De titanium halo redde het leven van Romain Grosjean tijdens zijn crash in Bahrein in 2020. Toch had dat nooit kunnen gebeuren zonder één cruciale innovatie:
Een geavanceerde lastechniek die speciaal ontwikkeld werd om het titanium in perfecte staat te houden tijdens de productie van het onderdeel. Deze techniek, ontwikkeld door een Nederlands bedrijf, maakt het verschil tussen leven en dood.
Het lassen van titanium is technisch veel veeleisender dan het lijkt. Titanium reageert namelijk snel met zuurstof, waterstof en stikstof – zelfs bij relatief lage temperaturen.
Zodra het met deze elementen in contact komt, verandert de structuur van het materiaal en verliest het tot 75 procent van zijn sterkte op die plek.
“Titanium is een reactief metaal, zelfs bij kamertemperatuur treedt oxidatie op,” zei Patrick Wouterse, oprichter van LKN WeldCompany. “Daarom is het zo goed bestand tegen corrosie, maar juist dat maakt het zo lastig te lassen.”
Tijdens het lassen komt het materiaal op temperaturen tot wel 1.000 graden Celsius. Maar al bij 150 graden begint het titanium zuurstof op te nemen.
Dat maakt het onmogelijk om met traditionele methoden te werken, waarbij alleen lokaal gas wordt gebruikt om het smeltbad te beschermen.
De minste verontreiniging, zoals een vingerafdruk, olie of microscopisch stofdeeltje, kan al funest zijn. Daarom moest er een totaal nieuwe aanpak komen om het halo-frame veilig en effectief te kunnen lassen.
De doorbraak: lassen in een inert gasomgeving
LKN WeldCompany uit Amersfoort ontwikkelde een lasmethode waarbij het gehele lasproces plaatsvindt in een afgesloten kamer die gevuld is met inert gas. Daarin mag absoluut geen zuurstof meer aanwezig zijn, zelfs niet in sporen.
“Je kunt het niet gewoon in een doos stoppen en vullen met argon,” aldus Wouterse. “We moesten een omgeving creëren waarin we de zuurstofconcentratie konden terugbrengen tot enkele delen per miljoen.”
De kamer wordt gevuld met een mix van argon, helium en neon. Omdat argon zwaar is en helium juist licht, kunnen zelfs kleine bewegingen binnen de kamer gaslagen verstoren en zuurstof omhoog stuwen.
Dit maakt het bouwen en gebruiken van zo’n kamer uiterst precies werk, waarbij elk detail – van de vorm van de wand tot de positie van de handschoenen – invloed heeft op de eindkwaliteit.
Het lassen zelf werd alleen uitgevoerd nadat alle variabelen gecontroleerd en geoptimaliseerd waren. Pas dan werd er een prototype geproduceerd en getest volgens internationale normen.
Dit proces werd uiteindelijk gebruikt voor de productie van de eerste honderd halo’s voor het Formule 1-seizoen van 2018.
Waarom titanium onmisbaar is voor de halo
De halo moet extreme krachten kunnen weerstaan. Tijdens crashtests moest het onderdeel het gewicht kunnen dragen van een dubbeldekkerbus. Tegelijk mocht het niet te zwaar zijn, omdat gewicht in Formule 1 direct invloed heeft op prestaties.
Daarom werd gekozen voor titanium in graad 5, een legering die veel sterker is dan staal maar ook veel lichter. Waar 15 millimeter roestvrij staal nodig zou zijn om een bepaalde kracht te weerstaan, volstaat 5 millimeter titanium.
“Je wilt de sterkst mogelijke structuur zonder te veel massa toe te voegen,” aldus Wouterse.
Naast de sterkte en het gewicht bood titanium ook nog eens corrosiebestendigheid, wat belangrijk is voor langdurige inzetbaarheid onder verschillende weersomstandigheden.
Maar het gebruik van dit materiaal betekende ook dat de productie aan de allerhoogste eisen moest voldoen, anders was het hele concept onbetrouwbaar.
Sinds de introductie heeft de halo zijn waarde bewezen. In 2020 overleefde Romain Grosjean een vuurzee doordat de halo de vangrail vervormde en zijn hoofd beschermde.
In 2021 hield de halo het gewicht van Max Verstappens Red Bull tegen toen deze op het cockpitgedeelte van Lewis Hamilton terechtkwam in Monza. In 2022 voorkwam het onderdeel dat Zhou Guanyu’s hoofd de grond raakte tijdens zijn crash in Silverstone.
“Als je de simulaties van Grosjeans crash bekijkt, zie je hoe de halo de barrière net genoeg indeukte,” zei Wouterse. “Zonder dat frame was zijn hoofd geraakt, en had hij het waarschijnlijk niet overleefd.”
Na het ongeval stuurde Wouterse een bericht naar Grosjean via LinkedIn. Die reageerde persoonlijk met de woorden: “Dan moet ik jou dus bedanken.”
Voor Wouterse, zelf een groot Formule 1-fan, is dat moment onvergetelijk. Het laat zien dat zijn werk niet alleen technisch uitdagend is, maar ook directe impact heeft gehad op mensenlevens.
Van autosport naar industrie: brede toepassingen van het lasproces
Hoewel de halo het meest zichtbare resultaat is, vindt de lasmethode van LKN WeldCompany ook zijn weg naar andere sectoren. Lucht- en ruimtevaartbedrijven, energieproducenten en farmaceutische installaties gebruiken inmiddels soortgelijke processen.
Wouterse is wereldwijd actief als adviseur voor procesontwikkeling en kwaliteitscontrole. Zijn expertise in lassen onder extreem gecontroleerde omstandigheden is zeldzaam.
Juist omdat het zo moeilijk is om titanium op een betrouwbare manier te verbinden, zoeken steeds meer bedrijven contact. De lasmethode blijft zich ontwikkelen, maar de basis is gelegd.
En het feit dat een Nederlands bedrijf een directe bijdrage heeft geleverd aan een van de belangrijkste veiligheidsinnovaties in de Formule 1 onderstreept het belang van vakmanschap op het hoogste niveau.
“In het begin vond iedereen het halo-frame lelijk,” zei Wouterse. “Maar na die eerste crash stopte alle kritiek. Iedereen wist: dit was nodig.”
Het bewijs is geleverd. De technologie redt levens. En dat begon allemaal met een complexe kamer, gevuld met argon, en een lasnaad die perfect moest zijn.
