2018/3 design magazine

Raak geinspireerd door de laatste innovaties, zoals kneesup, duurzame lego, aflac duck en bijen ziekenhuis.

aluminium of carbon



Meer en meer mensen kiezen ervoor om het groene pad te bewandelen: groenere energie, milieuvriendelijke producten, biologisch afbreekbare materialen, gesloten kringlopen, recycling, up-cycling … en fietsen. Maar wat is het beste in termen van duurzaamheid: een fiets frame uit aluminium of koolstofvezel?



Het voor de hand liggende antwoord dat veel mensen zouden geven, is dat aluminium duurzamer is dan koolstofvezel. Maar is dat waar?
Laten we proberen om het milieufeit van fictie te scheiden. Richard Cunningham van Pinkbike deed onderzoek en we hebben ook onderzoek gedaan naar carbon versus aluminium frames. Eindigt jouw frame als oceaanvulling? Is koolstofvezel giftig om mee te werken?



“Als je fiets van metaal is gemaakt, komt deze uit een groot gat in de grond. Als het koolstof is, komt het uit een oliebron “.
Elk onderdeel van de fiets kwam uit een gat ergens op aarde. Als je fietsframe van carbon is, is dat gat 30 tot 70 cm breed en komt er olie uit. Als het aluminium is, dan zijn die gaten vanuit de ruimte te zien. Maar de reis begint daar pas. Er zijn emissies die worden gecreëerd door het materiaal naar de locatie te verschepen waar ze nodig zijn. Transcontinentale pijpleidingen, graafmachines, treinen, vrachtwagens, vrachtschepen en olietankers verplaatsen grondstoffen naar verwerkingsfabrieken. Voeg daarbij de vervuiling en energiebehoefte van de gieterijen, raffinaderijen en chemische fabrieken die grondstoffen omzetten in bruikbare vormen, en realiseer je vervolgens dat de plaatsen waar metaal, plastic en koolstofvezel worden gemaakt waarschijnlijk op een ander continent liggen dan waar de fiets werd gemaakt.



Aluminium is het voorbeeld van metaalrecycling. Producten gemaakt van aluminium kunnen worden gerecycled en opnieuw worden gesmolten om opnieuw te worden gebruikt. Dat is de positieve kant. Aan de negatieve kant kost het buitengewoon veel energie om aluminium te produceren. Bauxiet wordt in streken gewonnen in equatoriale zones waar op gezette tijden hele soorten worden uitgeroeid. Aluminiumproductie alleen al produceert één procent van de door de mens gemaakte broeikasgassen.



Koolstofvezels zijn in principe afkomstig van ruwe olie die wordt omgevormd tot acrylvezels. De ultrafijne vezels worden verwarmd in zuurstofvrije ovens totdat alle verbindingen in de vezels anders dan koolstof zijn afgegast. De vezels worden vervolgens nabehandeld om ze te binden aan de harsen die later worden aangebracht wanneer ze in hun uiteindelijke vorm worden gegoten.



De energie die wordt gebruikt om één carbon frame te maken, is ongeveer 35% van de energie die wordt gebruikt om een aluminium frame te vervaardigen volgens een LCA van Duke University (Rebecca Johnson).

Dan is er watergebruik. Bij beide processen van het maken van een frame van aluminium of van koolstofvezel wordt water gebruikt. Ongeveer 2.300 liter water wordt verbruikt bij het maken van een frame van koolstofvezel in vergelijking met ongeveer 1.600 liter om een aluminium frame te maken.

Fietsfabrikanten knippen resterende stukjes koolstof in kleine vierkanten en gebruiken deze om moeilijk bereikbare delen van hun frames te versterken. De hoge kosten van koolstof en het feit dat het lay-upproces veel kansen biedt om kleine, vreemd gevormde stukken te gebruiken, is de constante die koolstof frame producenten ertoe aanzet soepel te zijn. Zowel grote frameproducenten, zoals Giant in Taiwan, en een kleine wielbouwer zoals Dustin Adams. “We maken 125 velgen per week”, zegt Adams. “En ons totale schroot is een plastic vuilniszak. Het meeste daarvan is de papieren achterkant dat we van de koolstof verwijderen. ”



Er zijn geruchten over blootstelling aan giftige chemicaliën met betrekking tot koolstofproductie, maar de meerderheid van de werknemers heeft een laag risico. Sommige harsen van het epoxy-type die worden gebruikt voor koolstofcomponenten met hoge sterkte reageren met de menselijke huid. Eenmaal gemengd en ingebed in de koolstof zijn die effecten mild, maar ze zijn accumulerend. Langdurige blootstelling aan de huid kan uiteindelijk hypergevoelige en allergische reacties veroorzaken. Plastic handschoenen zijn voldoende om werknemers te beschermen en helpen voorkomen dat vocht, olie of vuil de lay-out beïnvloeden. Kleinere fabrikanten kopen voorgeïmpregneerde koolstof, wat redelijk veilig is om te verwerken.



Maar hoe zit het met recycling? De meeste koolstofrecyclers zetten koolstof om in korte “gehakte vezels” door het composietmateriaal te verwarmen en de epoxymatrix, die de ruwe koolstofvezel verlaat, te verbranden. De harsen helpen bij het verbrandingsproces. De vezels worden op maat gemaakt en vervolgens verkocht om te worden gebruikt om gegoten plastics te versterken (zoals je dat in een fietspedaal zou vinden) of om te worden gemaakt tot vezelige matten, die worden gebruikt voor het produceren van structurele panelen en onderdelen van auto’s.



Net als stoffen van textiel, hout en papier, worden koolstofvezels steeds korter en minder nuttig voor toepassingen met een hoge sterkte. Maar Hitachi Chemical / Japan Carbon Fiber Manufactures creëerde een pyrolyseproces zonder het versnipperen van de vezels, zodat de lange vezels in tact kunnen blijven. Dit maakt het mogelijk om fietsframes te maken van bijvoorbeeld de afgedankte vleugel van een Airbus. Bedrijven zoals CFK Valley Recycling, carboNXT en ELG Carbon Fibre werken hard om grote hoeveelheden koolstofvezels uit de luchtvaart te recyclen en brengen de gerecycleerde koolstof naar de auto-industrie. En sommige bedrijven zoals SHD Composites bieden koolstofvezels aan in combinatie met een biobased hars.



Dus, wat is beter? Wanneer we naar de totale milieuimpact kijken, dan kan carbon als iets beter worden beschouwd dan aluminium, ook omdat het meer mogelijkheden biedt voor frame reparatie na een crash en frame revisie. Het bouwen met aluminium is geëvolueerd tot zijn hoogtepunt en biedt weinig ruimte voor verbetering. Carbon is echter relatief nieuw voor fietsfabrikanten en heeft nog een lange weg te gaan voordat het als een geperfectioneerd proces kan worden beschouwd. Veel nieuwe recyclingtechnologieën zijn in ontwikkeling en het lijkt erop dat in de nabije toekomst het mogelijk zal zijn om de kringloop te sluiten en koolstofvezels van fietsframes te recycleren naar nieuwe fietsframes, mogelijk zelfs met biobased harsen.

Read more on Pinkbike

Meer achtergronden:
Getting it right from the start
The complete impact of bicycle use
Towards a circular economy for end-of-life carbon fibre composites materials via a fluidised bed process
Closing the CFRP lifecycle loop
Recycling composites in the automotive industry




Kneesup







Dit lichtgewicht apparaat is gemaakt van stof, gevuld met lucht aan de binnenkant, niet alleen voor demping van het gebied rond de knie, maar zorgt er ook voor dat het geen extra gewicht aan het gewricht toevoegt. Ontworpen om niet alleen de knieschijf te beschermen en vroege degeneratieve artritis te voorkomen, maar ook om de dragers te helpen hun statistieken te controleren.



Duurzaam LEGO



Botanische elementen van LEGO zoals bladeren, struiken en bomen worden gemaakt van plantaardig plastics die uit suikerriet worden gewonnen en zullen al in 2018 in LEGO-dozen verschijnen. De nieuwe duurzame LEGO-elementen zijn gemaakt van een polyethyleen op basis van planten, een zacht, duurzaam en flexibel plastic, en hoewel ze gebaseerd zijn op suikerrietmateriaal, zijn ze technisch identiek aan elementen die geproduceerd zijn met conventionele kunststoffen.

bekijk de video



My Special Aflac Duck







My Special Aflac Duck is een robotachtige eend die is ontworpen om kinderen met kanker te helpen hun behandelingen het hoofd te bieden. Wat opmerkelijk is, is dat My Special Aflac Duck wordt geleverd met een eigen interactieve kit, waardoor het kind medicijnen kan toedienen aan de eend, vergelijkbaar met die van chemotherapie, waardoor de angst eromheen wordt verminderd.

bekijk de video



Human Media Lab en LEGO







Met dit systeem kunnen gebruikers elementen in een vorm naar keuze rangschikken op een LEGO-bord dat fungeert als een controller. Die controller bestuurt vervolgens een vloot mini-drones die zijn uitgerust met sensoren en gyroscopen. Het systeem wordt momenteel niet aangeboden als een echt LEGO-product en is eerder een manier om de grenzen te verkennen van wat er kan worden gedaan met de combinatie van de speelstenen en technologie, vooral met betrekking tot onderwijs.

‘Met deze technologie kunnen we de natuurkunde van de natuurlijke wereld simuleren zoals zwaartekracht, planetaire banen en meer, waardoor kinderen een kans krijgen om te zien wat ze al hebben geleerd uit studieboeken en tweedimensionale afbeeldingen, in een echte fysieke omgeving’ – volgens het hoofd van Human Media Lab.

bekijk de video



Bij Ziekenhuis





Dit is geen ziekenhuis dat Bij is genaamd, maar een ziekenhuis voor bijen. Bijen verdwijnen, dit kan leiden tot een desastreus fenomeen dat van invloed is op ons voedselsysteem en onze economie. Het bijenziekenhuis bevat een reeks objecten die in stedelijk gebied kunnen worden geïnstalleerd, elke set bestaat uit een mijt-guard, een supplementen centrum en een bijendetectieapparaat.

De mijt-guard-dispenser hecht een chemische stof aan de bijen, om de Varroa mijt te doden. Het apparaat is ontworpen om siroop te gebruiken, vergelijkbaar met bloemen, om bijen te verleiden. De bijen betreden het apparaat en worden geborsteld met een chemische stof om mijten te doden.



Hulpmiddelen voor therapie







Nicolette Bodewes heeft een tactiele toolkit ontworpen om te gebruiken in psychotherapiesessies. Tools for Therapy is bedoeld als een “communicatietoolkit” die mensen in therapie helpt hun gedachten te uiten.

bekijk de video



De nieuwe originelen van Droog





“We hebben een verzadigingsniveau bereikt in design en in de markt, daarom is het tijd om slimmer te denken over wat te doen met het overschot, en dat te gebruiken in het ontwerpproces. We zouden beter moeten profiteren van onze collectieve intelligentie, “zegt Droog-medeoprichter en -directeur Renny Ramakers. “Imitatie kan ook inspiratie zijn.”

Het Droog Design-team ging naar “het epicentrum van de copycat-cultuur” Shenzhen om 26 objecten te kopiëren, te heroverwegen en te ontwerpen. Mooie nieuw invalshoek van Droog op het probleem van de auteursrechten.



Verticaal Lopen



Het onhandig genoemde Vertical Walking-apparaat werkt als een lift, omdat het in een verticale beweging werkt, maar daar eindigen de overeenkomsten. In plaats van gewoon op een knop te drukken en vervolgens te wachten totdat de verdieping wordt bereikt, vereist de Vertical Walking dat de passagier met armen en benen van vloer naar vloer gaat.

bekijk de video



heeft u een doorbraak in product design nodig?

Wij kunnen u daarbij helpen. Ons senior product design team ontwerpt mooie en zinvolle producten. En innoveert sneller.

Leg ons uw uitdaging voor, we luisteren graag. Stuur ons een email via team@alskar.nl of bel ons op 020 820 22 11.

U kunt ook eerst onze gratis Designguide aanvragen met het formulier: