Precisiewerk op 33 millimeter

Stefan Ketelaars verruilt loopbaan in hightech machineindustrie voor die van horlogeontwerper en -maker

Stefan Ketelaars heeft een carrière als electrical engineer bij ASML verruild voor die van horlogemaker omdat hij vond dat er te weinig tijd overbleef voor de echte techniek. Hij heeft nu zijn handen vrij om steeds complexere mechanische horloges te ontwerpen, de onderdelen te produceren en als het nodig is, zelfs de machines te bedenken en te maken die voor dit precisiewerk nodig zijn. Ketelaars Watches is succesvol. Zelfs om op de wachtlijst te komen, is er een wachtlijst.

Stefan Ketelaars heeft net zijn machinewerkplaats klaar. Een verbouwde garage, naast zijn nieuwe woonhuis in het hart van de Nederlandse hightech maakindustrie. “Op deze 20 vierkante meter gebeurt het allemaal”, zegt hij lachend als hij de deur opent. Meer heeft hij niet nodig voor zijn laptop, de zelf gebouwde CNC-freesmachine die hij met een Sony Playstation controller bedient, ’s wereld eerste vertandingsmachine voor de horloge-industrie die automatisch corrigeert en omstelt naar de volgende tand - ook een eigen idee. En nog een handvol andere machines, microscopen en gereedschappen die hij nodig heeft om de Ketelaars Watches te produceren. Een uit de hand gelopen hobby?

Er zit meer dan duizend uren tekenwerk in de 350 onderdelen

Meer dan duizend uren tekenwerk

Al tijdens zijn hbo-studie Elektrotechniek is Stefan aan de slag gegaan met horloges. Toch was hij vastberaden verder te gaan als elektrotechnicus. “Alleen bleek het werk anders te zijn dan verwacht. Twintig procent van de tijd was ik met techniek bezig, de rest met alles er omheen.” Stefan wil met techniek bezig zijn, niet met meetings. Na enkele jaren overdag aan de machines van ASML te hebben gewerkt en ’s avonds en in de weekends aan zijn eigen horloges, heeft hij het roer omgegooid. Ketelaars Watches is zijn full time werkomgeving. Time in motion is zijn eerste eigen horlogemodel, opgevolgd door 3D Terra in Motion. Hij voegt steeds meer complicaties, jargon voor mechanische features, toe. “De uitdaging is het horloge toch zo dun mogelijk te houden”, legt Stefan uit. 3D Terra in Motion dankt z’n naam aan de wereldbol in het horloge die op 24 uur tijd precies één keer rond z’n as draait. De horlogemaker graveert en schildert deze wereldbol zelf. Zijn nieuwste model waar hij al jaren aan bezig is genaamd Terra Luna zal niet alleen een 3D wereldbol, maar ook een 3D maan complicatie bevatten en ondanks een diameter van 5,5 mm voor deze twee elementen, slaagt hij erin om alle onderdelen uit een 37 mm uurwerk te verkleinen tot een uurwerk van 33 mm diameter inclusief een 3D maan en wereldbol complicatie. “Er zit meer dan duizend uren tekenwerk in om de 350 onderdelen te ontwerpen.” Al dit zal geplaatst worden in een kast met een diameter van 39 mm en 9.5 mm hoogte.

Nederlands horlogemerk zo succesvol dat er zelfs een wachtlijst voor de wachtlijst bestaat

Autodesk Fusion 360 In het begin tekende hij elk onderdeel van de horloge met de hand. Ondertussen tekent Stefan alles in Autodesk Fusion 360. Een oom zette hem op het spoor van de cloudgebaseerde CAD-software toen Stefan zei te willen professionaliseren. Vanaf zijn eerste kennismaking is hij enthousiast over het gebruiksgemak van de software van Autodesk. “Als je 25 tutorials op YouTube bekijkt, kunt je al veel doen. Als je daarna tegen problemen aanloopt, helpen de community en de feedback van Autodesk zelf je snel weer verder.” Hij zou niet meer zonder de CAD-software kunnen. Zijn nieuwste model dat eind dit jaar op de markt komt, de Terra Luna, kun je wel bedenken maar in je hoofd kun je niet meer alle onderdelen in hun samenhang zien. “Je kunt dat allemaal niet meer bevatten. Je hebt echt een 3D tekenprogramma nodig. Al is het maar om te ontdekken waar je nog ruimte hebt voor onderdelen.” De gemiddeld 350 onderdelen moeten immers passen binnen de 33 mm rond en 7.5 mm hoog (de horlogekast is 9.5 mm hoog). “Ook voor de renders is Fusion 360 ideaal.” Autodesk Fusion 360 is méér dan een CAD-programma. De CAM-module zit er ook bij. Stefan: “Ik selecteer de postprocessor en genereer de G-code. Klaar.” Van de simulatiemodules gebruikt hij alleen de tool om het freesprogramma te simuleren. Om zeker te zijn dat hij alle materiaal wegfreest. “En ik wil weten hoeveel tijd het kost.” Stefan is fan van de frequente updates die Autodesk doorvoert. “Het is een levend programma; met snelle updates worden zaken direct opgelost als je ergens tegenaan loopt.”

Freesmachine Playstation console De self-made horlogemaker freest de onderdelen voor zijn modellen op een zelf bedachte en gebouwde 3-assige CNCfreesmachine. Ook getekend in Fusion 360. “Toen ik merkte dat mijn oude freesmachine niet de toleranties haalde die ik wil, ben ik gaan nadenken over een nieuwe machine. Volgend jaar komt er een epoxygranieten onderstel onder om de eigen frequentie nog beter te dempen en de nauwkeurigheid verder te verhogen.” Omdat hij in een gebied van 10 bij 10 centimeter freest, spelen thermische effecten geen rol bij de nauwkeurigheid. De positionering is des te belangrijker voor het precies inpersen van lagers, gemaakt van synthetisch robijn. Op de spindel heeft Stefan sensoren aan het uiteinde van de assen geplaatst. Met de zelf ontwikkelde regelkringen voor de stappenmotor, haalt de machine een nauwkeurigheid van enkelen honderdsten en in de freeskop een rondloopnauwkeurigheid van 0,002 mm. Frezen doet hij in een oliebad. Twee flowsensoren meten exact de hoeveelheid olie die rondgepompt wordt. “Voordat er schade aan de machine ontstaat, zie ik al als er een kleine lekkage is.” Hij bedient de machine met een controller van Sony Playstation. Een gimmick die wel goed werkt. Frezen betekent bij hem altijd microfrezen: een frees met een diameter van 0,3 mm is standaard; een frees van 1,5 mm is in zijn werkplaats al een forse frees. Qua materialen werkt hij met messing, titanium, high carbon steel, RVS en German silver. En volgend jaar gaat hij damaststaal en meteoriet in een horloge verwerken.

Stefan Ketelaars bij de zelf ontwikkelde en gebouwde CNCfreesmachine, die hij kan bedienen met de Playstation IV console (foto onderaan).

Automatische vertandingsmachine

Stefan bouwt elk jaar een nieuwe machine. Hoewel zijn horloges ambachtelijk vakmanschap uitstralen, zoekt hij voortdurend naar oplossingen om de productie van de onderdelen zo efficiënt mogelijk te maken. Dat heeft hem bijvoorbeeld op het idee gebracht voor een eigen vertandingsmachine, gebaseerd op een mini CNC-draaibank. “De kleinste in de wereld die geautomatiseerd werkt.” De software voor de machine heeft hij geschreven. Deze berekent voor elke configuratie de exacte maat van de tanden om precies rond te komen en stelt de machine hierop in. Vroeger moest hij voor elke tand handmatig de machine verstellen. “Ik maak per jaar 50 tandwielen. Vaak in een specifieke configuratie, die niet te koop is. Ik wil het verstellen echter niet handmatig doen.” Stefan Ketelaars zou de machine en de software kunnen gaan bouwen voor andere horlogemakers, maar dat doet hij niet. “Mijn passie is techniek. Ik wil doen wat ik leuk vind.”

Respect afdwingen

Stefan Ketelaars neemt met het Terra Luna model volgend jaar deel aan de Grand Prix d’Horlogerie in Genève, een prestigieuze prijs in de horloge-industrie. Hieraan mag je alleen meedoen als je genomineerd bent. Dat was de Nederlandse horlogemaker al eerder, maar hij heeft de deelname telkens uitgesteld. “Als ik meedoe, doe ik dat met een model waar mensen echt van onder de indruk zijn. Hiermee wil ik respect afdwingen van horlogemakers waar ik tegenop kijk.” De Terra Luna betekent dat Ketelaars Watches opschuift naar een hoger prijssegment. Tot nog toe kosten de modellen tussen de €4300 en €8000; de prijs van een Terra Luna model schuift op richting 20 mille. Nog steeds weinig vergeleken met de echte topmerken waar liefhebbers met het gemak een ton en meer voor neertellen.

Alles zelf doen Stefan

heeft de eerste jaren wel tachtig uur in de week gewerkt om alles op de rit te krijgen. “Nu ik het proces heb uitontwikkeld en de juiste tools heb, haal ik het met 50 uur.” Meer orders neemt hij gewoon niet aan. Daarom hanteert hij al een wachtlijst om op de wachtlijst van kopers te komen. Die laatste groep moet momenteel een kleine drie jaar wachten op het horloge. Stefan zou natuurlijk kunnen uitbreiden, maar dat wil hij niet. Hij wil geen personeel. Als een kind van de digitale 21e eeuw, doet hij alles zelf, inclusief de marketing via social media kanalen en de verkoop. “Ga ik mensen aannemen, eindig ik weer met vergaderen zoals in mijn vorige baan.” Hij wil zijn handen vrijhouden om met de techniek bezig te zijn. En ondertussen weet hij wel de grens te trekken. “Passie en obsessie liggen dichtbij elkaar.”