Een pleister voor een vliegtuig

Biobased lijmen die stevig hechten en op commando weer loslaten. Daarin is onlangs een grote stap gezet. Dat is niet alleen handig voor de vliegtuigindustrie – waar vaak even snel, tijdelijk een gat moet worden gedicht – maar eigenlijk voor de hele automotive.

Als een vliegtuig licht wordt beschadigd door bijvoorbeeld een hagelsteen, wordt dat gat momenteel op de volgende luchthaven snel gedicht met een patch verlijmd met epoxy. Bij de definitieve reparatie, moet die patch dan eerst worden verwijderd. Daartoe wordt de patch ruim uit het vliegtuigdeel gesneden – waarbij dus  een veel groter gat ontstaat. Dit is vervolgens lastiger te repareren. Bovendien leidt het tot verspilling van materiaal.

Het Europese project BiDebA (Biobased Debondable Adhesives) pakt dit probleem integraal aan. In een samenwerking van TU Delft, Acrats, GMI Aero, Flanders Make en Avans Hogeschool werd een nieuwe generatie biobased, debondable adhesives getest op ‘losmakelijkheid’ van een composiet ondergrond. Want, zo stelt projectleider Amarante Böttger: “Composieten goed aan elkaar lijmen is een kunst. Maar ze dan weer uit elkaar halen, is een nog grotere kunst.”

Het best presteerde een PLA (Polylactic Acid) blend, waarvan BiDeBa een tape heeft gemaakt, wat uitstekend geschikt is voor Quick Composite Repairs (QCR) van niet-kritieke vliegtuigonderdelen. Met behulp van bestaande apparatuur kan een technicus binnen een uur een patch aanbrengen – en indien nodig weer verwijderen, door de lijm te verwarmen tot circa 155–180 °C.

Prestaties: PLA versus epoxy

Een veelgehoorde kritiek op biobased lijmen is dat ze slechter presteren dan synthetische varianten. De resultaten van BiDebA spreken dit tegen:

• Hechting: PLA haalde een lap shear strength (afschuiving) van 22,2 MPa – vergelijkbaar met standaard epoxy.
• Toepassingsgebied: de lijm presteerde goed bij zowel lage als hoge temperaturen.
• Gebruiksgemak: Geen noodzaak voor gekoelde opslag, lange houdbaarheid (>2 jaar), en compatibel met bestaande apparatuur en procedures.
• Kosten: PLA is een goedkoop en op industriële schaal geproduceerd polymeer.

Met deze eigenschappen positioneert de PLA blend zich als een volwaardig alternatief voor conventionele lijmen voor tijdelijke reparaties die later zonder schade verwijderd moeten kunnen worden.

Archeologie als inspiratie

Een opvallend aspect van het BiDebA-project  is de samenwerking met archeologen van de TU Delft. Zij onderzochten historische natuurlijke lijmen – zoals berkenteer, hars en collageen – en hun additieven zoals oker. Deze eeuwenoude recepten inspireerden moderne formuleringen. Niet alleen omwille van hun biologische oorsprong, maar ook vanwege functionele voordelen zoals versnelde uitharding, verbeterde verwerkbaarheid en verhoogde hechting.

Van lab naar landingsbaan

De PLA-gebaseerde lijmen werden met succes getest in demonstraties voor vliegtuigreparatie. Samenwerkingspartner GMI Aero integreerde de biobased lijmen in hun QCR-technologie, waarmee in het veld eenvoudig reparaties kunnen worden uitgevoerd aan bijvoorbeeld hagelschade of slijtage.

Deze toepassingen zijn specifiek gericht op kleine, niet-structurele beschadigingen – zoals krasjes, deukjes of kleine inslagen – die snel moeten worden hersteld om onnodige stilstand te voorkomen. Met reparatiekits op basis van PLA kunnen technici de schade tijdelijk verhelpen, waarna de lijm weer eenvoudig te verwijderen is voor een definitieve reparatie tijdens geplande onderhoudsmomenten.

Dat betekent minder uitval, lagere kosten en een hogere operationele beschikbaarheid – essentieel in de luchtvaart, waar één dag aan de grond al snel 85.000 euro kost.

Circulaire toekomst voor composieten

Het potentieel van biobased debondabe adhesives/biobased losmaakbare lijmen reikt verder dan alleen de luchtvaart. Ook sectoren zoals automotive, spoor, scheepvaart en busbouw hebben baat bij slimme, demonteerbare lijmoplossingen. Niet alleen voor reparatie, maar ook in het kader van ontmanteling en recycling van composietonderdelen.

De combinatie van:

• biobased grondstoffen,
• verwijderbaarheid zonder schade,
• en compatibiliteit met bestaande processen,
  maakt biobased debondabe adhesives -technologieën tot een veelbelovende stap richting circulaire waardeketens in composietverwerking.

Wat nu?

Het BiDebA-project heeft een solide basis gelegd. De volgende stappen richten zich op:

• het verder verbeteren van PLA-formuleringen,
• het testen onder flight-cycle condities,
• en het verkennen van andere biobased lijmopties met gelijkaardige of betere prestaties.

Daarnaast worden in samenwerking met Acrats workshops, demonstraties en evenementen georganiseerd om de technologie breed uit te rollen in de industrie.