Virgin kunststoffen vervangen door recyclaat: veel oem’s schrikken er nog voor terug. Een aantal ketenpartijen sloeg de handen ineen en vond in Gazelle een partner die zijn nek wilde uitsteken. Gezamenlijk ontwikkelden ze een effectieve aanpak voor het circulair maken van producten, met critical to quality als uitgangspunt en een tevreden klant als resultaat.
– ‘Elk deel had zijn eigen uitdaging bij toepassing van recyclaat.’
– ‘PET van plastic flessen bleek in grote volumes beschikbaar.’
– De makkelijkste weg is het een-op-een vervangen van kunststoffen.
– ‘Het was echt zoeken naar de balans tussen verwerkbaarheid en uiterlijk van het product.’
De gedachte bij Timmerije was: laten we het gewoon gaan doen. Maar het hangt af van oem’s of het daadwerkelijk gebeurt. ‘Gazelle is aangehaakt vanwege onze verduurzamingsambities’, zegt Bob Doeve, engineer bij de fietsenfabrikant uit Dieren. ‘Een fiets bestaat voor 10 procent uit kunststof, waarvan we een klein deel zelf ontwikkelen. Het initiatief van Timmerije bood ons de kans te kijken of we voor één elektrische fiets daarin de stap naar CO2-reductie en circulariteit konden zetten.’
De onderdelen in kwestie – jasbeschermer, motorcover, batterijkap, balhoofdplaatje (met Gazelle-icoon) en kettingkast – bestaan uit al dan niet belaste zwarte delen en een transparant deel. Doeve: ‘Elk deel had zijn eigen uitdaging bij toepassing van recyclaat. De batterijkap mag bijvoorbeeld niet breken als hij valt. En bij de jasbeschermer is het uiterlijk belangrijk: hoe krijgen we die zo transparant mogelijk? Bij de overige delen lag de moeilijkheid bij beschikbaarheid van het recyclaat.’
Beschikbaarheid peilen
Om te voorzien in de juiste typen kunststofrecyclaat, onderzocht Timmerije de beschikbaarheid ervan in de markt. Ultrapolymers, een distributiebedrijf dat grondstoffen in- en verkoopt, ondersteunde daarbij. ‘Hun meerwaarde is dat ze voor de juiste toepassing de juiste grondstoffen weten te vinden. Daarvoor onderzoeken ze de eigenschappen van de kunststoffen die zijzelf en verschillende andere leveranciers aanbieden’, vertelt Cindy Bauhuis, product design manager bij Timmerije en tevens projectleider.
In het geval van de jasbeschermer was het vinden van geschikt recyclaat lastig, ook omdat het specifieke hoge kwaliteit kunststoffen betreft. ‘Er bleek maar weinig recyclaat beschikbaar en wat er is, is afkomstig uit afval van cd’s, dvd’s en autokoplampen, en qua hoeveelheid twijfelachtig naar de toekomst toe’, schetst Bauhuis. ‘We hadden al vlot door dat we daarvoor een alternatief moesten zoeken. PET van plastic flessen bleek wel in grote volumes beschikbaar, ook in de toekomst. Daarom hebben we daar onze pijlen op gericht.’
Benchmark met virgin
Tegelijkertijd werden bij Polymer Science Park (PSP) in Zwolle grondstoffen getest en de prestaties van virgin materialen vergeleken met die van gerecyclede kunststoffen. ‘Ook op producten hebben we extra testen uitgevoerd om de functionaliteit beter te kunnen beoordelen’, zegt Nils Schut, procestechnoloog bij PSP. ‘Blijft de krasbestendigheid bijvoorbeeld hetzelfde, verschilt de stabiliteit en is recyclaat bij veroudering wellicht minder stabiel of minder recyclebaar?’
Om de veroudering van recyclaat te testen, werd gebruik versneld nagebootst op laboratoriumschaal, werden producten meerdere keren gerecycled en ook buiten in de wei geplaatst. Deze resultaten zijn verwerkt tot een model dat de afbraak en recycleerbaarheid voorspelt van het kunststofmateriaal. ‘We hebben ook gekeken wat er gebeurt als je recyclaat weer spuitgiet in een product’, aldus Vincent de Gauw, projectleider vanuit PSP. ‘Zo hebben we de belangrijkste afname in kwaliteit in kaart gebracht en oplossingen bedacht om dat tegen te gaan, bijvoorbeeld door modificatie van het recyclaat of aanpassing van het design.’
Omgekeerd designproces
Belangrijk ijkpunt is critical to quality. ‘Bij de toepassing van recyclaat lever je op bepaalde eigenschappen in ten opzichte van virgin. Daarom hebben we met Gazelle overlegd welke eigenschappen kritisch zijn voor kwaliteit en op welke specificaties ze wat meer de randen kunnen opzoeken en ons wat meer vrijheid kunnen geven’, aldus Hans Kolnaar, managing director Timmerije. ‘Die eindproducteigenschappen hebben we met hulp van Ultrapolymers vervolgens vertaald in specificaties voor het recyclaat. Een omgekeerd designproces dus.’
De makkelijkste weg is het een-op-een vervangen van kunststoffen, de zogeheten drop-in. ‘Vervolgens kijk je wat goed verwerkbaar is in onze bestaande matrijzen en waar je aanpassingen zou moeten doen aan het product en dus de matrijs om een goed product te kunnen spuitgieten’, zegt Bauhuis. Verwerkbaarheid zegt niet alles. ‘Bij verschillende recyclaten ontstaan vlekken, en bij gebruik van polycarbonaat werden producten dusdanig bros dat ze al braken in de matrijs.’
Duidelijke verbetering
PSP onderzocht hiertoe welke modificatietechnologieën beschikbaar waren om materialen op te waarderen. ‘Bijvoorbeeld om de zwarte delen die last moeten dragen, te verbeteren. Timmerije heeft vervolgens proefspuitingen gedaan om te zien of de kwaliteit inderdaad hoger werd en voldeed aan de eisen van Gazelle’, vertelt Schut. ‘Dat bleek het geval: er was duidelijke verbetering zichtbaar.’ Oog voor het totaalplaatje is essentieel. ‘Als je aanpassingen doorvoert om de valbestendigheid van de accukap te verhogen, mag dit andere eigenschappen van het product, zoals kleur of krasbestendigheid, niet te veel beïnvloeden. Ook op die vlakken moet het product blijven voldoen aan de eisen en ook daar geldt: wat is critical to quality?’
Oog voor het totaalplaatje is essentieel
Het gebruik van PET voor de jasbeschermer zorgde voor nog een andere complicatie: de bestaande matrijs bleek hier niet op berekend. ‘Je hebt een koude matrijs nodig, bij een hoge verwerkingstemperatuur. Het materiaal moet verder heel droog zijn, anders krijg je witte strepen’, stelt Hartger van Brakel, directeur-eigenaar van Brisk Kumet, dat matrijzen maakt voor de Nederlandse kunststofindustrie. ‘Bovendien moet het materiaal door een dun kanaaltje de matrijs in. De vorm van dat kanaaltje bepaalt de stroming in de matrijs en de wanddikte. Daarom hebben we in het hele aanspuitstuk de nodige aanpassingen moeten doen.’
Balans zoeken
Ook het feit dat de jasbeschermer de helft groter was dan eerdere typen, stelde het consortium voor een uitdaging. ‘Met PET is dat lastig, met name vanwege de wanddikte. Hoe krijg je het product in de matrijs gevuld zonder issues met kristallisatie, want daardoor wordt het product ondoorzichtig en bros’, zegt Bauhuis. Schut wijst op de esthetische eis. ‘Een dubbel zo grote jasbeschermer is meteen het boegbeeld van de fiets. Het was echt zoeken naar de balans tussen verwerkbaarheid en uiterlijk van het product.’ Ook hier kon Timmerije terugvallen op Ultrapolymers, dat kennis inbracht van flowsimulatie en PET. Bauhuis: ‘Zo hebben we de optimale wanddikte, kleur en translucentie bepaald en een goede middenweg gevonden, die voor ons allemaal werkt.’
Een eerste LCA wijst op een CO2-reductie van tientallen procenten
Het omgekeerde designproces – dit willen we maken, welke recyclestromen kennen en vertrouwen we en wat kan de oem aan het ontwerp veranderen om recyclaat te accommoderen – resulteerde er ook in dat de aanvankelijke lappendeken van technische kunststoffen op de fiets werd teruggebracht van zes naar twee kunststofsoorten: eentje voor zwarte onderdelen met/zonder last (ABS post-consumer recyclaat uit witgoed- en elektronica-afval) en gerecyclede PET-flessen voor transparante delen. ‘Daardoor kun je op grotere schaal inkopen en zijn producten end-of-life makkelijker circulair te maken, en kost dit minder energie’, aldus Bauhuis.
Learnings meenemen
Gazelle toont zich een tevreden klant. ‘Op productniveau heeft Timmerije overal minstens een net zo goed alternatief kunnen neerzetten, dat voldoet aan onze eisen’, zegt Doeve. Een eerste LCA wijst op een CO2-reductie van tientallen procenten. ‘Het maken van de kunststof veroorzaakt de meeste uitstoot. Door aanpassing van de materialen hebben we daar de grootste winst behaald’, aldus Doeve. ‘Op het vlak van het aantal transportbewegingen en materiaalverpakkingen is nog ruimte voor verbetering.’ Gazelle overweegt toepassing van recyclaat bij andere onderdelen, zoals het balhoofdplaatje en kleinere jasbeschermers van andere fietsmodellen. ‘En bij doorlopende ontwikkelingen van nieuwe fietsen hebben we steeds nieuwe motorcovers en batterijkappen nodig. Daar nemen we de learnings uit het ReCYCLE-project in mee.’
Bredere toepassing mogelijk
De overige consortiumpartners zijn eveneens positief. ‘Dit project biedt aanknopingspunten voor andere grotere producten van recyclaat. En ook voor toepassing in andere sectoren als de automotive, voedselindustrie en de HVAC-branche’, aldus Van Brakel. Schut en De Gauw hebben binnen PSP de lessen uit het ReCYCLE-project samengevoegd in een toolbox. ‘Bij vervolgprojecten en nieuwe typen producten kunnen partijen die kennisbundel gebruiken om snel tot een oplossing komen. We blijven die toolbox aanvullen met nieuwe producttypes, materialen en ontwikkelingen.’
Tot slot zijn er lovende woorden voor Gazelle en Timmerije, die de stap van fossiel naar recyclaat gewaagd hebben. ‘Mooi om te zien dat Gazelle bereid is verder te kijken dan wat ze nu hebben. Met heel weinig grondstoffen die goed beschikbaar zijn, zijn nu hele mooie producten gemaakt’, aldus Schut. Van Brakel wijst op de inspanningen van Timmerije. ‘Voor dit project heeft het bedrijf willen investeren in een proefmatrijs van 1 meter bij 80 centimeter en een grote drooginstallatie, en een groot aantal testen uitgevoerd.’
‘Het consortium is van grote waarde’, zegt Kolnaar op zijn beurt. ‘Je hebt al deze partijen nodig om van fossiel naar circulair te gaan. We weten elkaar te vinden en zorgen er steeds voor dat we onze kennis bundelen.’ Zo heeft Timmerije een raamovereenkomst gesloten met PSP. Zelf zet Timmerije de opgedane kennis in om naast Gazelle ook andere klanten te ondersteunen bij het realiseren van hun duurzaamheidsambities. ‘Overal waar het kan in langeduurtoepassingen willen wij ervoor gaan zorgen dat een oem’er zijn product circulair kan maken.’
Partners ReCYCLE-project
Het ReCYCLE-project is een samenwerkingsverband van Timmerije met ketenpartners Koninklijke Gazelle, Brisk Kumet, Ultrapolymers, Polymer Science Park en projectcoördinator Institute for Sustainable Process Technology (ISPT) in Amersfoort. ‘Het is de kracht van betrokken en deskundige partijen in een waardeketen dat ze in staat zijn om gezamenlijk van een lineair naar een circulair systeem toe te werken’, aldus Ronald Korstanje, programmadirecteur Circular Plastics bij ISPT.
Dag van de Remanufacturing laat kansen voor maakindustrie zien.
Tijdens de Dag van de Remanufacturing staat vooral de praktijk centraal. Bedrijven presenteren op een beursvloer concrete voorbeelden van remanufacturing, variërend van machines tot componenten. Bezoekers krijgen een rondleiding langs deze praktijkcases. Daarmee maken de organisatoren vooral duidelijk dat remanufacturing geen niche is, maar een volwaardige industriële activiteit met economische kansen.
Via deze link kun je je aanmelden en een keuze maken voor de sessies waar je onderdeel van wilt zijn:
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSfOPDA7d3c6gb0xdZJqQCTgaZ0ETU1fMQRbSg6NNuXxjPaReQ/viewform
