Spelen met kunststoffen

Docent in industrieel ontwerpen, Carl Grimmelprez, uit het Belgische Ieper richtte na zijn carrière in lesgeven een laboratorium op waar hij bijzondere prototypes maakt, waaronder een kunststof saxofoon.

In een witte stofjas gehuld is Carl het middelpunt van een heel bijzonder laboratorium, waar prototypes gegoten worden met behulp van een grote verscheidenheid van kunststoffen en harsen. Het is de grote materialenkennis van Carl die hem waardevol maakt voor bedrijven die prototypes willen laten vervaardigen van toekomstige producten. Vaak zijn de ontwerpen geheim en is het vakmanschap van Carl Grimmelprez met zijn bedrijf Hands-on dat ervoor zorgt dat de prototypes de werkelijkheid zo dicht mogelijk benaderen.

Nauwkeurige mallen

Hands-on maakt gebruik van mallen waarin Carl de kunstharsen giet. De MDX-40A freesmachine, die geleverd is door Roland DG, freest met grote nauwkeurigheid de mallen.
Carl: “Ik werk volgens het principe “design by prototyping”. Zo kunnen we op een snellere manier ontwerpen dan achter de computer. Dat lijkt tegenstrijdig. Je zou zeggen dat het via de computer veel sneller gaat. Via de computer worden echter heel veel veronderstellingen voor waar aangenomen zonder ze te toetsten aan de werkelijkheid. Zo kunnen ontwerpers heel lang voortgaan op een verkeerd pad achter die snelle computer en daardoor niet tot het juiste resultaat komen. Neem als voorbeeld een verlichtingsarmatuur. Als daar nieuwe ontwerpen in zitten, test die dan eerst en werk daarna pas het hele armatuur uit”.

Materiaalkennis

Carl Grimmelprez gaf 18 jaar les in prototyping. Hij zag dat heel veel leerlingen in het hoger onderwijs van theoretische omgevingen instroomden in plaats van een technische school. Deze leerlingen hadden totaal geen materiaalervaring. “Ik zie precies hetzelfde bij mijn klanten. Ook zij hebben die ervaring en kennis niet. Wat betekent dat zij te weinig prototypes maken. Dat wat zij missen kan ik voor hun invullen.”

Het proces dat Hands-on toepast heet vacuümgieten. In siliconen matrijzen giet Carl kunststoffen.

Voor grote series in de industriële processen maakt de fabrikant daarvoor een stalen matrijs. Als  er een denkfoutje zit in het ontwerp dan kost het heel veel geld om de stalen matrijs aan te passen. Het is de bedoeling de fout in een vroegtijdig stadium in het ontwerpproces te herkennen.

Uniek

“Wat wij doen is uniek. Heel vaak gebruiken bedrijven 3D-printers voor het maken van prototypes. Het vacuümgieten vind je in België niet terug, wel in Nederland en Duitsland.” Van het 3D-geprintte ontwerp maakt Carl een mal met vloeibare siliconen. Er ontstaat een uitgespaarde ruimte in de vorm van het product. Daarin giet hij harsen van verschillende samenstellingen. Het eindproduct zal dan het in serie te produceren product zo dicht mogelijk benaderen.

Glad frezen

Niet alleen van de 3D-print maakt Hands-on een siliconen mal, ook van producten die de Roland MDX-40A freesmachine maakt. “Frezen is interessanter omdat er direct gladde oppervlakken uitkomen. 3D-print heeft altijd veel nabewerking nodig. Veel van de opdrachten komen uit de verlichtingsindustrie en de medische wereld. Zo laat Carl Grimmelprez zien dat er van alles mogelijk is. Hij maakte onlangs prototypes van zowel onderdelen van een verlichtingsarmatuur als van een ingewikkelde operatieschaar. Ook speciale muziekinstrumenten werkt hij uit.

Kunststof sax

Carl is muzikant. Hij speelt saxofoon in een jazzband. Zijn speciale project is nu de sax van de 21ste eeuw te ontwerpen en te bouwen. “De techniek die in de saxofoon gebruikt wordt is nog dezelfde als bij het ontwerp 200 jaar geleden,” zo geeft hij aan. “Als goede Belg denk ik dat we deze Belgische uitvinding moeten kunnen verbeteren”. Het wordt een kunststof saxofoon uit composiet materiaal.

De muzikale uitvinder toont trots de eerste ontwerpen. Het is de bedoeling dat hij deze saxofoon uiteindelijk in kleine series op de markt brengt. “Het is echt niet nodig dat een saxofoon van koper is. Er zijn materialen waarmee hetzelfde geluid te produceren is. Ik ben toch stellig van plan deze droom waar te maken.” Ook hier zorgt de freesmachine voor de moedermallen en worden de onderdelen van de saxofoon gegoten. Al eerder maakte Grimmelprez een chromatische mondharmonica van kunststof. Vol overgave laat de ontwerper horen dat dit instrument een uitstekend geluid geeft. “Tegelijkertijd is het een uitstekende manier om te laten zien wat we kunnen. Het gaat om minimale verschillen en toleranties. Hierbij is het belangrijk te ervaren wat die verschillen uitmaken in het uiteindelijke geluid en de bespeelbaarheid van het instrument.”