Drones voor schilders: hangen er slimme verfspuitoplossingen in de lucht?

De opmars van digitalisering annex automatisering is niet meer te stuiten. Ook in de verfsector dienen inventieve oplossingen zich aan om het verfwerk verder te optimaliseren in termen van personeelskost, tijdsduur en arbeidscomfort. Enkele vragen die we in dit artikel beantwoorden:

• Wat kan een verfspuitdrone ons bijvoorbeeld bijbrengen?
• Hoever staat het met deze ‘futuristische’ technologie?
• Wat zijn de voordelen en wat zijn vandaag de werkpunten?

In het kort

• Als de technische problemen van de ‘vliegende verfspuitmachine’ worden overwonnen en het brede gebruik van UAV’s voor schilders mogelijk wordt, zal dit het werk aanzienlijk vereenvoudigen en de personeelkosten fors verminderen.
• Zal dit zorgen voor een toenemende werkloosheid onder schilders? Vandaag is het nog lang niet zo ver.

Drones voor schilders: van Icarus tot quadcopter

Het derde decennium van de 21^ste eeuw wordt het decennium van definitieve digitalisering in de bouwsector. Wat op veel andere gebieden al gebruikelijk is, stopt heus niet bij de klassieke ambachten. Veel beroepen zien digitalisering al als een manier om werkprocessen te optimaliseren en de kwaliteit van het werk te verbeteren. Digitalisering kan ook helpen om het teruglopende aantal jonge medewerkers tegen te gaan met een aantrekkelijke en eigentijdse functieomschrijving. Eén van de opkomende fenomenen in de schildersector is het gebruik van drones, in vaktermen aangeduid als ‘UAV’ (unmanned aerial vehicle) om onder meer gevels en andere grote oppervlakken te schilderen.

Drones die schilderwerken uitvoeren zijn niet nieuw. In 2015 gooide de Icarus One al hoge ogen, maar meer dan een vliegende spuitbus was het niet. Nòg niet, want als er één wereld is waar het met rasse schreden vooruitgaat, is het de wereld van de drone of UAV. In 2018 introduceerde Disney Research de PaintCopter, een slimme verf-spuitende drone die specifieke ontwerpen kan toepassen op zowel 3D-objecten als vlakke oppervlakken. Ondertussen duiken meer en meer drones op en die worden, onder meer dankzij de met vier propellers uitgerust quadcopter, robuuster en betrouwbaarder.

Computergestuurde drones die autonoom verf spuiten: een serieuze uitdaging

Ook verffabrikanten zagen stilaan brood in de vliegende verfspuit, getuige het partnership dat AkzoNobel in de VS sloot met Apellix, winnaar van de 2019-editie van de ‘global startup challenge’ en producent van vliegende robots. Het bedrijf kwam snel met een slimme oplossing: een op maat gemaakte drone die met de grond verbonden blijft voor zijn stroom- en verfvoorziening, maar verder de vrijheid heeft om autonoom te vliegen. De drone maakt gebruik van -flight control software om de coatings nauwkeurig aan te brengen en is ook in staat om waardevolle data vast te leggen.

“Drones kunnen heel goed vliegen, terwijl robots repetitieve taken uitstekend uitvoeren”, vertelde Robert Dahlstrom, oprichter en CEO van Apellix, bij de start van de samenwerking. “Wij combineren het beste van twee werelden. Voortbouwend op onze software-gestuurde robots die contact maken met een structuur om staal- en verfdiktemetingen te doen, hebben we een speciaal verfspuitsysteem ontworpen dat vastgemaakt is aan een aangepaste drone die wordt bestuurd door computers.”

Het lijkt eenvoudig, maar dat is het allerminst. “Een drone ontwikkelen is eenvoudig. Verf spuiten is ook relatief eenvoudig. Maar het ontwikkelen van een computergestuurde drone die autonoom verf kan spuiten is een serieuze uitdaging. Om de drone op een consistente en reproduceerbare manier een coating van goede kwaliteit te laten aanbrengen, is veel vaardigheid en expertise nodig.”

Het doel van schildersdrones: volautomatisch spuiten

Verfspuitdrones worden vandaag bestuurd met een afstandsbediening, waardoor de aanwezigheid van een werknemer (op de begane grond) nog steeds vereist is. Maar de uiteindelijke bedoeling is de UAV volledig computergestuurd én autonoom te laten werken. Het gebied waar verf wordt gespoten, moet wel nog steeds worden gemarkeerd, zodat de drone weet waar de kleur moet worden aangebracht en waar niet. Experimenten met camerasystemen om het gebied automatisch (door de drone zelf) te markeren zijn in volle gang en zien er veelbelovend uit.

Hoewel de modernste UAV’s voorzien zijn van een (kleine) verftank, lijkt dat voor grotere oppervlakken vooralsnog niet tot bevredigende resultaten te leiden. Bijgevolg moet de drone ‘op de grond’ bevoorraad worden met een systeem dat de drone automatisch van verf voorziet. Een sensor in de verftank van de drone meet het tankniveau. Wanneer de verf in de tank van de drone bijna op is, krijgt de drone automatisch het commando om naar de verftank op de grond te vliegen. Daar voorziet de drone zichzelf van nieuwe verf. Dit betekent dat de drone automatisch gevuld wordt met verf en dus snel door kan werken. Het te spuiten gebied moet worden gemarkeerd met een camerasysteem, al het andere zou (in theorie) geautomatiseerd worden gedaan. Andere types werken dan weer met een constante aanvoer, waarbij de door een werknemer op afstand aangestuurde drone van een (lange) aanvoerslang is voorzien om de verf aan te zuigen.

Nog een stap verder is de drone die zelf voorzien is van meerdere RGB-tanks (met rode, gele en blauwe verf) en zelf de verf computergestuurd ‘à la minute’ mengt en volgens plan direct verspuit. Carlo Ratti Associati, het bedrijf van de bekende Italiaanse architect, ingenieur, uitvinder en activist Carlo Ratti, ontwikkelt bijvoorbeeld ook drones om graffiti te spuiten.

Voordelen van schildersdrones

De technologie mag dan nog relatief in de kinderschoenen staan, de tijd dat de drone een volwaardig lid is van het machinepark van een schilder is niet meer veraf. Wat zijn dan de voordelen? Dronefabrikanten noemen steevast de lagere personeelsbehoefte, de vereenvoudiging van het werk, het werken zonder steiger en ladder en de verlaging van kosten door de enorme snelheid van uitvoering als grote voordelen. UAV’s kunnen ook perfect ingezet worden om aan het schilderwerk voorafgaande klussen te klaren, zoals het reinigen van gevels, doorgaans een arbeidsintensieve taak die zowel zwaar materieel als mankracht vereist.

Werkpunten en nadelen schildersdrones

Maar er zijn vandaag ook nog aan aantal werkpunten zoals de markering en detectie van het te spuiten gebied, de ontwikkeling van een batterijgevoede (lichte) verfspuitunit die op een drone kan worden gemonteerd en de ontwikkeling van een geautomatiseerd tanksysteem.

Er rijzen ook nog steeds vragen over de kwaliteit van het spuitwerk en … de netheid. 100% nauwkeurig spuiten van verf is immers (nog) niet mogelijk, daarom moeten ramen en deuren (en binnenshuis radiatoren) nog steeds afgeplakt worden om hen te beschermen tegen ongewenste verftoepassing. Dat is op vandaag met een drone evenzeer het geval. En dan rijst er ook nog de vraag hoe je een spraydrone bedient in geval van (veel) wind? De wind kan niet alleen het vlieggedrag beïnvloeden, maar ook de verfspuitstraal en de verfverdeling.

Interessant en veelbelovend zijn ze alleszins, de drones voor schilders. Theoretisch gezien leveren ze ook bijzonder veel voordelen op. Maar zoals dat wel vaker het geval is met nieuwe ontwikkelingen: de praktische invulling van de ontwikkeling doet voorlopig nog iets te veel vragen rijzen om nu al van een echte doorbraak te kunnen spreken. We zijn benieuwd wat de toekomst brengt.