Buigen tot het breekt

Hoe ver kan je glas buigen, zodat het sterker wordt maar niet breekt? Tim van Driel, master student Civil Engineering, werd tijdens zijn bachelor al enthousiast van gave bouwprojecten met glas. Voor zijn afstudeeronderzoek besloot hij de grenzen van glazen façades op te zoeken, door grote glazen panelen in het lab te buigen zonder ze te verhitten. Maar hoe ver kan je gaan totdat zo’n glazen paneel in duizenden stukjes uiteen spat?

Tijdens zijn experimenten heeft Tim aardig wat stukjes glas op mogen ruimen. Maar met opzoeken van de grenzen is hij gelukkig ook een stuk meer te weten gekomen over de mogelijkheden van het koud buigen van glas. Met zijn bevindingen kan hij voorspellen hoe het koud gebogen glas het beste gebruikt kan worden als constructief element in gebouwen en heeft hij een voorzet gedaan voor een eventueel vervolgonderzoek.

Wat heeft ervoor gezorgd dat jij betrokken bent geraakt bij dit onderzoek?

Samen met een professor die gespecialiseerd is in bouwen met glas had ik een gesprek over mogelijke onderwerpen voor mijn thesis. Hij had, voordat hij aan de TU Delft les gaf, een onderzoek en een aantal experimenten opgezet met bachelorstudenten van de Universiteit van Cambridge. Zij keken naar wat er gebeurde als je glas buigt zonder het te verhitten en over een mal vormt; als het ware het koud buigen van glas dus. Ik vond dit project erg interessant en innovatief! Het koud buigen van ultra dun, high-tech glas en hier zelf in het lab mee experimenten totdat het kapot knalt, wat is daar niet leuk aan te vinden?

Wat heb je gedaan in dit onderzoek?

De experimenten in Cambridge waren gedaan met enkel glas met een frame om de rand. Ik ben dat onderzoek gaan uitbreiden naar dubbel glas. Dit is beter vergelijkbaar met de echte wereld, want tegenwoordig bouwt iedereen met dubbel glas voor duurzame redenen.

Om te onderzoeken hoe de glazen constructie van twee glazen panelen met een frame eromheen zou reageren als we zouden beginnen met het buigen, heb ik het eerst in de computer gemodelleerd. Hiermee kon ik de buigingen alvast simuleren en uitproberen om te kijken wat het glas zou doen als je er gewicht op zet. Om dit computermodel te verifiëren, heb ik experimenten gedaan in het Stevinlab op de faculteit van Civiele Techniek en Geowetenschappen.

Hoe sluit deze ervaring aan bij je BSc Civiele Techniek?

De bachelor Civiele Techniek was erg belangrijk om de basis van engineering te leren. Ik leerde over hoe verschillende materialen reageren en hoe je moet rekenen met krachten en buigingen die op deze materialen werken. Ook heeft het me geleerd hoe je problemen kritisch moet benaderen en op academische wijze moet oplossen. Uiteraard erg belangrijk als je onderzoek moet doen.

Welke onderdelen van vanuit je MSc kon je toepassen?

Ik heb de track 'Building Engineering' gedaan in de master Civiele Techniek. In deze track heb ik de meer praktische kennis opgedaan over bouwwerken, de materialen die vaak gebruikt worden en methodes om deze bouwwerken te ontwerpen en hier berekeningen op uit te voeren. Tijdens mijn afstuderen kwam dit goed van pas omdat ik hierdoor al kennis had van hoe glas zich gedraagt en hoe je moet rekenen op de computer met glazen platen.

Waar keek je van tevoren het meest naar uit?

Vanaf het begin heb ik het meeste uitgekeken naar de experimenten in het lab. Jammer genoeg moest het steeds uitgesteld worden vanwege Covid-19. Maar toen het eindelijk kon, was het een hele leuke ervaring! Het voelt altijd goed om iets tastbaars te hebben aan het einde van een project, daardoor voelde het voor mij ‘echter’.

Wat was de grootste uitdaging?

De grootste uitdaging voor mij was gefocust blijven werken naar een einddoel. Het is makkelijk om te verdwalen in alle dingen die je zou kunnen doen en in alle verschillende wegen die je zou kunnen inslaan. Je moet oppassen dat je je tijd niet verspilt aan dingen die achteraf toch niks uit blijken te maken. Dit zorgde er soms voor dat ik moeite had om gemotiveerd en gefocust te blijven, waardoor je tijd verspilt. Maar dit was allemaal onderdeel van het proces en ik ben er gelukkig goed doorheen gekomen.

Wat is het belangrijkste dat je hebt geleerd?

Misschien niet heel verrassend, maar het belangrijkste dat ik geleerd heb, hangt samen met de grootste uitdaging die ik ben tegengekomen: weloverwogen beslissingen nemen over welke richting op te gaan. Het was soms lastig om een balans te vinden tussen genoeg informatie zoeken zodat je een duidelijk overzicht hebt van alle opties en meer tijd nemen om de verschillende opties beter uit te pluizen. Aan het einde van het project lukte het beter om de voor- en nadelen van opties beter tegen elkaar af te wegen. Hierdoor kon ik meer tijd besteden aan het eigenlijke onderzoek.

Waar heb je het meest van genoten?

Het hele proces van de experimenten opzetten was erg leuk om te doen. Van het veranderen van de focus na twee maanden van modelleren en rekenen, naar materialen bestellen, de glazen panelen in elkaar zetten, de opstelling steeds een beetje aanpassen en natuurlijk uiteindelijk de experimenten doen, was een heel gaaf proces.

Wat zal je bij blijven?

Ik kijk vooral prettig terug op het aantal mensen dat bereid was om mij te helpen. Begeleiders en professoren die de tijd ervoor uittrokken om mij iets uit te leggen of meer vragen te beantwoorden, vaak met veel enthousiasme. Ook de bedrijven die materialen hebben geleverd en medestudenten die altijd bereid waren om je problemen samen door te lopen en een duwtje in de rug te geven wanneer dat nodig was. In deze tijd, waar iedereen vanuit huis werkte, was om hulp vragen een grotere drempel dan normaal, maar ik kwam erachter dat iedereen graag hielp wanneer ik ze het vroeg.

Hoe gaat het project/onderzoek nu verder?

Eén van de dingen die erg handig zou zijn met de kennis die we hebben opgedaan is een parameterstudie met het model dat ik gemaakt heb tijdens het onderzoek. Dit betekent kijken naar verschillende groottes, verschillende diktes van het glas, verschillende materialen voor het frame dat om de glazen panelen heen zitten, etc. Op deze manier kan meer inzicht verkregen worden naar de limieten van deze constructies. Daarna zouden er meer testen gedaan kunnen worden in speciale omstandigheden, zoals bijvoorbeeld grote windvlagen, om een beter begrip te krijgen hoe de constructie zich gedraagt in uitzonderlijke situaties.

Wat zijn je eigen plannen?

Als ik klaar ben met mijn thesis, ga ik starten als junior structureel ingenieur. Hopelijk kan ik werken aan projecten waar glas wordt gebruikt als structureel onderdeel zodat ik de kennis die ik hier heb opgedaan goed kan gebruiken.

Terug naar alle stories