Van myceliumgroei naar functioneel vliegtuigpaneel
In MOLIERE werkten TU Delft en Airbus samen aan de ontwikkeling van een op mycelium gebaseerd sandwichkernmateriaal voor vliegtuiginterieurpanelen. De kern wordt gekweekt doordat mycelium voedingsstofrijke, hernieuwbare substraatkorrels op houtbasis (voedingsstofdeeltjes die het steigersysteem vormen) koloniseert en bindt.
Het project gebruikte een multischaalmodelleringsaanpak (micro–meso–macro), ondersteund door experimenten, om groeigedrag en morfologie te koppelen aan kernarchitectuur en constructieve prestaties. Microscopische cellulaire automaten legden omgevingsresponsieve groei vast; mesoschalige correlaties koppelden lokale groeidichtheid aan stijfheid, terwijl gekoppelde DEM–EE-modellering de korrelstapeling en kolonisatie beschreef en diffusievelden in kaart bracht naar ruimtelijk variabele stijfheid. Deze relaties werden opgeschaald om een functioneel gegradeerd paneel te ontwerpen.
Het geoptimaliseerde ontwerp stuurde de fabricage van een volledig paneel volgens een herhaalbaar protocol: een gesteriliseerde mal met lasergestanste contoureinserts werd gevuld met voorgeïnoculeerde korrels, 10–20 dagen geïncubeerd en vervolgens 48 uur in de oven gedroogd om de groei te stoppen en de structuur te fixeren.
Sandwichkernen voor realistische belastingsgevallen
De toegevoegde waarde van MOLIERE is de combinatie van een biogebaseerd kernmateriaal en een technisch kader dat het mogelijk maakt sandwichkernen te ontwerpen voor realistische belastingsgevallen in vliegtuiginterieurs. Het project toonde aan hoe functioneel gegradeerde kernarchitecturen kunnen worden gerealiseerd met behulp van een productierelevante variabele—substraatkorrelgrootte—om stijfheid en gewicht over een paneel af te stemmen. Omdat de kern kan worden gekweekt uit hernieuwbare grondstoffen op houtbasis, biedt het een route om de afhankelijkheid van fossiele materialen te verminderen en moeilijk te recyclen multi-materiaalkernsystemen te vermijden. De aanpak ondersteunt ook circulariteit: het kernmateriaal is compatibel met biobased herstelroutes, en het biologische concept opent langetermijnonderzoeksrichtingen zoals regeneratief gedrag voor niet-kritische interieurcomponenten.
Gevalideerde workflow, multischaalmodelleringsketen en een gegradeerde demonstrator
MOLIERE leverde een gevalideerde workflow van modellering tot fabricage voor op mycelium gebaseerde sandwichkernen voor representatieve belastingsgevallen in vliegtuiginterieurs. Het project stelde een multischaalmodelleringsketen op die groeigedrag en substraatmorfologie koppelt aan dichtheid, stijfheid en prestaties op paneelniveau, waardoor ontwerp geleid door engineering mogelijk werd in plaats van prototyping via trial-and-error. Het werk culmineerde in een op volledige schaal functioneel gegradeerde demonstrator, die haalbaarheid op relevante afmetingen aantoonde en een basis bood voor vervolgwerk op het gebied van functioneel testen, herhaalbaarheid van fabricage en duurzaamheidsbenchmarking.
