De toepassing van polymeerbeton als materiaal voormachineframesCitation for published version (APA):van Pul, R. A. J. (1991). De toepassing van polymeerbeton als materiaal voor machineframes. (TH Eindhoven.Afd. Werktuigbouwkunde, Vakgroep Produktietechnologie : WPB; Vol. WPA1003). Eindhoven: TechnischeUniversiteit Eindhoven.

Document status and date:Gepubliceerd: 01/01/1991

Document Version:Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record

Please check the document version of this publication:

• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can beimportant differences between the submitted version and the official published version of record. Peopleinterested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit theDOI to the publisher's website.• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and pagenumbers.Link to publication

General rightsCopyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright ownersand it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights.

• Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain • You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.

If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, pleasefollow below link for the End User Agreement:

www.tue.nl/taverne

Take down policyIf you believe that this document breaches copyright please contact us at:

openaccess@tue.nl

providing details and we will investigate your claim.

Download date: 25. Feb. 2019

Polymeerbeton

- 1 -

Literatuurstudie.

De toepassing van polymeerbeton alsmateriaal voor machineframes.

Door: R.A.J van Pul.

~A-nummer: 1003

Literatuurstudie aan de:Technische Universiteit te Eindhoven.

(id. nr. 220788)

Afstudeerhoogleraar

Begeleider

Prof. Ir. J.M. van Bragt.

Ir. P.W. Koumans.

Eindhoven januari 1991.

Polymeerbeton

- 2 -

Inhoudsopgave.pag.

1. De ontwikkeling van beton als constructiemateriaal. 3

2.1 Het ontstaan van polymeerbeton. 5

2.2 Wat is polymeerbeton (PC) ? 7

3.1 Materialen voor het vervaardigen van machineframes. 10

3.2 Beton als materiaal voor gereedschapsmachineframes. 11

3.3 Polymeerbeton als materiaal voor gereedschapsmachine-frames. 12

3.4 Combinaties van gietijzer en polymeerbeton.

4.1 Het construeren met polymeerbeton.

4.2 Produktiekosten.

5. Ervaringen met polymeerbeton.

6. Suggesties voor verder onderzoek.

7. Conclusie.

8. Overzicht van de gebruikte literatuur.

15

17

18

19

20

21

22

Polymeerbeton

- 3 -

1. De ontwikkeling van beton als constructiemateriaal. (1)

In 1917 werd - als gevolg van de nood van de oorlogsjaren enhet heersende gebrek aan grondstoffen om ijzer te produceren

door Georg Schlesinger (Professor aan de TH in Berlijn)voor de eerste keer in de geschiedenis een draaibankontwikkeld en gebouwd met een bed van gewapend beton.De enigszins gewaagde stap, om ook gelijk de geleidingsbanenvan beton te maken, ging geheel mis, omdat het snel kwam toteen beschadiging van de geleidingen als gevolg van zwareslijtage, die polijstend werkte.

In het verloop van de ontwikkeling worden vervolgens van 1935tot 1939 met succes onderstellen voor kleine machines voorhet knippen van staalplaat en kleine freesbanken uit gewapendbeton vervaardigd.In grotere omvang werd gewapend beton bij de bouw vangereedschapsmachines toegepast bij een in 1940 ontwikkeldespeciale draaibank, waarvan er meer dan 1000 gemaakt werden.Deze machine was voorzien van een volledig met gewapend betonvolgegoten voetstuk, dat daardoor zeer stijf was en waaraande spindelkast, de vaste en bewegende slede op montagelijstenwerden bevestigd, zodat de bij de verspaning optredendekrachten direkt door het betonnen lichaam liepen.

Na een onderbreking van bijna twintig jaar verschenen aan hetbegin van 1960 weer bijdragen in de literatuur over hettoepassen van gewapend beton in de machinebouw.Er werden onder meer toepassingen bekend uit de Sovjet-Uniein grote gereedschapsmachines. Ook in andere landen zoalsZwitserland, Groot-Brittanie en de Verenigde Staten begon deinteresse voor beton weer toe te nemen en dit heeft bijenkele machinefabrikanten tot bevredigende resultaten geleid.In Duitsland werden eerst aIleen toepassingen bekend waarbijmachinebedden, die vervaardigd waren uit gelastestaalconstructies, met beton volgegoten werden met het doelom de stijfheid en de demping te verbeteren.Vanaf ongeveer 1970 begonnen daar echter ook weer enkelefabrikanten machineonderdelen van gewapend beton te makenzonder stalen omhulling.

Sinds het eind van de jaren zeventig loopt parallel aan deontwikkeling van het vervaardigen van machineonderdelen uitgewapend beton de ontwikkeling van beton met kunstharsen alsbindmiddel.Vanwege de goede eigenschappen die bekend zijn uit anderetoepassingsgebieden heeft dit beton grote interesse gewektbij de machinefabrikanten.Hoe groot de verwachting, die de machinefabrikanten van ditmateriaal hebben, werkelijk is, blijkt uit het feit, dat nietaIleen die bedrijven die zich tot dan toe afzijdig gehoudenhebben nu aktief deze ontwikkeling ondersteunen, maar ook defabrikanten die al aanzienlijke ervaringen met hetvervaardigen uit gewapend beton hadden, denken aan hetvervangen van gewapend beton door kunstharsgebonden beton.

Polymeerbeton

- 4 -

In deze fase van de ontwikkeling (2) komt men tot deconclusie dat cementbeton in het algemeen geen serieuzeconcurrent is voor gietijzeren of gelaste staalconstructieswanneer het gaat om het vervaardigen van machinebedden.Hoewel dit toch sporadisch in aanzienlijke hoeveelheden bijdraaibanken toegepast werd. Het wordt dan ook duidelijk datpolymeerbeton grote voordelen biedt tegenover cementbeton enmen vermoedt, waarschijnlijk terecht, dat in de machinebouwcementbeton geheel door polymeerbeton vervangen zal gaanworden.In het begin werd polymeerbeton slechts gezien als vervangingvan enkel het conventionele cementbeton, in hoeverre echterpolymeerbeton ook gietijzeren en gelaste staalconstructieszal gaan vervangen is dan nog niet duidelijk. wel wordt danal met enige terughoudendheid gesteld dat polymeerbetonwellicht een goed alternatief zou kunnen zijn voor dehierboven genoemde materialen. Later wordt deze stellingbevestigd (3,4). Het blijkt dat Polymeerbeton als materiaalvoor gereedschapsmachinebedden nog steeds aan betekenistoeneemt.

Tegenwoordig worden, behalve de nog voornamelijk van 100Zgietijzer of 100Z gelast staal geproduceerde machinebedden,uit technische en economische overweging ook machinebeddengeproduceerd die bestaan uit een combinatie van gietijzer ofgelast staal met polymeerbeton, uit 100Z cementbeton of uit100Z polymeerbeton.Terwijl gietijzeren en gelaste staalconstructies bij alleframeonderdelen voor metaalbewerkingsmachines wordenaangetroffen, worden de varianten van 100Z cementbeton en van100Z polymeerbeton bijna uitsluitend gebruikt bijgereedschapsmachines waar sprake is van relatief geringebewerkingskrachten zoals slijpen, draaien en frezen.Combinatieconstructies worden meestal daar gekozen, waar hetuit economische overwegingen, bijvoorbeeld bij hogeproductiekosten bij kleine series, niet rendabel is omconstructies uit 100Z beton toe te passen. Metingen hebbenaangetoond dat het dynamisch gedrag van constructies die uiteen combinatie bestaan vergelijkbaar is met constructies dievoor 100Z uit polymeerbeton bestaan.

De recente technologie (5) leert ons dat polymeerbeton zekerniet in aIle gevallen machineonderdelen van gietijzer engelast staal kan vervangen. Men moet het zien als eenwaardevolle aanvulling. In specifieke gevallen zijn groteconstructieve en economische voordelen te verwachten. Deervaringen met polymeerbeton in de gereedschapsmachinebouwzijn tot nu toe positief te noemen, maar de leer- enentwikkelingsfase van deze neg jenge technelegie is neg langniet afgesloten.

Polymeerbeton

- 5 -

2.1 Het ontstaan van polymeerbeton.

Alvorens ingegaan wordt op polymeerbeton zal eerst hetconventionele cementbeton kort worden toegelicht.Cementbeton) of kortweg beton) is een mengsel vantoeslagstoffen (meestal grind en zand») bindmiddel (cement)en water. (7)Zoals de naam bindmiddel al doet vermoeden is het cement inhet mengsel aanwezig om het zand en het grind aan elkaar tekitten.Cement is een zogenaamd hydraulisch bindmiddel. Oit wilzeggen dat het bindmiddel water nodig heeft voor verharding)het vormt een chemische verbinding met het water.Het water is in het mengsel aanwezig voor twee redenen teneerste dus om het bindmiddel cement te doen verharden en tentweede om het mengsel verwerkbaar te maken.Het gevolg van deze dubbele functie van water is dat hetwater ook in grote mate bepalend is voor de sterkte van hetbeton. Te veel water geeft een lagere sterkte door devorming van porieen in het beton. Te weinig water aan deandere kant maakt het beton moeilijk of niet verwerkbaar.Het is dus zaak om afhankelijk van de door de toepassinggeeiste sterkte zeer nauwkeurig de zogenaamde w.c.f.(water-cementfactor) te bepalen.

Cementbeton is een materiaal met een zeer breedtoepassingsgebied. Oankzij een groot aantal gunstigeeigenschappen wordt dit materiaal zowel voor constructieveals voor niet-constructieve doeleinden gebruikt. wanneer hetgaat over toepassingen van beton in de machinebouw zijn erdrie uitvoeringsmogelijkheden te onderscheiden namelijk: Metstaal gewapend beton) voorgespannen beton of vulbeton)waarmee stalen frames worden opgevuld teneinde betere dempingte verkrijgen. Naast een groot aantal gunstige eigenschappenbezit cementbeton een aantal minder goede eigenschappen.Het heeft vergeleken met de druksterkte een lage treksterkte)is bros van karakter) is poreus en is niet goed bestand tegende inwerking van agressieve stoffen. Oit is een van deredenen) waarom gedurende de laatste tWintig jaar diversecombinaties van kunststoffen en beton zijn ontwikkeld.Kenmerkende voordelen ten opzichte van het normalecementbeton zijn een betere verhouding tussen trek- endruksterkte) een lage permeabiliteit en een betereduurzaamheid, met name in agressief milieu.

In grote lijnen zijn er vier typen polymeerbeton te onder­scheiden: (6)

• polymeer ge1mpregneerd beton. (PIC)• polymeercementbeton. (PCC)• polymeerbeton. (PC)• polymeer deklagen. (POC)

Polymeerbeton

- 6 -

PIC is gebaseerd op het impregneren van normaal cementbetonmet een vloeibare kunststof, gevolgd door polymerisatie (Hetvormen van grote moleculen uit kleine moleculen door hetactiveren van dubbele bindingen).PCC is een beton waarbij de kunststof aan de vloeibare mortelwordt toegevoegd.PC is een beton, waarbij de rol van het bindmiddeluitsluitend door de kunststof wordt vervuld. Bereiding vanPC wijkt dan ook sterk af van die van cementbeton. Hetkunststofgehalte bedraagt gemiddeld circa 127.. Een be­langrijk voordeel van PC is de snelle uitharding (ca. 1 uur).Bij de behandeling van combinaties van kunststoffen en betonbehoort ook die van een kunststof deklaag op beton (POC).Hoewel hechtingen van kunststoffen op cementbeton in hetalgemeen problematisch is en de duurzaamheid van dergelijkecombinaties vaak betrekkelijk gering is, is POC in tal vangevallen de enige manier om bestaande betonconstructies tebeschermen tegen bijvoorbeeld agressieve chemicalien.

De toepassingen van de verschillende soorten polymeerbetonzijn legio ; o.a.:

- ~genbouw. (o.a. voorgespannen brugdekken)- Constructiebouw. (Gevelpanelen)- Rioleringsbuizen.- Tunnels en mijnbouw.

Als we echter praten over machinebouw dan komt daarvoorslechts een soort polymeerbeton in aanmerking, te weten heteerder als PC genoemde Polymer Concrete of gewoonpolymeerbeton.

Dit PC is weer onder te verdelen in drie typen. Op grond vansamenstellingen met verschillende soorten kunstharsen zijn dedrie belangrijkste en tevens meest toegepaste:

• met onverzadigd polyesterhars. (UP)• met methylmethacrylaat. (MMA)• met epoxyhars. (EP)

Polymeerbeton

- 7 -

2.2 Wat is polymeerbeton (PC) ?

Polymeerbeton (PC) - In de literatuur ook vaak aangeduld alskustharsbeton is een betonsoort, waarbij het bindmiddelcement volledig is vervangen door kunststof. Hierdoor wordtde vorming van porieen zo goed als opgeheven. Deze materialenzijn uitermate goed bestand tegen agressieve media.Aantrekkelijk is de grotere sterkte die kan worden bereikt ende snelle uitharding. Als voornaamste nadeel staat daar hettemperatuurgedrag en de hoge prijs tegenover. Een kilogramkunstharsbindmiddel kost 50 tot 100 maal zoveel als eenkilogram cement; een kunstharsbeton kost 6 tot 10 maal zoveelals cementbeton.

Hierdoor is de toepassing van kunstharsbeton slechtsaantrekkelijk wanneer het gebruik van normaal beton totproblemen leidt, indien een gewichtsbesparing is gewenst ofals de toepassing van PC de gebruiksmogelijkheden vergroot.Oit kan zich voordoen wanneer hoge eisen worden gesteld tenaanzien van chemische resistentie, wanneer gewichtsbesparinggecombineerd met een hoge sterkte een belangrijk punt is ofwanneer zeer hoge stotende of slijtende belastingen optreden.

Kunstharstoeslagmensels bestaan uit verscheidene componenten,die in bepaalde verhouding worden samengevoegd en gemengd,waarna een uithardingsproces plaatsvindt. Er dienen hogeeisen te worden gesteld aan de afweging van de componenten,het vochtgehalte en aan de menging. Ook de menging van hetbindmiddel en de toeslagstoffen dient zeer zorgvuldig tegeschieden, waarbij luchtinsluitsels zoveel mogelijk moetenworden voorkomen. Voor verdrijving van ingesloten lucht, eenprobleem dat bij deze betonsoort veel moeilijker oplosbaar isdan bij cementbeton, maakt men gebruik van trilapparatuur,anti-schuimmiddelen of vacuUmbehandeling. Soms wordtaanbevolen om kunstharsbeton onder druk te laten verharden,waardoor ingesloten lucht gedeeltelijk wordt verdreven en deaanhechting tussen de kunsthars en het toeslagmateriaal wordtbevorderd.

Aan de zuiverheid van de toeslag- of vulstoffen moeten hogeeisen worden gesteld. De temperatuur en de vochtigheid vanhet toeslagmateriaal zijn van grote invloed op hetuithardingsproces en moeten daarom nauwkeurig wordengecontroleerd. Ook de houdbaarheid en de bewaarcondities vanhet kunststof moeten in de gaten gehouden worden.

Zoals al eerder is gesteld, is kunsthars in vergelijking metcement een zeer kostbaar bindmiddel. Men zal dan ooktrachten het kunstharsgehalte van kunstharsbeton zo laagmogelijk te houden. Oit is trouwens ook van belang inverband met andere eigenschappen van dit materiaal, zoals dekrimp, de kruip, de elasticiteitsmodulus en het gedrag bijhogere temperaturen.

Polymeerbeton

- 8 -

Doorgaans wordt ook een grote dichtheid geeist. Het is dusook zaak een korrelverdeling te kiezen met een minimale holleruimte. Er dient voldoende kunsthars aanwezig te zijn omdeze holle ruimte op te vullen en om de toeslagkorrels meteen laagje kunsthars te omhullen. Daartoe is minimaal eenkunstharsgehalte nodig van 9-11 massaprocent bij een maximalekorrelgrootte van circa 10 Mm. Een op deze wijzesamengesteld mengsel is bij kamertemperatuur moeilijk temengen en te verdichten. Daarom kiest men in dat gevaldoorgaans hogere kunstharsgehalten bij voorbeeld 10-15massaprocent.

Ter afsluiting van dit hoofdstuk nog kort ietsbelangrijke eigenschappen van polymeerbeton:vervorming en duurzaamheid.

over drieSterkte)

Sterkte.De sterkte-eigenschappen van kunstharsbeton zijn onder meerafhankelijk van het type hars) het bindmiddelgehalte) hetverhardingssysteem, het soort toeslagmateriaal, de matewaarin de ~olle ruimte tussen de toeslagkorrels is gevuld, dehechting tussenhet toeslagmateriaal en het kunsthars, en deuithardingstemperatuur. Door zowel het vulstofgehalte als deelasticiteitsmodulus van de kunsthars aan te passen kan eenbepaalde gewenste sterkte worden bereikt.De sterkte van kunstharsbeton is sterk afhankelijk van detemperatuur. volgens (8) neemt de sterkte van bijkamertemperatuur uitgehard UP-beton vrij snel af bij stijgingvan de temperatuur. (bij 60 0 C bedraagt het sterkteverliesca. 20%, bij 100 0 C ca. 50%). Het gedrag van bij verhoogdetemperatuur uitgehard UP-beton is in dit opzicht gunstiger.In het algemeen geldt dat bij lagere temperaturen een lagereuithardingsgraad wordt bereikt (zie fig. 1). Naarmate deuithardingsgraad lager is, is de sterkte en de chemischebestendigheid van het uitgeharde produkt geringer en (vooral)de afname van de sterkte bij temperatuurverhogingaanzienlijker.

~... 80"~'"..go 60~".c

t::/ --- ----- ~---

1/ ---,,---/

;;

'"'"

L- '",,'--

100

o 10 20 30 40 50 60

--.-. tijd (dagon)

10 80 90 100

__ van 11 lot 22 "C

- --- von -5 101 20·C

Figuur 1: Uithardingsgraad van epoxyhars bij verschillendetemperaturen als functie van de tijd.

Polymeerbeton

- 9 -

(9) Vermeldt hoe de langeduursterkte van verschillendesoorten kunstharsbeton met UP of EP als bindmiddel werdbepaald. De resultaten zijn weergegeven in figuur 2, waar deverhouding van de langeduur- en de korteduurdruksterkte isweergegeven over een periode van 12 jaar. De auteurs trekkende conclusie dat de langeduursterkte van kunstharsbeton inhet algemeen kan worden aangehouden op 0,65 keer dekorteduursterkte.

%of 0,8

~..~ 0,6."..>

Z0,4"!

t 0,2

00,1 1,0 10' 105

figuur 2: Langeduur druksterkte van EP- en UP-beton.

Vervorming.Bij het uithardingsproces treedt er krimp op. Bij UP-beton isdit aanzienlijk (5 volumeprocent), terwijl dit bij EP-betongeringer is (2 volumeprocent). Bij UP-beton treedt dezekrimp op in de uitgeharde fase en bij EP-beton in de gelfase.Een ander fenomeen inzake vervorming is kruip onderbelasting. De verschillen tussen het kruipgedrag van debeide betonsoorten UP en EP zijn gering. De maximale kruiponder druk bedraagt afhankelijk van harsgehalte entemperatuur (tot 50 0 C) 5 tot 15 promille.De E-modulus van kunstharsbeton ligt in de buurt van die vancementbeton.De thermische uitzettingscoefficient van kunstharsbeton ligteen factor 2 a 3 hoger dan die van cementbeton.

Duurzaamheid.In de bestandheid van uitgeharde UP- en EP-harsen tegenchemicalien zijn grote variaties mogelijk op basis van deharskeuze en de formulering. De snelheid, waarmee aantastingvan een materiaal plaatsvindt, wordt voor een belangrijk deelbepaald door de absorptie van het aantastende medium of eenoplossing daarvan in dat materiaal.De waterabsorptie van uitgehard UP-hars bedraagt circa 0,2massaprocent tegen 5 massaprocent water bij normaal beton.Door het hoge gehalte aan kunststoffen moet aandacht wordenbesteed aan het gedrag bij brand. De brandbaarheid vankunstharsen kan worden verminderd door bepaaldebrandvertragende middelen aan de kunsthars toe te voegen.

Polymeerbeton

- 10 -

3.1 Materialen voor het vervaardigen van machineframes. (10)

Het frame van een gereedschapsmachine, is het dragende deelvan de machine. Hieraan worden gereedschaps- enwerkstukhouders en ook de overbrengingen bevestigd en debewegende delen worden hierover geleid. Het frame moet ervoor zorgen dat aIle ingeleide krachten, zowel periodiek alsniet-periodiek, in het bijzonder de krachten die onstaan bijhet verspanen van het werkstuk, zo opgenomen worden, datvervormingen en trillingen binnen zeer nauwe, toelaatbaregrenzen blijven.Daarnaast speelt het thermisch gedrag een belangrijke rol,dat - door onvermijdelijke warmtebronnen - in het bijzonderin de hoofdaandrijving en in het verspaningsproces, leidt totvervormingen en instabiliteiten in het frame.Verder is door een toenemende belasting van de omgeving)vooral door lawaai, ook een geluidsdempende werking van hetmachineframe vaak gewenst.

De sinds het begin van de gereedschapsmachinebouw gestaaggestegen eisen met het oog op de machinecapaciteit, en deverfijnde .bewerkingsmogelijkheden gecombineerd met vergaandeaanpassingen van de machine aan huidige bedrijfsvoorwaardenen aan de te bewerken materialen hebben er voor gezorgd datde bewerkingstoleranties steeds kleiner zijn geworden.Bij giet- en gelaste staalconstructies zijn wat dit betreftde machinegrenzen bereikt. Bijvoorbeeld de demping van eenmachine als geheel, die men als gevolg van onveranderlijkemateriaaleigenschappen (de geringe dempende werking vangietijzer en staal) niet kan overschrijden.

Volgens (11) bepalen de materiaaleigenschappen van hetmateriaal waarvan een bepaald onderdeel is gemaakt debelangrijkste eigenschappen van dat onderdeel.De sterkte, voorgesteld als rekgrens of duursterkte, bepaaltof een materiaal plastisch zal deformeren of zal breken. Hetsoortelijk gewicht is maatgevend voor de massaverdeling. Deelasticiteitsmodulus en de glijdingsmodulus hebben zowelinvloed op het statische als op het dynamische gedrag van demachine. De materiaaldemping daarentegen heeft aIleeninvloed op het dynamisch gedrag. De wrijvingscoefficient ende hardheid bepalen het wrijvings- en slijtagegedrag in decontactzones. Door het geleidelijk verminderen vaneigenspanningen door kruip en relaxatie - bijvoorbeeld alsgevolg van vochtopname of belasting - zal over een lange tijdgenomen de geometrie van het frame veranderen. Deuitzettingscoefficient, warmteoverdrachtscoefficient en despecifieke warmte bepalen tenslotte het thermoelastischgedrag van het frame. Behalve deze materiaaleigenschappenmoet bij een materiaalkeuze ook aandacht worden besteed aanconstructieve en economische gezichtspunten. Als voorbeeldenhiervan kunnen genoemd worden: materiaalkosten, economischevervaardiging, bewerkbaarheid zoals bijvoorbeeld de giet- oflasbaarheid.

Polymeerbeton

- 11 -

3.2 Beton als materiaal voor gereedschapsmachineframes.

Op zoek naar alternatieve materialen voor het verbeteren vangereedschapsmachines door middel van een beter gedrag van hetframe stuitte men op beton en betonachtige materialen, dievanwege hun eigenschappen tot een gunstig dynamisch gedragvan de machine zouden kunnen leiden.In eerste instantie bracht de invoering van beton alsmateriaal voor machineframes nogal wat weerstand teweeg. Ditis volgens (12) onder meer te wijten aan de onbekendheid bijde machinebouwer met beton als constructiemateriaal. Zowelin zijn opleiding als in de praktijk heeft hij niet voldoendekennis opgedaan omtrent beton. Een constructeur die derhalvebeton voor een machineframe wil gebruiken zal met goedeargumenten moeten komen om zowel in het eigen bedrijf als ookbij de klanten de weerstand weg te nemen.Deze onbekendheid met het materiaal beton is te begrijpen,omdat hier - toepassen van beton in machineframes - eigenlijktwee vakgebieden elkaar overlappen. Het ontbreekt aan mensendie op beide terreinen goed thuis zijn. Machinebouwersdurven het risico vanwege een gebrek aan ervaring met hetonbekende . materiaal niet aan, omdat de toepassing van betonjuist bij grote en dus dure machines nagestreefd wordt. Envoor bouwbedrijven die weI de ervaring met beton hebben ishet toepassen van beton in machineframes een dusdanig kleindeel van de omzet, dat het de moeite niet loont om daarverder onderzoek naar te verrichten.

Maar ondanks deze problematische invoer neemt het gebruik vanbeton in de machinebouw toch toe. Dit is een gevolg van eenaantal gunstige eigenschappen van beton. Samenvattend zullennu enige goede en Minder goede eigenschappen van betonopgesomd worden:De uitzettingscoefficient is bij benadering gelijk aan dievan staal; een hoog dempend vermogen tegen zoweleigentrillingen als trillingen van buitenaf zoalsstootbelasting; een hoge geluidsdemping; een hogetorsiestijfheid; een hoge thermische stabiliteit en 1agemateriaalkosten.Tegenover deze voordelen kunnen de volgende nadelen gesteldworden: Lange uithardingstijd, voordat de maximale sterkte isbereikt (28 dagen); onbeperkt lange kruip en aIleen opnamevan drukkachten mogelijk (althans zonder wapening).

Zoals al eerder is vermeld wordt cementbeton in grote lijnenop drie verschillende manieren in de machinebouw toegepast:- gewapend beton.- voorgespannen beton.- vulbeton.In (12) wordt van elk van deze methoden een toepassinggegeven.

Polymeerbeton

- 12 -

3.3 Polymeerbeton als materiaal voor gereedschapsmachine­frames.

Zoals uit deze (12) voorbeelden blijkt zijn er goedemogelijkheden voor cementbeton in de machinebouw. Het isechter geen serieuze concurrent wanneer het gaat om de totalevervanging van gietijzer en gelaste staal constructies.Of dit voor polymeerbeton weI geldt zal in het nu volgendeworden toegelicht.

In een voorgaand hoofdstuk werden als de drie meestvoorkomende bindmiddelen voor kunstharsbeton genoemd:onverzadigde polyesters, methylmethacrylaat en epoxyhars. Deuitkomsten van verschillende vergelijkbare onderzoeken (13)tonen aan dat kunstharsbeton met epoxyhars als bindmlddelbijzonder geschikt is om de tegemoet te komen aan de hogeeisen die in de praktijk gesteld worden.Een van de redenen dat de betekenis van kunstharsbetontoeneemt zijn de als maar stijgende eisen aan de kwaliteitvan een produkt. Het betere dempende vermogen (zie figuur 3)van het materiaal in vergelijking met gietijzer en het feitdat er bij een goede installatie Minder sprake is vanbewegingsvrijheid zijn twee voor de gereedschapsmachinebouwinteressante eigenschappen.

Cl>"0

~0.E<l

figuur 3: Vergelijking van de demping van twee vergelijkbarebalken. Boven: Kunstharsbeton. Onder: Gietijzer.

Daarbij komt nog, dat het aantal resonantiefrequentiesafneemt en de machine dientengevolge dus in een groterfrequentiebereik resonantievrij gebruikt kan worden. Hierbijgaat men er welliswaar vanuit, dat aIle machineelementenwaarlangs de krachtenstroom loopt een hoge dynamischestijfheid hebben.

Polymeerbeton

- 13 -

Grote warmtecapaciteit en een laag warmtegeledingsvermogenmaken het mogelijk om machineframes van kunstharsbeton temaken met een veel grotere thermische traagheid dan metgietijzer of staal mogelijk is (hiermee wordt bedoeld dat eenframe uit kunstharsbeton veel langzamer op wisselingen vantemperatuur reageert). Een voorbeeld hiervan wordt gegevenin (4) waarin het thermisch gedrag van twee vergelijkbaremachineframes, een van polymeerbeton en een van gietijzer,wordt onderzocht. Een van de conclusies uit dit onderzoekwas dat de temperatuurveranderingen en de vervormingen onderinvloed van de warmte na het begin van de warmtetoevoeraanvankelijk kleiner waren bij het polymeerbetonframe dan bijhet gietijzeren frame. Pas na 2,5 uur kwamen de waardenboven die van het gietijzeren frame uit. Naarmate dewarmtebron verder van het frame werd opgesteld, werd dittijdstip steeds later bereikt. In grote delen van het framewerd dit punt gedurende de acht uur durende proeven zelfshelemaal niet bereikt. Dus traden in het polymeerbetonframeslechts in de onmiddellijke omgeving van de warmtebron en pasna lange warmtetoevoer temperatuurveranderingen envervormingen op die groter waren als die bij het gietijzerenframe. Het reageerde veel trager op de warmtetoevoer en degevolgen waren minder.

Een gevolg van deze grotere thermische traagheid is dat ergeen wezenlijk verschil in maatvastheid bestaat bijtemperatuurfluctuaties. Hierdoor zijn binnen een bepaaldeproductieserie de standaardafwijkingen dus beduidend kleinerdan bij een vergelijkbare constructie van staal of gietijzer.Om met conventionele machines vergelijkbare resultaten teverkrijgen, zijn aanmerkelijk hogere investeringennoodzakelijk. Hierdoor is het voor verspanendegereedschapsmachines vaak financieel gunstiger om het frame,dat aan dezelfde eisen voldoet als een frame dat op eenconventionele Manier van staal of gietijzer is gemaakt, vankunstharsbeton te vervaardigen.

Bij draaibanken is al gebleken dat, met een frame vankunstharsbeton, machines zijn te bouwen met een hogereproductienauwkeurigheid dan tot nu toe mogelijk was. Metdeze kennis heeft een Franse draaibankenfabrikant(Ernault-Toyoda Automation, in Velizy) al jaren geledenbesloten om al zijn machines te ontwikkelen en tevervaardigen met een frame van kunstharsbeton.Vergelijkende onderzoeken aan machines van dezelfde bouw metframes van verschillende materialen hadden tot resultaat, dataan epoxyharsbeton de voorkeur gegeven moet worden, om aan dehoge productietechnische eisen te kunnen voldoen. Voor hogeeisen betreffende de maatvastheid van machineonderdelen wordtdus uitsluitend epoxyharsbeton gebruikt.

Polymeerbeton

- 14 -

Ter orientatie volgen nu van enige materiaaleigenschappen vanepoxyharsbeton enkele richtwaarden. De elasticiteitsmodulusis 51000 N/mm2 , de druksterkte 178 N/mm2 en de buigsterkte 34N/mm2 • Het is mogelijk om door middel van verdereontwikkeling van het bindmiddel en van de combinatie vantoeslagstoffen ook machineonderdelen te maken met groteresterkte. De variant van epoxyharsbeton, waar hier sprake vanis heeft een thermische uitzettingscoefficient van 13~m/mK

bij een temperatuur van 20 0 C. De lineaire krimp bij eenlengte van 5 meter bedraagt slechts 0,01 Mm. en is daarmeeverwaarloosbaar klein. Zo'n kleine krimp is met bijvoorbeeldmethacrylaathars niet haalbaar. Is de maatvastheid van demachineonderdelen van ondergeschikt belang, dan kunnen in deplaats van epoxyhars ook andere, goedkopere, harssoorten alsbindmiddel gebruikt worden.

Een van de redenen om nieuwe materialen te gaan zoeken, wasde vraag naar een beter dynamisch gedrag en het schaarsworden van metallische grondstoffen (in de oorlogstijd). Eenveel actuelere reden is, dat tegenwoordig als gevolg van demoordende concurrentie veel bedrijven gedwongen zijn om deproductiekosten te beperken, om de concurrentiepositie vanhun producten en de rentabiliteit van· hun bedrijf teverbeteren.Met het oog op het feit, dat bij benadering 70% van de kostenvan een produkt zijn te verhalen op constructieve bepalingen(zoals bijvoorbeeld: welke materialen in aanmerking komen,welke vervaardigingstechniek gebruikt moet worden en hoe delosse elementen aan het totaal verbonden moeten worden), mogehet duidelijk zijn, welke invloed de constructeur heeft op dekostprijs van een bepaald product. werkstukken vanbijvoorbeeld staal of gietijzer, die goedkoper van anderematerialen te maken zijn, zonder daarbij hun functie teverliezen en zonder dat de aan hun gestelde eisen daardoorbe1nvloed worden, kunnen in het bijzonder bij grote seriesleiden tot aanzienlijke kostenbesparingen.

Gepaard met de voordelen die een wisseling van materiaalkeuzemet zich meebrengt, zijn er echter ook vaak nadelen aan eendergelijke verandering verbonden, waarvoor oplossingengezocht dienen te worden. Bij het vervangen van metallischematerialen door kunststoffen bijvoorbeeld, stuit men op hetprobleem van de recycling, oftewel het hergebruiken nadat detechnische of economische levensduur van zo'n productverstreken is, van biologisch niet afbreekbare stoffen diebij verbranding giftige gassen vormen, die slecht voor hetmilieu zijn en blijvende schade aan de natuur kunnenberokkenen. Dat dit probleem de constructeurs er niet vanweerhouden heeft om dergelijke materialen toe te passen wordtnu weI duidelijk en er zullen daarom strenge wetten moetenkomen om het milieu beter tegen deze gevolgen te beschermen.Want niet aIleen de voordelen, maar ook de daarmeesamenhangende consequenties zijn een maatstaaf voortechnische vooruitgang.

Polymeerbeton

- 15 -

3.4 Combinaties van gietijzer en polymeerbeton.

Gezien de verschillende goede eigenschappen van beidematerialen lag het voor de hand om deze voordelen tecombineren en zo tot een optimale combinatie te komen. Inhet nu volgende zal het toepassen van dergelijke combinatiesbesproken worden. In (16) wordt uiteen gezet hoe bij hetontwikkelen van een nieuwe freesbank wordt geprobeerd, om bijde materiaalkeuze van de diverse onderdelen, het bestemateriaal te kiezen met het oog op het verbeteren van deeigenschappen van de totale machine. Bij deze ontwikkelingwordt ook weer uitgegaan van drie factoren die in eersteinstantie de productienauwkeurigheid bepalen van eengereedschapsmachine De statische stabiliteit van deafzonderlijke onderdelen, de dynamische stabiliteit - ditwordt bereikt, als de bij het bewerkingsproces opgewektetrillingen, zo snel mogelijk en dicht bij de bron wordenverminderd. Ook moet de machine gelsoleerd zijn tegentrillingen van andere nabij gelegen machines. - en als derdede thermische stabiliteit.Hier wordt aIleen verklaard~ welke maatregelen getroffenwerden om de mechanische eigenschappen te verbeteren.Uitgaande van deze drie fundamentele eisen worden deonderdelen die bepalend zijn voor de nauwkeurigheidafzonderlijk ondezocht.

De standaard van de machine, oftewel het frame kanbuitengewoon stijf geconstrueerd worden door binnen de groterechthoekige vorm, X-vormig, twee schotten aan te brengen.De eisen met betrekking tot de statische stabiliteit zijnhierdoor volledig te realiseren. Het is niet echt nodig omnaar de dynamische stabiliteit van de standaard te kijken,omdat de trillingen niet door de standaard lopeno Ook dethermische stabiliteit speelt bij de standaard een duidelijkondergeschikte rol~ omdat zich in de standaard geenwarmtebronnen bevinden. Op grond van deze feiten leek heteen logische beslissing om de standaard niet uit te voerenals een combinatie van gietijzer en polymeerbeton (omdat heteenvoudigweg niet nodig is).

De spindelslede~ waarin zich de overbrengingen en despindellagering bevinden, kan slechts van gietijzer gemaaktworden. Juiste vormgeving zorgt voor een goed statische endynamische stabiliteit. De thermische stabiliteit wordtverkregen door een oliekoelsysteem.

Bij de dwarsslede is er sprake van een geheel anderebelastingssituatie. In het maximale geval moet de dwarsledeeen verticale kracht op nemen die gelijk is aan de som van deMassa van het werkstuk en de eigenmassa (hier gelijk aan meerdan 1000 Kg. ). Door het gegeven zijn van deze massa, voIgtvoor de dikte van de dwarsslede een eenduidige waarde. Bijde vervaardiging op de gebruikelijke manier, van gietijzer,was het nodig om vele ribben aan te brengen in deconstructie, wat heel bewerkelijk was bij het gieten.

Polymeerbeton

- 16 -

Bovend1en traden daardoor, als gevolg van uiteenlopendewanddiktes en materiaalophopingen, in de knooppunten van der1bben zeer hoge materiaalspanningen op. Naast zeer hogevervaardigingskosten moest men bij deze dwarsslede ook nogrekening houden met een opvallend hoge uitval. Hier bood detoepassing van een combinatie van g1etijzer en polymeerbetonduide11jk een betere oplossing dan de gebruikelijkeconstructie.

Ook b1j de voet van de standaard, werd een hoge statische endynamische stijfheid geeist, opdat door de verschillendemassa's en bij het verplaatsen van de dwarsslede geendoorbuiging zou optreden. Bovendien moet de ondersteuningvan de as die voor de vertikale aanzet zorgt absoluut stijfzijn, als men zeer lage aanzetsnelheden mogelijk wil maken.Dus ook hier werd de voorkeur gegeven aan het toepassen vande combinatie.

Het vervaard1gen van de onderdelen uit polymeerbeton werduitbesteed aan een bedrijf, dat al over ervaringen met ditmateriaal beschikte. Hier werden de gietvormen gemaakt. Dienadat de 'extra inbouwelementen waren gepositioneerd, werdenvolgegoten met vooraf exact gedoseerd polymeerbeton. Onderhet vullen werd de vorm geschud, om een homogene verdelingvan de diverse componenten te verkrijgen en om de lucht sneluit het beton te verdrijven. Na het gietproces wordt debovenste laag van het produkt van enige millimeters dikteweggehaald en wordt hier een dunne laag hars overheengegoten. De oppervlakken kunnen nu probleemloos gelakt engefreesd worden.

De op deze wijze geconstrueerde machineconstructie beschiktover een goede statische stijfheid en een goedetrillingsdemping. De doorbuiging van de dwarsslede bijmaximale belasting vertoont ook in de uiterste standverrassend lage waarden in vergelijking met de gebruikelijkegietijzeren constructie. Bij de eerstgebouwde nieuwefreesbanken waren geen resonantiefrequenties waar te nemenbij verschillende frezen en verschillende belastingen. Alser al trillingen optraden dan waren die afkomstig van dehoofdaandrijving.Zoals ook al bij andere toepassingen werd vastgesteld, kwamhier ook weer naar voren, dat als een gevolg van de lagewarmtegeleiding van het beton, de maatverandering als gevolgvan de warmte duidelijk afnam. Het gevolg hiervan was eenveel betere bewerkingsnauwkeurigheid van de gehele machine,die zeker niet in de laatste plaats was te danken aan deconstructie met de combinatie gietijzer-polymeerbeton.

Het bereikte resultaat van een uitgebreid onderzoek naar demechanische eigenschappen van onderdelen en totaalmachine,met als uitkomst de toepassing van polymeerbeton voor sommigeonderdelen, mag een succes genoemd worden.

Polymeerbeton

- 17 -

4.1 Het construeren met polymeerbeton.

In tegenstelling tot gietijzer wordt polymeerbeton metaanzienlijk minder kosten en bovendien koud verwerkt. Meteen zorgvuldig uitgevoerde techniek is het mogelijk omdusdanig goede produkten te vervaardigen) dat er nauwelijksnog nabewerkingen nodig zijn.In (17) wordt aangegeven dat het bij de optimale vormgevingvan machineonderdelen uit polymeerbeton geen kwestie is vansimpelweg de bestaande constructie van staal of gietijzer nuvan polYmeerbeton te maken. Integendeel) het is nodig om bljdit materiaal) een goed onderzoek in te stellen naar dejuiste vormgeving. 20 moet bijvoorbeeld) bij eengelijkblijvende stijfheid van de doorsnede) een onderdeel vanpolymeerbeton veel sterker geconstrueerd worden dan eenonderdeel van gietijzer. Oit hoeft echter geen nadeel tezijn) omdat in plaats van dure constructies met ribben terversteviging van de constructie nu met massieve elementengewerkt kan worden.

De vrijheid in vormgeving ten opzichte van gietijzer wordtdoor twee· factoren beperkt. De eerste is de benodigdewanddikte voor voldoende sterkte. De tweede is demoeilijkheid van het maken van inwendige holle ruimtes) ditis niet zoals bij gietijzer mogelijk met kernen) maar aIleenmet toepassing van speciaal ingebouwde delen. Algemeen kangesteld worden dat de vrijheid in vormgeving bij gietijzer)in het bijzonder in het geval van inwendige contouren) veelgroter is als die bij polymeerbeton. Voor veel van debestaande gietconstructies valt polymeerbeton als alternatiefvoor gietijzer dus bij voorbaat al af.

Aangezien het frame (het onderdeel waarbij polymeerbeton hetmeeste wordt toegepast) het dragende deel van een machine isen hieraan dus vele andere onderdelen bevestigd moetenworden) zullen er dus allerlei accessoires op en aan hetframe gemonteerd moeten worden om deze functies te vervullen.Oeze accessoires kunnen in principe gewoon in de gietvormingelegd worden. Om een goede hechting te krijgen tussen demetalen onderdelen en het polymeerbeton is het echter aan tebevelen om de metalen delen goed schoon te maken en van eenextra hechtmiddel te voorzien (Rostprimer). Ook is het vaakgebruikeIijk om platen en lijsten uit te rusten met ankers.Voor het aanbrengen van geleidingsbanen zijn er meerderemogelijkheden: Ten eerste ook weer het ingieten van de banenin het betonnen Iichaam) waarvoor deze banen weI voorbewerktmoeten worden en vervolgens een krachtgesloten verbinding methet beton vormen. Een nadeel hiervan is echter) dat op grondvan de polymerisatietemperatuur en het verschil tussen debeide warmteuitzettingscoefficienten) na het uitharden vanhet beton) spanningen ontstaan in de geleidingsbanen en inhet beton.

Polymeerbeton

- 18 -

Bij de tweede methode wordt dit probleem vermeden en weI doorde geleidingsbanen op gedeelde lijsten langs onder of langshoven vast te schroeven of te lijmen. Een nadeel van dezeconstructie is echter weer, dat door het verschil inwarmtegeleidingsvermogen bij snelle temperatuurswisselingen,zogenaamde bi-metaal-effecten op kunnen treden, waardoor erweer spanningen en vervormingen in het frame ontstaan. Om dehierbij optredende krachten zo klein mogelijk te houden,moeten de geleidingsbanen zo dun mogelijk uitgevoerd worden.Een andere mogelijkheid om deze effecten te verminderen ishet onder voorspanning aanbrengen van de geleidingsbanen.

4.2 De produktiekosten.

De produktiekosten voor een kant en klaar onderdeel vanpolymeerbeton liggen tegenwoordig in het algemeen duidelijkboven die van een bewerkt en inbouwklaar gietijzerenonderdeel, als moderne methodes gebruikt kunnen worden voorhet bewerken van grote onderdelen. Maar ook bij eenvoudigeonderdelen zijn de kosten van een gietijzeren produkt in hetalgemeen 10 tot 15 7. lager dan voor een van polymeerbeton.Een van de redenen hiervoor is, dat voor serieproduktie bijpolymeerbeton slechts metalen vormen gebruikt kunnen worden.Houten gietvormen kunnen hooguit drie keer gebruikt worden.En tot op heden leert de ervaring, dat de kosten voor eendergelijke gietvorm van staal of aluminium voor een onderdeelvan polymeerbeton, 2 a 3 maal zo hoog zijn als eenvergelijkbare vorm voor een gietijzeren produkt. Een gevolghiervan is, dat voor enkelstuksproduktie en voor hetproducerenvan produkten die doorlopend van vorm wisselen alsgevolg van de vraag van de klant, sowieso een constructie vangelast staal het enige rendabele alternatief is.De ervaring leert, dat hoe gecompliceerder de constructie is,hoe groter het kostenvoordeel voor een gietijzerenconstructie wordt. Hieraan moet echter weI worden toegevoegddat er grote inspanning wordt geleverd naar het zoeken vanmogelijkheden om het verwerken van polymeerbeton goedkoper temaken.Voor de vervaardiging van polymeerbeton moet een zeerveeleisende en specifieke know-how worden toegepast. Devroeger veel gehoorde aanname, dat onderdelen vanpolymeerbeton eenvoudig door de machinefabrikant zelf temaken en te bewerken waren, is inmiddels verkeerd gebleken.Tegenwoordig wordt de produktie van dergelijke onderdelen aanspeciaal hiervoor uitgeruste bedrijven overgelaten met denodige ervaringen op dit gebied.

Polymeerbeton

- 19 -

5. Ervaringen met kunstharsbeton.

Een eerste ervaring wordt toegelicht in (5). Hierin wordt detoepassing van polymeerbeton besproken bij een machine voorhet opslaan en aanvoeren van 3 of 4 meter lange staven. Hetprincipe dat bij deze machine toegepast wordt voor de aanvoervan dergelijk lange staven is zeer goed gebleken.Belangrijke punten voor deze machine zijn, dat de dragerstabiel is en dat de platen, die de serie lagers moetengeleiden stijf en spelingsvrij zijn. De omtrekkracht van eendergelijke snel roterende staaf kan enkele duizende Newtonsbedragen en de staven zijn nooit absoluut recht. In 1980werd begonnen met een constructie van gelast staal. Deeerste pogingen waren zeer teleurstellend. De gehele machinerammelde en maakte een oorverdovend lawaai. Al gauw werdduidelijk dat veel stabieler gebouwd moest worden en dat ergeen speling mocht zitten op de geleidingsplaten. Deze eisenin acht genomen werd het idee beton voorgesteld. Dit ideewerd voorgelegd aan een bouwkundige, die schrok van de dunnedoorsnedes. Tenslotte ontstond een zeer fijnmazige wapeningvoor het beton, maar niemand kon de juiste bekisting leverenmet de geeiste nauwkeurigheid. Dus werd er zelf eenbekisting gemaakt van gietijzer, en deze was net klaar, toenhet hier bedoelde bedrijf in contact kwam met een fabrikantvan polymeerbeton. De gietvorm werd aangepast voorpolymeerbeton en de eerste dragers werden gegoten. Dezeeerste dragers waren helemaal zo slecht nog niet, als ze maarniet sikkelvormig geweest waren.Het toegepaste acryl-polymeerbeton had zich te snel gebonden,waardoor deze vervormingen waren ontstaan. Vervolgens werdepoxy-polymeerbeton gebruikt en dit voldeed prima aan deeisen. De afwijking op de haaksheid bedroeg ongeveer 0,3 mm.de krimp slechts 0,2 mm. op 5 m. en de afwijking inparalleliteit tussen beide geleidingen bleef binnen 0,03 mm.De hoge stijfheid en de goede demping, met name degeluidsdemping, kwamen zeer goed van pas bij deze toepassing.

In (18) wordt de ervaring bij het toepassen van polymeerbetonals materiaal voor een machinebed toegelicht. Het handelthierbij om het bed van CNC-draaiautomaten met een hogenauwkeurigheid en een hoge automatiseringsgraad. Dezemachines worden op uiteenlopende terreinen ingezet, vooral inde automobielindustrie. De machines zijn opgebouwd uitzogenaamde modules en kennen dus vele varianten. In 1979werd besloten om de bedden voortaan van polymeerbeton temaken. Op grond van de ervaringen van dit bedrijf, in delaatste acht jaar, kunnen ze de steeds genoemde voordelen vanpolymeerbeton volledig bevestigen. Ze zijn zelfs van mening,dat door verder onderzoek naar het construeren van onderdelenvan polymeerbeton, het verbeteren van het materiaal zelf eneen doorlopende kwaIiteitscontrole het toepassingsgebied vanpolymeerbeton zich nog verder zal uitbreiden.

Polymeerbeton

- 20 -

6. Suggesties voor verder onderzoek.

Ten eerste moet nog eens ten overvloede benadrukt worden dathet onderzoek inzake de toepassing van polymeerbeton in demachinebouw nog lang niet is afgerond en dat nog op veleterreinen door middel van onderzoek winst behaald kan worden.Enkele van deze terreinen zijn in de loop van het verhaal aleen of meerdere malen aan de orde geweest. Puntsgewijszullen nu nog wat voorstellen voor onderzoek opgesomd worden.

• Niet direkt een onderzoek naar polymeerbeton,niettemin nuttig lijkt een verdergaand onderzoek naarconstructiemogelijkheden voor gietijzeren produkten,ook hier nog winst te boeken is.

maarbetere

omdat

• Nog een onderzoek, dat niet direkt concreet is, maar oplangere termijn zeker zijn vruchten zal afwerpen, is hetopleiden van mensen die op zowel het gebied van demachinebouw als het gebied van de betontoepassingengespecialiseerd Z1Jn. Het is natuurlijk ook mogelijk omjezelf deze kennis eigen te maken, maar het ontbreektmomenteel . nog aan zulke mensen, wat twijfel en onwetendheidteweeg brengt.

• Dan meer op polymeerbeton zelf gerichte mogelijkheden vooronderzoek. Voorop staat dan de verdere optimalisering van desamenstelling van het toe te passen kunstofharsmengsel, wantbij gebruik van de juiste toeslagstoffen kan met name desterkte nog aanzienlijk verbeterd worden.

• Met het oog op het verwerken van polymeerbeton zouden tweeaspecten voor nader onderzoek in aanmerking komen.Goedkopere gietvormen is een en ook hier geldt een verdereoptimalisering van de constructie die gegoten moet worden,daarbij speciaal lettend op een oplossing voor inwendigeholle ruimtes, wat nu zeer omslachtig is.

• Een onderzoek met betrekking tot de nabewerking en vooralde montage van allerlei extra onderdelen aan en op eenbetonnen lichaam zou eventueel de daar optredende vervelendeeffecten kunnen oplossen, zoals onder andere hetbi-metaal-effect.

• Tenslotte zou, zeker tegenwoordig, ook een onderzoekingesteld moeten worden naar het milieuvriendelijk afbrekenof hergebruiken van polymeerbeton, na het verstrijken van delevensduur van een dergelijke machine.

Polymeerbeton

- 21 -

7. Conclusie.

Half de jaren zeventig, zoals al eerder beschreven, scheenpolymeerbeton vanwege het dynamisch gedrag, hettemperatuurgedrag, de geringe vervorming op de lange duur, dedempingseigenschappen, de chemische bestandheid tegen koel­en smeermiddelen en de snelle en eenvoudige productiewellicht een goede vervanger van gietijzer te kunnen zijn.Half de jaren tachtig werd de vraag of polymeerbetonmogelijkheden zou bieden als alternatief voor gietijzer, waarhet ging om kleinere machines uit technisch oogpunt met eenzeker Jal beantwoord. In hoeverre polymeerbeton toekomstzou hebben als materiaal voor machineframes, zou in grotemate bepaald worden door de Kosten die de vervaardiging vandit materiaal met zich mee zou brengen, want daar bestondentoen nog twijfels over. Toen was ook al duidelijk dat demogelijkheden die gietijzer kan bieden nog lang niet uitgeputwaren. Door het gebruik van moderne methodes voor hetoptimaliseren van de vorm kunnnen machineelementen vangietijzer nog aanzienlijk verbeterd worden.Eind 1988 (14) echter wordt een heel wat gematigdere toonaangenomen' en wordt voorzichtig doch welonderbouwdvastgesteld, dat de ware euforie van 10 tot 15 jaar tevorenwellicht iets te hoge verwachtingen had geschapen. Inmiddelsis de algemene opvatting, dat kunstharsbeton slechts daartoegepast meet worden waar de specifieke goede eigenschappenvan het materiaal geeist worden door de constructeur(Dempingsgedrag en corrosiebestendigheid). De hoop op eenbeduidend goedkopere produktie in vergelijking met gietijzerof gelaste staalconstructies, zoals die er in het begin was,bleek ongegrond. Deze kennis is door een onderzoek van hetVDG-Arbeitskreises werkzeugmaschinen (15) op zijn minstbevestigd en tot op heden is het tegendeel nog niet bewezen.

Ais slotconclusie kan daarom gesteld worden, datpolymeerbeton welliswaar niet de hooggespannen verwachtingenheeft waar kunnen maken, zoals die er ongeveer 15 jaargeleden waren. weI is dit nieuwe materiaal een waardevolleaanvulling en in enkele specifieke toepassingen eenaanzienlijke verbetering ten opzichte van gietijzer of staalgebleken.

Een extra resultaat, dat het gevolg is van jarenlangeintensieve samenwerking tussen machinebouwers aan de ene kanten experts op het gebied van betontoepassingen aan de anderekant, is dat de grondslag werd gelegd voor normen voorkwaliteitscontrole en daarmee een stuk kwaliteitszekerheid.Het gevolg hiervan is weer, dat een hogere produktkwaliteitgegarandeerd kan worden, voor produkten van kunstharsbeton.

Polymeerbeton

- 22 -

8. Overzicht van de gebru1kte literatuur.

1. Dr.-Ing. E.-K. Prossler, Aachen. Reaktionsharzbeton kannGuss- und Schweissbetten substituieren. lndustrieAnzeiger Nr. 85 van 21-10-1981/Jaargang 103 pag. 24-28.

2. Professor Dr.-Ing. H. Schulz, Darmstadt. KonstruktivesGestalten von werkzeugmaschinengestellen aus Polymerbeton.werkstatt und Betrieb 115(1982)5 pag. 311-317.

3. Een samenvatting uit de dissertat1e: "werkzeugmaschinenge­stelle aus Methacrylatharzbeton". VOI-Z Bd. 127(1985)Nr. 15/16 pag. 624.

4. Ernst Salje en Holger Gerloff, Braunschweig. werkzeugma­schinengestelle aus Grauguss oder Polymerbeton. VOI-Z Bd.128(1986) Nr. 15/16 pag. 595-602.

5. Helmut Link, Esslingen. Erfahrungen mit Reaktionsharzbeton1m werkzeugmaschinenbau. werstatt und Betrieb 121(1988)8pag. 641-644.

6. Rapportage over de eigenschappen en toepassingsmogelijk­heden van polymeerbeton. Door de stichting voor onderzoek,voorschriften en kwaliteitseisen op het gebied van beton.

7. lng. M.W. Verver. De herkenning, e1genschappen en toepas­sing van bouwmaterialen.

8. Anoniem, Brochure Vestopalbeton, Chemische werke HUls,Aachen 1962.

9. Rehm,R.,L. Franke en K. Zeus. Kunstharzmortel und Kunst­harzbetone unter Kurzzeit- und Dauer Standbelastung.Deutscher Ausschuss fUr Stahlbeton. Heft 309, Berlin 1980.

10.Professor Dr.-Ing.H. Schulz, Darmstadt. werkzeugmaschinen­gestellen aus Polymerbeton. werkstatt und Betrieb 114(1981)10 pag. 747-752.

11.weck, M. :werkzeugmaschinen, Bd. 2, VOl-Verlag, DUsseldorf1979.

12.Grab, H., Theimert, P.-H.: WB-Lagebericht: Beton im werk­zeugmach1nenbau. werkstatt und Betrieb 109(1976)4 pag.195-202.

13.Dipl.-Ing. Peter Kerz, Bodenheim/Rhein. Subst1tion vonStahl- und Eisenwerkstoffen durch nichtmetallische werk­stoffe. werkstatt und Betrieb 120(1987)11 pag. 957-964.

14.Walter Buchholz, ZweibrUcken. Reaktionsharzbeton - werk­stoff fUr eine Giesserei ? werkstatt und Betrieb 121(1988)7 pag. 575-577.

15.Maire, du E.: Giesserei 73(1986)12, pag. 356-363.16.Paul Bernlohr, Gosheim. Reaktionsharzbeton als Verbund­

konstruktion bei Frasmaschinen. werkstatt und Betrieb121(1988)6 pag. 463-466.

17.Prof.Dr.-lng. H. Schulz, Darmstadt. Reaktionsharzbeton imMachinenbau. werkstatt und Betrieb 121(1988)4 pag. 291­294.

18.Herbert Scholl, Salach. Erfahrungen mit Maschinenbettenaus Reaktionsharzbeton. werkstatt und Betrieb 121(1988)10 pag. 835-841.