Constructeur 1 - 2022

MAART

2022 HÉT VAKTIJDSCHRIFT VOOR WERKTUIGBOUWKUNDIGE CONSTRUCTEURS EN ONTWERPERS

Elke ‘CAE-r’ DE JUISTE ‘TOOL’

Multi-scale modelling tot het gaatje

Hoe boor je een miljoen gaten?

'From sk(r)etch Geen potlood of plank

Pionieren met precisietechnologie

Efficiënt greep krijgen op faalgedrag van composieten

Laser World of Photonics 2022 26 - 29 april, München

Designers Renault gaan 3D-schetsen met virtual reality

HenkJan van der Pol wint in 2005 de eerste It. A Davidson Award

CST_Cover.indd 1

21-03-2022 14:21

We understand innovation

we could help you find solutions that others can’t?

check reden.nl

Experts in product development & virtual testing

CST Advertenties.indd 2

21-03-2022 12:07

COLOFON Constructeur, maart 2022 62-ste jaargang nr.1

REDACTIE-ADRES Postbus 58, 7400 AB Deventer

HOOFDREDACTEUR ing. R. Zander | t 06 22 20 80 34 r.zander@mybusinessmedia.nl

REDACTIE

Maartje Henket | t 0570 50 43 02 m.henket@mybusinessmedia.nl

UITGEVER Arjan Stoeten a.stoeten@mybusinessmedia.nl VASTE MEDEWERKERS Hans van Eerden, Liam van Koert, Leo de Ridder, Henk Jan Pels, Ad Spijkers, Marjolein de Wit-Blok.

UITGAVE van MYbusinessmedia Holding bv Postbus 58 7400 AB Deventer www.mybusinessmedia.nl

ADVERTENTIE-AFDELING

D. Wielheesen | t (06) 53 69 24 61 d.wielheesen@mybusinessmedia.nl of verkoop binnendienst | t (0570) 50 43 45 | (0570) 50 43 43 orders.engineering@mybusinessmedia.nl

ADVERTENTIEPLAATSINGEN worden

uitgevoerd overeenkomstig de ‘Regelen voor het advertentiewezen 1990’.

ABONNEMENTEN

Voor vragen over abonnementen, bezorging en of adreswijzigingen kunt u bellen met (0570) 50 43 25, mailen naar klantenservice@mybusinessmedia.nl of schrijven naar MYbusinessmedia Holding bv | Constructeur | Postbus 58 | 7400 AB Deventer

ABONNEMENTSTARIEVEN

Jaarabonnement Nederland € 275,-* Jaarabonnement buitenland € 295,-* Studenten € 50,00 per jaar *Prijzen zijn excl. 9% BTW | Jaarabonnement geldt tot wederopzegging. Beëindiging van het abonnement kan schriftelijk , per e-mail of telefonisch geschieden, uiterlijk drie maanden voor het einde van de abonnementsperiode; nadien vindt automatisch verlenging plaats.

REPRODUCTIE

Overname van artikelen, tekeningen en foto’s uit Constructeur is slechts mogelijk na schriftelijke toestemming van de uitgever.

©MYBUSINESSMEDIA 2022

‘Het auteursrecht op de inhoud van dit tijdschrift wordt uitdrukkelijk voorbehouden’.

VOORWOORD

Credo – II Credo – ik geloof. Dat stond hierboven in de vorige editie van Constructeur, afgelopen december. Het gedicht van Remco Campert met die titel is een oproep om het vooral anders te willen doen. En daarmee bedoelde hij – het is poëzie dus interpreteren mag – vast niet dat je daarbij over hetzelfde verlangen van anderen heen moet walsen.

Om maar eens een verband te leggen met het drama dat zich voltrekt in Oekraïne.

Constructeur heeft geen boodschap die op wereldschaal impact heeft.

Willen we het anders doen? Niet per se. We willen het wel ‘beter’ doen. Dat valt nog niet mee. De datum die ik vorige keer noemde voor de Constructeursdag die we samen met Mikrocentrum organiseren bleek voorbarig. Het is dus 2 juni geworden, in Veldhoven. Dat is dan alvast weer ‘beter’ gemaakt.

Je kan je natuurlijk afvragen waarom ik poëzie gebruik voor een ‘ik geloof’ over constructeurs en ontwerpers en ‘ons evenement’. Wie in 2017 op de Constructeursdag naar Volkert van der Wijk heeft geluisterd en zijn verhaal over De Taaie Tiller ziet natuurlijk het overduidelijke verband met het anders willen doen en hoe je daar je technische kennis en creativiteit kan combineren.

Een van de sprekers op de komende Constructeursdag is Theo Jansen. Voor wie het niet weet – hij is de man achter de ‘strandbeesten’.

En eerlijkgezegd kan ik mij niet voorstellen dat er constructeurs en ontwerpers zijn die deze ‘dieren’ niet kennen.

Ik heb hem zojuist online gesproken voor een kort kennismakingsgesprek. Over zijn bijdrage aan de dag. Overigens heeft hij de nodige technische bagage die hij op niet zo doorsnee manier inzet. Wat hem destijds heeft gemotiveerd dat is voor u een vraag. En voor mij ook.

Maar kom en je kan de vraag stellen.

Wat ik vooral frappant vond was zijn uitspraak dat kunstenaars en constructeurs veel meer met elkaar gemeen hebben dan zij op het eerste gezicht wellicht vermoeden. Zijn strandbeesten maken dat net zoals De Taaie Tiller onmiddellijk duidelijk. Ze zijn namelijk zoveel meer dan alleen maar een constructie van listig verbonden pijpjes die door de wind worden voortbewogen.

Kijk trouwens op www.engineersonline.nl onder events en volg daar de ontwikkelingen in het programma. Want uiteraard gaat het op 2 juni over meer dan strandbeesten alleen. Zoals altijd is wel alles dat daar ter sprake komt het resultaat van de wil om het anders te doen.

Daarbij is creativiteit onontbeerlijk. Als je dat nou nog niet gelooft.

VORMGEVING bureau OMA, Doetinchem DRUK Drukkerij Roelofs, Enschede ISSN 0010-6658

ROBIN ZANDER hoofdredacteur constructeur

R.ZANDER@MYBUSINESSMEDIA.NL

c o n s t r u c t e u r 0 1 - 2 0 2 2

CST_Voorwoord_Colofon.indd 3

3

21-03-2022 14:22

INHOUD

maart

12 INTERVIEW Pionieren met precisietechnologie en printers

HenkJan van der Pol wint in 2005 de eerste Ir. A. Davidson Award voor zijn precisietechnologische hoogstandjes bij Demcon. Nu maakt hij als technisch directeur van Bond3D 3D-printers voor hoogwaardige kunststof producten.

16

42

ONTWERPEN EN CONSTRUEREN Spelen met wrijving

HenkJan van der Pol werkt als precisietechnoloog graag met de bekende constructieprincipes van Wim van der Hoek en Rien Koster. Een interessant constructiefenomeen in ontwerpen die onder zijn leiding tot stand komen, is wrijving: soms nuttig te gebruiken, vaak juist te vermijden.

PRODUCTONTWERP ‘From sk(r)etch’

Lang voordat een auto van de band rolt, moet hij in drie dimensies worden vormgegeven. Dat is een van de taken van de ontwerpers, die over steeds meer digitale hulpmiddelen beschikken. Een daarvan is ‘virtual reality 3D-sketching’.

33 INDUSTRIEEL ONTWERP Product

Elke editie in Constructeur: Product.

Dit katern behandelt als opvolger van het magazine Product de nieuwste ontwikkelingen in de wereld van de industriële productontwikkeling op het gebied van technologie, materialen, vormgeving en ontwerp.

4

CST_Inhoud.indd 4

constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:24

50 MULTI-SCALE MODELLING Tot het gaatje

Ontwerpers zoeken de grenzen op van wat minimaal aan materiaal nodig is om voldoende sterkte te garanderen. Simulaties helpen daarbij, maar kunnen voor composieten zeer rekenintensief zijn en dus duur uitpakken. Reden, uit Hengelo, ontwikkelde een efficiënte methode om het faalgedrag van composieten te voorspellen en paste die toe op het ontwerp voor een stijgijzer.

EN VERDER 06

KORT NIEUWS

08

METAALPRINTEN Zie de kansen

10

FS TEAM DELFT Ontwerpen om te winnen!

20

PRODUCTIETECHNIEK Verspanen – NSFD XV

26

54

CFD IN DE CLOUD Optimalisatie bolklep De CAESES-software richt zich op simulatie-ingenieurs die behoefte hebben aan automatisering – vooral voor het genereren van geometrie. In een speciaal project is het gebruikt voor verbeteringen aan een bolklep en de procesintegratie met een cloud-gebaseerde CFD-solver.

PRODUCTIETECHNIEK Een miljoen gaten laserboren

30 PLM

Een ‘connected’ knoop?

38

CAD EN PRODUCTONTWERP Trends volgens Brian Thompson

46

CONSTRUEREN Razendsnel chips overzetten

58

SIMULATIESOFTWARE Onzekerheidsmodule in COMSOL

60

ONTWERPEN Simulation Driven Design

Op de cover:

Wel je schuur volhangen met allerhande gereedschap voor elke klus. Maar hoe zit het met je simulatie-kist? Meer op pag. 60. constructeur 01 - 2022

CST_Inhoud.indd 5

63

PRODUCTNIEUWS

5

21-03-2022 14:24

KORT

Nieuws EERSTE MEDISCH PRODUCT UIT ZIEKENHUISAFVAL Wetenschappers van TU Delft onderzochten samen met het Maasstad Ziekenhuis hoe ze van afval uit operatiekamers nieuwe medische producten kunnen vervaardigen. Het resultaat is de productie van een instrumentenopener. Het is het eerste medische product ter wereld dat volledig gemaakt is van ziekenhuisafval. Onderzoekers Bart van Straten en Tim Horeman van de Delftse onderzoeks-

lijn ‘Sustainable Surgery’ ontwikkelden samen met het Maasstad Ziekenhuis een methode om van polypropyleen inpakpapier een nieuw product te maken. Polypropyleen inpakpapier wordt gebruikt om medische instrumenten in te pakken en te steriliseren. In Nederlandse ziekenhuizen wordt per jaar 1,3 miljoen kilo polypropyleen inpakpapier gebruikt. Dat inpakpapier eindigde tot voor kort op de afvalhoop. Voor dit onderzoek haalde afvalverwerker Renewi het schone inpakpapier in speciale zakken op, nadat het was gebruikt op de operatiekamer van het Maasstad Ziekenhuis. Daarna werd het omgesmolten. Door het om te smelten, is het nu mogelijk om er medische hulpmiddelen van te maken. Een voorbeeld hiervan is de onlangs officieel geregistreerde instrumentenopener. Het ‘blauwe kruisje’ zoals de opener ook wel wordt genoemd, houdt scharnierende instrumenten tijdens het was- en desinfectieproces in een open positie. Dit zorgt voor een betere reiniging en desinfectie van het instrument. Het onderzoek is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Journal for Cleaner Production.

WWW.TUDELFT.NL

DEEP TECH FONDS VOOR KENNISINTENSIEVE START- EN SCALE-UPS Het ministerie van Economische Zaken en Klimaat (EZK) en Invest-NL lanceren samen het Deep Tech Fonds (DTF). Het DTF zal investeringen doen in kennisintensieve start- en scale-ups in sectoren als fotonica, quantumtechnologie, nanotech en high tech om de technologische kennis en internationale concurrentiepositie voor Nederland te versterken. De omvang van het fonds bedraagt 250 miljoen euro. Het fonds opereert als co-investeringsfonds en is als onafhankelijk onderdeel ondergebracht bij Invest-NL. De fondsmanager van het DTF is Wilco Schoonderbeek.

Het DTF wil investeren in bedrijven met innovatieve, complexe technologie. Voor innovatieve ondernemingen die zowel kennis- als kapitaalintensief zijn, is het vaak moeilijk om financiering te vinden. In de meeste gevallen gaat het om nieuwe technologieën die zich nog niet bewezen hebben en waar relatief grote risico’s aan kleven.

WILCO.SCHOONDERBEEK@INVEST-NL.NL

6

CST_kortnieuws.indd 6

constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:25

MARIJN VAN ROOIJ WINT PRINS FRISO INGENIEURSPRIJS 2022 Marijn van Rooij, medeoprichter en technisch directeur van Ocean Grazer, is door de vakjury verkozen tot Ingenieur van het Jaar 2022. Zijn bedrijf ontwikkelde een technologie om energie op te slaan op de zeebodem. De bekendmaking door het Koninklijk Instituut van Ingenieurs (KIVI) had plaats in het virtuele bijzijn van prinses Beatrix en prinses Mabel.

Van Rooij en een partner richtten het bedrijf Ocean Grazer in 2018 op, als spin-off van de Rijksuniversiteit Groningen. De Ocean Battery, die deel uitmaakt van Ocean Grazer, is een soort waterkrachtcentrale op de zeebodem.

De batterij slaat overtollige duurzame energie uit bijvoorbeeld zonne- of windkracht op als potentiële energie, gebruikmakend van de hoge druk die op de zeebodem heerst. Hiervoor pompt de Ocean Battery water uit een rigide reservoir naar grote flexibele zakken of balgen op de zeebodem, en laat het weer terugstromen als de energie nodig is.

De jury roemde de grote bijdrage van Van Rooij aan de oplossing van een belangrijk en maatschappelijk relevant probleem. Tevens kijkt de jury ernaar uit dat Van Rooij zich gaat inzetten voor de zichtbaarheid van het werk aan energieopslag, onder andere door het enthousiasmeren van anderen - zoals hij had toegezegd te gaan doen als hij de Prins Friso Ingenieursprijs zou gaan winnen.

DUNSTE ‘SLEEVE’ We hebben het niet gecontroleerd – maar mocht de claim van QSIL Ingenieurkeramik onterecht zijn, dan blijft het nog een prestatie van formaat. Wel klein formaat. Met een lengte van 159 mm, een buitendiameter van 59 mm en een wanddikte van 0,4 mm, hebben de keramiekingenieurs in elk geval hun dunste SiC-sleeve ooit geslepen.

De cilinder heeft een nauwkeurigheid van 0,010 mm, de binnenmaat is in IT6-kwaliteit en de Ra-waarde is 0,1. De huls weegt 21 gram en wordt gebruikt in de medische technologie.

OCE ANGRAZER.COM

WWW.QSIL.COM

GE-METAALPRINTE ONDERDELEN BEOORDELEN Wetenschappers van de Nanyang Technological University in Singapore (NTU Singapore), hebben een snelle en goedkope imaging-methode ontwikkeld die de structuur van 3D-geprinte metalen onderdelen kan analyseren en inzicht kan bieden in de kwaliteit van het materiaal.

De meeste 3D-geprinte metaallegeringen bestaan uit een groot aantal microscopische kristallen, die verschillen in vorm, grootte en atomaire roosteroriëntatie. Door deze informatie in kaart te brengen, kunnen wetenschappers en ingenieurs de eigenschappen van de legering afleiden, zoals sterkte en taaiheid. Tot nu toe konden deze 'microstructuren' in 3D-geprinte metaallegeringen worden geanalyseerd door middel van bewerkelijke en tijdrovende metingen met behulp van scanning-elektronenmicroscopen, die tussen 100.000 en een miljoen Singapore-dollar kosten – omgerekend tussen ongeveer 67.000 tot 1,34 miljoen euro.

De nieuwe methode van het team vereist eerst een behandeling van

het metaaloppervlak met chemicaliën om de microstructuur zichtbaar te maken. Vervolgens wordt het monster tegenover de camera geplaatst en worden meerdere optische beelden gemaakt terwijl het metaal vanuit verschillende richtingen wordt belicht. De methode is ontworpen door ‘assistant professor’ Matteo Seita en zijn team en levert in een paar minuten dezelfde kwaliteit van informatie op – met een systeem dat bestaat uit een optische camera, belichting en een notebook met daarop waarop zelfontwikkelde machine-learning software. De benodigde hardware kost ongeveer 25.000 Singapore-dollar, pakweg 17.000 euro.

De complete paper ‘A machine learning approach to map crystal orientation by optical microscopy’ is gepubliceerd in npj Computational Materials (https://doi.org/10.1038/s41524-021-00688-1) WWW.NTU.EDU.SG

AANDRIJFTECHNIEK

VOOR VEILIGHEIDSKOPPELINGEN GA JE NAAR GRONEMAN constructeur 01 - 2022

CST_kortnieuws.indd 7

EAS • Spelingsvrije overdracht van het vermogen • Bescherming van uw machine • Hoge herhaalnauwkeurigheid

B E ZO E K G R O N E M A N . N L

7

21-03-2022 14:25

MASTERCLASS METAALPRINTEN

Zie de kansen

TRANSITIES NOPEN TOT NADENKEN OVER ADDITIVE MANUFACTURING De urgentie om met 3D-metaalprinten aan de slag te gaan, wordt vanuit verschillende transities alsmaar groter. Toch zijn veel bedrijven in Nederland terughoudend. Een masterclass, verspreid over zes dagen, moet de deelnemers bewust maken van de mogelijkheden. “We willen dat deelnemers door de masterclass hun blik verbreden en ontdekken hoe ze verder kunnen gaan met additive manufacturing”, zegt Arjan de Bruin, projectmanager bij Horizon Flevoland, initiatiefnemer.

F R A N C KO E N E N

Arjan de Bruin heeft voor de masterclass Additive Manufacturing (3D Metaalprinten), een post-bachelor cursus, een flink aantal partijen bijeen gebracht.

Hogeschool Utrecht neemt een deel van de didactische invulling voor haar rekening, Horizon Flevoland en TechnoHub Woerden zijn betrokken en stellen vouchers voor de deelnemers beschikbaar.

De vereniging Industrieel Oppervlaktebehandelend Nederland en Flam3D zijn de andere partijen. Het NLR in Marknesse en Fraunhofer Project Center hebben inhoudelijke ondersteuning toegezegd.

Terughoudend Ondanks de vele aandacht voor additive manufacturing, merkt Arjan de Bruin dat bedrijven nog altijd terughoudend zijn om 3D-metaalprinten toe te passen. De tijd is echter rijp om serieus te onderzoeken welke rol additive manufacturing kan spelen in je bedrijf. “De urgentie vanuit verschillende transities die we in Nederland doormaken, wordt groter.”

Denk bijvoorbeeld aan de energietransitie. Kan 3D-printen een oplossing zijn voor bepaalde vraagstukken?” Een tweede voorbeeld is een fabrikant van verpakkingsmachines, die wereldwijd levert en moeilijkheden ondervindt om de wereldwijde supply chain van reserveonderdelen op peil te houden. “Er zit wellicht 8

CST_Art10.indd 8

een businesscase in als ze onderdelen gaan 3D-printen”, oppert Arjan de Bruin. De onderdelen hoeven dan niet meer over de hele wereld te worden verscheept.

peliger. Bij de masterclass doen we geen toetsing, mensen bepalen zelf wat ze eruit halen”, legt de studie-adviseur van Hogeschool Utrecht uit.

Bewustwording Deze twee voorbeelden illustreren volgens de projectmanager dat 3D-metaalprinten in meer bedrijven zinvol kan zijn dan tot nog toe wordt aangenomen.

Onderbrekingen van toeleverketens, de energietransitie, digitalisering in de maakindustrie en het groeiend gebrek aan vakmensen zijn problemen die om fundamenteel andere oplossingen vragen. Deels is dat additive manufacturing. Constructeurs en engineers zijn echter opgeleid met de traditionele maaktechnologie.

“We merken dat de behoefte aan zo’n cursus groeit; dat horen we van de deelnemers aan onze post-hbo opleiding Metaaldeskundige”, zegt Lenneke Kok, studie-adviseur na-en bijscholing op het gebied van engineering bij Hogeschool Utrecht. In de opleiding Metaaldeskundige komt additive manufacturing aan bod, maar beperkt. In de masterclass Additive Manufacturing gaat het om de nieuwste ontwikkelingen specifiek op het gebied van 3D-metaalprinten en de mogelijkheden voor organisaties om met deze productietechniek aan de slag te gaan. “Het instapniveau is laagdrem-

Blik verbreden De masterclass/cursus die zes bijeenkomsten van 2,5 uur beslaat, is vooral bedoeld om de deelnemers bewust te maken van de mogelijkheden van 3D-metaalprinten. De masterclass geeft overzicht van de verschillende technieken en wat je er wel en wat niet van mag verwachten. “We willen de blik van de deelnemers verbreden, hun kennis vergroten zodat ze er open voor staan”, voegt Arjan de Bruijn toe. Met de kennis die ze in de zes bijeenkomsten opdoen, kunnen ze in hun eigen bedrijf een afweging maken waar metaal additive manufacturing een bijdrage kan leveren, nu of in de toekomst. Arjan de Bruijn hoopt dat de deelnemers bij de afsluitende bijeenkomst een onderdeel uit hun eigen werkomgeving meenemen waarvan zij denken dat het zin heeft dit te gaan 3D-printen. “Dat ze geleerd hebben dat er andere oplossingen zijn.”

En als ze na afloop tot de slotsom komen dat 3D-metaalprinten nu nog weinig toevoegt in hun bedrijf, kan de initiatiefnemer van de masterclass daarmee leven. “Als ze deze beslissing maar gefundeerd nemen, op basis van de kennis constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:27

De deelnemers aan de masterclas maken bij NLR onder andere kennis met het depositietechniek van BeAM.

die ze hebben opgedaan.” Daarnaast hoopt hij hele ketens in beweging te krijgen. Juist bij additive manufacturing is dat erg belangrijk.

Uitleggen en demonstreren Ook het NLR merkt dat de laatste jaren de belangstelling voor metaal additive manufacturing toeneemt. Marc de Smit, engineer bij het NLR en een van de gastdocenten: “Dat aantal is nog klein vergeleken met bedrijven die draaien en frezen, maar we zien bedrijven die er succesvol mee zijn. Zes jaar geleden waren veel bedrijven nog teleurgesteld in de technologie.” Het NLR heeft het technologie-aanbod in het Metal Additive Manufacturing Center in Marknesse de laatste jaren steeds verder uitgebreid. Naast laser-poederbedmetaalprinters heeft het NLR ook de depositietechniek van Beam in huis gehaald, naast het 3D-printen met metaalfilament van BASF dat daarna in een oven gesinterd wordt. “Alle drie deze technieken gaan een rol spelen,” verwacht Marc de Smit.

De depositietechniek, waaronder niet alleen het opsmelten van poeder met een laser maar ook WAAM (oplassen met lasdraad) valt, is bijvoorbeeld heel geschikt voor reparatiebedrijven of de productie van grote componenten. NLR bouwt onder andere met defensie en de constructeur 01 - 2022

CST_Art10.indd 9

olie- en gasindustrie expertise rond deze technologie op. Het 3D-metaalprinten met filament zou dan weer geschikt kunnen zijn voor de snelle productie van kleinere onderdelen. “We gaan alle drie de technieken uitleggen en demonstreren, met de voor- en nadelen van elk”, zegt Marc de Smit over dit deel van de masterclass.

Gratis quickscan Hoewel design een van de invalshoeken is en een werktuigbouwkundige achtergrond van de deelnemers een goed vertrekpunt is, ziet Arjan de Bruijn het liefst deelnemers die een positief kritische houding ten opzichte

van additive manufacturing hebben.

“Het liefst de engineer, maar in elk geval iemand die de mogelijkheden wil leren ontdekken en daarna draagvlak in het bedrijf kan zoeken.” Voor dit laatste heeft Fraunhofer Project Center van de TU Enschede toegezegd bij de deelnemers gratis een quickscan te doen. “3D-printen is geen doel”, beklemtoont hij. “Het is een middel. Een belangrijk middel om andere doelen mee te realiseren. Bedrijven die meedoen, moeten die ontdekkingstocht met ons gaan maken.”

WWW.HU.NL/DEELTIJD-OPLEIDINGEN/ ADDITIVE-MANUFACTURING

GRATIS MET VOUCHER

De masterclass Additive Manufacturing Metaal start met een introductie van de basisconcepten van zowel depositie-technieken, laser-poederbedfusie én extrusie.

Over elke AM-technologie worden designmogelijkheden en ook beperkingen toegelicht. Verder komen onderwerpen aan bod zoals certificering, standaardisatie, (NDO) testen, en nabewerken. De masterclass start 14 april. Daarna zijn er zes bijeenkomsten, zowel bij Hogeschool Utrecht, TechnoHub Woerden als de afsluitende bijeenkomst bij het NLR in Marknesse. Er kunnen maximaal 25 mensen deelnemen.

Deelname kost per persoon 2100,- euro. Via TechnoHub Woerden en Horizon Flevoland zijn vouchers beschikbaar voor bedrijven die serieus overwegen om met metaal additive manufacturing aan de slag te gaan. Met zo’n voucher kan één medewerker van het bedrijf kosteloos deelnemen.

9

21-03-2022 14:27

FORMULA STUDENT TEAM DELFT

Ontwerpen om te winnen AUTONOOM RIJDEN EN MET BESTUURDER MET ÉÉN AUTO Het Formula Student Team Delft (FSTD) neemt komende zomer voor de eenentwintigste keer deel aan internationale racecompetities. Dit jaar is hun doelstelling om FSG (Formula Student Germany) te winnen met de snelste en meest consistente auto, gebouwd door één verenigd team. Teammanager Anton Deken en chief-engineer Sam Pijnenburg vertellen hier welke uitdagingen ze daarvoor moeten overwinnen en hoe ze tot het beste ontwerp zijn gekomen.

Een grote uitdaging ten opzichte van voorgaande jaren is het gevolg van de keuze om één auto te ontwerpen en te bouwen, die zowel met een coureur als autonoom het beste presteert. “Dit jaar is het voor de eerste keer mogelijk om met één raceauto aan de elektrische of combustion klasse en de driverless klasse deel te nemen”, vertelt Deken. “Net als wij gaan ook enkele grote concurrenten deze uitdaging aan, omdat er 18 procent van de beschikbare punten mee te verdienen zijn. Ons team bestaat uit zo’n 90 studenten, waarvan er een 30tal fulltime aan de DUT22 werken.

Vanaf september tot medio januari hebben wij een raceauto ontworpen die slechts 159 kilogram weegt, 1257 Nm aan koppel heeft, met een coureur in 1,86 seconden naar 100 km/uur kan accelereren en autonoom in 1,55 seconden (Formule1-racewagen doen daar zo’n 2,5 seconde over – red.)). Tenslotte krijgt onze coureur tijdens het remmen te maken met 3,3g-krachten (in een achtbaan ervaar je 1,5 tot 2g – red.). Of deze specificaties voldoende zijn om FSG te winnen, ontdekken we pas tussen 15 en 21 augustus.”

Organisatorische uitdagingen Net als in 2020 en 2021 ondervindt het DUT22-team natuurlijk hinder van de contactbeperkingen door COVID-19.

10

CST_Art02.indd 10

“Wij zijn met enkele collega-teams nog steeds gehuisvest in een oude fabriekshal aan de Schieweg in Delft”, vervolgt Deken. “Gelukkig zijn wij bij de start van dit studiejaar niet beperkt in onze teambuildingactiviteiten, omdat je daarmee de onmisbare basis legt voor intensieve multidisciplinaire samenwerking tussen een groot aantal studenten uit verschillende landen. Wij hebben wel last gehad van de tekorten aan chips

RACEAUTO ONTWORPEN DIE SLECHTS 159 KG WEEGT en koolstofvezels. Daar is zowel op geanticipeerd met ontwerpaanpassingen als het werven van nieuwe sponsors, waaronder ProDrive Technologies. Het chiptekort is bij iedereen wel bekend, maar de lange levertijden van koolstofvezels hebben ons verrast en genoodzaakt om met simulaties van beschikbare alternatieven het chassis te optimaliseren. Een andere uitdaging was het werven van genoeg electrical en software engineers, omdat we die beide

expertises veel meer nodig hebben door het integreren van racen met een coureur en autonoom.”

Ontwerpfocus DUT22 “Onze ontwerpfocus voor dit jaar was het vinden van de optimale balans tussen performance, drivability en reliability”, zegt Pijnenburg. “Afgelopen jaren lag de focus vooral op performance, waardoor er technisch gezien een sublieme auto werd ontworpen en gebouwd, die op de circuits echter niet volledig tot zijn recht kwam. Verder zien wij nog mogelijkheden om onze zelf ontwikkelde motorcontrollers te verbeteren op het gebied van performance en reliability.”

De FSTD-teams ontwerpen en engineeren al sinds 2004 alle onderdelen met Dassault Systèmes’ Catia- en Simulia-applicaties, waarvan de laatste jaren via het 3DExperience-platform. “Zonder zo’n platform is het onmogelijk om met een groot multidisciplinair team binnen vier maanden tijd een nieuwe racewagen te ontwerpen en te engineeren”, vervolgt Pijnenburg. “Zeker nu door onze beperkte kantoorruimte een deel van het team vanuit huis of een andere locatie parttime hun specialistische bijdragen leveren. Iedereen kan via het 3DExprience-platform eenvoudig locatie- en tijdonafhankelijk samenwerken en communiceren.” constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:29

“De lange levertijden van koolstofvezels hebben ons verrast en genoodzaakt om met simulaties van beschikbare alternatieven het chassis te optimaliseren.”

Topologie-optimalisaties Behalve aan het naadloos integreren van alle auto-onderdelen, besteedt het DUT22-team dit jaar veel aandacht aan mogelijke gewichtsbesparingen. “Onze raceauto is samengesteld uit een chassis met aerodynamische vleugels voor de benodigde downforce, vier wielen die elk een eigen elektromotor en motorcontroller bevatten en natuurlijk de wielophangingen aan het chassis”, vat Pijnenburg samen. “Met behulp van topologie-optimalisaties in de Simu-

lia-applicatie van Dassault Systèmes zijn wij erin geslaagd om het totale gewicht te reduceren tot slechts 159 kilogram.

Dat is belangrijk omdat voor elke extra kilogram meer motorvermogen en accucapaciteit nodig zijn om te kunnen winnen, wat weer leidt tot een hoger gewicht. Uiteraard hebben wij ook complexe CFD-berekeningen (Computational Fluid Dynamics – red.) ingezet om tot het beste ontwerp te komen en de luchtstroming onder en langs onze auto te optimaliseren. Net als bij For-

Het werven van genoeg electrical en software engineers was een uitdaging. Van beide expertises waren er veel meer nodig door het integreren van racen met een coureur en autonoom.

c o n s t r u c t e u r 0 1 - 2 0 2 2

CST_Art02.indd 11

mule1-racewagens krijgt de DUT22 een Drag Reduction System (DRS), om op delen van de circuits onze downforce te verlagen en sneller te kunnen rijden.”

Kennis, ervaring en applicaties FSTD behoort al ruim twintig jaar tot de beste studententeams ter wereld en heeft er alle vertrouwen in dat de aanwezige kennis en ervaring dit jaar de beoogde winst bij de FSG-competitie gaat opleveren. Het ontwerp van de DUT22 is op 19 januari aan het publiek gepresenteerd, waarna de productiefase is begonnen die tot eind april duurt. Tenslotte hebben ze dan nog twee maanden voor intensief testen en datagestuurd optimaliseren. “Dit project is voor alle teamleden zowel een enorme technische en organisatorische uitdaging, als een waardevolle leerervaring”, concludeert Deken. “Iedereen ontdekt namelijk met elkaar hoe je geleerde kennis kunt toepassen voor complexe technische uitdagingen en doet waardevolle praktijkervaring op voor de toekomstige carrière.

Dankzij sponsoren als Dassault Systèmes kunnen wij daarbij gebruik maken van de modernste en meest geavanceerde applicaties om binnen de kortst mogelijke tijd een raceauto te ontwerpen, te engineeren en te bouwen.”

WWW.FSTE AMDELFT.NL

11

21-03-2022 14:29

INTERVIEW

Pionieren met precisietechnologie en printers IR. A. DAVIDSON AWARD – I: HENKJAN VAN DER POL

In 2005 won HenkJan van der Pol als mechatronic system engineer bij Demcon de Ir. A. Davidson Award. Intussen werkt hij al ruim zes jaar bij Bond3D. Hier toont hij een printkop voor de PEEK-printer op de achtergrond. (Foto: Arjan Reef)

12

CST_interview.indd 12

constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:30

In 2005 won HenkJan van der Pol de eerste Ir. A. Davidson Award, als erkenning voor zijn precisietechnologische hoogstandjes bij Demcon. Hij bedenkt graag elegante oplossingen voor mechatronische uitdagingen. Inmiddels is hij technisch directeur van Bond3D, dat met zelf ontwikkelde printers producten van hoogwaardige kunststof maakt die sterk en ‘voidless’ zijn.

T E KST : H A N S VA N E E R DE N

HenkJan van der Pol (Koog aan de Zaan, 1969) groeit op in een gezin met werktuigbouwers (vader en broer). Van jongs af is hij – als mechatronicus in de dop – gefascineerd door bewegende en programmeerbare machines. “Vanaf m’n twaalfde las ik al boeken over computers en programmeren, terwijl ik op m’n zestiende pas een eerste computer had. Ik knutselde altijd dingen in elkaar en afgelopen kerstvakantie heb ik nog een kamerthermostaat gemaakt: mechanica, elektronica en software.

Ja, een HenkJan, in sommige opzichten beter dan de bekende Toon.” Werktuigbouwkunde wordt dus de opleiding. “Ik heb de langste route gevolgd die Jo Ritzen (toenmalig minister van onderwijs – red.) betaalde: Mavo, MTS, HTS en TU. Aan de HTS studeerde ik af bij Buhrs, dat inpakmachines voor drukwerk bouwde. Daar ontmoette ik Eric Kivits (tegenwoordig docent Mechatronica aan Avans Hogeschool, red.). Hij had een mooi ding gemaakt, met veel dun plaatwerk, dat werd opgenomen in het dictaat Constructieprincipes van Rien Koster.

Dat was zo inspirerend dat ik naar de Universiteit Twente ging (waar Koster toen deeltijdhoogleraar Mechatronica was, red.).”

‘Of ik niet kon kiezen?’

Bij Rien Koster volgt Van der Pol college en wil hij afstuderen.

Een afstudeeropdracht heeft hij al bij Océ geregeld en met dat voorstel gaat hij naar Koster. “Ik mocht bij hem afstuderen, maar hij had iets anders, een opdracht bij Demcon. Of ik niet kon kiezen? Dat kon, ik mocht het ook niet doen. Dit antwoord was zeer typerend voor Rien. Zo kwam ik bij Demcon terecht, als nummer zeven (in 1995; anno 2022 telt de ontwikkelaar en producent van high-end technologie 900 medewerkers en ruim tien vestigingen, met hoofdkantoor in Enschede – red.).” Van der Pol mag er werken aan een emballage-automaat, voor het inkratten van lege flessen. “Ik deed de mechanica-ontwikkeling en systeemsimulatie. Daarvoor draaide ik een logfile af die we hadden opgenomen bij de grootste Albert Heijn van Nederland, vlak na de feestdagen; ik herinner me één klant die in drie minuten 180 lege flessen inleverde. Ons ontwerp moest die stroom flessen kunnen verwerken. In Turbo Pascal (het Python van de jaren negentig, red.) heb ik eigenlijk een digital twin van de hele machine gemaakt, om te simuleren hoe snel die moest draaien en met welke bewegingen.”

‘Een punt extra’ Vervolgens maakt Van der Pol alle tekeningen, besteedt het maken uit, huurt een lasser in en helpt ook met het samenbouwen. c o n s t r u c t e u r 0 1 - 2 0 2 2

CST_interview.indd 13

“Het resultaat hebben we geïnstalleerd en terwijl het werkte heb ik een filmpje gemaakt. Dat heb ik gepresenteerd tijdens mijn afstudeerpraatje. Daarvoor moest nog wel een vuiltje worden weggewerkt. Als beginnend bedrijf had Demcon de opdrachtgever namelijk niet verteld dat ik een afstudeerder was, terwijl er wel een NDA (Non-Disclosure Agreement, geheimhoudingsverklaring – red.) was getekend. Uiteindelijk moesten alle aanwezigen bij mijn praatje ook die NDA tekenen. Dat filmpje had ik overigens gemaakt vanwege de gevleugelde uitdrukking die Rien Koster altijd gebruikte: ‘een werktuigbouwer bouwt tuig dat werkt.’ Als je een werkend ontwerp presenteerde, kreeg je een punt extra; zo ben ik cum laude afgestudeerd.” Uiteindelijk komt er geen serieproduct uit voort, want de business case was vooraf niet goed doorgerekend. De supermarktketen heeft in die tijd nog onvoldoende grote vestigingen waar zo’n automaat uit kan.

‘Wel een elegante oplossing’ Een positief vervolg komt er wel in de vorm van een vaste aanstelling bij Demcon. Van der Pol begint er als tekenaar/constructeur, is een tijdje hoofd van de mechanische afdeling, werkt als mechatronic system engineer, wordt dan projectmanager en vervolgens business unit manager hightech systems. “Uiteindelijk heb ik er twintig jaar gewerkt en geen moment spijt gehad.” Hij werkt er aan en draagt verantwoordelijkheid voor uiteenlopende mechatronische apparaten en machines. Zoals de Falcon voor een transmissie-elektronenmicroscoop van FEI (nu Thermo Fisher Scientific): een hooggevoelige camera die bij lage temperatuur, in hoog vacuüm, met beperkte inbouwruimte en zonder magnetische verstoring of ongewenste trillingen moet functioneren. Of de ‘light plug tool’ voor TE Connectivity, die de verbinding tussen twee glasvezeluiteinden tot stand moet brengen door

“MET NET ZOVEEL PLEZIER ONTWERP IK EEN SOFTWARE-OPLOSSING” een groot aantal processtappen te integreren: snijden, strippen, reinigen, klieven, plasmabehandeling, inspectie en connectorplaatsing. Of diverse PMQT’s voor ASML: position module qualification tools die – voorzien van complexe besturingssoftware en met dezelfde mechanische interface als de betreffende ASML-machine – een groot aantal eigenschappen testen en kwalificeren in uiteenlopende domeinen: van connectivity (elektrisch, pneumatisch en water) tot positioneringsnauwkeurigheid en dynamisch gedrag. Maar ook aan kleine, schijnbaar simpele mechanismes werkt Van der Pol graag. Zoals een braille-actuator: een pinnetje dat in veelvoud in een brailleterminal zit (meer over dit ontwerp in het volgende artikel). “Dat was wel een elegante oplossing, kenmerkend voor de constructieprincipes van Rien Koster. Maar ik beperk me niet daartoe, want met net zoveel plezier ontwerp ik een software-oplossing.”

‘Grote verrassing en hele eer’ Eind 2005 – Van der Pol werkt bijna tien jaar bij Demcon –

> 13

21-03-2022 14:30

worden zijn kwaliteiten ook extern erkend. Hij krijgt de Ir. A. Davidson Award toegekend door DSPE; zie het kader voor de criteria.

Demcon-directeur Dennis Schipper kan zich uitstekend vinden in de prijs voor zijn medewerker: “HenkJan kan doelgericht en efficiënt een project trekken in tijd en geld, met zijn stevige technisch-inhoudelijke expertise als basis. Hij is een van de zeldzame

“ER IS NOG ZOVEEL IN BEWEGING DAT HET LEUK BLIJFT” mechatronische ontwerptalenten in het land die zowel technisch-inhoudelijk excelleren als in de contacten met klanten en collega’s.” Voor Van der Pol is de prijs zowel een grote verrassing als een hele eer. “Vooral voor mijn ouders vond ik het een mooi moment.”

‘Enthousiast over unieke vinding’ Invloed op zijn verdere loopbaan heeft de prijs niet. Impact zal er wel komen van het bezoek dat Van der Pol jaren later krijgt van twee uitvinders, vader en zoon Bruggeman. “Leuk aan mijn rol als business unit manager was dat ik uitvinders aan tafel kreeg.

Maar als ik doorvroeg over hun markt, de bescherming van intellectueel eigendom of de financiering, dan hadden ze daar meestal nog niet over nagedacht. De Bruggemans hadden echter alles tot in de puntjes voorbereid. Hun uitvinding ging over het printen van hoogwaardige, zogeheten high-performance kunststoffen. Ze 14

CST_interview.indd 14

hadden Bond High Performance 3D Technology opgericht en vroegen Demcon om de printer te ontwikkelen. Ik werd enthousiast over het unieke van hun vinding, het printen van sterke, ‘voidless’ producten. Dat staat nu nog altijd recht overeind, zo bleek najaar 2021 toen Bond3D voor het eerst op de Formnext (de internationaal leidende beurs voor additive manufacturing, red.) stond.”

‘In goede harmonie overgestapt’ Onder Van der Pol’s leiding gaat de ontwikkeling van de printer bij Demcon van start. Al gauw, begin 2016, stapt hij echter over naar de klant, Bond3D, om daar geleidelijk een eigen ontwikkelorganisatie op te zetten; inmiddels telt het bedrijf ruim 70 medewerkers. “Voor Demcon kwam ik telkens in een nieuwe wereld, bij een nieuwe klant, terecht en dat vond ik leuk. Maar ik liep tegen de grenzen van de groeiende organisatie aan. Juist de begintijd met al het pionieren vond ik spannend. Daarom ben ik in goede harmonie overgestapt.” Als technisch directeur is hij bij Bond3D verantwoordelijk voor alle technische zaken, inclusief het patentportfolio. “Het schrijven van patenten is intellectueel uitdagend, maar het hele proces eromheen kost veel tijd. Bij Demcon had ik daar nooit iets mee te maken, nu hebben we in vijf jaar 19 patenten aangevraagd. Victrex (de Britse kunststofproducent die sinds 2018 aandeelhouder van Bond3D is – red.) zit er bovenop om het risico van patentconflicten laag te houden.”

‘Het blijft pionieren’ Inmiddels zit Van der Pol alweer zes jaar bij Bond3D. “Dit is een mooi nieuw Nederlands high-tech bedrijf. Wij ontwikkelen alle onderscheidende technologie zelf: hardware, software, regeltechniek en procestechnologie. Ik kan hier op hoog niveau sparren en samen met een enthousiaste groep jonge engineers dingen constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:30

IR. A. DAVIDSON AWARD

In 2005 werd de Ir. A. Davidson Award ingesteld door DSPE (Dutch Society for Precision Engineering). Deze prijs dient ter stimulering van jong talent en is bedoeld voor een jonge precisietechnoloog die enige jaren werkzaam is in een bedrijf of een instituut en aantoonbaar prestaties heeft geleverd die intern en extern worden erkend. Tevens moet hij/zij door zijn/haar enthousiasme voor het vakgebied een positieve uitstraling hebben naar jeugdige collega’s. De prijs is vernoemd naar de autoriteit op fijnmechanisch gebied bij Philips in de jaren vijftig en zestig. De prijs wordt elke twee jaar uitgereikt en omvat een oorkonde, een geldbedrag gesponsord door DSPE en een trofee. Deze trofee, gemaakt door de Leidse instrumentmakers School, verbeeldt de handboekenreeks voor de fijnmechanische techniek waarmee Davidson de basis legde voor de constructeurs-community van Philips.

WWW.DSPE.NL/EVENTS/AWARDS

Ir. A. Davidson voor de ‘showkast’ van de Fijnmechanische Ontwerpgroep, die hij in 1954 bij Philips had opgericht. (Foto uit 1968)

c o n s t r u c t e u r 0 1 - 2 0 2 2

CST_interview.indd 15

HenkJan van der Pol in de productiehal bij Bond3D, waar al acht printers staan opgesteld.

Binnenkort worden dat er zestien en er is ruimte voor zestig stuks.

(Foto: Arjan Reef)

uitzoeken. We doen veel aan simulatie van het printproces en hebben zelf een slicer ontwikkeld (voor het vertalen van een 3D-ontwerp in een laagsgewijs opgebouwde printfile – red.).”

Een drempel voor de marktgroei is de beperkte kennis die klanten hebben van het 3D-printproces, signaleert Van der Pol. “We hebben daarom een applicatieteam dat de klanten meeneemt in het herontwerpen van een part voor ons printproces, waarmee we deze drempel wegnemen. Het blijft hier pionieren, met elke keer weer een nieuwe technische uitdaging. In het begin was dat of we überhaupt konden printen. De volgende vraag was of we sterk konden printen en of er mooie producten uitkwamen.

Toen moesten we reproduceerbaar kunnen printen, wilden we de betrouwbaarheid verhogen, was de vraag hoe we de printer konden kwalificeren en moest tot slot de OEE (Overall Equipment Effectiveness – red.) omhoog. Iedere keer kwamen we in een andere fase, ook organisatorisch: er kwamen afdelingen zoals productie bij, we hebben een reviewstructuur opgezet en een change control board geïnstalleerd. Interessant is ook dat we rationeel hebben besloten om ‘parts’, geprinte producten, te gaan verkopen en niet de printers zelf. Nog steeds is elk half jaar weer een organisatiewijziging nodig. De eindassemblage van de printers blijven we zelf doen, maar productie van de printkop en andere modules gaan we op steeds hoger niveau uitbesteden. Er is nog zoveel in beweging dat het leuk blijft.”

Kortom, er valt nog genoeg te doen bij Bond3D. Reden te meer voor HenkJan van der Pol om geen ambities voor volgende carrièrestappen te formuleren. “Daar denk ik sowieso nooit over na.

Als je alles plant, gaat je leven sneller en dat wil ik juist niet. Ik laat het op me afkomen en zit hier nog goed op m’n plek.”

WWW.BOND3D.COM WWW.DEMCON.COM

15

21-03-2022 14:30

ONTWERPEN EN CONSTRUEREN

Spelen met wrijving ONTWERPEN VAN EEN TALENTVOLLE PRECISIETECHNOLOOG HenkJan van der Pol werkt als precisietechnoloog graag met de bekende constructieprincipes van Wim van der Hoek en Rien Koster. Een interessant constructiefenomeen in ontwerpen die onder zijn leiding tot stand komen, is wrijving: soms nuttig te gebruiken, vaak juist te vermijden. Bijvoorbeeld in een eenvoudige en nauwkeurige actuator die werkt volgens het wrijvingsgebaseerde stick-slipprincipe. Of in een printkop – wrijvingsvrij opgehangen aan bladveren – voorzien van gevoelige krachtsensoren voor drukgestuurd 3D-printen.

H A N S VA N E E R DE N

Wrijving heeft een slechte naam in de mechanica.

Want wrijving is vaak ongewenst vanwege slijtage en in andere gevallen juist lager dan benodigd voor een bepaalde toepassing. En wrijving levert in een systeem parasitaire demping op die regeltechnisch niet of heel moeilijk is te compenseren. Zodra er wrijving optreedt bij het positioneren van een object, is de positie van dat object niet zonder meer bekend.

Toch kan wrijving ook nuttig worden toegepast.

Eind 2005 krijgt HenkJan van der Pol, dan werkzaam bij Demcon, de Ir. A. Davidson Award toegekend (zie het voorgaande artikel). Rond die tijd leidt hij een ontwerpproject dat past bij zijn statuur van bekroond precisietechnoloog en waarin wrijving een hoofdrol speelt. Dat betreft een lineaire actuator, eenvoudig en goedkoop te produceren, die met behulp van terugkoppeling een hoge nauwkeurigheid en submicronresolutie kan bereiken en een relatief grote slag heeft. De actuator levert slechts een kleine kracht, maar dat is geen bezwaar voor nauwkeurige positionering van bijvoorbeeld optische componenten of voor toepassing in een terminal voor braille-communicatie (elk braillepuntje is een pinnetje met zo’n actuator).

Stick-slip Van alle actuatieprincipes voor positionering en verplaatsing is het piëzo-effect wellicht het meest geschikt voor elektronische besturing en integratie in een halfgeleideromgeving – reden waarom het populair is voor high-tech toepassingen. Nadeel is de beperkte slag in verhouding tot de afmeting van een 16

CST_Art05.indd 16

piëzo-element. Combinatie van het piëzo-effect met het zogeheten stick-slip-effect resulteert in een actuatorprincipe met een in principe onbeperkte slag.

Een piëzo-element, verbonden aan de vaste wereld, fungeert als lineaire actuator en geeft een verplaatsing door aan een klem. Bij een beweging met kleine versnelling kan de klem, dankzij wrijving, een pen vasthouden (stick) en krijgt deze pen dus dezelfde verplaatsing opgelegd. Bij een grote versnelling slipt de pen vanwege z’n massatraagheid in de klem en is de verplaatsing van de pen nagenoeg nul (slip). Laat nu de actuator periodiek in de ene richting met een lage versnelling bewegen (en dus de pen vanwege stick meenemen) en vervolgens in de omgekeerde richting met een hoge versnelling bewegen (en de pen vanwege slip niet mee terug nemen), volgens een soort zaagtand. Dan zal de pen opeenvolgende verplaatsingen in één richting ondergaan. De zaagtand-aansturing wordt vertaald in een gelijkgerichte beweging. Het resultaat is een macroscopische verplaatsing, veroorzaakt door een actuator met een microscopisch bereik.

Krachtenbeschouwing Het stick-slip-principe volgt uit een krachtenbeschouwing. De klem maakt op een aantal punten contact met de pen en oefent daar een klemkracht (normaalkracht) in horizontale richting op de pen uit. Deze normaalkracht kan een wrijvingskracht veroorzaken in verticale richting tussen klem en pen. Als de actuator de klem met een bepaalde verconstructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:33

Principe van een lineaire stick-slip-actuator met een in principe onbeperkte slag.

Links een schematische weergave, rechts een nadere uitwerking.

De zaagtand-beweging van de piëzo met klem en de resulterende, voortgaande beweging van de pen.

snelling beweegt (stel omhoog), dan zal de pen deze beweging vanwege zijn traagheid in eerste instantie niet willen volgen. Er zijn hierbij twee mogelijkheden: 1. Als de benodigde versnellingskracht (om de pen de klem te laten volgen) groter is dan de beschikbare wrijvingskracht tussen klem en pen, zal de pen niet met de klem mee bewegen (slip).

2. Als de vereiste versnellingskracht kleiner is dan de aanwezige wrijvingskracht tussen klem en pen, zal de pen worden meegenomen door de klem (stick).

Van belang hierbij is het niet-lineaire karakter van wrijving, zoals gekarakteriseerd door de bekende Stribeck-curve. Als twee wrijvende oppervlakken ten opzichte van elkaar gaan bewegen, neemt vanuit de statische situatie de wrijvingscoëfficiënt af met de relatieve snelheid om pas bij nog hogere snelheden weer toe te nemen. Dankzij dit verloop zal bij een teruggaande beweging van de klem (als de snelheid hoog is, maar de versnelling van teken wisselt en dus even nul is) de wrijvingskracht te laag zijn om de pen ‘mee terug te nemen’.

c o n s t r u c t e u r 0 1 - 2 0 2 2

CST_Art05.indd 17

De klem als vouwwerkje: links de uitslag, rechts de gevouwen uitvoering met pen (in zij- en bovenaanzicht).

Zaagtand De lineaire piëzo-actuator wordt elektrisch aangedreven met een bij benadering zaagtandvormig elektrisch signaal. De positie van de actuator volgt deze zaagtand, zodat de beweging naar boven met een lage versnelling (tot zelfs nul bij eenparige beweging) wordt doorlopen, en de beweging naar beneden met een veel hogere versnelling. Op deze manier wordt de pen naar boven toe aangedreven, waarna deze slipt als de klem naar beneden beweegt.

Door deze cyclus vaak te herhalen, ontstaat een grote verplaatsing van de pen ten opzichte van de vaste wereld. Vanwege de traagheid van de pen wordt de zaagtand van de klem omgezet in een nagenoeg constante snelheid van de pen. Om de pen in de omgekeerde richting (‘retour’) te laten bewegen, dient het zaagtandsignaal te worden omgekeerd (dat wil zeggen snel omhoog en langzaam omlaag).

Vouwwerkje Voor de klem is een uitvoering gekozen als ‘vouwwerkje’, dat uit plaat wordt gestanst en vervolgens gevouwen. Deze procedure leent zich voor serieproductie. De pen is gemaakt van wolfraam en er >

17

21-03-2022 14:33

Flowgestuurd printen, met het risico van onderextrusie (links) of overextrusie (rechts).

Drukgestuurd printen met altijd precies 100 procent vulling, of de te vullen ruimte nu smal (links) of breed (rechts) is.

zijn twee vlakke kanten aan geslepen. Op die vlakken grijpen de verende vingers van de klem aan, terwijl de twee gesloten zijvlakken van de klem minimaal contact maken met het gekromde penvlak.

Deze constructie, statisch goed bepaald, zorgt ervoor dat de normaalkrachten goed voorspelbaar zijn. De goed voorspelde normaalkracht in combinatie met de conforme geometrie zorgt voor een lage Hertze contactdruk, waardoor slijtage wordt voorkomen, ondanks de wrijving.

Sterk en ‘voidless’ Vaak is wrijving helemaal ongewenst, bijvoorbeeld vanwege de verstorende invloed op de nauwkeurigheid van positionering of (kracht)meting. Dat laatste speelt bij het ontwerp van een printkop voor drukgestuurd 3D-printen waar Van der Pol bij betrokken is, eerst als business unit manager bij Demcon en later als technisch directeur bij Bond3D (zie het voorgaande artikel). Een veelgebruikte printtechniek als fused deposition modelling werkt flowgestuurd. Met een constante flow worden laagsgewijs banen ‘gelegd’ door verhit materiaal uit de printkop te extruderen. Het risico is dat die banen niet helemaal aansluiten (onderextrusie) of dat er juist te veel materiaal wordt geprint (overextrusie).

Er kunnen holtes (‘voids’) in het product ontstaan en dat effect wordt nog versterkt doordat banen in opeenvolgende lagen vaak kruiselings worden geprint (in de x- en de y-richting). Vervolgens sluiten die lagen in de z-richting (de richting waarin het product laagsgewijs wordt opgebouwd) vaak niet volledig op elkaar aan. Het geprinte product heeft daardoor in die richting een lagere treksterkte en is dus anisotroop in zijn materiaaleigenschappen.

18

CST_Art05.indd 18

Drukgestuurd printen Het printprocedé van Bond3D werkt eveneens laagsgewijs, maar is drukgestuurd. De printkop heeft een ingebouwd mechanisme voor drukmeting, om te bepalen wanneer de ruimte onder de nozzle is gevuld. Nadat eerst in een laag flowgestuurd de contouren (‘flowlijnen’) van het gewenste product zijn geprint, wordt de ruimte tussen die banen vervolgens drukgestuurd precies voor 100% opgevuld – er zit een kleine spleet tussen de printkop en de flowlijnen om onderlinge parasitaire krachten te voorkomen. Er ontstaan dus geen holtes en de materiaaleigenschappen zijn in alle richtingen gelijk, vergelijkbaar met de bulkeigenschappen. Het procedé levert producten op die isotroop zijn en ‘voidless’. Daardoor zijn ze sterk én geschikt voor verspanende nabewerking in het geval van een high-performance thermoplastisch polymeer als PEEK (polyetheretherketon), waarvoor Bond3D zijn printer heeft ontwikkeld. PEEK wordt onder meer gebruikt om metalen componenten te vervangen als lichtgewicht een vereiste is.

Wrijvingsvrije ophanging De druk kan worden afgeleid uit de opwaartse kracht die het geprinte materiaal in het smeltbad onder de printkop uitoefent op de nozzle aan de onderkant van die kop. In eerste instantie is het idee deze kracht af te leiden van de motorstroom die nodig is voor het aandrijven van de extruder die het printmateriaal aan de nozzle toevoert. Deze motorstroom is een maat voor de druk in de nozzle, maar geeft een nogal ruisachtig signaal. Als aanvulling op deze indirecte vorm van krachtmeting, die een regeling met hoge bandbreedte vereist, kiest Bond3D voor directe meting van de druk onder de nozzle constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:33

Dwarsdoorsnedes van een product dat flowgestuurd (links) dan wel drukgestuurd (rechts) is geprint.

met gevoelige krachtsensoren (loadcells) bevestigd aan de printkop. De printkop op zijn beurt is verbonden met de XY-tafel die de kop volgens de gewenste printpatronen laat bewegen. Voor meting van de kracht in de verticale richting is het nodig dat de printkop in die richting is ontkoppeld van de ‘vaste wereld’. Daartoe is de kop ‘slap’ opgehangen met bladveren, vrij van hysterese en wrijving – voor

een ongestoorde meting. De motorstroom wordt nu gebruikt voor een preciese extrusie van de flowlijnen, het loadcellsignaal voor het drukgestuurd printen. Deze gecombineerde regeling leidt tot verbetering van de maatnauwkeurigheid van geprinte onderdelen.

WWW.BOND3D.COM

Materiaalinvoer

Materiaaltoevoer

Bladveer

Bevestigingsinterface Kogelondersteuning Loadcell Overbelastingsbescherming Bladveer

Printkop

Nozzle Schematisch ontwerp van de slappe ophanging van de printkop met bladveren. De kogelondersteuning voorkomt dat de printkop doorzakt zolang het smeltbad onvoldoende kracht uitoefent op de nozzle van de printkop.

constructeur 01 - 2022

CST_Art05.indd 19

19

21-03-2022 14:33

PRODUCTIETECHNIEK

Verspanen (NOT) SAFE FOR DESIGNERS – XV

De Apple MacBook uit 2008 zat vol slimme innovaties.

werper (afbeelding 1). Het is verder de manier bij uitstek om tot extreem hoge toleranties te komen.

Een ‘multi-touch track pad’, LED ‘backlighting’, meer geheugen en rekenkracht, en een opvallend lange batterijlevensduur. Maar dat alles viel in het niet bij die ene innovatie: de ‘unibody’. Integraal gefreesd uit een blok massief aluminium was dit een ‘game changer’ in de behuizing van laptops.

E R I K T E MP E L M A N , A DV I E SB U R E A U E R I K T E MP E L M A N . C O M , UN I V E R S I TA I R H O O F DD O C E N T T U DE L F T – I N D U ST R I E E L ONTWERPEN

Apple documenteerde de voordelen zelf in een prachtige video: robuuster, betere toleranties voor het plaatsen van de talloze onderdelen, een hightech ‘look & feel’ met strakke ‘fit & finish’, en een lichter en platter eindproduct1. Sindsdien voorziet Apple bijna alle producten – laptops, iPhone’s, desktopcomputers, et cetera – van een dergelijke behuizing.

Onmisbaar Of het nu gaat om het mechanisch nabewerken van gietstukken of smeedwerk, of het zogenaamd ‘integraal verspanen’ van bijvoorbeeld de net bewierookte MacBook-behuizing – het verspanen is volstrekt onmisbaar in de productietechniek. Ook producten die er ogenschijnlijk zonder lijken te kunnen, hebben er toch mee te maken: voor kunststof spuitgietproducten bijvoorbeeld hebben we matrijzen nodig, en die maken we weer door te verspanen2.

In de basis is het verspanen “subtractief ”, want we beginnen met een blok uitgangsmateriaal – of met een ruw product bij verspanen als nabewerking – en halen stap voor stap materiaal weg tot de gewenste vorm overblijft. Het productieafval dat hierbij vrijkomt, de spanen, kunnen we in de regel goed recycleren3.

Verspanen biedt opmerkelijk veel vormvrijheid en dat is vooral goed nieuws voor de lichtgewicht ont20

CST_Art_Tempelman.indd 20

1 Zie bijvoorbeeld https:// tinyurl.com/CST-NFSD 2 Al kan printen ook, onder andere via het PRIM-proces van Promolding. Deels geprinte delen in een verder verspaande matrijs kan ook, bijvoorbeeld om contourvolgende koelkanalen te realiseren.

3 Maar nooit met 100 procent terugwinning! Alle beweringen van overenthousiaste marketingafdelingen ten spijt, komen we in de praktijk bij goed opgezette operaties tot typisch 90-95 procent. En qua kosten leveren we fors meer in dan dat, want het uitgangsmateriaal is doorgaans veel duurder per kilogram dan de waarde van de spanen.

Standaardpakket Verspanen omvat diverse methoden, waarvan het trio draaien-boren-frezen tot het standaardpakket van elke serieuze werkplaats behoort. Verder zijn er methoden voor het fijnere werk, zoals slijpen, leppen en honen – en dan zijn er ook nog de niet-mechanische technieken, in het bijzonder chemisch en elektro-thermisch verspanen. Dit alles wordt ingezet voor prototyping dan wel enkelstuksfabricage, voor (zeer) grote series, en voor alles er tussenin.

Ook qua materialen is het verspanen uiterst flexibel. Voor hout is het zelfs dé vormgevingstechniek bij uitstek, zeker als we bedenken dat het zagen ook een verspanende methode is. Dit maakt de IKEA tot een verspanend bedrijf van wereldformaat. En wat dacht u van steen? Ook de David werd door Michelangelo ‘integraal verspaand’ uit marmer.

Toch heeft het verspanen wel degelijk zijn voorkeuren voor materialen en vormen. Elke constructeur en ontwerper zal dit weten te appreciëren! Laten we daarom eens nader bezien hoe dit alles uitpakt en welke lessen we kunnen leren.

Krachten In afbeelding 2 ziet u schematisch een beitel, die zich met een snelheid V van rechts naar links beweegt. Voor het gemak is de beitel weergegeven als een scherpe driehoek. Dit schema geeft allereerst drie belangrijke hoeken aan: de vrijloophoek α, de beitelhoek β, en de spaanhoek γ. Samen zijn ze per definitie gelijk aan 90°. De beitel neemt een laagje materiaal weg met een zekere dikte, die bij verspanende professionals bekend staat onder de term ‘aanzet’.

Het werkstuk verzet zich tegen de beitel, maar mits de voorwaartse krachtcomponent Fh voldoende groot is, zal het materiaal de strijd verliezen en wel door te falen onder afschuiving. Dit gebeurt in de met rood aangegeven afschuifzone. We zagen al eerder dat bij metalen de vloeigrens op afschuiving constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:35

Afbeelding 1 De ultralichte en ultrastijve ‘BramBrake’ racefietsrem – winnaar van de European Aluminium Award in 2006. (M5 Ligfietsen)

zo’n 60 procent is van die op trek, en de afschuifsterkte zo’n 80 procent van de treksterkte4. Vanwege de geometrie heeft de beitel de neiging om naar boven de kruipen; dit gaan we tegen door niet alleen voorwaarts maar ook neerwaarts te duwen, met krachtcomponent Fv. Typisch geldt dat Fh ≈ 3Fv en de resultante hiervan is dan de totaal benodigde verspaankracht die de machine moet leveren, in afbeelding 2 aangegeven als Fm. Intussen moet de beitel zelf natuurlijk niet falen.

Het meest voor de hand liggend is om een beitel met grote beitelhoek β te gebruiken, maar dat vraagt ook weer hogere krachten. Beter gebruiken we harde, sterke beitelmaterialen, zoals snelstaal (Engels: ‘high speed steel’, afgekort HSS) of technisch keramiek. Voor het beste resultaat kiezen we per te bewerken materiaalgroep een daarvoor geoptimaliseerde beitelgeometrie. Dit kent u van uw doe-het-zelf borensetje thuis, waarin de houtboren, metaalboren en steenboren er duidelijk anders uitzien. Ontwerpers opgelet: het verspanen van combinaties van materialen biedt dus een speciale uitdaging. We zien dat vraagstuk onder andere terug bij de ‘bedplate’ van de BMW-motor in afbeelding 3 die stalen inzetstukken heeft .

Vermogen Gewapend met deze kennis zouden we een schatting kunnen maken van de verspaankracht, bij gegeven materiaalsterkte, snelheid en aanzet. Echter, deze kracht is slechts zelden een beperkende factor.

Meer van belang is het benodigd vermogen, en dit hangt niet alleen af van de reeds genoemde drie parameters maar ook van de breukrek van het materiaal. Bij verder gelijke omstandigheden zal dit vermogen lineair schalen met deze breukrek5. Het vermogen P dat we in het materiaal inbrengen, dat wil zeggen verspaankracht maal snelheid, dus P = Fh·V, wordt vrijwel volledig omgezet in deformatiewarmte en wrijvingswarmte. De eerst concentreert zich in de afschuifzone juist voor de beitelpunt, de constructeur 01 - 2022

CST_Art_Tempelman.indd 21

Afbeelding 2 Het verspanen in zijaanzicht (links) met krachten en hitte-ontwikkeling (rechts).

4 Trek, knik en zo meer: belastingsvormen vergeleken; (not) safe for designers? – IV; Constructeur nr. 3, , pp. 30-32.

tweede zien we tussen beitel en werkstuk, en tussen beitel en spaan. U ziet de hieruit voortkomende hitte-ontwikkeling in afbeelding 2 terug. Wie snel wil verspanen, moet deze warmte goed af weten te voeren. En, kiest u vooral een hittebestendig beitelmateriaal, zoals technisch keramiek.

Materialen De deformatiewarmte kunnen we minimaliseren door een materiaal te kiezen dat, bij de gewenste sterkte, een geringe breukrek heeft. Zo verspanen we in plaats van het taaie laagkoolstofstaal liever ‘automatenstaal’, dat door toevoeging van mangaan en zwavel relatief bros is. Kneedaluminium, van zichzelf ook taai en dus ongeschikt voor snel verspanen, werd traditioneel met lood gelegeerd teneinde hetzelfde doel te bereiken. De ‘Restriction on Hazardous Substances’ (RoHS) heeft dit inmiddels verboden, en nu wordt onder andere bismut > ingezet.

5 We maken de aanname dat de breukrek op afschuiving schaalt met de breukrek op trek. Voor homogene materialen (dus GEEN hout of composieten) is dit doorgaans een redelijke aanname.

Afbeelding 3 Bedplate van een BMW-motor me stalen inzetstukken.

(BMW Groep)

21

21-03-2022 14:35

Afbeelding 4 Verspanen met en zonder volledige ondersteuning van het werkstuk.

In dit verband is het vermeldenswaardig dat Apple voor de MacBook een eigen legering liet formuleren, precies toegesneden op hun eisenpakket. Maar, het materiaal moet ook niet weer niet té bros worden, want dan zal het met een klap scheuren onder de verspaankracht als gevolg van een tekort aan kerftaaiheid. Dit zien we bij glas en steen, twee materialen waar de verspaankracht vaak wel een beperkende factor is. Los daarvan hebben brosse materialen doorgaans een slechte vermoeiingssterkte, dus de afweging is nog complexer – al helemaal als we er na het verspanen nog aan willen lassen…

Hoe dan ook, dankzij dit legeren, en dankzij de uitstekende beitelmaterialen van vandaag de dag, kan het integraal verspanen de productiviteit halen die voor massaproductie nodig is. Wat geweldig goed helpt is rijkelijk gebruik van verspaanvloeistoffen. Deze fungeren als smeermiddel (= minder wrijvingswarmte), nemen makkelijk warmte op, en voeren met de warmte tegelijk de spanen af. Hebt u toch taaie materialen te verspanen, zoals RVS of titanium, dan zit er weinig anders op dan de aanzet en/of snelheid laag te houden. U trekt hierbij lange spanen, die er sierlijk uitzien maar bepaald niet makkelijk te hanteren zijn. Een zogeheten spaanbreker biedt dan hulp.

Nog niet genoemd zijn de technische kunststoffen.

Ook hier geldt dat we liever een wat brossere plastic zullen verspanen, zoals POM, dan een taaie, zoals HDPE. Wat hierbij extra speelt, zijn de vervormingen van het werkstuk onder de verspaankracht. In de volgende sectie kijken we nader naar dit thema.

Belastingvormen Onder de verspaankracht zal ieder werkstuk elas22

CST_Art_Tempelman.indd 22

tisch vervormen voordat het begint af te schuiven.

Dat is wat de Wet van Hooke voorspelt. Waar het nu om gaat is ten eerste om buiging te vermijden ten faveure van pure druk – de lichtgewicht ontwerper herkent dit thema direct! Afbeelding 4 brengt het verschil het in beeld: we vergelijken hier een eenzijdig ingeklemd werkstuk links met een vlak opgelegd maar verder identiek werkstuk rechts.

In beide gevallen zijn de afmetingen L x B x H gelijk.

Links zien we hoe de neerwaartse component van de verspaankracht Fv direct tot doorbuiging van het werkstuk leidt (de horizontale component Fh genereert pure druk). Die doorbuiging veroorzaakt al bij geringe verspaankrachten een meetbare afwijking van de gewenste maat. Daarom moeten we de aanzet zeer laag houden, wat de productiviteit beperkt.

Rechts is dit probleem niet aan de orde.

De pure druk is overigens de reden waarom de vrijloophoek α nodig is (afbeelding 2). Het materiaal veert elastisch in alvorens af te schuiven, en veert achter de beitel weer terug. Een stijf materiaal als staal heeft doorgaans aan 4° genoeg, maar het flexibelere aluminium vraagt zo’n 6°, en plastics zelfs 10°. Wie aluminium verspaant met een gereedschap voor staal ziet de wrijvingswarmte tussen beitel en werkstuk flink oplopen – dit is uiteraard niet optimaal.

Over opspannen gesproken Bij complexere vormen die we willen verspanen is dit lastiger te bereiken, maar met de juiste opspanningen (in het Engels ‘fixtures’ genaamd) is het toch te doen. Apple-ontwerper Jonathan Ive meldde indertijd met onverholen verbazing hoe veel tijd constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:35

zijn team spendeerde aan het ontwerpen en optimaliseren van de fixtures voor die aluminium unibody. Dit werk omvat dan ook de voor het integraal verspanen benodigde investeringen, als u seriematig wilt werken. De ontwerpregel is simpel: de verspaankracht moet altijd recht door het werkstuk naar de opspanning kunnen gaan.

Over opspannen gesproken: dat wilt u het liefste maar één keer hoeven te doen. Immers, elke keer dat u moet ‘omspannen’ (bijvoorbeeld om in wat eerst de onderkant was te kunnen boren), bent u teruggeworpen op de precisie van dat omspannen, en die is in de regel een orde lager dan die van uw machine. Nauwkeurig ‘klokken’, dat wil zeggen nameten en bijstellen, biedt uitkomst maar kost tijd en dus geld. Zo vinden we weer een ontwerpregel en wel: zorg dat u alle benodigde bewerkingen in één opspanning kunt doen – en ja, dat hangt af van wat uw machine allemaal kan, waarover straks meer.

Dromen Het minimaliseren van vervormingen is één ding – het voorspellen is een tweede. En daar is de verspanende industrie intussen verbluffend goed geworden, tot en met het voorspellen van gereedschapsslijtage en thermische vervorming aan toe.

Gecombineerd met betere machines en gereedschappen leidt dat tot een trend die al in 1974 (!) door de Japanner Nori Taniguchi werd voorspeld (afbeelding 5). Let vooral op de logaritmische schaal op de verticale as. Inderdaad – verspanen is een proces met een haast onvoorstelbare verfijning geworden en prestaties als het gaat om toleranties waar andere processen alleen maar van kunnen dromen.

Afbeelding 5 Taniguchi-trend voor het verspanen.

constructeur 01 - 2022

CST_Art_Tempelman.indd 23

>

Afbeelding 6 Door middel van ‘kartelen’ kan je draaipatronen maken zoals op de bedieningsknop van deze kraan. (Quooker)

23

21-03-2022 14:35

5-7 APRIL 2022

PHOTO: PRETTY PLASTIC

WERKSPOORKATHEDRAAL UTRECHT

RESERVEER JE TICKET OP

TICKETS.MATERIALDISTRICT.COM

CST Advertenties.indd 24

21-03-2022 12:08

weetje is dat de spaanhoek varieert over de straal van de boor, en wel zodanig dat de tip van de boor verreweg de meeste weerstand ondervindt. Is de tip door het werkstuk heen, dan schiet de hele boor vaak in één klap door. Ervaren doe-het-zelvers onderkennen dit probleem, en boren met een blokje onder het werkstuk om bramen, splinters of ander ongemak te voorkomen.

Hogesnelheidverspanen En over verfijning gesproken – tegenwoordig kiest men vaak voor het hogesnelheidverspanen, een procesvariant die ook te danken is aan de ontwikkelingen in beitelmaterialen als hardmetaal en keramiek. Hierbij zien we bij methoden als frezen en boren toerentallen tot wel 60.000 min-1. De aanzet wordt hierbij bewust laag gehouden. Maar nu dreigt wel het gevaar van resonanties, die tal van problemen kunnen verzorgen. De oplossing daarvan? Het zorgvuldig afstemmen van machine, gereedschap, werkstuk, en materiaal. Dit maakt dat het verspanen, ondanks jarenlange automatisering, nog steeds gebaat is bij goede communicatie in de hele waardeketen.

Draaien We noemden al het trio draaien-boren-frezen uit de werkplaats. Het eerste, het draaien, wordt ingezet voor rotatiesymmetrische producten6. Hierbij wordt het werkstuk om zijn lengteas gedraaid en wordt de beitel er axiaal en/of longitudinaal langs bewogen om materiaal weg te nemen. Hoe groter de draaibank, hoe lager het toerental van het werkstuk, dat spreekt voor zich. Maar dat er ook decoratief-functionele patronen mogelijk zijn is minder bekend. Hebt u thuis een Quooker Fusion, dan kent u een voorbeeld uit uw dagelijkse praktijk (afbeelding 6). De draaibank was overigens een uiterst belangrijke schakel in de industrialisatie van de wereld – maar dat is een verhaal voor een andere plaats7.

Boren Boren is een nabewerking, maar niet minder onderwerp van optimalisatie dan alle andere processen. Zo zijn er standaardboren, kanonboren voor (… de naam zegt het al) gaten die acht of meer maal diep zijn dan breed (L/D > 8), en ‘jobber drills’ voor ondiepe gaten (L/D < 2). Een aardig

6 Een verwant proces is het kotteren, dat we vooral bij grotere producten tegenkomen.

[7] Onmisbaar goede video: https://www. youtube.com/ watch?v=djB9oK6pkbA&t=762s .

Aanrader!

Frezen Bij het frezen wordt het werkstuk op het werkblad opgespannen en beweegt een speciaal gereedschap, de freeskop, zich er overheen. Die gebeurt in de regel met minimaal drie onafhankelijke assen van vrijheid (= translatie langs X-, Y- en Z-as), en onder computer numerieke controle (= CNC). Bij vieren vijfassige freesbanken kan de kop ook nog zwenken rond één respectievelijk twee assen (afbeelding 7), en we krijgen een zesde graad van vrijheid als de freeskop ook nog parallel aan zijn draaiingsas kan transleren. Met een drieassige frees plus CNC kunnen we ook dubbelgekromde vormen maken, maar dat vraagt wel het gebruik van een bolkopfrees.

Deze neemt relatief weinig materiaal weg en werkt daardoor relatief langzaam. Bij een enkelgekromde vorm kunt u werken met de snellere vingerfrees of de nog snellere mantelkopfrees. U ziet het: verspanen is flexibel, maar heeft wel degelijk zijn voorkeuren voor materialen en vormen!

Bewerkingscentra In zogeheten bewerkingscentra worden deze drie methoden in feite gecombineerd. Dergelijke machines werken volautomatisch en kunnen vaak ook zelfstandig van gereedschap wisselen. Ze pakken bijvoorbeeld eerst een mantelkopfrees voor het grove werk en daarna een bolkopfrees voor de afwerking. Hun computerbesturing maakt dat de bewerkingscentra feitelijk de eerste stappen waren op weg naar de smart industry – en dat al in de jaren ’80, ruim voor de acceptatie van 3D-printers.

Verder onderzoek Wie meer wil weten over verspanen, staat een keur aan bronnen ten dienste. Vakbeurzen zijn er genoeg, zowel nationaal als internationaal (onder andere www.maakindustrie.nl/esef ), net als vakbladen (zoals Constructeur en Link). Qua literatuur is ASM ’Volume 16: Machining’ de aanrader – duur, maar het geld meer dan waard. Wilt u de processen zien, dan kunt u beginnen bij YouTube, maar stap beslist ook eens de werkplaats binnen. Beter nog, zet uw veiligheidsbril op en draai, boor of frees zelf een stukje! En ga tenslotte eens bij een professioneel verspaanbedrijf op bezoek, want alleen daar kunt u écht zien hoe het moet.

Afbeelding 7 Vrijheidsgraden bij het vijfassig frezen

constructeur 01 - 2022

CST_Art_Tempelman.indd 25

25

21-03-2022 14:35

PRODUCTIETECHNIEK

Hoe boor je een miljoen gaten?

FRAUNHOFER ILT OP LASER WORLD OF PHOTONICS De laser is het gereedschap bij uitstek als het gaat om het boren van een groot aantal vergelijkbare gaten naast elkaar. Maar welk lasersysteem is nu eigenlijk het snelst en geldt dat dan voor alle toepassingen? En met welk boorproces krijg je de beste resultaten? Het Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT ontwikkelt en test de technologie voor dergelijke processen al tientallen jaren en geeft een overzicht hoe deze en andere vragen te benaderen.

F R A UN H O F E R - I N ST I T U T F Ü R L ASE R T E C HN I K I LT

Maar wie heeft er dan eigenlijk zoveel gaten nodig?

De vliegtuigindustrie bijvoorbeeld. Want hoewel door de pandemie het vliegverkeer flink is vermina derd, staat de vliegtuigindustrie onder grote druk om het brandstofverbruik structureel te verlagen.

‘Hybrid Laminar Flow Control’ maakt nu precies dat mogelijk, door met een laser heel veel kleine gaa tjes in het voorste deel van de vliegtuigvleugel te boa ren. de gaatjes absorberen de lucht, hierdoor vera mindert de turbulentie en ondervindt de vleugel minder weerstand Dit leidt tot een vermindering van het brandstofverbruik die kan oplopen tot 10 procent.

Elders in de vliegtuigindustrie helpen minuscule gaatjes het motorgeluid van de vliegtuigturbines te dempen. Een derde voorbeeld is filtertechnologie.

Hier kunnen metaalfolies met gaten in het microa meterbereik microplastics efficiënt uit afvalwater fila teren. Kortom, in veel meer toepassingen dan de gea noemde drie gaat het om heel veel gaten.

Het laserboren van gaten in een 3D demonstrator van een vleugel. De gaten verlagen de weerstand die de vleugel ondervindt en daarmee het brandstofverbruik van het vliegtuig tot wel 10 procent.

26

CST_Art12.indd 26

Hoe boren met een laser?

De laser is inmiddels al enkele decennia industrieel gemeengoed en de toepassingen zijn navenant dia vers. Behalve markeren, lassen en snijden worden lasers ook veel gebruikt voor het boren. Vanuit wea tenschappelijk oogpunt is laserboren een niet-vera spanend thermisch snijproces. Afbeelding 1 toont vier verschillende manieren om gaten te boren met een laser. De afweging tussen hoge snelheid en hoge precisie speelt een cruciale rol bij de selectie. constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:36

Verschillende processen voor het laserboren ingedeeld naar procesduur en nauwkeurigheid.

Natuurlijk is de snelste manier om de gaten door het materiaal te ‘schieten’ met enkele pulsen. Spia raalvormig boren duurt het langst, vereist meestal zelfs speciale optische systemen, maar biedt in ruil daarvoor een hoge precisie. Percussieboren omvat het richten van meerdere pulsen op hetzelfde punt om een gat door het materiaal te laseren. Het Engela se ‘trepanning’ laat zich lastig vertalen, maar lijkt het nog het meest op figuurzagen. Hierbij wordt het gat uitgesneden door de contouren van het gat te tracea ren nadat in eerste instantie een kleiner gat is geboord.

Natuurlijk zijn de precisie van het boorgat en de gladheid van de wanden ook afhankelijk van het materiaal en het type laserstraling. Omdat koper bija voorbeeld groene en blauwe straling veel beter aba sorbeert dan gewoon infrarood, wordt het beter vera werkt met dit type laser.

Pulsduur en pulsenergie beïnvloeden ook het resula taat, en dit is waar de ultrakorte puls (USP) lasers iets heel bijzonders zijn: ze passen de laserenergie in een extreem korte tijd toe en zetten het materiaal bijna onmiddellijk om in plasma. Als gevolg hiervan kunnen USP-lasers vrijwel elk materiaal verwerken, een uitstekende oppervlaktekwaliteit bieden, maar ook de langste tijd nodig hebben om het gat te boren.

‘Single-pulse’ laserboren Fraunhofer ILT onderzoekt en optimaliseert al deze processen al jaren. Dit werk heeft geresulteerd in zeer productieve boorprocessen die tientallen tot honderden gaten per seconde kunnen produceren.

De grote uitdaging hierbij was om lage toleranties van de gatdiameters en een hoge oppervlaktekwalia teit te behouden, zelfs bij een hoge productiviteit (boorsnelheid). Hier maakt het instituut gebruik van het bekende ’on-the-fly’ (OTF) single-pula se'-boorproces en een eigen OTF-percussieboorproces.

Het ‘single-pulse’ laserboren is het productiefste c o n s t r u c t e u r 0 1 - 2 0 2 2

CST_Art12.indd 27

boorproces uit de lijst. Wel moeten de snelheid van het proces en de kwaliteit van het gat in evenwicht zijn. Als de laseroptiek bijvoorbeeld te snel over het oppervlak beweegt, wordt het gat langwerpig. De kwaliteit van het boorgat kan worden geëvalueerd aan de hand van verschillende parameters: • rondheid – hoe ver het boorgat wijkt het boorgat af van de ideale ronde vorm. Dit wordt beïnvloed door de laser en de bewerkingssnelheid; • coniciteit – de mate waarin de diameter van het gat verandert met de diepte; • oppervlaktekwaliteit in het boorgat – deze wordt beïnvloed door de intensiteit van de laserstraling.

De gatkwaliteit is bij laserboren onder andere afhankelijk van het toegepaste proces, het materiaal en de laserbundel. Links een bovenaanzicht van de microboringen en rechts de dwarsdoorsnede.

Bij Fraunhofer ILT is het proces geoptimaliseerd en kunnen tot 200 gaten per seconde worden geboord in titaanplaat met een dikte van 1 mm. Hierbij wordt een ‘single-mode’ laser gebruikt met een foa cusdiameter van 12 μm, om gaten te produceren met een diameter van iets minder dan 80 μm.

Het boren werd ‘on-the-fly’ uitgevoerd, dat wil zega gen met een constante voeding van het optische sysa teem ten opzichte van het werkstuk. Met behulp van de geoptimaliseerde procesparameters zijn in minder dan drie uur met een snelheid van 200 gaa ten per seconde ongeveer 2 miljoen gaten per viera kante meter geboord op een oppervlakte van ongea veer 2 m2 kon het instituut een 2 m lange 3D-demonstrator van een vliegtuigvleugel op een zesassig systeem bewerken. Met een snelheid van >

27

21-03-2022 14:36

Fraunhofer ILT heeft een eigen proces ontwikkeld voor ‘on the fly’ laser-percussieboren.

De duur die nodig is om een gat te boren is afhana kelijk van het aantal benodigde laserpulsen en de percussiesnelheid van de laser. Het boorproces zelf is complexer dan met een enkele puls. Tegen de tijd het gat zich vormt, moeten de individuele laserpula sen sterk genoeg zijn om het materiaal uit het gat te drijven, omdat – afhankelijk van de procesparamea ters – de smelt anders mogelijk in het gat blijft en stolt, de laserpuls overschaduwt of zelfs het gat sluit.

200 gaten per seconde werden in minder dan drie uur ongeveer 2 miljoen gaten per vierkante meter geboord op een oppervlakte van ongeveer 2 m2. De diameter van de gaten was 80 μm.

Het was ook belangrijk om de afstand tussen de opa tische systemen en het werkstuk nauwkeurig te rea gelen. Optische coherentietomografie (OCT) werd gebruikt om dit te monitoren, omdat OCT niet wordt beïnvloed door plasma of spatten en een meetnauwkeurigheid van slechts enkele micromea ters haalt.

Laser-percussieboren Niet alle gaten kunnen met enkele laserpulsen wora den geboord. Denk bijvoorbeeld aan gaten met een grote diepte/diameter-verhouding, hogere eisen aan de kwaliteit van het boorgat of aan boorgaten onder een helling. Daarvoor kan laser-percussieboren worden toegepast.

Grotere gatdiameters zijn een andere toepassing voor OTF-percussieboren. Hierbij worden meerdea re laserpulsen in hetzelfde gat afgevuurd. Het is duia delijk dat de toevoersnelheid hier een nog grotere rol speelt: het gat moet worden voltooid voordat het optische systeem verder gaat, anders wordt het gat scheef of dringt de laser helemaal niet door in het materiaal.

28

CST_Art12.indd 28

OFT-laser-percussieboren Om dit te vorkomen heeft Fraunhofer een OTF-proces voor laser-percussieboren ontwikkeld.

Door gebruik te maken van een nieuwe fiberlasera straalbron met 20 kW maximaal piekpulsvermogen en een percussiefrequentie van 2000 Hz, kunnen tot 30 gaten per seconde worden geboord in alumia

Met ultrakortepuls-lasers (rechts) is een hogere oppervlaktekwaliteit bereikbaar dan bij gebruik van kortepuls-lasers (links).

constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:36

In het SimConDrill-project zijn met behulp van een USP-laser filterplaten met miljoenen gaatjes van 10 μm geproduceerd die microplastics uit afvalwater kunnen filteren.

nium met een dikte van 2 mm.

Hiermee kunnen met grote precisie gaten met een diameter van 500 μm worden gemaakt. De stana daarddeviatie was minder dan 5 procent bij de ina laat en zelfs minder dan 2,5 procent bij de uitlaat.

De hoge puls-piekvermogens en percussiesnelheden van de nieuwe laserbronnen maken het mogelijk om nauwkeurige gaten te laserboren met een hoge productiviteit.

Ultrakortepuls-lasers Laser- en procestechnologie zijn voortdurend in ontwikkeling en ook bij het laserboren mag de koa mende jaren de nodige vooruitgang worden vera wacht. Kijk je naar laserbronnen dan zijn de ultraa kortepuls-lasers (Ultra Short Pulse – USP) met hogere vermogens in opkomst. Ze hebben twee groa te voordelen: aan de ene kant krijg je dankzij de USP-bewerking boorgaten die nauwkeuriger, vrij van defecten of gewoon gladder zijn. Bovendien kunnen USP-lasers vrijwel alle materialen verwerken.

Tot nu toe ging dat alleen wel gepaard met een aana zienlijk lagere snelheid. In het Fraunhofer Cluster of Excellence Advanced Photon Sources (CAPS) onta wikkelen experts van verschillende Fraunhofer-instia tuten momenteel bronnen met vermogensniveaus van meer dan 10 kW met de bijbehorende procesa technologie. Ze moeten ook het huidige probleem van de lage productiviteit van USP-lasers oplossen.

Dergelijke krachtige laserstraalbronnen maken ook het gebruik van optische systemen met meerdere bundels mogelijk. Daarmee kunnen onder andere honderden of duizenden gaten parallel worden gea boord. In het SimConDrill-project zijn op deze maa nier al filterplaten voor afvalwaterfilters met miljoea nen gaten van 10 μm geboord. Met zulke kleine c o n s t r u c t e u r 0 1 - 2 0 2 2

CST_Art12.indd 29

gaatjes kunnen de filters worden gebruikt in opena bare afvalwaterinstallaties om microplastics op te vangen.

De multi-beam optische systemen kunnen op vera schillende manieren worden geconfigureerd: grote aantallen parallelle identieke deelbundels kunnen worden gegenereerd met behulp van diffractieve opa tische elementen (DOE). Speciale vloeistofkristala modulatoren kunnen worden gebruikt om de vera deling van de partiële bundels bijna naar believen te definiëren. Ook kunnen acousto-optische modulaa toren worden gebruikt om individuele bundels aan en uit te schakelen.

Dynamisch en fascinerend Over het algemeen ondergaat de technologie van laserboren dynamische en fascinerende veranderina gen. Er worden nieuwe processen ontwikkeld en steeds krachtigere lasers openen nieuwe mogelijkhea den op het gebied van haalbare boorgeometrieën en productiviteit. Met name de grote vooruitgang in USP-bundelbronnen zal de komende jaren veel nieuwe en opwindende toepassingen in laserborina gen mogelijk maken.

Laser World of Photonics Fraunhofer ILT ontwikkelt knowhow uit fundaa menteel onderzoek en past deze toe op industrieel gebruik en systeemontwikkeling. Op Laser World of Photonics, van 26 tot en met 29 april dit jaar in München, presenteren experts van Fraunhofer ILT de mogelijkheden van USP-technologie bij het laserboren in de gezamenlijke Fraunhofer-stand in hal A6.441.

WORLD-OF-PHOTONICS.COM WWW.ILT.FRAUNHOFER.DE

29

21-03-2022 14:36

30

CST_Column.indd 30

constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:37

PRODUCT LIFECYCLE MANAGEMENT

PLM – ‘connected’ tot een wereldwijde knoop?

De huidige trend in PLM is ‘connectivity’: de PLM-systemen van alle betrokken partijen in de ‘product lifecycle’ zijn met elkaar verbonden. Wil je de gegevens uit verschillende levensfases van een product combineren, dan hoef je die niet uit allemaal verschillende systemen bij elkaar te sprokkelen. In zo’n ‘connected database’ dreigen echter problemen met privacy, toegankelijkheid en complexiteit.

De eerste twee, heb ik al eerder laten zien, zijn in principe oplosbaar. Maar is ook de complexiteit beheersbaar?

Complexiteit wordt gedefinieerd als het aantal elementen van een systeem plus het aantal relaties tussen die elementen.

Elke constructeur kent het verschijnsel change impact: een wijziging in één functie kan, via een keten van relaties een fout veroorzaken in een andere functie. Hoe meer relaties het te wijzigen element heeft met andere elementen, des te groter de kans op onbedoelde effecten.

Constraints In database-systemen is het niet anders. De database bevat, in de termen van de vorige column, objecten met attributen.

Die attributen hebben attribuutwaarden, waaronder links naar andere objecten. De gegevens worden gebruikt om overzichten en berekeningen te maken. Rekenkundige operaties zijn doorgaans alleen gedefinieerd voor een beperkt bereik van waarden. Zo is een deling niet gedefinieerd als de noemer nul is. Als een bepaald attribuut in delingen als noemer kan optreden, mag de waarde dus niet nul zijn. Dat kan worden vastgelegd in een database-constraint.

Ook hebben doorgaans niet alle mogelijke waarden van een attribuut een zinnige betekenis; een overzicht van levende personen met een geboortedatum in de toekomst is onzin.

Zo’n waarde sluit je uit met een constraint. Er zijn ook constraints tussen elementen. Zo komt het vaak voor dat een attribuut altijd een link moet bevatten naar een object van een bepaalde klasse, of dat de som van twee of meer elementen aan een maximum waarde gebonden is. Dit zal voor de meeste constructeurs niet vreemd klinken, want constraints komen ook in mechanische ontwerpen in groten getale voor.

Constraints zijn nodig voor het betrouwbaar functioneren van een database-systeem. Ze betekenen echter meer werk, want bij het invoeren of wijzigen van gegevens moet gecontroleerd worden of er geen conflict met een constraint ontstaat. Anderzijds besparen ze ook werk, want bij het gebruiken van gegevens kan het programma zich baseren op constraints om zeker te zijn dat alle bewerkingen geldige en zinvolle resultaten opleveren. constructeur 01 - 2022

CST_Column.indd 31

Constraints en complexiteit Constraints leggen relaties tussen elementen en dragen dus bij aan de complexiteit. Bovendien vormen constraints ketens door het hele connected systeem, waardoor een wijziging van in één systeem een fout kan veroorzaken in ander systeem, zelfs als de twee geen directe connecties hebben.

Dat maakt het ‘connecten’ van jouw PLM-systeem aan dat van een ander zo griezelig. Een wijziging bij hem kan een fout bij jou veroorzaken. Zelfs van een wijziging in een connectie van een connectie… kan een fout bij jou veroorzaken.

Eigenlijk kun je jouw eigen systeem niet meer vertrouwen als het connected is. Dat is heel vervelend.

Bij elke wijziging van de structuur van je systeem moet je controleren op een een mogelijk conflict met een constraint, dat – door de ketens – in principe kan ontstaan bij elke constraint in het hele connected systeem. Hoe meer functies in het systeem, hoe meer moeite het kost een wijziging te verifiëren. Als je aanneemt dat gemiddeld de frequentie van wijzigingen per functie gelijk is, dan nemen de wijzigingskosten per jaar toe met het kwadraat van het aantal functies, ofwel het kwadraat van de totale complexiteit. Het nut van het systeem neemt, mag je aannemen, lineair toe met het aantal functies. Het nut van een wijziging is aanvankelijk groter dan de kosten, maar er is onvermijdelijk een snijpunt waar voorbij de kosten groter zijn dan het nut (afbeelding 1).

Elk systeem loopt dus tegen een grens waarbij verdere uitbreiding niet meer loont, zodat het aantrekkelijker is om de nieuwe functie op een nieuwe, afzonderlijke database te implementeren. Dit is de fundamentele oorzaak van het ont-

Afbeelding 1 Wijzigingskosten versus complexiteit

31

21-03-2022 14:37

Afbeelding 2 Constraints in een module en zijn omgeving

staan van silo’s. Het betekent, vrees ik, ook dat connected PLM-systemen na enige tijd weer zullen worden afgekoppeld.

Modulaire databases Gelukkig is er een uitweg: modulaire databases. We kunnen elk afzonderlijk PLM-systeem beschouwen als een module, dat wil zeggen een systeem dat een interface heeft met zijn omgeving. Het systeem heeft een aantal elementen (objectklassen, attributen en constraints) waar het zelf verantwoordelijk voor is, voor zowel de structuur als de inhoud. De interface omvat de elementen waar de omgeving verantwoordelijk voor is, waarvan het systeem de structuur kent en waarvan het de inhoud kan lezen. Daarnaast omvat het de eigen elementen die de omgeving kent en kan lezen.

Wat ik wil is dat mijn PLM-systeem niet kan falen door wijzigingen buiten mijn interface en omgekeerd. Lang geleden heb ik bewezen dat dit het geval is als: • elke constraint in het totale systeem die refereert aan een eigen element van mijn systeem, uitsluitend refereert aan elementen van mijn systeem en mijn interface.

Een systeemmodule die aan deze eis voldoet noem ik onafhankelijk. Een onafhankelijke module kan ik volledig verifieren omdat alle constraints die het correct functioneren van mijn operaties garanderen, zichtbaar zijn in mijn module (eigen systeem + interface). Dat betekent dat voor een onafhankelijke module de onderhoudskosten ongevoelig zijn voor de complexiteit van connected modules, zodat het aantal connected systemen willekeurig groot mag worden.

Afbeelding 2 illustreert het idee van onafhankelijkheid aan de hand van een systeem met interfaces in een omgeving.

Het gele vierkant staat voor de eigen elementen van mijn systeem. De driekwant cirkel rechtsboven is interface waardoor mijn systeem zijn omgeving ziet. Dit stuk interface noem ik mijn vreemde domein omdat het elementen bevat die niet onder mijn beheer vallen. De kwart cirkel linksonder is wat de omgeving ‘ziet’ van mijn systeem. Ik noem dit mijn publieke domein omdat het mijn elementen bevat die gelezen kunnen worden door mijn omgeving.

De pijlen stellen constraints voor die refereren aan de ele32

CST_Column.indd 32

menten bij de punten. Het is eenvoudig in te zien dat de groene constraints voldoen aan het criterium. Constraint e refereert naar een element dat ik kan wijzigen en naar een element dat ik niet kan zien. Ik kan de constraint niet controleren, dus het kan gebeuren dat ik een waarde toeken die niet voldoet aan constraint e. Daardoor kan op enig moment de omgeving falen. Om dit probleem op te lossen moet het linker element van f in mijn vreemde domein worden opgenomen. Dan ontstaat een constraint van type d.

Constraint f is gesgtippeld omdat hij voldoet aan het criterium voor mijn module, maar niet aan dat van de omgeving.

Hij maakt de omgeving afhankelijk van mij. De omgeving kan de constraint niet controleren, dus er kan een waarde worden toegekend aan de rechter punt van d, waarop een operatie van mij faalt. Belangrijk dus om op te merken.

Conclusie Onafhankelijkheid betekent niet dat ik niets met mijn omgeving te maken heb. Bij elke constraint die ik toevoeg moet ik controleren of die mijn onafhankelijkheid of die van mijn omgeving niet verstoort. Ook als dat niet het geval is, zal ik mijn omgeving op de hoogte moeten brengen, want die moet een verificatie doen of zijn systeem de nieuwe constraint respecteert. Het komt in de praktijk nogal eens voor dat een ontwerper op de hoogte is van een constraint in zijn omgeving en daar zijn programma op inricht, maar die constraint zo vanzelfsprekend vindt dat hij hem niet expliciet registreert. De omgeving weet niet dat hij die constraint kent en wijzigt hem zonder kennisgeving, waardoor het betreffende programma faalt.

Een voorwaarde voor veilig werken in een connected systeem is dus dat alle constraints die raken aan interfaces centraal geregistreerd zijn, zodat bij elke nieuwe of gewijzigde constraint gecontroleerd kan worden of daardoor van enige module de onafhankelijkheid wordt verstoord.

Cconnected PLM is dus in principe mogelijk. Maar alleen als alle betrokken softwareleveranciers bereid zijn om alle constraints die een interface raken, in een centraal systeem te registreren. Het zou goed zijn als zij daarbij ook verantwoordelijkheid nemen voor faalkosten bij gebruikers als gevolg van niet correct gemelde constraints. Het zal nog wel even duren voor het zover is.

HENK JAN PELS gepensioneerd universitair hoofddocent bedrijfskundige informatica (TU Eindhoven), is onafhankelijk consultant, gespecialiseerd in Product Data Management.

H.J.PELS@OUTLOOK.COM constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:37

Product 1 33

JAARGANG 30, 2022

25 → SCEWO

28 → SIGNAAL 26–27 → ÉÉNPITTER

TREEDJE VOOR TREEDJE → De Swiss-designed Scewo BRO rolstoel heeft geen moeite met obstakels zoals

ME T

stoepranden of opstapjes. De geïntegreerde ‘treden’ aan de onderkant kunnen zelfs worden gebruikt om trappen te beklimmen of af te dalen, tot 30 treden per minuut. Met een druk op de knop activeer je de trapklimmodus, sensoren herkennen het einde van de trap. De BRO past de zithoogte tijdens het traplopen continu aan, zodat je altijd rechtop zit.

LSTO O R EL JE

Je bestuurt hem met de BRO-app op je smartphone of via het bedieningspaneel dat aan weerszijden kan worden bevestigd.

De richting en snelheid kunnen worden geregeld met de joystick. Dankzij regelmatige software-updates wordt de BRO steeds intelligenter en leert hij voortdurend nieuwe functies.

TEKST Walter Wijnhoven BEELD Scewo

R T AP E D P O

koplampen helpt BRO zelfs in het donker de weg naar huis te vinden. De achterlichten en richtingaanwijzers zorgen voor een veilige communicatie met andere weggebruikers. De Scewo BRO, winnaar van onder meer een iF Design Award en Red Dot Award, is verkrijgbaar in de kleuren Sahara Gold, Polar White en Urban Grey. Let’s go!

De hoogteverstelling maakt het mogelijk de zitting te verhogen tot 89 cm of te verlagen tot 44 cm. Uitgerust met LED

Vaktijdschrift voor productontwikkelaars over product en service design. www.productmagazine.nl

CST_Art_Product.indd 33

EEN UITGAVE VAN MYbusinessmedia www.mybusinessmedia.nl UITGEVER Arjan Stoeten

HOOFD- & EINDREDACTIE Walter Wijnhoven, 06 -14753643 redactie.product@mybusinessmedia.nl

ONTWERP & OPMAAK DRAWSWORDS, Amsterdam www.drawswords.studio

21-03-2022 14:38

34

DE ÉÉNPITTER

DE ÉÉNPITTER: BRUNO VAN HOOIJDONK → Nederland telt vele ontwerpbureaus, maar er zijn ook ontwerpers die ‘voor zichzelf’ werken. Zoals Bruno van Hooijdonk.

N EE

BLIKVELD

Walter Wijnhoven Bruno van Hooijdonk

STUKJE Office Desk 9720, met Bruno van Hooijdonk (Beeld: Hans Wijninga)

JE

TEKST BEELD

GROTER

CCCLX Big (Beeld: Masha Matijevic)

MAKEN Welke opleiding(en) heb je gedaan?

Product Design bij ArtEZ in Arnhem.

Wanneer ben je voor jezelf begonnen?

In 1998.

Waar is je werkplek?

Ik heb een eigen werkplaats in Arnhem met voornamelijk houtwerkmachines, maar kleinschalig werk ik ook met metaal, kunststof of 3D printen.

Wat doe je precies?

Ik ontwerp in eigen beheer interieurproducten. Dat is voor mij een heel breed scala, zo heb ik vorig jaar een serie foto’s gerealiseerd. Iets nieuws (uit)zoeken en ontdekken hoe iets uit een andere wereld / vakgebied werkt vind ik leuk. Ik ben nooit op zoek naar iets, maar al doende ontstaan verrassingen, die dan vaak vragen om nieuwe werkvelden en uitdagingen. In het beste geval werk ik dat dan uit tot een product of kunstwerk.

Wat is het ontwerp waar je het meest trots op bent?

Meestal toch het laatste wat ik heb gemaakt, maar feitelijk ben ik met al mijn producten/kunstwerken blij anders

PRODUCT 1, 2022

CST_Art_Product.indd 34

21-03-2022 14:38

W

W

35 Maelstrom tapint

t-

DE ÉÉNPITTER

s n n d al m al

es

Maelstrom vaas (Beeld: Hans Wijninga)

waren ze er niet geweest. Ze worden allemaal langs dezelfde meetlat gelegd ook al zijn ze nog zo divers en verschillend van elkaar. Als ik iets afkeur is dat niet voor niks. De hoeveelheid modellen en proefjes die het niet halen liegt er vaak niet om. Misschien ben ik ook wel eens te streng…

Wat is je laatste gerealiseerde ontwerp?

Een serie foto’s. Feitelijk is een foto ook een product, maar voor mij verbeelden deze foto’s de vierde dimensie. Niet letterlijk, maar een benadering daarvan. Want de vierde dimensie is onbereikbaar (voor zover ik weet).

De titel is: time is a construct. Daarmee bedoel ik dat wij tijd bedacht hebben om met elkaar om te kunnen gaan en te bewegen t.o.v. de ander. Mijn idee is, dat tijd dus niet bestaat en alles in het NU gebeurt. Door een object te fotograferen vanuit verschillende standpunten en deze samen te voegen, verwijder ik de tijd uit de waarneming en ontstaat een meer dimensionaal NU. Waar werk je op dit moment aan?

Aan de lamp Mælstrom, voortbordurend op het ontwerp van een vloerkleed en een porseleinen vaas en voortkomend uit een willekeurig gerangschikt aantal vierkanten. Door te variëren en weg te laten, en door rekken en strekken, ontstaan mogelijkheden voor verschillende producten. Niet altijd werkt dit zo veelvuldig, maar in het geval van Mælstrom wel.

Wie is je favoriete designer?

Frank Gehry. Ik ben eigenlijk meer geïnspireerd door avant-garde architectuur dan door productontwerpers.

Libeskind is ook een grote inspiratiebron, maar de vrijheid waar Gehry mee werkt spreekt mij het meest aan. Vlak daarbij de stoelen die hij ontworpen heeft ook niet uit.

Wat zou je weleens willen (her)ontwerpen?

Ik ben geen ontwerper die iets beter wil maken wat al bestaat. Ik vind het interessant om vanuit een meer filosofische inslag te werken. Na te denken over wat vorm is en zoals laatst het begrip tijd te onderzoeken. Buiten dat zou ik weleens een gebouw (een huis wellicht) willen ontwerpen en realiseren.

Waarom is jouw vak zo leuk?

Voor mijzelf sprekend: omdat het niet voelt als werken.

Ik kan doen wat ik wil, wat vooral betekent dat ik keuze heb. Ik kan kiezen om iets wat misschien minder leuk, maar bijvoorbeeld leerzaam of financieel aantrekkelijk is, toch te doen. Groot voordeel blijft daarbij dat ik er niet aan vast zit. De kunst is om dichtbij jezelf te blijven. Dat is als creatieveling in deze barre culturele tijden weleens moeilijk.

Wat zou je onze lezers willen meegeven?

Ik geloof dat je horizon verbreden door minder voor de hand liggende paden te betreden je leven verrijkt. Zo hoop ik door de lezers van Constructeur met een open blik benaderd te worden en daarmee hun blikveld een stukje groter te maken.

Waar ben je online te vinden? www.burobruno.nl en op Instagram en Facebook.

Time is a Construct

ek

Maelstrom lamp

E

PRODUCT 1, 2022

CST_Art_Product.indd 35

21-03-2022 14:38

36

SIGNAAL

Veilige binnenkomst

HANDSFREE DEURKLINK Groeizaam

MEEGROEIENDE VAAS

Het verpotten van planten als ze groter worden is een moeizaam karweitje. Je moet voorzichtig zijn om de wortels niet te beschadigen en zodra je een plant in een nieuwe, grotere pot zet moet je hopen dat de plant zich aanpast aan die nieuwe omgeving. Designer Lidia Gómez heeft hier een slimme oplossing voor. De FlexVase is een uitzetbare vaas gemaakt van siliconen. Hij maakt gebruik van een accordeonvormig profiel om verticaal uit te zetten, zodat je de vaas eenvoudig kunt uitrekken als de plant erin groeit. Zo ontstaat er ook meer ruimte voor de wortels. De FlexVase, verkrijgbaar in diverse b(l)oeiende kleuren, heeft een aantal plooien die van boven naar beneden over de hele breedte lopen. Trek aan de bovenrand van de vaas en deze plooien gaan één voor één open. Zo kun je de hoogte van de vaas in stappen aanpassen naarmate de plant groeit.

Bij de hand

De productie van mechanische hulpmiddelen die als reactie op de COVID-19 pandemie zijn uitgebracht, heeft de waarde van design op het raakvlak van de gezondheidsindustrie nog eens benadrukt. Zoals met deze Safe Lever, een handsfree deuropener ontworpen voor commerciële omgevingen zoals restaurants, dokterspraktijken, en werkplekken. Of je het nu hebt over COVID-19 of een griepje, niemand wil graag een door besmette personen aangeraakte deurklink aanraken. Met dit in gedachten ontwierp Dominic Spooner van Ember Design House deze veilige deuropener met hendel. De Safe Lever Deuropener werkt op hefboomsloten door deze vast te klikken aan de horizontale staaf van de deurkruk en zo een handsfree openingsmechanisme te bieden. De Safe Lever wordt geleverd met een verstevigd gedeelte waarop gebruikers hun onderarm kunnen plaatsen om het deurslot te ontgrendelen en de deur te openen. De constructie is in enkele minuten te plaatsen.

Kijk kijk!

SLIMME BRILLENKOKER

Het uitgangspunt achter het ontwerp van de Oqular Clip is simpel. Als je je brillenlenzen beschermt tegen breuk en krassen, waarom heb je dan een doosvormige brillenkoker nodig om je hele bril in te bewaren? De Oqular Clips, een ontwerp van Adam Webb, zijn een set magnetische covers die met een magnetische sluiting over de lenzen van je bril ‘klikken’. Zachte magneten van 1 mm aan weerzijden van de clips houden ze lichtjes aan je bril geklemd. De clips hebben een universele one-size-fits-all constructie en zijn gemaakt van veganistisch leer, met een binnenlaag van suède die krassen voorkomt. Als je je bril draagt maak je de clips vast rond je sleutelbos of aan je broekzak, om handig mee te nemen, zonder de ‘bult’ van een conventionele brillenkoker in broekzak of tas. De Oqular Clips zijn er in 6 verschillende kleuren.

HANDZAAM TOETSENBORD

Een mensgerichte benadering maakt een productervaring altijd beter, is de overtuiging van designers Stephen Cheng en Chris Andreae. Hun ontwerp, de Glove80, is een gesplitst toetsenbord met een ergonomisch ontwerp en indeling die letterlijk de vorm van je handen volgt. De vormgeving plaatst elke toets effectief binnen de spanwijdte van je vingertoppen.

Het keyboard heeft 80 toetsen (40 aan elke kant) in de vorm van een paar handschoenen, compleet met handpalmsteunen en verstelbare voetjes. Door het gesplitste ontwerp kunnen polsen, onderarmen en schouders hun meest natuurlijke positie innemen wat vermoeidheid vermindert. De lay-out stelt je in staat te typen zonder polsen op te tillen of vingers te strekken voor een comfortabele type-ervaring en zonder risico op het beruchte carpale-tunnel-syndroom. Het toetsenbord weegt 600 gram en wordt geleverd in wit of zwart. Het werkt via USB-C en is uitgerust met twee 500mAh batterijen.

PRODUCT 1, 2022

CST_Art_Product.indd 36

21-03-2022 14:38

simulatie case study

Welk beugelontwerp is het beste?

Het hangt af van de ontwerpdoelen. Door topologie-optimalisatie wordt de best mogelijke structuur gevonden voor een bepaald doel. Een beugel kan voor een specifieke belasting worden geoptimaliseerd, terwijl de andere voor gewicht wordt geoptimaliseerd. De functionaliteit van het Density Model vereenvoudigt het proces van topologie-optimalisatie voor bouwkundige ingenieurs. leer meer comsol.blog/density-topology

De COMSOL Multiphysics® software wordt gebruikt voor het simuleren van ontwerpen, apparaten en processen op alle gebieden van engineering, productie en wetenschappelijk onderzoek.

CST Advertenties.indd 37

21-03-2022 12:08

OPINIE

‘Het digitale omarmen – punt’ TRENDS IN CAD EN PRODUCTONTWERP Ook tijdens de pandemie bleven productontwikkelaars actief om producten de deur uit te krijgen.

En dan mis je makkelijk de jongste ontwikkelingen en trends in de markt. Bij het bedrijf aan de overkant van de straat of op een ander continent. Brian Thompson, divisional general manager, CAD Segment, van PTC bezoekt honderden fabrikanten in alle takken van sport – groot en klein – om hun behoeftes als het gaat om productontwikkeling te begrijpen. Zijn kijk.

RUTH MORSS

Welke invloed heeft het tweede rampjaar gehad op de CAD-industrie?

Ik zou de gevolgen die het tweede COVID-jaar heeft gehad op mensen en op bedrijven zeker niet willen bagatelliseren. Anderzijds heeft het CAD-segment bij PTC een uitzonderlijk sterk jaar achter de rug. Ik zal mijn opmerkingen over onze klanten in twee onderdelen verdelen: het midden- en kleinbedrijf (mkb) en grotere ondernemingen. Onze grotere afnemers hebben ons getoond dat ze willen blijven investeren, in zowel nieuwe producten als in nieuwe productontwikkelingsstrategieën. We hopen allemaal dat COVID op een bepaald moment zal uitdoven en deze bedrijven willen daarop voorbereid zijn. Onze klanten in het mkb-segment hadden minder financiële armslag en waren voorzichtiger in hun uitgaven. We boekten nog steeds goede resultaten in dat marktsegment in 2021, maar de bestedingen haalden niet het niveau van voor de pandemie.

Dat gezegd hebbende, zien we een opleving en verwachten we verbetering in 2022.

Ik wil het even hebben over Europa in het algemeen en Centraal-Europa in het bijzonder. Voor beide zien we een positief verhaal. In Europa hebben we sterk gepresteerd in de verticale markten voor de industrie en de auto-industrie. In Centraal-Europa zien we over het algemeen sterke prestaties, omdat onze rechtstreekse klanten daar ook de noodzaak van investeringen inzien. Zij willen klaar staan met 38

CST_Art09.indd 38

nieuwe producten wanneer hun klanten op hun beurt weer tot aankoop overgaan.

Wat worden de belangrijkste uitdagingen voor de sector in 2022 met de nadruk op werktuigbouw?

Digitale transformatie is het antwoord op alle uitdagingen. Ik besef dat 'digitale transformatie' een beetje een cliché is geworden. Het is echter een feit dat onze klanten over de hele lijn digitale transformatie-initiatieven hebben lopen en dat de transformatie zich effectief aan het voltrekken is. Er is niemand meer die hierover zit te discussiëren bij een kop koffie. De klanten stoppen nu al geld en energie in deze initiatieven. Dus, voor uw lezers, hoe ziet dit eruit?

Wat doen onze klanten?

Als ik een operationele definitie zou moeten geven van digitale transformatie bij de klanten uit de maakindustrie die wij bedienen, zou ik zeggen dat deze fabrikanten de kracht en de waarde hebben ingezien van meer digitaal werken bij het ontwerp en de productontwikkeling. COVID heeft die boodschap snel duidelijk gemaakt.

Ik zou uw lezers ook willen zeggen dat onze klanten veel meer modelmatig te werk willen gaan bij alles wat zij doen. Dus niet alleen bij productontwerp en -ontwikkeling. Om dit te zien, moet je teruggaan naar wat modelgebaseerde definitie (MBD) is: het is een manier om 3DCAD-modellen te maken, zodat deze modellen in feite alle gegevens bevatten die noconstructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:39

Brian Thompson: “Onze klanten [willen] veel meer modelmatig te werk willen gaan bij alles wat zij doen.”

dig zijn om een product te definiëren. Dat heeft twee grote gevolgen.

• Ten eerste dat het 3D-model de bronautoriteit is voor iedereen en alle engineeringactiviteiten aanstuurt. De informatie wordt immers rechtstreeks op de geometrie geplaatst. Je hoeft dus niet langer op zoek te gaan naar de geactualiseerde of asynchroon bewerkte 2D-tekeningen in het bedrijf!

• Ten tweede steunen belangrijke aanvullende processen, zoals simulatie of het voorbereiden van modellen voor fabricage, op dat model. We hebben net een casestudy gepubliceerd over het merk Komet van Brasseler. Daaruit blijkt hoe dit proces werkt van het creëren van het model tot het hergebruiken van toolpaths in de productie. In dit soort gevallen heeft MBD een impact op de hele waardeketen.

Qua eisen vanuit de markt zien we het volgende.

Klanten zijn op zoek naar technologieën die hen helpen zo ver mogelijk te komen in de digitale omgeving voordat ze geld, tijd en mensen moeten samenbrengen in het lab om prototypes te ontwikkelen. Dat is niet alleen vanwege COVID, het gaat om kosten. Onze partner Ansys, de wereldleider op het gebied van simulatie, heeft een onderzoek verricht. Daaruit blijkt dat meer dan 70 procent van de productkosten al in het product zit ingebakken tegen de tijd dat de ontwikkeling het prototypestadiconstructeur 01 - 2022

CST_Art09.indd 39

“MBD gaat over het uitbreiden van de invloed van het CAD-model naar boven en onder in de waardeketen.” (Beeld: TFH Technical Services)

um bereikt. 70 procent! Tegen de tijd dat je die fase hebt bereikt, zullen de veranderingen die je aanbrengt slechts een kleine invloed hebben op de kosten.

Over generatief ontwerpen: “Je ziet ook alternatieven waar je misschien nooit aan had gedacht in de tijd die je voor het project hebt.”

We zien dan ook dat fabrikanten op zoek gaan naar simulaties en generatief ontwerp. Waarom ze dat doen, is dus geen geheim. Met simulaties kunnen ontwerpers in real time experimenteren, hun mening bijsturen, materialen en benaderingen veranderen. Dat alles zonder geld uit te geven aan materialen of tijd in het lab terwijl dat nog niet nodig is.

Generatief ontwerp gaat nog een stap verder. We hebben klanten zoals Jacobs Engineering en Volvo Trucks die deze methode met groot succes gebruiken. De rekenkracht zit in de cloud. De ingenieurs bepalen het probleem, het systeem creëert en rangschikt alternatieven en de ingenieurs kunnen dan een van de bestaande oplossingen gebruiken of >

39

21-03-2022 14:39

HOE MAAKT U HET NU? EN MORGEN? 2 JUNI 2022 MIKROCENTRUM VELDHOVEN

Kom 2 juni naar de Constructeursdag en ontmoet uw mede-engineers. Kijk wat de markt u heeft te bieden en hoor hoe anderen de uitdagingen van morgen aangaan.

VOOR WIE IS DEZE DAG? Werktuigbouwkundig constructeurs, Technisch ontwerpers, Project engineers, Projectleiders, R&D teams, Consultants en docenten/studenten (HBO/TU) VAKBLAD CONSTRUCTEUR EN MIKROCENTRUM Het vakblad Constructeur en het Mikrocentrum bundelen hun krachten en organiseren gezamenlijk deze Constructeursdag.

Kijk op www.engineersonline.nl/constructeurdag voor meer informatie.

CST Advertenties.indd 40

21-03-2022 12:08

deze verder ontwikkelen. Zo bespaar je niet alleen tijd, je ziet ook alternatieven waar je misschien nooit aan had gedacht in de tijd die je voor het project hebt.

Hoe staat het met de digitale transformatie bij uw gebruikers?

Onze klanten zien enorme kansen op het vlak van digitale transformatie en ze grijpen die met beide handen aan. Dat staat buiten kijf. Ze weten dat ze er hun voordeel mee doen, ongeacht de omvang van hun bedrijf. We zien dat klanten succes boeken door er zelf mee aan de slag te gaan. Wat ik daarmee bedoel, is dat ze de tijd hebben genomen om hun gebruik van Creo opnieuw te evalueren. Deze analyse is genuanceerder dan ze lijkt.

Ten eerste zien we dat succesvolle klanten aan de slag gaan met de basis: wat wordt er al dan niet gebruikt. Ten tweede stellen ze zichzelf een meer verstrekkende vraag. Gebruiken hun mensen Creo volgens de modernste aanbevolen workflows en technieken en, zo niet, wat kunnen ze hieraan doen?

Klanten willen dat hun hoogopgeleide ingenieurs op hun best presteren. Dat geldt zowel voor het gereedschap dat ze gebruiken als voor de manier waarop ze dat gebruiken.

Het is niet ongewoon dat een klant ons vraagt om een duwtje in de rug. Ik kan u met plezier vertellen dat onze Creo LEARN-producten erg in de smaak vallen. Sommige klanten moeten gebruikers snel bijscholen voor een groot project, terwijl andere hebben besloten dat ze hun mensen een Creo-certificering willen laten behalen. Of ze hebben gevorderde gebruikers die toegang willen tot een virtueel lab met een instructeur en tijd willen besteden aan een onderwerp. Ik ben zo vrij geweest om onze laatste ideeën over dit onderwerp bij te voegen.

Wat wordt belangrijk op het vlak van ontwikkeling en ontwerp?

Ontwerpers moeten het digitale omarmen. Punt.

Laat ik dit in verschillende stappen onderverdelen.

Stap één is meer tactisch. De technologieën voor simulaties en generatief ontwerp zullen belangrijker worden. Ze stellen ontwerpingenieurs immers in staat te doen waarvoor ze gekomen zijn: geweldige c o n s t r u c t e u r 0 1 - 2 0 2 2

CST_Art09.indd 41

”Met simulaties kunnen ontwerpers in real time experimenteren, hun mening bijsturen, materialen en benaderingen veranderen.”

producten ontwerpen! Ik moet de eerste ontwerpingenieur nog ontmoeten die zegt: "Goh, wat ik echt wil doen, is meer tijd besteden aan het voorbereiden van mijn model voor analyse om er vervolgens achter te komen dat ik in het begin een voor de hand liggende fout heb gemaakt.". Ik kan u vertellen dat analyse-experts er net zo over denken: ze willen werken aan problemen waarvoor ze hun gespecialiseerde expertise kunnen gebruiken. Ik zou ontwerpers zeggen dat ze zich moeten verdiepen in onderwerpen als spanning, belasting, warmteoverdracht, structurele analyse. Wat ze zeker nodig hebben om deze hulpmiddelen zo goed mogelijk te gebruiken.

Ten tweede en meer in het algemeen: model-based definition (MBD – red.)) zal aan belang blijven winnen. Ik wil benadrukken dat MBD geen administratieve sluipweg is. MBD gaat over het uitbreiden van de invloed van het CAD-model naar boven en onder in de waardeketen. Dat betekent dat de CEO een viewer gebruikt om naar het model te kijken, dat de productie-ingenieur toolpaths uitvoert op basis van datzelfde model en dat de ontwerp-ingenieur datzelfde model gebruikt voor simulatie.

Als je nog hoger gaat, is MBD van fundamenteel belang omdat het deel uitmaakt van de modelgebaseerde ondernemingsstrategie van klanten en op zijn beurt deel uitmaakt van hun digitale transformatiestrategie. Met MBD kan een nieuwe wereld opengaan zowel voor gebruikers als voor bedrijven.

Ik vind het erg boeiend om er zo over na te denken en er deel van uit te maken met onze klanten.

Ik wil uw lezers duidelijk maken dat ze hun eigen reis kunnen starten en er de voordelen van kunnen zien, ongeacht de grootte van hun bedrijf. Mensen hoeven geen bergen te verzetten of wonderbaarlijke inzichten te krijgen om 3 uur 's nachts om te genieten van de voordelen van digitale transformatie. Ga er gewoon mee aan de slag. Ik hoop dat mijn opmerkingen hierboven aantonen hoe uw lezers kunnen starten. Volgens mijn collega's heb ik maar één volumestand als ik over dit onderwerp praat: luid.

Ik word er zo enthousiast over!

Ik denk dat de afgelopen twee jaar hebben aangetoond dat het geen zin heeft om voorspellingen te doen. Ik kan echter wel zeggen dat we hoopvol zijn, niet alleen over ons bedrijf, maar ook over hoe digitale transformatie onze klanten, en op hun beurt hun klanten, kan helpen om productief en veilig te zijn. Het is een voorrecht om er deel van uit te maken.

Dit artikel is een redactionele bewerking van een door PTC aangeleverde vertaling van het in januari verschenen PTC-blog ‘Trends in CAD and Product Design 2022’.

WWW.PTC.COM

41

21-03-2022 14:40

VR 3D-SCHETSEN

'From sk(r)etch’ DESIGNERS RENAULT GAAN 3D-SCHETSEN Net als film-, game- en kaartproducenten maakt de autosector al decennialang gebruik van 3D modellen om projecten tot leven te brengen. Lang voordat een auto van de band rolt, moet hij in drie dimensies worden vormgegeven. Dat is een van de taken van de ontwerpers, die over steeds meer digitale hulpmiddelen beschikken. Een daarvan is ‘virtual reality 3D-sketching’, dat het mogelijk maakt om ontwerpschetsen te maken zonder potlood of tekentafel.

T E KST E N B E E L D : R E N A U LT G R O UP

GRAVITY SKETCH

Ontwerpers van de verschillende ontwerpstudio's binnen de Renault Group – Alpine, Dacia en Renault – hebben drie verschillende softwareoplossingen aan de tand gevoeld om tot een ‘Prove of Concept’ te komen: • Autodesk ALIAS Create VR; • flyingshapes van de gelijknamige Duitse start-up; • de softwareoplossing van de Britse start-up Gravity Sketch.

Per ontwerpstudio heeft een ontwerper steeds de drie oplossingen getest en geëvalueerd. Uiteindelijk is Gravity Sketch als winnaar uit de bus gekomen, gevolgd door flyingshapes.

WWW.AUTODESK.COM WWW.FLYINGSHAPES.COM WWW.GRAVITYSKETCH.COM

42

CST_Art01.indd 42

Met een ‘virtual reality headset’ op de neus en twee controllers in de hand maakt een man bewegingen in het midden van een zaal. Hij lijkt onzichtbare lijnen om zich heen te trekken. Het is een grappig gezicht, dat onmiddellijk doet denken aan videogames met virtual reality (VR). Toch is Udo, zoals de man heet, helemaal geen gamer, maar designer en volop aan het werk. Zijn nieuwste vondst?

3D-schetssoftware en dit ontwerpgereedschap wordt momenteel geïmplementeerd op de designafdeling van Renault Group.

Tekenen in de lucht VR 3D-schetsen is een intuïtieve technologie om ‘in de lucht om je heen te tekenen’. Pablo Picasso gebruikte de techniek al in 1949. De beroemde Spaanse schilder gebruikte een aansteker als potlood om zijn ‘lichtchoreografieën’ te creëren. Deze vergankelijke ontwerpen werden vereeuwigd door fotograaf Gjon Mili. De techniek heette ‘light painting’ of ‘light drawing’ (tinyurl.com/MiliPicasso).

Deze kunstvorm maakte het toen al mogelijk om een idee vorm te geven door het uit te beelden in de ruimte.

Vandaag de dag bouwt 3D-schetsen eigenlijk voort op hetzelfde idee, maar dan zonder aansteker of fototoestel. De techniek maakt gebruik van een VR die vijftig jaar geleden is uitgevonden, maar zo’n tien jaar geleden echt bekend werd dankzij modellen voor het grote publiek om te gamen.

Zodra de bril op het hoofd staat en is ingeschakeld, wordt de designer ondergedompeld in een virtuele 360° designstudio. Met behulp van twee controllers – een in elke hand – kiest hij kleuren op een grafisch palet, tekent hij lijnen, maakt hij constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:41

’From sk(r)etch: de ontwerpstudio's van Renault Renault gebruiken sinds kort de virtual reality 3D-schetssoftware Gravity Sketch.

vormen en kleedt hij de oppervlakken aan. De software modelleert en registreert alle bewegingen in real time.

Creatieve vrijheid Aan het einde van de jaren ‘90 ondergaat het beroep van ontwerper een eerste grote transformatie, met de introductie van digitale tablets voor het maken van ontwerpen. Vandaag gaat 3D-schetsen nog een stap verder: de ontwerper heeft geen tablet, potlood of muis meer nodig. Zelfs een tekentafel komt er niet meer aan te pas. De ontwerpwereld begint aan een nieuw tijdperk, dat van de digitalisering van het autodesign.

Dankzij de voortdurende evolutie van hun ‘gereedschappen’ krijgen ontwerpers steeds meer vrijheid en kunnen ze hun projecten nog toegankelijker maken. Nooit eerder was het zo eenvoudig om snel driedimensionale schetsen af te leveren, in perspectief te tekenen, vormen te modelleren – zelfs op schaal 1:1 – of volumes in te vullen.

“Dat bespaart ons heel wat tijd”, verduidelijkt Udo. “Normaal gesproken heb je minimaal vier weken nodig om een digitale weergave te creëren of gegevens naar een machine te verzenden, terwijl dat hier in real time gebeurt. Dat is een enorm voordeel.”

Kortom, 3D-schetsen maakt de weg vrij naar nieuwe ervaringen, want het stelt de gebruiker in staat om ieder idee eenvoudig concreet vorm te geven.

uur pauzeren”, benadrukt Udo. Over oplossingen om de ervaring aangenamer en minder zwaar te maken, wordt al nagedacht. Een van de mogelijke oplossingen is om de bril lichter te maken. Ook ontwikkelen ze brillen met ‘mixed reality’, waarmee je kunt tekenen in VR en tegelijkertijd je omgeving blijft zien. Je kunt dan nog steeds zien wat er om je heen gebeurt en met je collega’s communiceren.

Het enige dat je nodig hebt om te 3D-schetsen is een VR-headset, twee controllers en een internetverbinding.

Samenwerking 2.0 3D-schetsen biedt de ontwerper nog een groot voordeel: de mogelijkheid om samen met een collega aan hetzelfde project te werken, waar die zich ook bevindt. “Zodra we een internetverbinding hebben, is er geen geografische beperking meer. Zo heb je het gevoel samen te werken, terwijl je in realiteit duizenden kilometers van elkaar verwijderd kunt zijn”, legt Udo uit. Dankzij de oortjes en >

Goede conditie De enige nadelen: na langdurig gebruik klagen sommige ontwerpers over vermoeide ogen, hoofd- en rugpijn en pijnlijke gewrichten. “Tekenen in 360° vergt een uitstekende fysieke conditie en je moet elk constructeur 01 - 2022

CST_Art01.indd 43

43

21-03-2022 14:41

“3D-SCHETSEN IS EEN AANVULLEND INSTRUMENT, DE TRADITIONELE METHODES BLIJVEN EVENEENS RELEVANT” microfoon die in de VR-bril zijn geïntegreerd, kunnen twee ontwerpers met elkaar praten via de interface van de 3D-schetssoftware. Zo kunnen ze communiceren, hun individuele werk delen en samen aan hetzelfde project werken, zonder dat ze hun woning, hun kantoor of welke andere plaats op de planeet dan ook hoeven te verlaten. Resultaat: de mogelijkheden zijn eindeloos en misverstanden komen veel minder voor dan vroeger.

Workflow profiteert Dat is nog niet alles: ook de workflow profiteert ervan. Zodra alle modellen zijn gerealiseerd met 3D-schetsen, worden ze geëxporteerd in de vorm van bestanden. Die bestanden worden vervolgens in de andere schakels van de ontwerp- en productieketen van een auto gebruikt. De ontwerper kan de output van zijn werk toevertrouwen aan een modelbouwer, die er een fysiek model van maakt,

“Met 3D-schetsen word je volledig ondergedompeld in een ruimte, zonder enige beperking of grens”, stelt Udo, chief designer.

of aan een ingenieur, die bijvoorbeeld de haalbaarheid van het ontwerp onderzoekt. Net als de digitalisering neemt 3D-schetsen de communicatieobstakels weg en vervaagt het een beetje de grenzen tussen de beroepen.

‘Augmented designer’ In de designwereld biedt digitaal design al enkele jaren de mogelijkheid om meer alternatieven te creeren, om sneller door dit proces te gaan en om verder te gaan vanaf de eerste ideeën van de ontwerper.

Die trend wordt verder versterkt met 3D-schetsen.

De technologie beperkt niet alleen de kosten en productietijd, maar vereenvoudigt ook de ontwikkeling en het overzicht van de getekende inhoud.

Concreet krijgt de ontwerper voortaan de kans om een deel van zijn ontwerp nauwkeuriger uit te werken, om naar wens te experimenteren met oppervlakken, om een ‘spiegel’ te creëren (een 2D-ont-

Twee ontwerpers – waar ook ter wereld – kunnen in real time tegelijkertijd samen aan hetzelfde ontwerp werken

44

CST_Art01.indd 44

constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:41

Kleimodellen zijn ideaal om de lijnen van een model te bewerken en blijven doorslaggevend om in de slotfase van een project de kwaliteit te beoordelen.

werp omzetten in een 3D-ontwerp), om een betere weergave van schetsen en modellen te creëren, om projecten rechtstreeks in real time voor te stellen en om zijn ontwerpen tot leven te brengen met 3D-printers. Met al deze voordelen, nieuwe vaardigheden en uitgebreide middelen om zijn ideeën uit te werken, wordt de ontwerper als het ware een ‘augmented designer’.

Aanvulling “3D-schetsen is een aanvullend instrument, de traditionele methodes blijven eveneens relevant,” zo sluit Udo af. De digitale en fysieke benaderingen zijn vullen elkaar aan. Ze blijven allebei een rol spelen in de totstandkoming van een auto. De modelbouwers blijven synthetische klei gebruiken om hun maquettes te maken. Kleimodellen zijn ideaal om de lijnen van een model te bewerken en blijven

constructeur 01 - 2022

CST_Art01.indd 45

doorslaggevend om in de slotfase van een project de kwaliteit te beoordelen. Op dezelfde wijze komt 3D-schetsen niet in de plaats van het tekentalent van de designer, dat nog steeds bepalend blijft voor het autodesign.

Andere sectoren De ontwerpers van Renault Group zijn niet de enigen die met deze technologie experimenteren. Ook tal van designscholen maken er gebruik van, net als ontwerpers van gemotoriseerde tweewielers, sportschoenen, fietshelmen en rugzakken. De kans is dan ook groot dat de technologie in de toekomst zal bijdragen aan projecten in de meest uiteenlopende sectoren, van mode en interieurdecoratie tot geneeskunde, architectuur en videogames.

WWW.RENAULTGROUP.COM

45

21-03-2022 14:41

ONTWERPEN EN CONSTRUEREN

Upgrade naar dubbele draaitafel RAZENDSNEL CHIPS OVERZETTEN VAN GROTERE WAFERS ITEC Equipment & Automation Technologies ontwikkelde in de jaren negentig de ADAT2 (Automatic Die ATtach) voor het overzetten van losse chips (‘dies’) van een wafer naar een drager. Deze ADAT2 is nog steeds in bedrijf bij de chipproductie. De economische levensduur kan verder worden verlengd met een upgrade voor verwerking van grotere, 200-mm wafers. Daarvoor is een dubbele draaitafel met een tussenstap ontwikkeld.

H A R M S C HE P E N S

ITEC Equipment & Automation Technologies in Nijmegen begon in 1991 als interne afdeling voor productieautomatisering bij Philips Semiconductors, dat later werd verzelfstandigd tot NXP. In 2017 splitste de business unit Standard Products van NXP af als Nexperia en nam ITEC mee. Sinds vorig jaar is ITEC, onder de vlag van Nexperia, een zelfstandige machinebouwer die ook andere klanten in de halfgeleiderindustrie bedient. Over de afgelopen dertig jaar leverde ITEC ruim 2.500 machines, die zich kenmerken door hoge nauwkeurigheid en productiviteit (doorvoersnelheid). Een hoeksteen Pickkop

θ-motor Z-motor

Zuigpipet

Pick-positie

Overzetarm Productdrager

Place-positie XY-tafel

Wafer 150 mm

Schematisch overzicht van het ADAT2 pick & place-mechanisme. De Z-motor verzorgt de verticale beweging voor pick en place, de -motor de rotatie voor het overzetten. De pick-kop met zuigpipet pakt met behulp van vacuüm (onderdruk) de losse chip op en plaatst deze op de productdrager.

46

CST_Art03.indd 46

onder ITEC’s portfolio is het ADAT pick & place-platform (Automatic Die ATtach). Een ADAT-machine pakt ‘dies’ (losse chips die uit een wafer zijn gesneden) op en plaatst deze vervolgens op een productdrager (band of frame). Na de ADAT2, ontwikkeld in de jaren negentig, volgden deze eeuw de ADAT3 en ADAT3 XF, die met een hogere productiviteit grotere wafers (200 en 300 millimeter in diameter) kunnen verwerken dan de ADAT2 (maximaal 150 mm).

Naar 200 mm Het ADAT2-platform is wereldwijd nog steeds in bedrijf op diverse productielocaties van Nexperia, waar de machines 24.000 chips per uur (24k) verwerken. Door de jaren heen heeft de ADAT2 al diverse upgrades gekregen. Zo zijn sommige bewegende onderdelen niet meer van metaal maar van carbonfiber, om de dynamica te verbeteren. Carbonfiber combineert namelijk lichtgewicht met een hoge stijfheid, waardoor hogere snelheden en versnellingen – en daarmee hogere productiviteit – mogelijk zijn. Een volgende gewenste upgrade is die naar 200-mm wafers. De productiviteit mag daarbij iets lager komen te liggen, op 18k; als 24k toch haalbaar blijkt, zou dat een bonus zijn. In het kader van een afstudeeropdracht is een ontwerpstudie naar deze upgrade uitgevoerd.

Dubbele overzetarm Het ADAT2 pick & place-platform gebruikt een constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:42

Wafer

Wafer Chip

Enkele overzetarm

Dubbele overzetarm

Tussentafel

Productdrager

draaitafel met een carbonfiber overzetarm om een losse chip met een zuigpipet van een (versneden) wafer op te pakken en over te zetten naar een drager.

Bij het overzetten kan de versnelling oplopen tot wel 150 g. De pick & place-cyclus kent vier fasen die elk een bepaalde tijd duren: het oppakken, het bewegen en het tot stilstand komen om uiteindelijk het plaatsen en aandrukken van de chip met voldoende nauwkeurigheid te kunnen uitvoeren (en dan het terugbewegen). Veel productiviteitswinst valt te behalen met het verkorten van de tijd voor het bewegen van de pick- naar de place-positie.

Daarvoor is het concept van de dubbele draaitafel met een dubbele overzetarm uitgewerkt. De dubbele overzetarm hoeft maar over de halve afstand te versnellen, te bewegen en af te remmen. De tijdwinst die zo wordt behaald, blijkt volgens simulaties op te wegen tegen de lagere snelheden en versnellingen die haalbaar zijn als gevolg van de hogere massa van de verdubbelde overzetarm. Het overzetten van een enkele chip duurt dus langer, maar omdat er altijd twee chips tegelijk ‘onderweg’ zijn, is de netto-overzetsnelheid per chip (en dus de productiviteit) toch hoger.

Productdrager

Concept van een dubbele draaitafel met dubbele overzetarm, in vergelijking met de draaitafel met enkele arm. In de pick-positie pakt de ene arm van de dubbele overzetarm een chip op van de wafer en de andere arm een chip van de tussentafel. Vervolgens beweegt de dubbele overzetarm naar de place-positie (over 30° in plaats van 60° bij de enkele overzetarm). De ene arm plaatst dan z’n chip op de tussentafel en de andere arm plaatst z’n chip op de productdrager.

Daarna beweegt de dubbele overzetarm terug naar de pick-positie, waarna de pick & place-cyclus zich herhaalt.

Tussentijdse rotatie Daarmee ligt er een concept voor een upgrade van de productiviteit, maar staat nog de uitdaging van de upgrade naar een grotere wafer. De wafer ligt op een XY-tafel die telkens de volgende chip naar de pick-positie brengt. De slag van deze wafertafel kan binnen de bestaande ADAT2-machine echter niet worden vergroot om elke chip op een 200-mm wafer onder de pick-kop te kunnen positioneren. De oplossing daarvoor is een rotatie om de verticale as, Rz, toe te voegen, zodat een XY-Rz-tafel ontstaat.

Door de tafel een kwartslag te draaien, kan telkens een volgend kwart van de wafer worden gepickt.

Dit concept voor een XY-Rz-tafel biedt dus een oplossing voor het grotere formaat, maar voegt wel complexiteit toe aan het hele proces. Want nu hebben de chips bij elke kwartslag rotatie een andere oriëntatie, terwijl ze allemaal wel in dezelfde oriëntatie op de productdrager moeten worden geplaatst.

Er moet dus een oriëntatiecorrectie plaatsvinden voor driekwart van de chips. Daartoe is de optie van een rotatie van de zuigpipet in de pick-kop onderzocht. Die rotatie is zeker mogelijk, maar de benodigde extra actuatie voegt massa toe. Dat zou pre- >

Ontwerp van de dubbele overzetarm naast de enkele overzetarm.

c o n s t r u c t e u r 0 1 - 2 0 2 2

CST_Art03.indd 47

47

21-03-2022 14:42

Picken kwart 1

Roteren

Picken kwart 2

Roteren

Picken kwart 3

Roteren

Picken kwart 4 Picken Gepickt Chips

Concept voor een wafertafel met rotatie, om een grotere 200-mm wafer binnen de bestaande ruimte van een ADAT2-machine compleet te kunnen picken. Na het picken van telkens een kwart wafer roteert de tafel over 90°.

cies aan het uiteinde van de overzetarm zijn, op de slechtst denkbare positie wat betreft de dynamica, waardoor de productiviteit dus negatief zou worden beïnvloed. Het alternatief is ‘derotatie’ van de chips op de tussentafel, door de tafel met chip erop te laten draaien. Dat zou kunnen gebeuren op het moment dat de overzetarm na de place-actie nog onderweg is naar de pick-positie, zodat deze optie niet ten koste hoeft te gaan van de cyclustijd.

Verminderde impact Het concept van een tussentafel zet de schijnwerpers weer op een ander belangrijk ontwerpaspect, namelijk de betrouwbaarheid van de hele cyclus.

De pick en de place zijn gecontroleerde acties, maar het aantal acties is wel verdubbeld en bovendien zijn er nu twee, vast aan elkaar verbonden, armen die tegelijkertijd elk met een tafel interacteren. Het

OVER AUTEUR EN ARTIKEL

Harm Schepens is werktuigbouwkundig ingenieur bij Nobleo Technology in Eindhoven. Hij rondde zijn opleiding aan de TU Eindhoven af met het hier beschreven afstudeerwerk, dat hij uitvoerde bij ITEC. Dit artikel is een bewerking van het artikel dat hij vorig jaar publiceerde in nr. 5 van Mikroniek, het Engelstalige magazine van DSPE (Dutch Society for Precision Engineering). Het verschijnt in het kader van een samenwerking tussen Constructeur en Mikroniek voor de uitwisseling van artikelen. www.nobleo-technology.nl www.dspe.nl/mikroniek www.itecequipment.com johan.plate@itecequipment.com (Johan Plate, Development and BIM Product Manager, ITEC)

risico dat een chip niet goed wordt opgepakt of ‘crasht’ bij het plaatsen, neemt daarmee toe. Bij het ontwerp van de tussentafel is speciale aandacht besteed aan het verkleinen van dit risico. Er is met name gekeken naar de impact waarmee een chip op de tafel landt. De kracht Fimpact hangt af van de impactsnelheid v0 van de chip en de massa m en stijfheid c van de landingsplek, volgens Fimpact = v0·√(m·c). De kunst is nu om die impactkracht te verminderen, zodat de chip een ‘zachte landing’ krijgt. De impactsnelheid is iets verlaagd, maar verdere verlaging is ongewenst. Want dat heeft meteen z’n weerslag op de productiviteit (van de gekoppelde arm die een pick- of place-actie uitvoert). Dus moet de massa en/of stijfheid van de landingsplek omlaag. Een lichtgewicht membraan biedt dan het beste van beide werelden: een kleine massa en een lage stijfheid.

Interface

Lagerbehuizing

Aandrijving

De tussentafel met de drie onderdelen in samengestelde en ‘geëxplodeerde’ vorm.

48

CST_Art03.indd 48

constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:42

Eindstop

Membraan

De interface van de tussentafel als samenstelling van een roterende holle as, een membraan en een eindstop; rechts een dwarsdoorsnede met afmetingen in mm.

De balg is compliant in de bewegingsrichting en zorgt ervoor dat de vacuümafsluiting intact blijft.

Balg

Rotererende as

Vacuümaansluiting

Tussentafel De tussentafel bestaat uit drie onderdelen: de aandrijving, de lagerbehuizing en de interface waarop de chips landen. De aandrijving verzorgt de benodigde rotatie met een standaardmotor van maxon. Voor de lagerbehuizing is een zogeheten concertina-houder gebruikt. Dit ontwerp is geïnspireerd door de principes uit Wim van der Hoek’s Des Duivels Prentenboek. Een concertina-houder is een dikwandige buis met vier symmetrische cirkelvormige bladveren die middels insnijdingen zijn gefabriceerd. De buis heeft hierdoor relatief hoge torsie- en laterale stijfheden en relatief lage rotatie- en axiale stijfheden gekregen.

Dankzij deze eigenschappen kunnen de hoekcontactlagers spelingsvrij worden gemonteerd en tegelijkertijd worden voorgespannen.

Interface De interface bestaat uit een roterende, holle as, een membraan (met een klein gaatje erin) en een eindstop (om de landingspositie van de chip beter te definiëren en daardoor reproduceerbaar te maken). De as is voorzien van een aansluiting voor het vacuüm (onderdruk) dat de chip tijdens rotatie op z’n plek moet houden; vandaar het kleine gaatje in het membraan.

Check en conclusie Aan de hand van het hierboven beschreven conceptontwerp is een functioneel model gemaakt waarmee diverse testen zijn uitgevoerd. Onder meer bleek voor de maximaal vereiste 180° oriëntatiecorrectie voor de chips een tijd van 39 milliseconden haalbaar, terwijl een budget van 45-62 ms was gespecificeerd. Een upgrade van de ADAT2 naar 200-mm wafers is dus in principe mogelijk. De volgende stap is nu een prototype van de nieuwe dubbele draaitafel in een bestaand ADAT2-platform te plaatsen – montage vergt slechts een beperkt aantal aanpassingen. Dan kan ITEC nagaan of een chip inderdaad veilig en met de juiste precisie kan landen op de tussentafel. constructeur 01 - 2022

CST_Art03.indd 49

Functioneel model van de tussentafel.

θ-motor Z-motor Dubbele overzetarm Wafer

Productdrager

Tussentafel

Schematisch ontwerp van de upgrade van een ADAT2-systeem naar een dubbele draaitafel inclusief tussentafel.

49

21-03-2022 14:42

MULTI-SCALE MODELLING

Tot het gaatje EFFICIËNT GREEP KRIJGEN OP FAALGEDRAG COMPOSIETEN Composieten maken producten lichtgewicht en toch sterk. Ontwerpers zoeken de grenzen op van wat minimaal aan materiaal nodig is om voldoende sterkte te garanderen. Simulaties helpen daarbij, maar kunnen voor composieten zeer rekenintensief zijn en dus duur uitpakken. Reden, specialist in productontwikkeling en virtueel testen, ontwikkelde een efficiënte methode om het faalgedrag van composieten te voorspellen en paste die toe op het ontwerp voor een stijgijzer.

E DW I N L A ME R S, R E DE N

Thermoplastische composieten kunnen bijdragen aan verduurzaming doordat ze lichtgewicht en toch sterk zijn. Daardoor is minder materiaal nodig voor een product en vanwege het lage gewicht bespaart het op brandstof (en dus CO2-emissie) bij toepassingen in bijvoorbeeld auto’s en vliegtuigen. Daarom stimuleert de EU ontwikkeling van composiettechnologie, zoals in de afgelopen jaren met het subsidieproject PRODUCE. Daarin ontwikkelde Cato Composites uit Rheden kostenefficiënte productietechnologie voor duurzame thermoplastische composieten. Belangrijk aandachtspunt was het modelleren van productieprocessen en kritische

Stijgijzers van Burkhard Baumsteigtechnik (merknaam Distel) gemaakt van aluminium (links) en composiet.

producteigenschappen, zoals het faalgedrag van composieten.

Stijgijzer Als concrete case diende het ontwerp van een stijgijzer voor het Duitse Burkhard Baumsteigtechnik.

Hier was niet zozeer verduurzaming als wel gebruikscomfort het motief. Een boomverzorger gebruikt een stijgijzer als hij langs de stam de boom in klimt. Het stijgijzer wordt aan de schoen en het onderbeen bevestigd en is ter hoogte van de enkel voorzien van een ‘spijker’ die bij het klimmen in de boomstam wordt gestoken. In de gebruikelijke uitvoering is de schacht van het lichtgewicht metaal aluminium. Met het oog op het draagcomfort voor de klimmer was het streven om tot een verdere gewichtsreductie van 50% te komen voor de schacht.

Dat zou kunnen door het stijgijzer van composiet te maken. Zo’n stijgijzer moet natuurlijk wel veilig zijn en daarvoor aan de normen voldoen. Voor persoonlijk klimgereedschap is dat ASTM F887-18: het voetdeel van het stijgijzer moet een verticale belasting van 3.300 N kunnen weerstaan terwijl de spijker is vastgepind en de schacht bovenaan gefixeerd.

Thermoplastische composieten Continu vezelversterkte kunststofcomposieten bestaan uit lange vezels in een kunststofmatrix. De vezels zijn bijvoorbeeld glas- of koolstofvezels en voor de matrix worden twee varianten gebruikt, thermohardend en thermoplastisch. Van thermohardende composieten worden bijvoorbeeld al de bladen van grote windmolens gemaakt. Productie is

50

CST_Art07.indd 50

constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:46

REDEN

Schacht

Bevestigingsbouten

Spijker Model van een stijgijzer.

echter arbeidsintensief en recycling is lastig. Thermoplastische composieten hebben die nadelen niet; hun productie is wel goed te automatiseren en recycling is relatief eenvoudig. Ze zijn niet geschikt voor toepassingen bij hoge temperaturen, omdat ze dan – zoals hun benaming aangeeft – zacht worden. Maar ze worden al gebruikt voor structuurdelen van auto’s en Cato maakt er onder meer helmen, koffers, batterijbehuizingen en beenbeschermers voor skiërs mee.

2,5D en 3D Composietproducten worden laagsgewijs opgebouwd uit vezelmatjes die anisotroop zijn. In de vezelrichting zijn ze sterk, maar in de dwarsrichting juist zwak, doordat vezels van elkaar kunnen worden losgetrokken; een bekende faalmode voor composieten. Daarom worden de matjes in afwisselende richtingen op elkaar gelegd, zodat het resulterende product in meerdere richtingen sterk is. Hier horen weer andere faalmodes bij: de matjes kunnen loslaten (delaminatie) of ten opzichte van elkaar verschuiven (afschuiving). Dit maakt het beschrijven en modelleren van het gedrag van composieten onder belasting een uitdaging. Precies die uitdaging ging Reden in dit project aan, om de sterkte en stijfheid te kunnen onderbouwen van een product, in dit geval het stijgijzer.

Vaak worden composieten dunwandig toegepast, in uitgestrekte schaalproducten, en dan volstaat voor hun mechanische eigenschappen en faalgedrag een ‘2,5D’-beschrijving, in het vlak van de schaal. Het stijgijzer is echter een echt 3D-product: een lange, gebogen schacht waaraan een riem en een spijker worden bevestigd. Het is ten opzichte van zijn lengte veel dikker dan een schaal: bij een dikte van 8-10 mm en een laagdikte van 0,1 à 0,2 mm moeten er 50 of meer laagjes worden gestapeld. Bijkomende uitdagingen voor modelvorming en producconstructeur 01 - 2022

CST_Art07.indd 51

Reden in Hengelo (Ov) legt zich toe op het virtueel, multiphysics testen van uiteenlopende producten en processen voor klanten in markten als food, medical, automotive, (consumenten)elektronica, aerospace, maakindustrie en high-tech. De specialisten in mechanica, thermodynamica, vloeistofdynamica en akoestiek ondersteunen de opdrachtgever bij diens ontwerpprobleem met analyse, modelvorming en simulatie & validatie. Uiteindelijk levert Reden een concept- of haalbaarheidsstudie, een haalbaar ontwerp of een digital twin. Waar mogelijk vertalen ze hun resultaten naar kennisregels die de relatie tussen ontwerpparameters en performance vastleggen.

Reden voert maatwerkstudies uit waarin het zijn gereedschap, zoals eindige-elementenmethodes, toespitst op het specifieke probleem. Een voorbeeld is de hier beschreven simulatie van een stijgijzer. Voor het automatiseren van ontwerpstudies heeft Reden twee softwaresystemen ontwikkeld. Reves DSE is een hulpmiddel voor ‘design space exploration’ aan de hand van een systeembeschrijving. Het werkt met ingevoerde kennisregels, zoals fysische vergelijkingen en betrekkingen die gekoppelde subsystemen beschrijven. Door het variëren van systeemparameters komt Reves DSE dan met een waaier aan oplossingen voor een ontwerpprobleem en kan het meerdere gebruiksscenario’s verkennen.

Diamond biedt voor het ontwerpen van processen en fabrieken ‘kennisgebaseerde decision support’ met modelvorming en optimalisatie op basis van steady-state massabalansberekeningen.

tie zijn de gebogen vorm en de benodigde bevestigingsgaten, met name die voor de spijker. Er treden namelijk grote belastingen op rond de spijker, die immers het gewicht van de klimmer draagt en diens ‘klimkrachten’ (insteken en loswrikken van de spijker) moet opvangen.

Vormen van delaminatieschade in een composiet: binnen een laag (roodbruine lijn) en tussen lagen (blauwe lijn) met verschillende oriëntatie (0° en 90°).

(Bron: The Rutgers Scholar – https:// tinyurl.com/ stijgijzer)

Modelbeschrijving Bij de modelbeschrijving voor producten gemaakt van zogeheten unidirectionele composieten zijn drie niveaus te onderscheiden: · micro: de laag met vezels (typisch 5-10 μm in diameter) die allemaal in één oriëntatie en met een bepaalde volumefractie in een kunststofmatrix liggen; · meso: de lagen met hun dikte en elk hun eigen oriëntatie; · macro: de fixatie en de belasting van een product > opgebouwd uit meerdere lagen.

0° laag

90° laag 0° laag Interlaag delaminatie

Intralaag delaminatie 51

21-03-2022 14:46

geometrie

verfijnd model

belastingen

Ja

initieel model

belastingsincrement

EE-solver EEEE

resultaten

verfijning

Nee

laatste stap

Ja

klaar

Nee

materialen

randvoorwaarden

criteria volgende increment

inputblokken

stappen

Met een homogenisatietechniek kan voor een schaaldeel een materiaalmodel worden gemaakt dat orthotroop is (de eigenschappen in het vlak zijn anders dan loodrecht erop). Dit model wordt verwerkt tot een schaalelementen-gebaseerd eindige-elementenmodel (hierna te noemen 2,5D-model), waarmee de rek en de spanning als gevolg van een belasting in het vlak goed zijn te berekenen. Belasting loodrecht op het schaalvlak heeft geen effect op de rek in het vlak (σzz = 0). In dit model is schade als gevolg van overbelasting verwerkt. Waar het ‘spannend’ wordt, bijvoorbeeld vanwege buiging of rond gaten, is een volume-elementen-gebaseerd eindige-elementenmodel (3D-model) nodig.

Modeloptimalisatie Voor een efficiënte simulatie is het de kunst zoveel mogelijk ‘goedkope’ 2,5D-beschrijving en zo weinig mogelijk ‘dure’ 3D-beschrijving te gebruiken.

Dat is mogelijk door het product, de schacht in geval van het stijgijzer, voor het grootste deel toch als een schaal te beschrijven. Om de overgang van 2,5D- naar 3D-beschrijving te bepalen, heeft Reden een iteratieve procedure ontworpen zoals weergegeven in een flowdiagram. Deze procedure is geautomatiseerd met een Python-script. Uitgaande van een initieel (2,5D) model wordt een belasting aangebracht en geëvalueerd in welke zones van het product de rek en de spanning te groot zijn om met een 2,5D-beschrijving te kunnen volstaan. Voor die zones wordt vervolgens een 3D-model gebruikt,

modellen

Flowdiagram voor optimalisatie van de 2,5D-/3D-modelbeschrijving van een composietproduct; zie de tekst voor uitleg (EE-solver = eindige-elementensolver).

Overgang van 2,5Dnaar 3D-eindige-elementenbeschrijving.

beslissing

resultaten

waarna de belasting wordt verhoogd. Opnieuw vindt evaluatie van de resulterende rek en spanning plaats en wordt het 3D-model zo nodig uitgebreid.

Dit herhaalt zich totdat een stabiele, zo minimaal mogelijke 3D-beschrijving is gevonden.

De simulatietechnische uitdaging ligt in het ‘punt’ waar de beschrijving van 2,5D in 3D overgaat.

Daar worden een 2,5D- en een 3D-rooster van eindige elementen met elkaar verbonden. De 2,5D-schaal heeft een dikte nul maar wel de eigenschappen die passen bij de werkelijke (3D) dikte.

Voor een goede aansluiting moet op de overgang in het 3D-deel de 2,5D-eigenschap (σzz = 0) als randvoorwaarde worden opgelegd.

Simulatie De simulaties zijn uitgevoerd met de Abaqus-software, die bekend staat om zijn goede composietsimulatie. Het gaat om een iteratief proces, waarvoor een expliciete of impliciete solver is vereist om elke volgende tijdstap weer de benodigde grootheden te berekenen. De expliciete methode (‘rechttoe-rechtaan’ elke stap doorrekenen) is geschikt voor de kleine elementen en kleine iteratie-incrementen die nodig zijn om ‘snelle dynamica’, zoals van een ‘crash’, te simuleren. De impliciete methode (voor de berekening alvast grootheden na de volgende stap schatten) kan met grotere incrementen langere tijdspannes bestrijken voor het simuleren van een quasi-statisch proces. Per increment zijn wel meer berekeningen nodig en de schaling met het aantal elementen is ongunstiger (meer dan kwadratisch), waardoor het elementenrooster wat grover moet blijven. De simulatie van het stijgijzer bevindt zich qua tijdsschaal tussen ‘crash’ en quasi-statisch, en is met een impliciete solver uitgevoerd.

Modeltesten Om de simulaties te toetsen aan de werkelijkheid en de modelbeschrijving te kalibreren, voerde Reden coupontests uit. Daarbij werden testdelen belast tot aan falen. Voor normale, commerciële opdrachten is dat voldoende; het is immers de be-

52

CST_Art07.indd 52

constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:46

Bevestiging bovenkant

Fixatie spijker

Belastingspunt

Het gebogen deel van de schacht heeft een 3D-modelbeschrijving om goed inzicht te krijgen in het gedrag van deze kritische zone.

doeling om bij dit falen weg te blijven. Het subsidieproject bood Reden de gelegenheid om in de simulaties verder te gaan en na het optreden van een eerste ‘drop’ in rek en spanning (ten gevolge van schade zoals delaminatie) ook een tweede en derde drop te onderzoeken, om het schademodel verder te verfijnen. De tests zijn uitgevoerd op eenvoudige strookjes om de verjonging (versmalling) onder rek te onderzoeken, niet alleen in de dwarsrichting maar ook in de dikterichting. Tot aan het optreden van falen bleek de overeenkomst tussen fysieke test en simulatie boven de 95 procent te liggen.

3D-zones Het model voor de schacht van het stijgijzer kent twee kritische zones die een 3D-modelbeschrijving vereisen. De eerste is waar de spijker wordt bevestigd met twee bouten. Het moment waarmee die worden aangedraaid kan de schacht al ‘slopen’. Dat moet dus met beleid gebeuren; voor het goed inleiden van de voorspankrachten wordt een cilindrische bus gebruikt die aan één kant een conische uitloop heeft. Er zijn ook coupontests uitgevoerd met teststroken met een gat erin, om het optreden van spanningsconcentraties rond het gat te bestuderen en op basis daarvan het ontwerp van de

Coupontests op teststroken. Boven: onder belasting treedt verjonging op en uiteindelijk insnoering.

Onder: rond een gat verschijnen spanningsconcentraties.

schacht te optimaliseren.

De tweede kritische zone ligt daar waar de schacht buigt van het verticale bovendeel naar het horizontale voetdeel. Het productieproces – in een matrijs op elkaar gestapelde laagjes persen – moet zorgen voor een goede spanningsverdeling in dit gebogen deel. De simulaties zijn gebruikt voor optimalisatie van het hoekverloop in het ontwerp.

Grote hoogte De simulatiestudie van het stijgijzer en het faalgedrag ervan heeft geresulteerd in een ontwerp dat voldoet aan de norm. Dankzij de uitgebreide, nauwkeurige simulaties, “tot het gaatje”, hoeft het stijgijzer niet – “voor alle zekerheid” – bovenmatig zwaar te worden uitgevoerd. Daardoor krijgt de gebruiker echt lichtgewicht comfort geboden. Inmiddels assembleert Burkhard Baumsteigtechnik het stijgijzer in grote aantallen, met de schacht van composiet geproduceerd door Cato Composites, en heeft Reden de modelbeschrijving van composieten tot grote hoogte gebracht.

WWW.REDEN.NL

Falen van matrix door contact met de bouten → conisch bus

Rond de gaten waar de spijker aan de schacht wordt bevestigd, treden spanningsconcentraties op die tot schade aan de vezelmatrix kunnen leiden.

constructeur 01 - 2022

CST_Art07.indd 53

53

21-03-2022 14:46

COMPUTIONAL FLUID DYNAMICS

Optimalisatie van een bolklep MET CFD IN DE CLOUD De CAESES-software heeft volgens maker Friendship Systems, een behoorlijke staat van dienst als het gaat om de optimalisatie van kleppen – van welk type dan ook. In een project samen met GEMÜ Gebr.

Müller Apparatebau en SimScale, respectievelijk een Duitse kleppenfabrikant en een provider van engineeringsimulaties in de cloud, is gekeken naar mogelijke verbeteringen van een bolklep en de procesintegratie van SimScale als een cloud-gebaseerde CFD-solver.

Het onderwerp van de optimalisatie was de GEMÜ-kogelklep 534, een pneumatisch bediende bolklep, met een metalen huis en een kunststof zuigeractuator, die kan worden gebruikt als afsluitklep en als regelafsluiter. De klep voor gebruik in combinatie met niet-agressieve media wordt bijvoorbeeld toegepast in de waterbehandeling, de energieopwekking en milieutechniek. Een kenmerk van deze klassieke bolklep zijn de abrupte veranderingen in de stromingsrichting van het medium. Daar ligt een potentieel voor optimalisatie door het drukverlies in de afsluiter te verlagen. Het specifieke doel van het onderzoek was het maximaliseren van de stromingscoëfficiënt Kv, die de stroomsnelheid door een klep kwantificeert bij een voorgeschreven drukval van 1 bar over de klep.

Het originele ontwerp van de pneumatisch bediende GEMÜ-bolklep 534.

54

CST_Art06.indd 54

CAESES CAESES is een flexibel CAD-platform voor snelle en uitgebreide ontwerpstudies met behulp van simulatiesoftware.

CAESES staat voor ‘CAE System Empowering Simulation’ met als uiteindelijke doel het ontwerpen van stromingsgeoptimaliseerde producten. Het richt zich sterk op simulatie-ingenieurs die behoefte hebben aan automatisering, constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:47

De doorlaatcontouren met de bijhorende vormparameters.

met name in de context van het genereren van geometrie.

Bij eerdere onderzoeken had GEMÜ naar eigen zeggen problemen ondervonden met ander CAD-softwaregereedschap met betrekking tot de robuustheid van geometrie-varianten. Dit belemmerde de analyse van de ontwerp-

ROBUUSTE GEOMETRIEVARIANTEN GENEREREN

hoofdzakelijk uit een inlaat- en een uitlaatopening, die van elkaar worden gescheiden door de zitting waarop de klep sluit. De vorm van de opening is gemodelleerd met twee contouren, die worden aangeduid als de korte en de lange contour (respectievelijk in groen en blauw in de afbeelding). Hun vorm kan worden gecontroleerd door twee parameters voor elk van de korte contouren en vijf parameters voor de lange contouren.

De dwarsdoorsneden werden gegenereerd door een punt te maken op elk van de korte en lange contouren. Deze punten werden verbonden door een ellips. De lengte van de verticale as is een resultaat van de afstand tussen de twee punten, terwijl de lengte van de horizontale as ten opzichte van de verticale

ruimte en resulteerde dus in het gebruik van CAESES als speciaal gereedschap voor flexibele en robuuste geometrievariatie.

Geometrie De geometrie van de klep werd door GEMÜ in STEP-formaat aangeleverd en in CAESES geïmporteerd voor parametrische hermodellering. Meer specifiek was de te modelleren geometrie het interne vloeistofvolume van de klep, dat uit de geïmporteerde gegevens werd geextraheerd. Dit vloeistofvolume bestaat constructeur 01 - 2022

CST_Art06.indd 55

Momentopname van de ‘sweep’ die de doorsnede definieert volgens de contouren.

> 55

21-03-2022 14:47

een directe verbinding tussen de lokale machine en de cloudomgeving tot stand worden gebracht. Dit werd mogelijk gemaakt door een nieuwe API (Application Programming Interface) waarmee toepassingen van derden cases kunnen opzetten, jobs kunnen uitvoeren en resultaten kunnen ophalen zonder handmatige interactie in de browsergebaseerde workbench – een eerste vereiste om geautomatiseerde optimalisatiestudies te kunnen uitvoeren.

Een greep uit de in de eerste optimalisatie doorgerekende varianten.

as wordt bepaald door een verhoudingsparameter, die als een functie langs het traject van de doorsnede wordt voorgeschreven.

De vorm van de functie, en derhalve de breedteverdeling van de doorgang, wordt geregeld door twee parameters voor zowel de inlaat- als de uitlaatopening. Bovendien zorgen nog twee parameters voor een variatie van de ‘sweep’-snelheid van de doorsnede langs de lange contour.

Na het genereren van de parametrische doorgangen werd de geometrie aangevuld met de ontbrekende delen, zoals de zitting, de plug en de afsluiterkop

(gedeeltelijk uit geïmporteerde elementen). Ten behoeve van de CFD-setup zijn de inlaat en uitlaat ‘upstream’en ‘downstream’ verlengd .

CFD-automatisering De CFD-integratie in de optimalisatie-workflow was enigszins speciaal.

CAESES is een desktop-applicatie, dus gebruikers maken meestal verbinding met een on-premise CFD-solver die draait op hun lokale werkstation of op een in-house HPC cluster (HPC – High Performance Computing). Maar SimScale is een engineering simulatieplatform ‘in the cloud’, dus moest er

Communicatie De communicatie met SimScale's API gebeurt via een Python-script dat alle nodige commando's bevat om de CAD-data te uploaden, die te importeren in SimScale, de case op te zetten, uit te voeren, de resultaatbestanden te schrijven en die terug te sturen naar de lokale machine. Aan CAESES-zijde werd de verbinding met SimScale tot stand gebracht via de gebruikelijke Software Connector-interface. De door CAESES gegenereerde invoerbestanden voor elke variant zijn een STEP-export van de geometrie, het eerder genoemde Python-script, en een shellscript dat het script uitvoert. Een CSV-bestand met de stromingscoëfficiënten wordt na de berekening geïmporteerd en ontleed om hier de resultaten uit te halen die worden gebruikt binnen het optimalisatieproces.

Als eerste test van de verbinding is een geautomatiseerde klepcurve gedraaid, die bestaat uit het berekenen van de stromingscoëfficiënt voor een reeks van kleplichtposities - van volledig gesloten tot volledig open.

Eerste fase Het optimalisatieproces werd in verschillende fasen uitgevoerd. De eerste fase omvatte in totaal 16 parameters: de eerste 12 contourvormparameters, en de 4 parameters met betrekking tot de

Het CFD-domein. Voor de CFD-setup zijn ‘upstream’ en ‘downstream’ de inlaat en uitlaat verlengd.

56

CST_Art06.indd 56

constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:47

verdeling van de hoogte-breedteverhouding. Gestart werd met een experimentele opzet (Design-of-Experiments DoE) van 150 ontwerpvarianten, om de beschikbare ontwerpruimte in grote lijnen af te tasten.

De uit deze DoE verkregen database

OPTIMALE GEOMETRIE AUTOMATISCH IN DE CLOUD werd gebruikt om het surrogaatmodel (responsoppervlak) te genereren dat in het volgende optimalisatieproces werd gebruikt. Tijdens deze surrogaat-gebaseerde optimalisatie werden nog eens 50 ontwerpvarianten iteratief doorgerekend door CFD om de voorspelling van het surrogaat te controleren en de precisie ervan te vergroten.

Het resultaat van de eerste optimalisatie leverde een verbetering van de Kv op met 6,5 procent. In het algemeen kan worden gesteld dat de resulterende geometrie een meer volumineuze vorm vertoont in zowel de inlaat- als de uitlaatdoorgang, waardoor de stroming meer ruimte krijgt om zich soepel te ontwikkelen bij het passeren van de spleet tussen zitting en klep.

De resultaten van de totale optimalisatie.

constructeur 01 - 2022

CST_Art06.indd 57

De resultaten van de eerste optimalisatie.

Tweede optimalisatie Voor de tweede optimalisatiefase, met het doel om er nog wat meer uit te persen, werden acht van de parameters uit de eerste optimalisatie behouden. Dit waren de parameters die de meeste invloed bleken te hebben op de doelfunctie. Daarnaast werden nog twee contourparameters toegevoegd, alsmede de twee parameters voor de ‘sweep’-snelheid. De tweede optimalisatie werd direct uitgevoerd als surrogaat-gebaseerde optimalisatie, waarbij in totaal 160 ontwerpvarianten werden berekend. In dit

geval creëert het optimalisatiealgoritme zelf de initiële database en verfijnt deze vervolgens met aanvullende berekeningen, zoals voorheen. Deze run werd gevolgd door een laatste kleine lokale optimalisatie waarbij alleen de twee parameters voor de ‘sweep’-snelheid werden gebruikt.

Het totale resulteren

Succes In het uiteindelijke geoptimaliseerde ontwerp is de Kv nog verder verbeterd, tot een totale verbetering van 9 procent.

Terwijl de vorm van de (onderste) inlaatopening dezelfde kenmerken had als het vorige geoptimaliseerde ontwerp, vertoonde de uitlaat een tegenovergestelde ontwikkeling, door slanker te zijn dan de originele vorm.

Dit toepassingsgeval werd derhalve met succes afgesloten, waarbij alle gestelde doelen werden bereikt: SimScale kon met succes worden geïntegreerd in een geautomatiseerd optimalisatieproces als een cloud-gebaseerde oplossing. Hierdoor is het gemakkelijk om substantiële rekenkracht te verkrijgen als de mogelijkheden lokaal beperkt zijn. Bovendien kon het klepontwerp worden verbeterd door de stromingscoëfficiënt aanzienlijk te verhogen.

WWW.CAESES.COM WWW.GEMU-GROUP.COM WWW.SIMSCALE.COM

57

21-03-2022 14:47

SIMUL ATIESOFTWARE

Onzekerheid kwantificeren UNCERTAINTY QUANTIFICATION-MODULE IN COMSOL 6.0 COMSOL heeft eind vorig jaar versie 6.0 van hun Multiphysics-software uitgebracht. Een van de noviteiten is de Model Manager, een platformfunctie voor modelbeheer. Een andere in het oog springende toevoeging van de Zweedse simulatie-gigant is de Uncertainty Quantification-module.

Versie 6.0 brengt verder belangrijke verbeteringen aan de solvers met zich mee.

De verbeterde solvers resulteren in een prestatieversnelling van een factor 10 voor modellen met stralingswarmte en voor modellen die onderhevig zijn aan niet-lineair structureel materiaalgedrag.

Tot de feature-verbeteringen behoren onder andere een efficiëntere elektromagnetische simulatie van PCB-ontwerpen en een nieuw domein voor akoestische modellering: stroming geïnduceerd geluid. Details over alle nieuwe functies en verbeteringen zijn online beschikbaar in de COMSOL Multiphysics Versie 6.0 Release Highlights.

Model Manager De Model Manager is volledig geïntegreerd in de COMSOL Multip-

hysics-gebruikersinterface en is ontworpen voor het beheer van simulatiegegevens, versiebeheer, het bijhouden van wijzigingen en geavanceerde zoekfunctionaliteit binnen modellen, CAD-gegevens en andere gerelateerde externe bestanden. Het biedt een gestructureerde werkruimte waar collega's en teams kunnen samenwerken binnen hun organisaties en zelfs met externe partijen. Hierdoor komt de focus te liggen op effectief productontwerp en innovatie. Efficiënte gegevensopslag, waarbij alleen wijzigingen in eerdere versies worden bewaard, en het eenvoudig opzetten van vertakkingen en samenvoegen daarvan voor parallelle modelontwikkeling, dragen ook bij aan De COMSOL Model Manager biedt versiebeheer en gemeenschappelijke opslag voor efficiënte samenwerking in simulatieprojecten.

een efficiënte modelleer- en simulatie-workflow van een organisatie.

Primaire gereedschap "De Model Manager breidt COMSOL's geavanceerde multiphysics modelleringsmogelijkheden uit en ondersteunt onze snelle strategie om COMSOL Multiphysics te positioneren als het primaire gereedschap voor het democratiseren van simulatie in de CAE-markt,", zegt Svante Littmarck, CEO en president van COMSOL. "We vullen nu onze revolutionaire Model Builder en Application Builder, voor het ontwikkelen van multifysica-modellen en simulatie-apps, aan met de Model Manager voor modelontwikkeling en simulatiedata-management. Samen zullen deze functies de samenwerking binnen engineeringgroepen, tussen afdelingen en ondernemingen, en zelfs tussen landen vergemakkelijken. Dit zal onvermijdelijk leiden tot betere procesen fabricageontwerpen omdat alle competenties van een organisatie effectief worden ingezet."

Over de grenzen Om volledige samenwerking tussen be-

58

CST_Art08.indd 58

constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:47

De Uncertainty Quantification Module laat zien hoe de variabiliteit van de invoerparameters de simulatieresultaten beïnvloedt.

drijven mogelijk te maken, geeft COMSOL's floating network-licentietype gebruikers van binnen en buiten de organisatie van de licentiehouder toegang tot een gecentraliseerde Model Manager-installatie. Dit omvat ook medewerkers over geografische en territoriale grenzen heen. Daarnaast is een lokale Model Manager-installatie inbegrepen bij alle licenties – zelfs als die niet floating network gebaseerd zijn – om een platform te bieden voor het opbouwen van de bestandsopslagstructuur van een individuele gebruiker, terwijl versies worden bijgewerkt en wijzigingen van hun modelleerprojecten worden bijgehouden.

processen te voorkomen. Screening- en gevoeligheidsanalyses brengen aan het licht welke parameters belangrijker zijn dan anderen, waarmee bijvoorbeeld de geldigheid van basishypothesen van modellen op efficiënte wijze kan worden getoetst. Met behulp van uncertainty propagation kunnen kansverdelingen worden toegekend aan de outputgrootheden die van belang zijn.

Uncertainty Quantification-module De Uncertainty Quantification Module is een nieuw add-on product voor COMSOL Multiphysics dat gebruikmaakt van probabilistische ontwerpmethoden om onzekerheid in analyses en vooraf bepaalde veiligheidsmarges te kwantificeren. Met de module wordt het mogelijk om completere, nauwkeurige re en bruikbaardere multifysische modellen te produceren. Op basis van probabilistische ontwerpmethoden kunnen gebruikers met betrouwbaarheidsanalyses zien hoe bijvoorbeeld fabricagetoleranties de beoogde prestaties van het eindproduct beïnvloeden, om over- en under design van ontwerpen en

COMSOL versie 6.0 levert prestatieverbeteringen en vereenvoudigt de simulatie van veel belangrijke toepassingen zoals printplaatontwerp.

c o n s t r u c t e u r 0 1 - 2 0 2 2

CST_Art08.indd 59

Niet beperkt "Een sterk punt van de Uncertainty Quantification Module is dat deze kan worden toegepast op elke fysische si-

mulatie die door COMSOL Multiphysics wordt gedekt", zegt technology director numerical analysis Jacob Yström. "Je bent niet beperkt tot een bepaald fysica- of toepassingsgebied, zoals mechanica, maar kunt dezelfde soorten onzekerheidsanalyses uitvoeren op toepassingen op basis van akoestiek, vloeistofstroming, elektromagnetisme, enzovoort, zelfs wanneer deze fenomenen gekoppeld zijn. Dit maakt dit product veelomvattend en zeer krachtig."

WWW.COMSOL.COM/RELE ASE/6.0

59

21-03-2022 14:47

DE SIMUL ATIEREVOLUTIE – III

Simulation Driven Design ONTWERP JE SIMULATIE EN SIMULEER DAN JE ONTWERP Als ik een presentatie geef over dit laatste onderwerp van deze reeks van drie – simulatiegestuurd ontwerp – ofwel Simulation Driven Design, dan begin ik altijd met een plaatje van een zichtbaar liefdevol koppel op leeftijd. Ik besteed er verder geen aandacht aan.

O R L A N D O S A R DA R O , M A N AG I N G D I R E C TO R , DE S I G N 8

Laten we het eens over het ontwerpproces hebben.

Als je dat proces vangt in een afbeelding, dan zie je veelal circulaire bewegingen. Iteraties zo je wenst.

En itereren, dat is is in de basis natuurlijk goed.

Elke iteratie is immers een verbeterslag. Maar elke iteratie kost ook tijd. En tijd is geld. Wanneer we strijden om de time-to-market zo kort mogelijk te 60

CST_Art04.indd 60

Elke klus zijn eigen tool.

houden dus telt elk uur.

Wat nu als we het ontwerpproces meer lineair zouden kunnen doorlopen? Dat kan, maar dan heb je daar tools voor nodig. En als we het over tools hebben dan denk ik altijd aan m’n schuur. Daarin staat een keur aan tools uitgestald: elke klus heeft z’n een eigen tool. Logisch, want natuurlijk krijg ik een constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:48

schroef in de muur met een hamer. Maar dat ziet er niet zo fraai uit en het blijft ook niet erg lang zitten.

Ik heb minimaal een schroevendraaier nodig, soms ook een boormachine en dan nog die hamer. En zo is het ook op onze computers. Maar kijk ik naar de computer van de gemiddelde ontwerper dan tref ik waarschijnlijk maar drie tools aan: CAD, een word processor en een programma om afbeeldingen te bewerken. Dat kan beter.

Tools Altair heeft voor ontwerpers een hele suite aan producten beschikbaar. Tools, zeg maar. De licensering verloopt via Units, die je per jaar of maand huurt.

Dat maakt het systeem uitermate flexibel: heb je voldoende Units, dan kun je elke titel in de suite starten. Je hoeft dus niet te kiezen voor een specifieke softwaretool, maar je hebt toegang tot de hele suite. Werkte dat in m’n schuur maar zo!

Die suite is trouwens enorm omvangrijk. Er is ei-

constructeur 01 - 2022

CST_Art04.indd 61

Een goed begin is het halve werk.

Een ontwerpproces verloopt veelal circulair.

genlijk weinig dat Altair niet kan simuleren. Zo is er software om radiografische en gsm-straling te simuleren, voor magnetische velden, hoe pillen door een vulmachine rollen, hoe zand zich in een graafmachine ophoopt en hoe olie door een versnellingsbak klotst. Voor ontwerpers uiterst interessant natuurlijk, omdat zodoende al vooraf de juiste vormen geëvalueerd en gedefinieerd kunnen worden.

Simuleert eer ge begint De meest interessante simulatietools voor designers zijn die voor productiesimulatie. Als ontwerper heb je zonder deze tools veel vragen: kan deze vorm diepgetrokken worden, krijg ik porositeit in m’n gietstuk, blijft m’n 3D-print goed op het platform staan, extrudeert m’n profiel gelijkmatig zonder scheuren – noem maar op. Gezond verstand en testen brengen je ver, maar zijn riskant en kosten tijd.

Daarom is het beter om het er niet op aan te laten >

61

21-03-2022 14:48

Het kortere, lineaire proces van simulatiegestuurd ontwerp.

komen en al vóórdat de eerste frees in een matrijs gezet is, te simuleren hoe jouw ontwerp zich gaat houden.

ficial intelligence te vatten … Zo ver zijn we nog lang niet – maar dat verdient een geheel eigen artikelenreeks trouwens.

Beginnen met de oplossing En simuleren kun je leren, zo hebben we eerder gezien. Pippi Langkous zou het proberen. Maar op dit moment simuleren we nog ons ontwerp in een analyse, en niet andersom. Voldoet het niet? Dan gaan we terug naar de tekentafel. Zo ben ik zelf ook vaak door de constructeurs weer terug naar beneden gestuurd.

Draaien we het om, dan starten we met de oplossing. Starten met topologie-optimalisatie om de ideale vorm te krijgen, is dan een goed idee. Laat het uitrekenen van de ideale materiaalverdeling maar over aan een decennia-oud algoritme dat is geïnspireerd op de natuur. Het idee is om deze tool te gebruiken als een concept-generator, en daarna pas als een analysetool.

“Ja ho eens even! Ik ben hier de designer”, zal je zeggen, “ik genereer de concepten.” Zeker, je blijft zeker de ontwerper. Sommige softwarehuizen denken dat je door voldoende parameters in een programma te gooien je zo’n programma een perfect design kan laten uitspugen, maar ik geloof daar (nog) niet in. Ik denk dat we voorlopig nog de genialiteit van het menselijk brein nodig hebben om tot de beste oplossingen te komen. En om die genialiteit in arti-

Koppel Ik krijg trouwens zelden de vraag wat dat oude koppel nu eigenlijk in mijn presentatie doet. Dat leg ik graag uit, want het raakt namelijk de kern van mijn boodschap. Die boodschap is, zo moge inmiddels duidelijk zijn: begin met de oplossing. Start with the Solution. Hoe mooi. Compact en waar.

Als je direct aan het begin de juiste beslissingen kunt nemen, dan kun je in een rechte lijn vooruit.

En hoef je dus, om bij het voorbeeld van het koppel te blijven, niet bijvoorbeeld twee keer te hertrouwen. Scheelt een hoop tijd en geld!

Ontwerp je simulatie Lach maar – het is in de ontwerppraktijk helaas schering en inslag. We worden verliefd op ons ontwerp omdat we te lang en te vaak in dezelfde procesgang blijven steken. Uit Silence of the Lambs, wanneer Hannibal agente Clarice dé hint geeft: “We covet what we see…. every day.”

Maar die liefde .. die moeten we heel duur betalen.

Dus: begin met de oplossing, ontwerp je simulatie en simuleer dan je ontwerp.

WWW.DESIGN8.EU

Klik. Klik. Klaar.

Kabelinvoer met snelle montage Het kabeldoorvoerframe KEL-FA (Fast Assembly) biedt een snelle montage zonder gereedschap.

Trekontlasting conform EN62444 en hoge flexibiliteit door gebruik van verschillende doorvoertules en adapters.

IP54

62

CST_Art04.indd 62

UL TYPE

www.icotek.com | www.ccned.nl

constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:48

PRODUCT

Nieuws BLDC-SERVOSYSTEMEN De iSV2-serie borstelloze DC-servosystemen van Leadshine is leverbaar in een 200 W- en 400 W-uitvoering met een voorflens van 60 mm en in een 750 W-uitvoering met een 80 mm voorflens. De motoren zijn voorzien van geïntegreerde servoregelaar (24 VDC of 48 VDC). Hierdoor zijn ze volgens de leverancier uitermate geschikt voor mobiele applicaties met batterijvoedingen zoals AGV systemen, shuttles en machines in de land- en tuinbouw. Omdat er geen separate drive nodig is worden de servo-aandrijvingen ook toegepast in modulair opgebouwde apparaten en machines waarbij systemen eenvoudig uitgebreid kunnen worden zonder gebruik of aanpassing van een schakelkast. De servomotor is uitgevoerd met een 17-bits encoder en optioneel met een houdrem. De motor kan twee- tot driemaal worden overbelast voor versnellingen. De drive is voorzien van vier programmeerbare ingangen, twee programmeerbare uitgangen en een aansluiting voor een remweerstand. De serie is leverbaar met een CANopen- of Modbus (RS485)-aansluiting voor communicatie met bovenliggende besturingen, zowel snelheid- als positieregeling. De Modbus-uitvoering is ook geschikt voor puls-richting aansturing.

ATBAUTOMATION.EU

MAGNETISCHE GRIJPERS De 24 V EMH elektro-permanente magneetgrijperreeks van Schunk bestond tot voor kort uit de enkelpolige EMH-RP-grijpers. Daar worden nu de tweepolige EMH-DP en de vierpolige EMH-MP aan toegevoegd. De enkelpolige EMH-RP is goed voor het grijpen van platte en ronde onderdelen. Met een poolkwartet is de EMH-MP dan weer geschikt voor de handling van plaatmateriaal, ook dun plaatstaal kan worden gescheiden met de digitale viertraps grijpkrachtregeling. De tweepolige EMH-DP is meer bedoeld voor binpicking. Via standaard poolverlengingen kan het assortiment onderdelen verder worden uitgebreid. De EMH-grijpers zijn verkrijgbaar in verschillende maten voor van 3,5 kg tot 175 kg. De werking van de grijpers is gebaseerd op een combinatie van elektrische en permanente magneten die de magnetische flux handhaven, zelfs wanneer deze is uitgeschakeld. Slechts een korte elektrische impuls is nodig om het systeem te activeren en te deactiveren, wat betekent dat de grijpkracht ook bij stroomuitval niet wordt beïnvloed.

SCHUNK.COM/MAGNET

UNIVERSELE COMPUTERSTEUN De MNT1 universele voertuigsteun is bedoeld voor monitoren, paneel-PC's en computers en beschikt over een kogelgewricht en AMPS-, VESA75- en VESA100-montagegaten. De MNT1 (150 x 105 x 110 mm)is bestand tegen een belasting tot 30 kg - dus kan hij zonder problemen zwaardere terminals en dergelijke dragen. Flexibele en traploze positionering is mogelijk door middel van een snelsluiting en een groot kogelgewricht. Deze kan in alle richtingen worden versteld bij een hellingshoek van 45°. Daarna wordt het kogelgewricht vastgezet van los tot zeer vast door middel van de stelschroef op de onderste zitting van de kogel. Tijdens het gebruik beschermen de geïntegreerde schokdempers van 3 cm het scherm tegen kuilen en trillingen.

WWW.WEROCKTOOLS.COM

constructeur 01 - 2022

CST_product.indd 63

63

21-03-2022 14:49

BEDIENINGSGREEP Sense+ is een universele joystick in een linkshandige en rechtshandige versie met een volgens Rexroth uniek ontwerp. De machinebediener kan worden geleid en gewaarschuwd voor onjuiste bediening en gevaren via een optioneel haptisch trilfeedback-element. Verschillende vibratiepatronen kunnen bijvoorbeeld afstanden tot stationaire of naderende obstakels aangeven. Dit maakt een intuïtieve, comfortabele interactie tussen de machine en de bestuurder mogelijk. Met verschillende greepconfiguraties en flexibele drukknop-, vingerwiel- en tuimelschakelaaropstellingen kan de joystick worden aangepast aan diverse machinetypes en functies. Sense+ is dan ook verkrijgbaar in 156 verschillende configuraties. Optionele LED-achtergrondverlichting voor afzonderlijke bedieningselementen in de greep kan ook laten zien welke machinefuncties op dat moment zijn geactiveerd.

Sense+ kan met slechts één CAN-stekker op het machinebesturingsapparaat worden aangesloten, wat minder bedrading in de armsteunconsole betekent. Omdat de basis tot 29 in- en uitgangen verwerkt, kunnen zelfs externe apparaten worden aangesloten om de basis als CAN-gateway te gebruiken.

WWW.BOSCHREXROTH.COM

2D-VISIONSENSOR Voor de inline inspectie van kleine onderdelen, modules en eindproducten in de industriële omgeving is er nu de compacte 2D-visionsensor InspectorP61x, voor toepassingen met een beperkte installatieruimte of voor een snelle montage op een robotarm. Het detectiebereik van de camera met CMOS-matrixsensor (grijswaarden) loopt van 50 tot 300 mm en de sensorresolutie bedraagt 1.280 x 960 px (1,2 pixel). Het geïntegreerde 6 of 12 mm objectief heeft een handmatig instelbare focus. De visionsensor beschikt over een geïntegreerde optiek en verlichting die wat sterkte, kleur en type licht betreft eenvoudig instelbaar is.

Zo zijn kwalitatief hoogwaardige beelden altijd direct binnen handbereik. De speciale Quality Inspection app, bij de prijs inbegrepen maar met een optionele licentie voor de Deep Learning SensorApp), zorgt ervoor dat iedereen – expert of minder ervaren – de sensor via een intuïtieve web-interface snel kan configureren.

WWW.SICK.NL

VEILIGHEIDSRELAISMODULE B&R heeft de X90 besturingslijn uitgebreid met een optiekaart waarop de signalen van externe veiligheidscomponenten potentiaalvrij aangesloten kunnen worden, waardoor mobiele machines nog veiliger worden. Mobiele besturingssystemen met veilige potentiaalvrije uitgangen waren tot nu toe niet op de markt verkrijgbaar. Met de nieuwe veiligheidsrelaismodule van B&R kunnen externe veiligheidscomponenten, zoals servodrives of laserscanners, nu via een potentiaalvrij noodstopcircuit op de X90 controller worden aangesloten. Een veiligheidsniveau van PLe / SIL3 kan worden bereikt. De optiekaart is bijzonder geschikt voor autonome bouw- en landbouwvoertuigen.

Voor de uitbreidbare X90 controller is een scala aan optiekaarten beschikbaar voor het implementeren van klantspecifieke automatiseringsoplossingen.

Bovendien wordt de controller geleverd in een IP69K-behuizing. Een schakelkast of complexe bekabeling is niet nodig en dat vereenvoudigt het onderhoud.

WWW.BR-AUTOMATION.COM

64

CST_product.indd 64

VEILIGHEIDSKOPPELING De mechanische ECA-veiligheidskoppeling van Enemac is speciaal ontwikkeld voor tandriemaandrijvingen. Binnen enkele hoekgraden scheidt de overbelastingskoppeling op betrouwbare wijze in- en uitvoer. Eenvoudige, lichte elementen voorkomen nadelige massatraagheid. Deze zijn gekozen omdat te zware schakelelementen het (statisch bepaalde) ontkoppelingskoppel en dus ook de destructieve botskrachten bij een dynamische botsing aanzienlijk kunnen verhogen. Het gamma omvat 17 maten voor instelbereiken tussen 0,5 en 470 Nm. De veiligheidskoppeling is verkrijgbaar met een conische bus of spiebaan. Bovendien zijn op verzoek talrijke speciale varianten verkrijgbaar. De ECA vormt een compacte eenheid met de tandriemschijf, zodat in de motorruimte nauwelijks extra ruimte nodig is.

WWW.ENEMAC.DE

constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:49

Snel en nauwkeurig grote afstanden meten CLEANROOM KABELRUPSSYSTEEM Deeltjesvrije kabelrupsen zijn vereist voor het veilig geleiden van kabels en slangen in cleanrooms. Hiervoor is e-skin flat ontwikkeld, een modulair ontwerp en een alternatief voor vlakbandkabels. In de Fraunhofer cleanroom-test, heeft het energietoevoersysteem bewezen deeltjesvrij te zijn conform ISO klasse 1. Niet alleen als enkellaags, maar ook als drielaags aansluitklaar kabelrups-systeem.

Het e-skin flat energietoevoersysteem is configureerbaar, afgestemd op het toepassingsscenario. Het kan bestaat uit maximaal zes compartimenten per laag. De drielaagse constructie ondersteunt kabelrupsen op de onderste laag, hetgeen de stabiliteit van de kabelrups waarborgt. Voor gebruik in de e-skin flat is specifiek de CFCLEAN- serie specifiek ontwikkeld. De kabel-aders kunnen energie en signalen overdragen voor de motorbesturing, bussignalen en Ethernet. De gebruiker kan desgewenst een compleet cleanroom-systeem ontvangen dat is gecertificeerd en direct aansluitklaar is.

WWW.IGUS.NL

KORTE CONNECTOR De korte versie van de 423-serie connectoren is een ronde connector in M16-vormfactor met een lengte van ongeveer 47 mm. Ze zijn verkrijgbaar in uitvoeringen met 2 tot 19 pennen en voldoen aan IP67-eisen wanneer aangesloten. Het gaat om korte, afschermbare kabelconnectors met kabelklem, zowel met soldeer- als krimpaansluiting. Afhankelijk van het aantal pennen en het type verbinding zijn de connectors geschikt voor aderdiktes van 0,14 mm2 (AWG 26) tot 1,0 mm2 (AWG 18). De maximaal toegestane spanning en stroom zijn respectievelijk gespecificeerd als 32…250 V en 3…7 A. De kabeluitgangen hebben een doorsnede van 4,1 tot 7,8 mm voor verschillende toepassingen. De afschermbare, korte versie van de M16-serie 423 is verkrijgbaar in tien soldeer- en vijf krimpversies, male en female, afhankelijk van het aantal pennen. Alle zijn ontworpen voor meer dan 500 aansluitcycli. De behuizing en vergrendeling van zowel de krimp- als soldeerversies zijn gemaakt van vernikkeld messing.

WWW.BINDER-CONNECTOR.DE

constructeur 01 - 2022

CST_product.indd 65

Onder meer in geautomatiseerde magazijnen is het noodzakelijk om grotere afstanden snel en accuraat te meten. Op basis van deze meetgegevens bewegen de logistieke modules zich langs de rekken om daar op de juiste plaats goederen te plaatsen of weg te nemen.

Speciaal voor dit type toepassingen ontwikkelde het Zwitserse Dimetix een serie laserafstandsensoren die gebruik maakt van een combinatie van meetprincipes. Hierdoor kunnen de sensoren afstanden meten van 0,05 tot 500 meter met een nauwkeurigheid van ± 1 mm. Daarbij hebben ze geen last van onnauwkeurigheden door slippende wielen zoals bekend van wielencoders en weten bij het opstarten van het systeem direct de juiste positie. Een referentierun is niet nodig.

Door de robuuste behuizing (IP65), het brede temperatuurbereik en de compacte afmetingen zijn de elementen bovendien breed toepasbaar. Binnen de intralogistiek maar ook in vulniveauregelingen of machines die lange producten moeten verwerken.

ROTERO HOLLAND Pompmolenlaan 21 3447 GK Woerden 0348-495150 info@rotero.com www.rotero.com

65

21-03-2022 14:49

‘HEAVY LOAD’ CILINDER De elektromechanische cilinders (EMC’s) van Bosch Rexroth zijn nu ook verkrijgbaar als HighPower-versie EMC-HP. De EMC-HP’s zijn nu beschikbaar in drie bouwgroottes: 115, 130 en 160 (behuizingsdiameter) met beschermingsklasse IP54. Ze zijn geschikt voor een reeks verschillende zware toepassingen met slaglengtes tot 1.500 mm: van persen, omvormen en klinken tot spannen, positioneren en testen.

Elke EMC-HP maakt gebruik van de beproefde planetaire schroefaandrijvingen (PLSA) van Bosch Rexroth om te kunnen voldoen aan extreem hoge normen op het gebied van regelnauwkeurigheid en dynamiek. Dankzij een dynamisch draaggetal (Cdyn) van maximaal 189,5 kN kunnen zware lasten, in het kader van een energiezuinig proces, ook bij complexe bewegingsprofielen snel en nauwkeurig worden verplaatst - met axiale krachten tot 100 kN en bij snelheden tot 0,83 m/s.

De nieuwe actuators zijn ontworpen voor zware belastingen tot 100 kN. Dankzij de planetaire schroefaandrijving blijft ook onder zware omstandigheden een aanzienlijk continu vermogen beschikbaar. Dit is te danken aan zowel de nieuwe oliebadsmering als de optionele waterkoeling direct op de schroef zelf.

WWW.BOSCHREXROTH.COM

MOTORSTARTERS EN -BEVEILIGINGEN De PKZM0 en PKE motorbeveiligingsschakelaars in het vermogensbereik tot 32A en de DILM en DILA magneetschakelaars tot 38A zijn nu ook verkrijgbaar met uiterst efficiënte Push-in klemmen. Push-in klemmen verkorten de bedradingstijd van deze componenten met 50 procent, in vergelijking met conventionele schroefklemmen. Ook zijn overeenkomstige MSC motorstartercombinaties met Push-in-aansluitklemmen verkijgbaar, waarmee de installatie- en bedradingskosten nog verder kunnen worden teruggedrongen Dankzij de identieke footprint kunnen apparaten met schroef- of Cage-klemmen eenvoudig worden vervangen zonder dat de DIN-rail of schakelkast opnieuw hoeft te worden ontworpen. De nieuwe motorbeveiligingen beschikken over dezelfde goedkeuringen en certificeringen als de modellen met schroefklemmen, waaronder bijvoorbeeld UL Type E. Bovendien is er ook een versie van de motorbeveiligingsschakelaar PKZM0 beschikbaar waarbij de voedingsklemmen voorzien zijn van schroefklemmen, terwijl de uitgaande klemmen voorzien zijn van Push-in klemmen. Dit maakt het zeer eenvoudig en kosteneffectief om meerdere apparaten via een driefasige kamrail te voeden en tegelijkertijd de voordelen van de Push-in technologie ten volle te benutten.

COBOTS De nieuwe CRX-5iA, CRX-20iA/L en CRX-25iA cobots zijn toevoegingen aan de CRX-serie van Fanuc, met ook de CRX-10iA en CRX-10iA/L. In totaal bestaat de CR- en CRX-reeks nu uit in totaal 11 cobotvarianten om producten van 4 tot 35 kg te hanteren. De CRX-5iA, CRX-20iA/L en CRX-25iA kunnen 5, 20 en 25 kg hanteren en hebben een maximale reikwijdte van respectievelijk 994, 1418 en 1889 mm. Het IP67-beschermingsniveau (stofdicht en waterdicht) is standaard voor alle vijf CRX-modellen. De CRX-cobots kunnen externe krachten detecteren en veilig stoppen wanneer ze in contact komen met een persoon of object. Dankzij deze technologie kunnen de CRX-cobots veilig naast mensen werken zonder dat dure afschermingen nodig zijn. De CRX kan worden gebruikt met een standaard 100V/240V-voeding, en bevat ook energiebesparende functies waardoor het stroomverbruik amper 400 W bedraagt (met 25 kg payload).

WWW.FANUC.EU

WWW.E ATON.COM

66

CST_product.indd 66

constructeur 01 - 2022

21-03-2022 14:49

n lgende stappe

en de vo Laten we sam .com info@nl.gudel

zetten.

Met intelligente technologieën voor lineaire bewegingen brengt Güdel de flow in industriële automatisering.

U verkrijgt het meest optimale resultaat met meetbare meerwaarde, absolute betrouwbaarheid en maximale efficiëntie.

gudel.com

CST Advertenties.indd 67

21-03-2022 12:09

CST Advertenties.indd 68

21-03-2022 12:09