Johan Maljaars nieuwe aluminium-hoogleraar

“Onderzoek en onderwijs is nu geborgd”

“Ik ga andere accenten leggen dan mijn voorganger. Maar het hart van de inhoud van de leerstoel zoals die nu is blijft bestaan.” Dat zegt Johan Maljaars (38), de nieuwe hoogleraar aluminium constructies aan de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e). Hij volgt Frans Soetens op die in april jongstleden afscheid heeft genomen. Er komt een gecombineerde intreerede en afscheidscollege op 9 januari aanstaande.



Wat is de visie van Maljaars op het hoogleraarschap? “Aluminium is een fantastisch materiaal voor constructieve toepassingen”, aldus Maljaars. “De positie van dit materiaal in de markt zouden we kunnen versterken en verbeteren door optimale responsmodellen en ontwerpen te ontwikkelen.” Hij wil met name aandacht besteden aan de vraag hoe je van materiaalgedrag naar constructie gaat. Hoe maak je die vertaalslag. Is dat moeilijk? “Er zit een aantal uitdagende aspecten aan. De kunst is natuurlijk dat constructeurs een aluminium constructie zodanig kunnen maken zonder al te veel moeilijkheden. Ze moeten probleemloos gebruik kunnen maken van het materiaal en ermee kunnen dimensioneren en construeren.”

Wat is het probleem van aluminium constructies? “Het is helemaal geen probleem, maar net als ieder ander materiaal moet je weten wat de eigenschappen zijn om er vervolgens mee te kunnen construeren.” Er zitten volgens hem aspecten aan die minder goed bekend zijn. Als voorbeeld: “Verschillende legeringen hebben verschillende verhoudingen tussen de treksterkte en de vloeispanning. Dat heeft consequenties voor het gedrag van verbindingen, met name voor het waarschuwend vermogen ofwel de kenmerken die er zijn voordat bezwijken optreedt van de betreffende constructie. En dat is van groot belang van de toepassing.”
Voor een deel is het een en ander nog braakliggend gebied. “Bij het onderzoeken van nieuwe aspecten maken we vaak gebruik van numerieke modellen. Die valideren we aan de hand van een aantal kleinschalige proeven. Doel is om daarmee inderdaad het gedrag van een constructie of een constructiecomponent onder belasting te bekijken.”

Legeringen

Maar het ene aluminium is het andere niet. Er zijn veel soorten legeringen. Hoe pak je dat aan? “Terugkomend op het voorbeeld van de verhouding tussen treksterkte en vloeispanning: Afhankelijk van de constructie bepaal je de benodigde verhouding voor alle relevante aspecten zoals typen verbindingen en waarschuwend vermogen. Vervolgens kun je bekijken welke legeringen voldoen aan die verhouding. Je moet verder naar alle aspecten van zo’n legering kijken. Dat gaat dan over vloeispanning, breuktaaiheid, de lasbaarheid, de corrosieweerstand, de vervormbaarheid. Zo zijn er nog meer aspecten, die bepalen uiteindelijk welke keuze voor jouw toepassing die je onder ogen hebt passen.”

Er is volgens hem gelukkig veel werk wat betreft aluminium constructies bij bedrijven. Bedrijven kunnen een beroep doen op de kennis en expertise bij de TU/e. “Het is zo dat de leerstoel ondersteund wordt door een consortium van bedrijven. Dat zijn momenteel Bayards, SAPA, Agmi, Aluminiumcentrum (bij de Metaalunie) en Profel. Daarnaast geven we als TU/e ook colleges aan de TU Delft, die ook in deze leerstoel participeert. ”
Hij erkent dat in de kennis en kunde rond het materiaal aluminium hiermee een nieuw leven wordt ingeblazen, niet alleen in Eindhoven, maar ook in Delft. Overigens is dat laatste aan de faculteit civiele techniek. En nog een aspect: de leerstoel in Delft van emeritus hoogleraar Laurens Katgerman bestaat niet meer. “Dat betekent dat ik in mijn onderzoeksgebied wat meer materiaalkant op wil laten gaan”, aldus Maljaars. “Ik wil eigenlijk de link maken tussen materiaalgedrag en constructie.” Hij is er al mee begonnen. “Sinds 1 april werk ik hier als hoogleraar. We hebben een aantal afstudeerders op dit moment lopen. We zijn de collegestof aan het updaten. We formuleren nieuwe onderzoeksplannen, nieuwe opdrachten voor studenten, nieuwe promotieonderzoeken.”

Kortom: hij is voortvarend te werk gegaan. Hij vertelt hoeveel studenten er zijn in Eindhoven en Delft. “Bij het college op dit moment 40 in Eindhoven en 25 in Delft. We verwachten dat dit de komende tijd in hoeveelheid zal toenemen.” Op dit moment zijn er vijf afstudeerders en twee promovendi.

Onafhankelijkheid

Even terug naar Eindhoven. Bedrijven betalen voor het onderzoek en onderwijs aan de universiteit. In hoeverre kun je dan je dan nog onafhankelijk zijn? “Een goed voorbeeld daarvan is mijn benoeming”, zegt Maljaars. “Die bedrijven hebben gezegd: we willen graag de leerstoel voortzetten en die moet worden benoemd door de universiteit. Dat betekent dat er een leerstoelbenoemingscommissie is. Daarin zitten acht hoogleraren, plus in dit geval een vertegenwoordiger van de bedrijven. Op die manier wordt gezorgd dat niet de bedrijven, die ene persoon, maar de hoogleraren de invulling bepalen. Als die persoon van het bedrijf zegt: ‘ik wil hem niet’, dan wordt er over gesproken, net als een van de hoogleraren zijn veto uitspreekt.” Maar het onderzoek zelf? “Ik sta voor mijn wetenschappelijke integriteit. Een bedrijf kan nog zoveel willen, als het naar mijn mening niet klopt, dan gebeurt het niet. Overigens is nog nooit zo’n situatie voorgekomen, dat je een conflict of interest krijgt.”

Aluminium constructies

Hoe staat het met de belangstelling voor aluminium constructies? In het verleden heeft Maljaars wel eens een interview gegeven aan het vakblad Aluminium over aluminium bruggen. Neemt dat nog een vlucht? Maljaars: “Er worden regelmatig wereldwijd aluminium bruggen toegepast, ook door Nederlandse bedrijven.” Hij vertelt over de voordelen van dit materiaal. “Aluminium heeft een licht soortelijk gewicht. Constructeurs hebben een grote mate van vrijheid in vormgeving. Het materiaal kent verder goede corrosie-eigenschappen en is duurzaam.” Het onderhoud aan aluminium is ook minimaal, en is dus voordelig. “Er zijn goede corrosie-eigenschappen. Je moet er echter wel zorg aan besteden. Je moet weten wat je doet in het ontwerp, en onze opleiding gaat erover.” Een goed voorbeeld is de brug over de Haringvliet die aluminium rijplaten heeft. “Die hoef je niet eens te behandelen, mits de uitvoering goed is terwijl de onderliggende staalconstructie regelmatig van een beschermlaag voorzien moet worden.”

Ook zijn er aluminium constructies in gebouwen. Maljaars weet niet of aluminium daar meer wordt toegepast dan vroeger, hoewel in het algemeen het construeren met aluminium wel toeneemt. Een belangrijk aandachtspunt daarbij is de brandwerendheid. “Brandwerendheid is een belangrijk item. Het is een gebied dat aandacht behoeft. In het verleden hebben we daar in de leerstoel veel aandacht aan besteed. Ik ben zelf ook op dat onderwerp gepromoveerd. Er zijn nog een paar stappen die we daar zullen ondernemen. Als dat gereed is, hebben we een heel mooi sluitend pakket aan toetsingsregels voor de brandwerendheid.” Hij kan wel voorbeelden geven. “Zelf ben ik bezig geweest met gedrag van de weerstand of de draagstand van aluminium kolommen. Vervolgens is Ronald van der Meulen aan de slag gegaan met aluminium liggers. Je kunt je voorstellen dat kolommen en liggers samen de belangrijkste elementen zijn van constructies. Een stap die we nu willen maken is materiaalmodellen maken voor aluminium legeringen die blootgesteld worden aan brand. Met dat geheel kun je de constructie heel goed in kaart brengen.”

Verbindingen

De verbindingen tussen materiaalsoorten is altijd een interessant aspect geweest vanuit het oogpunt van de draagkracht. “Als voorbeeld is op dit moment een afstudeerder aan het kijken naar verbindingen tussen aluminium en rvs-bouten. Er spelen een heleboel aspecten die de mechanica behoorlijk complex maken. Met een voorspanbout klem je de aluminium platen op elkaar, waardoor de krachtsoverdracht van de ene plaat naar de andere via wrijving tussen die platen kan plaatsvinden. Aspecten die daar een rol spelen zijn het verschil in thermische uitzetting tussen de materialen, relaxatie van aluminium en rvs, de wrijvingseigenschappen afhankelijk van de ruwheid van platen en de methode van voorspannen. Dat alles bepaalt wat de kracht is die de verbinding kan overnemen.” Is dat alleen bij rvs bouten het geval? “Voor stalen bouten in aluminium constructies bestaan toetsingsregels, voor rvs niet. Dit komt door het feit dat een aantal aspecten die ik net genoemd heb minder bekend zijn en een grotere rol spelen voor rvs. Zo kan de relaxatie bij rvs groter zijn dan bij staal. Vraag is dan wat voor consequenties dat heeft op de draagkracht. Uiteindelijk doel is om ook voor rvs te komen tot een toetsingsregel die opgenomen wordt in de normering.”
Waar de groep van Maljaars ook naar wil kijken is gelijmde verbindingen met aluminium. Een item is dat er steeds nieuwe type lijmen op de markt komen die mogelijk interessanter zijn dan de bestaande lijmen voor constructieve toepassing met aluminium. Ook kan aandacht besteed worden aan de sterkte van verbindingen die gefabriceerd zijn met relatief nieuwe lasprocessen, met name de zogenoemde friction stir welding, ofwel in het Nederlands wrijvingsroerlassen.

Hoe ziet Maljaars de toekomst? “Zonnig natuurlijk”, zegt hij “Ik denk dat we er met elkaar in slagen om onze missie te bereiken. Het gaat om het verbeteren en versterken van de positie van aluminium constructies. Er is een aantal uitdagende vragen en daar gaan we mooie oplossingen voor bedenken. In ieder geval is het onderwijs en onderzoek rond aluminium goed geborgd.”