

Wilt u op de hoogte worden gehouden ?

Wat zou slagroom zijn zonder lucht ?

Controlling air by using mass flow controllers; In manufacturing cake layers it’s essential all layers have the same weight and consistency, therefore foam technology has been used. In this process mass flow controllers are used to control the air in the dough.

Hans-Georg Frenzel
Cover Image

Iedereen is gek op taart, en dan het liefst met slagroom. Valt er iets te vieren, zoals een verjaardag of een bruiloft, dan is het feest niet compleet zonder taart. Ook nemen we het vaak tijdens koffievisite bij familie of vrienden, gewoon omdat het zo lekker is. Voor het bakken en versieren van een taart heb je veel tijd en geduld nodig. Daarom kiezen veel mensen voor de gemakkelijke weg: een kant-en-klare taart uit het koelvak bij de supermarkt of van de banketbakker in de buurt. Vandaag wil ik het hebben over hoe zo'n taart wordt gemaakt.

Het produceren van de lagen van de taart

Het begint allemaal met de basis, die bestaat uit een of meer lagen gebak waarop de slagroom aangebracht kan worden. Deze lagen worden in een fabriek geproduceerd, maar niet in afzonderlijke ronde bakvormen. Het deeg wordt met spuitmonden op een gesloten lopende band van metaal aangebracht. Deze band loopt door een oven. Waar de band de oven verlaat, worden de vormen met de gewenste diameter stuk voor stuk in het deeg uitgesneden.

Het regelen van de lucht door middel van massflowregelaars

Om ervoor te zorgen dat het gebak in de verschillende lagen hetzelfde gewicht en dezelfde consistentie heeft, wordt behalve van bakmiddel ook gebruikgemaakt van schuimtechnologie. In dit geval worden deeg en lucht door een schuimmixer verspreid op de metalen bakband aangebracht. Hierbij is het van groot belang dat het deeg altijd dezelfde consistentie, dichtheid en kwaliteit heeft. De hoeveelheid afgegeven deeg is dan ook niet het enige wat moet worden geregeld; de hoeveelheid lucht is net zo belangrijk. Met de Bronkhorst EL-FLOW Select massflowregelaars kan het juiste luchtvolume gedurende het hele proces continu en met grote precisie geregeld worden.

EL-FLOW Select thermische massflowregelaar voor het regelen van het luchtvolume EL-FLOW Select thermische massflowregelaar voor het regelen van het luchtvolume

Slagroom

Taarten worden versierd met slagroom en andere zoete vulling op en tussen de cakelagen. Voor het maken van slagroom uit vloeibare room wordt een andere schuimmixer gebruikt, in combinatie met massflowregelaars van Bronkhorst. Ook hier bewijzen de regelaars hun nut doordat ze een continue, nauwkeurige en betrouwbare regeling van het mengsel mogelijk maken. De productie van slagroom lijkt op die van deeg, maar er gelden andere eisen voor.

Eisen in verband met hygiëne: Cleaning in Place - CIP

Voor voedselproductie gelden strenge eisen van hygiëne. Bij het productieproces van deeg worden residuen van de mixer verwijderd door middel van CIP (Cleaning In Place) en reinigingsadditieven, waarmee de hygiëne van het product wordt gegarandeerd. Maar bij de productie van slagroom moeten alle oppervlakken in de schuimmixer die in aanraking komen met het product, schoon en helemaal vrij van ziektekiemen zijn, omdat slagroom een zoet zuivelproduct is en de taart gedurende lange tijd goed moet blijven. Dat betekent: nog strengere eisen voor hygiëne, en dus ook een andere aanpak voor het reinigen de machines. Alleen CIP in combinatie met reinigingsadditieven is in dit geval niet voldoende: de machines moeten ook worden gesteriliseerd (Sterilization In Place - SIP). Met verzadigde stoom op een temperatuur van 130° Celsius wordt het productgebied van de machine grondig gereinigd. Dit onderhoud duurt ongeveer 300 seconden, genoeg om er zeker van te zijn dat alle ziektekiemen dood zijn. Hierdoor is de taart in de koelkast of vriezer langer houdbaar.

een Hansa Mixer-installatie een Hansa Mixer-installatie

Hansa Mixer

Hansa Industrie-Mixer is een wereldwijd opererende, middelgrote onderneming die actief is op het gebied van mengmachines en schuimgenerators voor de food- en non-foodsector. Ook levert het bedrijf technische apparatuur die vóór en na de schuimmixer wordt gebruikt. Het gaat hierbij niet om massaproductie: ieder systeem wordt aangepast aan en afgestemd op de behoeften van de klant. Als je je van de concurrentie wilt onderscheiden, heb je machines en een systeem nodig die op maat gemaakt zijn. Het hart van de schuimmixer wordt gevormd door een mengkop die werkt op basis van het rotor-statorprincipe. Rotor en stator zijn voorzien van ringen met pinnen die langs elkaar heen kunnen draaien wanneer de rotor in de stator ronddraait. De turbulentie en afschuifkracht die hiermee worden gegenereerd, zorgen voor een fijne verspreiding van een verpompbaar medium en een schuimgas, met in dit geval het gebruikte schuim als resultaat.

Afbeeldingsomschrijving

Lees meer over beluchting en de manier waarop massflowmeters van Bronkhorst succesvol worden ingezet om in de juiste verhouding en samenstelling luchtbelletjes toe te voegen aan roomijs.

Optimalisatie van product en proces door gebruik van 3D-printers in industriële productie

Optimalisatie van product en proces door gebruik van 3D-printers in industriële productie

Jeroen van Hal
Cover Image

Veel mensen hebben thuis al een traditionele inkjet- of laserprinter om tekst en afbeeldingen in '2D' op papier af te drukken. Daar komen nu ook 3D-printers bij, waarmee we gadgets, sieraden en andere producten kunnen maken. 3D-printen wordt steeds populairder en tegenwoordig worden er zelfs online platforms opgezet met gratis, voor iedereen toegankelijke ontwerpen, zoals Pinshape. 3D-printen, ook wel 'additive manufacturing' genoemd, is een nieuwe productietechniek waarbij vanuit het niets 'echte driedimensionale' producten laag voor laag worden opgebouwd. Dit is het tegenovergestelde van traditionele machinale bewerkingen als boren, frezen of snijden, waarbij producten worden gemaakt door stukjes materiaal te verwijderen.

3D-printen als 'rapid prototyping'

3D-printen wordt tegenwoordig vaak geassocieerd met 'rapid prototyping', een proces dat gebruikt wordt in onderzoek en ontwikkeling (R&D) om een fysieke weergave van een nieuwe uitvinding (prototype) te maken, zodat die beproefd en gevalideerd kan worden.

Professioneel gezien begint 3D-printen inmiddels al een populaire manier te worden om op maat gemaakte producten snel en in kleine series te vervaardigen. Polymeren en metalen worden al op grote schaal via 3D-printers gemaakt. Ook bij de vervaardiging van aardewerk worden in toenemende mate 3D-printers gebruikt.

3D-printen bij Bronkhorst

Bij Bronkhorst is gebleken dat 3D-printers binnen de productieomgeving een zeer nuttige rol spelen die bij ons zowel in de product- als procesontwikkeling tot uiting komt. 3D-printen is inmiddels echt uitgegroeid tot een nieuwe en zeer toegankelijke productietechniek.

Wij gebruiken diverse 3D-printers, met name voor visualisatie (‘rapid prototyping’-methode) en om nuttige onderdelen te printen ter bevordering van de productie van massflowregelaars en -meters. Toen we nog geen 3D-printers hadden, moesten we ergens anders prototypes van onderdelen laten maken. Dat kostte heel wat tijd en geld. Door middel van 3D-printen hebben we onze productiviteit kunnen verhogen: het gaat veel sneller als we een onderdeel of gereedschap zelf kunnen printen.

Binnen een paar uur kunnen we het ontwerp van een onderdeel beoordelen: werkt het inderdaad zoals we verwacht hadden? Past het ook echt? Bovendien hoeven we bij kleine hoeveelheden geen geld te steken in het maken van een mal.

Naast de snelheid heeft 3D-printen nog een aantal grote voordelen. Het is veel handiger om te werken met een echt onderdeel (een kunststof model dat er echt uitziet en dat je kunt voelen) dan met een 3D-afbeelding die er misschien geweldig uitziet maar waarbij je nog steeds niets concreets in handen hebt. Bovendien verloopt de communicatie tussen R&D, techniek en productie veel beter als je een tastbaar onderdeel hebt om over te praten. Wat zijn de belangrijkste problemen waar we tegenaan zullen lopen? Welke risico's brengt een nieuw ontwerp met zich mee? Op de afdeling R&D wordt 3D-printen voornamelijk gebruikt om de functionaliteit van een ontwerp te testen. De Engineering afdeling gaat nog een stapje verder en zorgt dat het ontwerp haalbaar en uitvoerbaar is.

Samenwerking met externe partners

K3D , onderdeel van Kaak Group in Terborg, kocht als eerste een industriële 3D-printer voor metaal. De printer is sinds september 2016 volledig in gebruik. De MetalFab1 werkt op basis van selectief lasersmelten (SLM), een 3D-printtechniek waarbij een laag metaalpoeder wordt aangebracht en vervolgens een deel van de poederdeeltjes selectief wordt samengesmolten met behulp van de hitte van een laser. Dit is de eerste lokale stap in het maken van metalen onderdelen met een 3D-printer.

3D-printer Kaak

K3D industriële 3D-printer voor metaal

Meer weten over massflowregelaars in 3D-printers? Lees de blog van Jens Kiene over hoe een MASS-STREAM massflowregelaar gebruikt wordt bij selectief lasersmelten.

Kaak heeft zeven bedrijven in de regio gevraagd om samen te experimenteren met de 3D-techniek, met als doel om van Oost-Nederland een 'printvalley' te maken. Elke week mag Bronkhorst de printer een paar uur gebruiken. Bronkhorst is steeds op zoek naar mogelijkheden om het productieproces voor flowmeters te verbeteren, bijvoorbeeld door uit te zoeken of het mogelijk is om meer functies in de modules te verwerken zonder afbreuk te doen aan het modulaire ontwerp. Verder mogen ook plaatselijke onderwijsinstellingen gebruikmaken van het apparaat, zodat hun studenten kunnen leren werken met deze technologie.

Massflowregelaars voor 3D-printers

Wij gebruiken 3D-printers dus voor onze eigen product- en procesontwikkeling, maar het werkt ook de andere kant op: massflowregelaars worden gebruikt in 3D-printers voor metalen. Bij selectief lasersmelten is het essentieel om in de printer een inerte atmosfeer te creëren rondom de metaalpoederdeeltjes die gesmolten moeten worden, en zo te voorkomen dat het metaal met zuurstof uit de omringende lucht gaat oxideren tijdens het lasersmelten. Daarom moet een inert beschermgas worden aangebracht: argongas voor staal en titanium en stikstofgas voor aluminium. Bronkhorst helpt fabrikanten van 3D-printers met een systeem dat de doorstroming van deze inerte beschermgassen op gang brengt en regelt.

3D-printen is een vorm van 'additive manufacturing', een nieuwe productietechniek die essentieel is voor Bronkhorst om bij te blijven met alle nieuwe trends op de markt voor zowel product- als procesontwikkeling.

Meer informatie over deze toepassing bij het 3D-printen van metalen producten.

Bekijk de massflowregelaar MASS-STREAM D-6300 en bekijk de video die wordt gebruikt bij 3D-printen