Constructeur 2 - 2022

JULI

2022 HÉT VAKTIJDSCHRIFT VOOR WERKTUIGBOUWKUNDIGE CONSTRUCTEURS EN ONTWERPERS

Op 6 bar EN 24 VOLT

Naadloos van CAD naar CAM

May the force be with you in the cloud

Composieten en duurzaamheid

Fellow op het ‘vaderdagverblijf’

Model Based Lassen nu ook al geen probleem meer

Darth Vader heeft het niet zo op die lichtzwaarden uit Canada

Een veelbelovend huwelijk op de jongste JEC

Na 15 jaar werkt Martijn Leenders nog steeds bij ASML

CST_Cover.indd 1

27-06-2022 11:48

HET EVENT VOOR INNOVATIEVE INDUSTRIËLE PRODUCTIETECHNOLOGIE

HET EVENT VOOR SLIMME MAAKOPLOSSINGEN

MELD JE NÚ GRATIS AAN TECHNISHOW

en ontvang automatisch alle updates en ins & outs tot aan de beurs

ESEF

LD OF ME VIA: JE AAN

L/ HOW.N S I N H TEC URS VAKBE F.NL OF ESE

30 AUG T/M 2 SEP 2022 | JAARBEURS UTRECHT

CST Advertenties.indd 2

27-06-2022 11:49

COLOFON Constructeur, juli 2022 62-ste jaargang nr.2

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

Fossiel Natuurlijk kan ik van alles vinden van de aankondigingen van het Zweedse staalbedrijf SSAB die ik de laatste maanden mijn postvak binnen heb zien komen over fossielvrij staal: een overeenkomst met tier-1 automotive toeleverancier Sharpe Corp, een deal met Alfa Laval voor de productie van een fossielvrije warmtewisselaar tegen 2023, Volvo Construction Equipment dat met hun fossielvrije staal een of andere kiepwagen – een ‘articulated hauler’ in goed Zweeds – heeft gemaakt voor het bouwbedrijf NCC en ook Epiroc gaat mijnbouwmateriaal maken met fossielvrij staal.

Een goede grap over fossielvrij staal kan ik niet bedenken. Wat voor fossielen vind je in staal? Maar bij gebrek aan een betere benaming vind ik het prima. Het draait in elk geval allemaal om een proces met de naam HYBRIT. Uiteraard een acroniem, maar in elk geval mede-initiatiefnemer SSAB lijkt niet te willen prijsgeven waar het voor staat. Maar met een beetje zoeken vind je dan toch Hydrogen Breakthrough Ironmaking Technology. Overigens zijn de andere twee initiatiefnemers LKAB – dat ijzererts wint – en Vattenfall. En ze zijn in 2016 al begonnen.

Nu lijkt HYBRIT een beetje op hybride. Dat wekt de suggestie dat het nog niet helemaal zonder ‘fossiel’ kan. Maar om van ijzererts naar staal te komen ben je ook wel even bezig en zo'n hele keten klimaatneutraal krijgen vergt wel het nodige. Hoe dan ook – bij dit proces gaat het erom bij de staalproductie in elke geval geen steenkool meer te gebruiken. HYBRIT is een direct reductieproces dat gebruik maakt van groene waterstof en een product oplevert dat sponsijzer heet. Daar kan je nog niks mee, want als je niet uitkijkt roest het weg waar je bij staat. Maar je kan er uiteraard wel staal van maken.

Dat HYBRIT heeft net 143 miljoen euro aan subsidie ontvangen van de EU. Daar gaan ze een hoop mee doen. Onder andere moet er een installatie komen die laat zien dat het proces op commerciële schaal uiteraard functioneert. Dat moet ook wel als je dat fossielvrije staal in 2026 commercieel op de markt wil brengen. Nu kan je over dit initiatief schamper doen. Maar het is 2026 voor je het weet en dan willen ze jaarlijks 1,35 miljoen ton van dat sponsijzer maken voor de productie van staal. En dat zou dan weer goed zijn voor 25 procent van de totale jaarlijkse Zweedse staalproductie.

Wordt dat staal dan duurder? Dat weet ik niet. Wel dat iedereen in de toekomst op duurzaamheid gaat worden afgerekend. Voor wie dat niet gelooft geldt denk ik maar een benaming: fossiel!

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 2 - 2 0 2 2

CST_Voorwoord_Colofon.indd 3

3

27-06-2022 11:51

INHOUD

juli

18 INTERVIEW Fellow op het ‘vaderdagverblijf’ In 2007 wint Martijn Leenders de Ir. A. Davidson Award voor zijn werk bij ASML. Vijftien later werkt hij daar nog steeds. “Alle innovatie begint met plezier hebben in het werk.”

36

22 SYSTEM ENGINEERING ‘De boel bij elkaar praten’

Een nieuwe lithografiemachine vergt veel technologieontwikkeling. System engineers, of architecten, brengen al die technologieën bijeen in werkende modules en uiteindelijk een machine. Daarvoor moeten ze het overzicht behouden, terwijl ze waar nodig technologisch de diepte induiken. Martijn Leenders geeft zo zijn eigen invulling aan system engineering.

Lichtbron

Masker voor patroonvorming Lens voor 4:1 afbeelding van masker op wafer

PRODUCTIEAUTOMATISERING Sputteren én doordraaien in een vacuüm

29

Hoe verplaats je in een inline modulair coatingsysteem de producten tussen de verschillende kamers voor de diverse procestappen met de voorwaarde dat die kamers vacüum moeten blijven?

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.

Wafer op wafertafel

4

CST_Inhoud.indd 4

constructeur 02 - 2022

27-06-2022 11:52

48 COMPOSIETEN JEC 2022 weer op koers

Het negeren van hun CO2-footprint door de bezoekers was lichtelijk in contrast met het hoofdthema van de JEC World 2022 – duurzaamheid. Hoewel niet op elke stand zichtbaar, kon je er op de beurs nauwelijks omheen. Als aanjagers van een duurzamere wereld, werd de nieuwe generatie composieten op basis van natuurlijke vezels stevig in de schijnwerpers gezet.

EN VERDER 06

KORT NIEUWS

08

COBOTICA Eerste cobot op lucht

12

KUNSTSTOFFEN EN RUBBER K 2022 'just in time’

16

PRODUCTONTWIKKELING May the Force be with you

26

52

MODEL BASED DEFINITION ‘Model Based’-lassen

Voor verspaning en plaatbewerking is Model Based Definition al enige tijd staande praktijk. Het 3D CAD-model wordt automatisch vertaald in een CAM-bewerkingsprogramma. Voor lassen is het nu ook zover, dankzij een tool van TFH technical services, Valk Welding en Software Factory.

PLM

Construeren met data

34

PRODUCTIETECHNIEK Fabriek van de toekomst

40

LINEAIRE GELEIDINGEN Van 3 kg tot 3 ton

44

PRODUCTIETECHNIEK Spuitgieten – NFSD XVI

55

PRODUCTNIEUWS

Op de cover:

Met een massa van 17 kg zou je Festo's cobot op lucht bijna onder je arm kunnen meenemen. Meer op pagina 8 en verder. constructeur 02 - 2022

CST_Inhoud.indd 5

5

27-06-2022 11:52

KORT

Nieuws STADSFIETS UIT KUNSTSTOF Op de jongste Hannover Messe liet Igus het concept zien van een stadsfiets die volledig is gemaakt van kunststof, van het frame en de lagers tot aan de tandriem. Igus-ceo Frank Blase kreeg het idee voor de ‘igus:bike’ op vakantie en sprak met een fietsverhuurbedrijf op het strand over alle problemen van dien voor hun fietsen: zand, wind en zout water. De igus:bike heeft daar geen moeite mee: alle onderdelen zijn van smeringsvrije kunststof.

Igus werkt momenteel met acht ontwikkelaars aan alle bewegende onderdelen en hierbij wordt nauw samengewerkt met de Nederlandse fiets-startup MTRL uit Nederland van Johannes en Benjamin Alderse Baas, ‘bekend’ van de DutchFiets van gerecyclede kunststof. Op het nieuwe igus:bike platform krijgen fietsfabrikanten van over de hele wereld de kans om de technologie gezamenlijk verder te ontwikkelen. Het platform toont continu de status en voortgang van alle onderdelen en nodigt marktpartijen expliciet uit om deel te nemen.

MTRL begint eind dit jaar met de productie en verkoop van een kinderfiets en een stadsfiets voor volwassenen. De Duitse introductie zal plaatsvinden in begin 2023. Andere versies, zoals een e-bike, zijn ook gepland. De fiets moet in de toekomst zowel in een variant van nieuwe kunststof als in een variant van volledig gerecycled materiaal verkrijgbaar zijn. De eerste prototypes, die met succes zijn geproduceerd en getest, zijn bijvoorbeeld gemaakt van materiaal van oude visnetten. De fiets voor volwassenen van nieuw plastic gaat 1.200 euro kosten. Voor de variant van gerecycled kunststof zal een toeslag gelden van 200 euro.

IGUS.BIKE WWW.MTRL.BIKE

SOMNI SOLUTIONS IN SENSORPROTOTYPE VOOR EROSIEDETECTIE Dr. Myra Lydon, onderzoeker aan de Queen's University Belfast, heeft een nieuw sensorprototype ontwikkeld, dat vroegtijdig verzakking van bruggen moet signaleren. Wereldwijd is dit de belangrijkste oorzaak van bruginstortingen. De verzakkingen zijn vaak het gevolg van uitslijting, de erosie van rivierbeddingen en oevers. Dit kan tot grote structurele problemen bij bruggen en viaducten leiden. Een eerste prototype van de sensor is ontwikkeld in samenwerking met Somni Solutions uit Delft, dat geavanceerde glasfibersensoren ontwikkelt. De tests zijn nu voltooid en Lydon hoopt dat de sensor deze zomer op een Noord-Ierse brug kan worden geïnstalleerd en na verder onderzoek op grotere schaal zal kunnen worden toegepast.

In 2009 stortte een sectie van 20 m in van het Broadmeadow-treinviaduct bij Malahide, net boven Dublin. Lydon: “Bij erosie zijn er vaak vooraf geen zichtbare tekenen van schade aan de constructie. In Malahide werd de brug slechts enkele weken voor de instorting geïnspecteerd en was de inspectie goed doorstaan. Maar de brug begaf het enkele seconden nadat een volle passagierstrein was overgestoken. De sensor die we hebben ontwikkeld, detecteert veranderingen in de rivierbedding voordat de schade aan de brug optreedt.”

Somni Solutions heeft ook de sensoren ontwikkeld die nu de nieuwe San Giorgio-brug in Genua bewaken. De voorganger, de Morandi-brug, stortte deels in tijdens een storm in 2018. Hierbij kwamen 43 mensen om het leven WWW.SOMNISOLUTIONS.COM WWW.QUB.AC.UK

6

CST_kortnieuws.indd 6

constructeur 02 - 2022

27-06-2022 11:54

EUROPEES ONDERZOEK TILT VLIEGTUIGONDERHOUD NAAR DIGITAAL TIJDPERK Met een groot onderzoek van meerdere Europese universiteiten en industrieën (ReMAP - Real-time Condition-based Maintenance for Adaptive Aircraft Maintenance Planning) met TU Delft als projectleider, is een belangrijke stap gezet in de modernisering in vliegtuigonderhoud met behulp van Artificial Intelligence. Tijdens een testperiode van zes maanden bij KLM, waarbij gebruik is gemaakt van de operationele gegevens van KLM in realtime, is bewezen dat AI-modellen kunnen worden gebruikt om gezondheidsvoorspellingen van vliegtuigsystemen te maken, en het onderhoudsproces dienovereenkomstig te plannen.

Projectleider Bruno Santos (TU Delft): “We zijn erin geslaagd om het complete onderhoudsproces van verschillende vliegtuigvloten te modelleren. Hiermee wordt het in de toekomst mogelijk om het huidige vliegtuigonderhoud op basis van vaste tijdsintervallen, en onderhoud als gevolg van defecten, te transformeren naar continue gezondheidsmonitoring van systemen. Systemen worden dan vervangen precies wanneer dat nodig is, en dat gaat verspilling tegen. Daarnaast heeft het team het complexe proces van onderhoudsplanning gemodelleerd, dat momenteel grotendeels met de hand gebeurt. Hierin wordt rekening gehouden met veranderingen en verstoringen, zodat het de praktijk beter benadert dan bestaande, statische modellen. Onderhoud kan

hierdoor verder vooruit worden gepland.”

Alleen al in Europa kan de potentiële besparing op vliegtuigonderhoud oplopen tot 700 miljoen euro per jaar, zoals geschat wordt door de Adviesraad voor Luchtvaartonderzoek in Europa (ACARE). Paul Chün, Vice President Technology Hub KLM Engineering & Maintenance: “We zijn tevreden met de resultaten van de ReMAP-testen bij KLM E&M. Ze laten zien dat conditie-gestuurd onderhoud (CBM) de potentie heeft om de levensduur van hoogwaardige activa te verhogen en ongepland onderhoud om te zetten in gepland onderhoud.

Bovendien kunnen we met dit concept overwegen om de huidige handmatige onderhoudsplanning, van hooguit enkele weken vooruit, te vervangen door een automatisch planningsproces waarmee we enkele maanden vooruit kunnen plannen. Extra tijd is cruciaal voor onderhoudsbedrijven om problemen vóóraf te identificeren en voor luchtvaartmaatschappijen om een langere termijn onderhoudsstrategie te ontwikkelen. Het voordeel voor reizigers is duidelijk: minder ongepland onderhoud zorgt voor minder vertraging en minder annulering van vluchten.” (Foto: KLM) H2020-REMAP.EU

BESTURINGSTECHNIEK

VOOR LINEAIRE SERVOMOTOREN GA JE NAAR GRONEMAN c o n s t r u c t e u r 0 2 - 2 0 2 2

CST_kortnieuws.indd 7

• • • •

Dynamisch Draai-hef functie Flexibel Nauwkeurig

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

7

27-06-2022 11:54

COBOTICA

Eerste cobot op lucht 24 VOLT EN EEN PERSLUCHTAANSLUITING VAN 6 BAR Eenvoudig te programmeren, geen afschermingen en met een aantrekkelijk prijskaartje – dat noemt Festo als belangrijkste kenmerken van de wereldwijd eerste pneumatische cobot die aan de vooravond van de Hannover Messe is gepresenteerd. Binnen het uur kan je volgens de trotse makers de cobot hebben uitgepakt, aangesloten en met een eerste niet al te complexe pick&place-opdracht hebben geprogrammeerd.

R O B I N Z A N DE R

Festo had de Hannover Messe uitgekozen om de cobot voor de eerste maal te presenteren aan het grote publiek. Inpakken en meenemen – de cobot weegt om en nabij de 17 kg – was dan weer niet mogelijk: de cobot kan komend jaar worden geleverd. Wie in Hannover serieuze belangstelleng had zal ongetwijfeld het prijskaartje te horen hebben gekregen – of in elk geval een betrouwbare indicatie.

En die luidt? Nou, minder dan een elektrische met

Dr. Frank Melzer (links) en Christian Tarragona van Festo flankeren ‘s werelds eerste pneumatische cobot bij de online presentatie.

8

CST_Art09.indd 8

dezelfde kwalificaties maar daar blijft het even bij.

Vergelijkbaar wil dan weer zoveel zeggen als een reikwijdte van 670 mm, geschikt een maximale last van 3 kg en met een herhaalnauwkeurigheid van 0,3 mm.

Varianten met andere specificaties liggen wel in het verschiet, maar dat kan nog even duren. De focus ligt dan waarschijnlijk eerder op het verhogen van de reikwijdte – die nu vergelijkbaar is met die van een menselijke arm – en niet zo zeer op het tillen van zwaardere lasten. Zeker omdat volgens Christian Tarragona, hoofd Robotica bij Festo, met de huidige configuratie al zo’n 80 procent van de te verwachten en huidige cobottaken zijn uit te voeren.

Bedenk je bovendien dat cobots zijn bedoeld om samen te werken met mensen, ze te ontlasten van monotone en inspannende taken en dan is de keuze voor deze uitgangsspecificaties duidelijk.

Voor het mkb De Festo-cobot maakt het gebruik van cobots volgens de makers zelfs voor kleine en middelgrote ondernemingen rendabel, omdat zij vaak op handmatige werkprocessen zijn aangewezen. De flexibele toepassingsmogelijkheden, maken dat nu ook kleine batches of werkstappen automatisch kunnen worden verwerkt. Dankzij de naar zeggen intuïtieve en eenvoudige inbedrijfstelling en programmering in een grafische omgeving is de cobot snel en eenvoudig in gebruik te nemen en is er geen uitgebreide training nodig. > constructeur 02 - 2022

27-06-2022 12:29

Meer dan 24 V en 6 bar heb je niet nodig. Ook geen besturingskast want alles zit in de voet van de cobot.

constructeur 02 - 2022

CST_Art09.indd 9

9

27-06-2022 12:29

3D-printen genoemd en andere spray- en spuitwerkzaamheden aan bijvoorbeeld kleine componenten.

Als belangrijke toepassingsgebieden noemt dr.

Frank Melzer, lid van de Raad van Bestuur voor Product- en Technologiemanagement bij Festo, als eerste het aanbrengen van labels. Volgens Melzer zit je daar met een ‘pneumatische medewerker’ ook goed als je producten moet etiketteren die samendrukbaar zijn of makkelijk beschadigen. Als tweede noemt hij het beladen van machines. Een andere concrete toepassing die Melzer noemt is het testen van printplaten en denk dan aan het plaatsen en weer wegnemen van de printplaat. Want de productie van printplaten mag dan verregaand geautomatiseerd zijn, bij dergelijk e testapplicaties is nog veelvuldig sprake van handmatige verrichtingen. Tot slot werden het verwijderen van overtollig poeder na

HET IS GROEN EN HET...

… laat gecontroleerd algen groeien. En waarom dan? Omdat ze via fotosynthese, het met behulp van zonlicht omzetten van CO2 in glucose en maken van zuurstof, in staat zijn tien keer meer koolstofdioxide te absorberen dan planten op het land. Als onderdeel van hun metabolische processen produceren algen bijvoorbeeld ook nog eens vetzuren en kleurpigmenten, die gebruik zouden kunnen worden in de productie van geneesmiddelen, voedingsmiddelen, kunststoffen of cosmetica.

In bioreactoren met de juiste sensoren, regeltechnologie en automatisering, kan de opname van CO2 worden opgevoerd tot het honderdvoudige van die van landplanten. Zo kan met dit onderzoeksproject PhotoBionicCell mogelijk een aanzienlijke bijdrage worden geleverd aan een klimaatneutrale circulaire economie worden geleverd.

10

CST_Art09.indd 10

De pneumatisch aangedreven gewrichten dragen door het ontbreken van overbrengingen en elektromotoren bij aan het geringe gewicht van de cobot.

Geen besturingskast Vooral voor het mkb zijn cobots alleen aantrekkelijk als ze praktisch en snel een nieuwe taak op zich kunnen nemen en niet bedoeld zijn om permanent voor hetzelfde doel te worden gebruikt. De Festo-cobot voldoet mede aan deze eis, omdat hij geen separate besturingskast nodig heeft. De besturing is in de eigen sokkel geïntegreerd en dat maakt hem bijzonder flexibel. Dankzij de eenvoudige aansluitingen kan hij ook ad hoc worden gebruikt zonder lange omschakeltijden. Standaard interfaces maken een snelle verbinding met controllers van een hogere orde mogelijk. Omdat de besturingskast ontbreekt is minder ruimte nodig en dat maakt samen met het lage gewicht de cobot heel makkelijk te verplaatsen, zodat hij op een andere locatie zijn diensten kan bewijzen.

Geregelde pneumatiek Als je Festo heet en pneumatiek zo’n beetje het eerste is waar iedereen aan denkt als ze je naam horen, zou je kunnen denken dat dit de reden is dat ze perslucht als aandrijfmedium nemen voor hun cobot.

Maar dat is maar ten dele het geval. Geen elektrische aandrijvingen in de rotatieassen scheelt een hoop massa aan motoren en vertragingen. Eigenlijk komt het er op neer dat de direct aangedreven ‘gewrichten’ uit twee flexibel gescheiden luchtkamers

Een grote uitdaging voor bioreactoren is hoe het volume van de biomassa precies te bepalen. Festo gebruikt daarvoor een kwantumsensor van de start-up Q.ANT. De sensor is in staat afzonderlijke cellen optisch te analyseren, om zo de hoeveelheid biomassa nauwkeurig te kunnen bepalen. Bovendien maakt hij gebruik van kunstmatige intelligentie (AI) om de cellen op hun vitaliteit te onderzoeken.

Q.ANT is een van de toonaangevende Duitse bedrijven op het gebied van op kwantumtechnologie gebaseerde industriele producten. Festo en Q.ANT, een volle dochteronderneming van Trumpf, zijn een strategisch partnerschap aan voor de teelt van biomassa op industriële schaal. De twee bedrijven willen dit bereiken door een combinatie van automatiseringstechnologie van Festo en kwantumtechnologie van Q.ANT.

constructeur 02 - 2022

27-06-2022 12:29

bestaan om op basis van overdruk in een van de kamers met de klok mee of tegen de klok in te roteren. Natuurlijk is het wel wat complexer dan dat.

Festo maakt gebruik van uiterst gevoelige sensoren, servoventielen, elektronica en onderliggende besturingstheorie, zo vertelt Melzer, die dat in goed Duits samenvat onder de noemer ‘controlled pneumatics’ ofwel geregelde pneumatiek.

Veiligheid Festo heeft er alles aan gedaan om de cobot – in aluminium spuitgietwerk – zo licht mogelijk te maken en dat is ook als ontwerpcriterium gebruikt. Maar waarom die keuze voor hogedrukspuitgietwerk in aluminium voor armen – en niet voor bijvoorbeeld vezelversterkte kunststof? De reden bleek vooral pragmatisch bij navraag op de Hannover Messe: intern beschikt Festo vooral over de nodige kennis van die productietechniek om daar zo licht mogelijk mee te kunnen ontwerpen.

Ook de pneumatische aandrijvingen in de scharniergewrichten dragen bij aan een een lage massa – de elektromotoren en overbrengingen ontbreken immers. Die lage massa brengt samen met het gebruik van perslucht nog een prettige bijkomstigheid met zich mee. Lucht is samendrukbaar en gecombineerd komen beide ook de veiligheid ten goede.

Tarragona zegt daarover: "Dankzij nauwkeurige drukregelaars in de gewrichten herkent de cobot wanneer hij wordt aangeraakt en reageert met passende veiligheidsfuncties." Komt de cobot een obstakel tegen, zoals de arm of hand van degene die naast hem staat, dan wordt dat onmiddellijk door sensoren in de gewrichten geregistreerd als een afwijking tussen de gewenste en gemeten druk in de drukkamers. Meteen wordt de druk in beide kamers gelijkgetrokken, wordt het koppel nul en stopt de beweging en dat in een tijdbestek van milliseconden. Medewerkers kunnen in alle veiligheid samenwerken met hun cobot-collega. Voor het geval de persluchtdruk onverhoopt compleet mocht wegvallen, helpen mechanische remmen de veiligheid voor mens en cobot te waarborgen.

Gemakkelijk te bedienen De Festo-cobot bestaat uit de hardware zelf, een handheld module en de Robotic Suite – software voor intuïtieve inbedrijfstelling en programmering. Dit pakket maakt het mogelijk om de cobot in minder dan een uur in bedrijf te stellen en te programmeren.

Voorkennis van robotica is evenmin vereist omdat de software duidelijk gevisualiseerde en gestandaardiseerde functieblokken bevat. Dankzij pneumatische aandrijvingen kan de robotarm gemakkelijk met de hand en zonder enige weerstand worden geleid, zodat waypoints of paden snel en nauwkeurig kunnen worden aangeleerd. Maar de gevorderden kunnen ook gewoon programmeren in Python WWW.FESTO.NL

constructeur 02 - 2022

CST_Art09.indd 11

Beweging is onze passie.

Voor de beweging de juiste, meest efficiënte oplossing te vinden, dat is onze opdracht.

Wij produceren en leveren producten in de aandrijftechniek; van componenten tot en met mechatronische systemen. Wereldwijd.

www.hiwin.nl

11

27-06-2022 12:29

KUNSTSTOFFEN EN RUBBER

K 2022 ‘just in time’ CIRCULAIRE ECONOMIE, KLIMAATBESCHERMING EN DIGITALISERING HOOFDTHEMA'S De kunststof- en rubberwereld ziet de toekomst met vertrouwen tegemoet. Die conclusie mag je toch wel trekken ook al duurt het nog maanden voor de K 2022 van 19 tot en met 26 oktober in Düsseldorf de deuren opent. Want dit mondiale trefpunt is al lang en breed volgeboekt. En waar heb je het dan over? Over pakweg 3000 exposanten uit meer dan 61 landen – ook tientallen uit Nederland – en een netto tentoonstellingsoppervlak van om en nabij de 175.000 m2.

R O B I N Z A N DE R

Maar waar moest je als internationale speler de afgelopen drie jaar dan ook naar toe? De vraag stellen is hem eigenlijk ook meteen beantwoorden. Thomas Franken, project director Plastics & Rubber bij Messe Düsseldorf zei bij een recente persconferentie naar aanleiding van de K daar over: “Er is de laatste drie jaar geen wereldwijde kunststof- en rubbershow geweest. Je hadden Chinaplas in 2021, maar dat was een soort nationale show omdat niemand erheen kon.

We hadden vorig jaar nog Fakuma, maar andere shows moesten worden geannuleerd.”

Platform nodig Franken vervolgt: “Dus om die reden denk ik dat de exposanten zeiden ‘we

hebben dit platform nodig, we hebben een platform nodig om onze klanten te zien’. Veel exposanten hebben geprobeerd virtuele bijeenkomsten of virtuele shows te doen. Maar dit is niet de oplossing. Je blijft wel in contact met je klanten, maar je krijgt geen nieuwe contacten. Daarom was iedereen vorig jaar erg optimistisch over K. De uiterste inschrijfdatum was eind mei vorig jaar en iedereen schreef zich in die periode. En in september vorig jaar spraken we weer met onze exposanten toen we de toewijzingen deden. Op dat moment waren we echt optimistisch, want het was zomer en toen kwam de winter, wat vooral hier in Europa weer een probleem was.”

Wachtlijst Maar de vooruitzichten zijn goed en de K heeft, zo vertelt Franken zelf een korte wachtlijst. “Er zijn nog steeds een paar, vooral Europese, bedrijven die proberen een plaats te krijgen. Toen we vorig jaar in januari met de aanvraagperiode begonnen, zeiden sommige van hen ‘nee, dit is zo riskant voor mij dat ik geen aanvraag ga indienen’. Dus hebben ze twee of drie maanden geleden opnieuw een aanvraag ingediend en hebben we gezegd ‘oké, nu moeten we afwachten of er nog wat afzeggingen komen, want we zijn nu volgeboekt’. En als je kijkt naar het buitenterrein, is het nog voller.”

Chinese afmeldingen?

En voor wie hoopt op Chinese afzeg-

70 JAAR K

Ook K is ooit klein gestart. Aan ‘Wunder der Kunststoffe’ deden in 1952 270 exposanten mee – allemaal uit Duitsland. De 165.000 bezoekers hadden vooral oog voor de bonte verzameling gebruiksartikelen van de kunststofverwerkers. Publiekstrekkers waren toen vooral producten, die het dagelijkse leven mooier en eenvoudiger maakten voor de ‘moderne huisvrouw’.

Wie in de geschiedenis van K wil duiken kan dat nu al online doen. wie een persoonlijke verhaal rond K wil delen – een anekdotes, ontmoeting of grappig of bijzondere verhaal – wordt gevraagd dat op LinkedIn te doen met de hashtag #70YearsK. 70YE ARS.K-ONLINE.DE

12

CST_Art10.indd 12

constructeur 02 - 2022

27-06-2022 11:56

K 2022 is precies op tijd – voor de exposanten maar ook voor een antwoord op de grote vragen van deze tijd. (Foto: Messe Düsseldorf / C. Tillmann)

gers heeft Franken een realistische boodschap: “Wij hebben met de Chinese bedrijven gesproken en sommige van hen hebben ons gezegd, vooral de grote, dat zij ook mensen hier in Europa hebben, omdat zij enkele dochterondernemingen hebben. Ze zeggen dat het geen probleem is en het ook voor partners kunnen opvangen. We hebben ook het Chinese paviljoen met kleinere bedrijven en al deze bedrijven willen gaan, maar als ze het land niet kunnen verlaten. We zullen moeten afwachten.”

Precies op tijd K 2022 komt precies op het juiste tijdstip om de kunststof- en rubberbranche na de veranderingen door de pandemie weer richting te geven. De aanbieders uit Europa, en dan met name uit Duitsland, Italië, Oostenrijk, Turkije, Nederland, Zwitserland en Frankrijk, maar ook uit de USA zijn weer sterk vertegenwoordigd. Tegelijkertijd weerspiegelt K de veranderingen In de wereldmarkt: het aantal bedrijven uit Azië en de tenc o n s t r u c t e u r 0 2 - 2 0 2 2

CST_Art10.indd 13

toonstellingsoppervlakte die zij beleggen, ligt sinds jaren op een constant hoog niveau. Vooral China, Taiwan, India, Zuid-Korea en Japan presenteren zich sterk. De veelheid en internationaliteit van ondernemingen waarborgen een volledig van producten, oplossingen, trends en innovaties over de hele wereld.

Toonaangevende thema’s Tijdens de vorige editie van K drie jaar geleden, onderstreepten de exposanten al unaniem de noodzaak van een goed functionerende en gesloten kringloop van de waardeketen. Nooit eerder was de branche zo eensgezind over een thema en werd er zo groot ingezet op oplossingen rondom milieuvriendelijkheid, besparen van resources en afvalbeperking. Deze ontwikkeling is sindsdien in sneltreinvaart doorgegaan.

K 2022 zal op indrukwekkende wijze laten zien, dat de branche haar verantwoordelijkheid neemt, en dat kunststoffen in de toekomst niet het probleem, maar veel meer een deel van >

K 2022 ONLINE TICKETSHOP

Net iets meer dan een maand na de Nederlandse kunststoffenbeurs Kunststoffen op 14 en 15 september in 's-Hertogenbosch, heeft de K 2022 in Düsseldorf plaats. Tickets zijn vanaf nu verkrijgbaar in de online ticketshop via de K-website. Hier is ook alle nodige informatie voor de bezoeker te vinden over bijvoorbeeld de thema's en de speciale events en tentoonstellingen gedurende K. Hier is ook de exposanteninformatie te vinden.

13

27-06-2022 11:56

KUNSTSTOFPRODUCTIE

Niets bleef onaangetast door de coronapandemie die in 2020 in volle hevigheid losbarstte. Ook de kunststofindustrie werd hierdoor geraakt. In 2020 voor het eerst sinds de crisis in 2008/2009 weer een terugloop in het verbruik en de productie van kunststoffen en rubber en de bijhorende machines.

Volgens Plastics Europe lag de wereldwijde kunststofproductie (zonder vezels) voor het jaar 2020 op 367 miljoen ton, tegenover 368 miljoen ton een jaar eerder en 359 miljoen ton in het jaar 2018. De productie heeft zich bij de aanhoudende groei van de eerdere jaren verplaatst naar Azië verplaatst. Tegenwoordig wordt meer dan 50 procent van de wereldwijde kunststoffen daar geproduceerd.

Alleen al in China, dat met afstand koploper is, is er in het afgelopen jaar met een aandeel van 32 procent meer dan 10 miljoen ton bijgekomen. Het marktaandeel van Europa nam daarentegen iets verder af – van 17,2 procent in 2018 en 15,7 procent in 2019 naar rond de 15%, wat neerkomt op ruim 55 miljoen ton (2019: 57,9 miljoen ton, 2018: 61,8 miljoen ton). In het jaar 2008 bedroeg het aandeel van Europa aan de wereldproductie nog 25 procent. Voor de NAFTA-regio was er een lichte stijging naar 18,8 procent, respectievelijk 69 miljoen ton.

de oplossing zullen zijn.

Daarom is gekozen voor de volgende drie grote thema’s van K 2022: • circulaire economie; • klimaatbescherming; • digitalisering.

Zonder kunststof is het bij monde van de beursorganisatie niet mogelijk om zorgzaam met het mondiale klimaat om te gaan. Kunststoffen zijn nodig voor

RUBBER

Volgens de cijfers van de International Rubber Study Group (IRSG), liep de productie van rubber in het jaar 2019 met 1,1 procent terug naar 28,8 miljoen ton. Het betreft hier 15,1 miljoen ton voor synthetisch rubber en 13,7 miljoen ton voor natuurrubber. In het jaar 2020 viel de productie met 5,7 procent terug, tot in totaal rond de 27 miljoen ton. Vooral de lockdowns in de drie belangrijkste toeleveringslanden van natuurrubber, te weten Thailand, Indonesië en Maleisië is hier volgens de IRSG debet aan. De vraag nam parallel met 6,2 procent af.

14

CST_Art10.indd 14

lichtgewicht constructies, elektromobiliteit en wind- en zonne-energie. Daarbij is de circulaire economie essentieel, terwijl digitalisering een onmisbare schakel is, waar het gaat om transparantie en het besparen van grondstoffen. Aan alle drie de kernthema’s zal ook in de specials van K 2022 volop aandacht worden besteed.

Een groep experts, die samen in de wetenschappelijke raad van K 2022 hebben plaatsgenomen, biedt de vakbeurs kwalitatieve ondersteuning bij het vormgeven van de kernthema’s. Deze wetenschappers hebben onder meer aan een lijst met aspecten die aan bod komen gewerkt. Het betreft onder meer recycling van composieten, standaardisering van afval, microdeeltjes in het milieu, biologisch afbreekbare kunststoffen en CO2 als bouwsteen voor polymeren.

‘Plastics Shape The Future’ De speciale tentoonstelling ‘Plastics Shape The Future’ maakt ook dit jaar, in hal 6, weer deel uit van K – met zondermeer de belangrijkste boodschap: ‘de branche bevindt zich in een fundamentele transformatie richting circulaire economie’. Met themadagen, bewegend

Met meer dan 3.000 exposanten bevestigt de K2022 wederom zijn positie als dé ontmoetingsplaats voor de mondiale kunststof- en rubberwereld. (Foto: Messe Düsseldorf / C. Tillmann)

beeld, podiumdiscussies en infotainment laten de branche-experts zien, hoe kunststof de toekomst duurzaam kan vormgeven, welke ontwikkelingen nu al zichtbaar zijn en welke visioenen de kans hebben om in de toekomst werkelijkheid te worden.. Aan de discussierondes zullen zowel vertegenwoordigers uit de politiek als maatschappelijk relevante groepen en NGO’s deelnemen. De speciale tentoonstelling is een project van de Duitse kunststofindustrie en staat onder leiding van PlasticsEurope Deutschland e.V. en Messe Düsseldorf.

Circular Economy Forum Het Circular Economy Forum, dat tijdens de vorige editie van K een succesvolle première kende, zal ook tijdens K 2022 weer op het buitenterrein tussen de hallen 10 en 16 te vinden zijn. Hier zullen leden van de VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau) laten zien wat een circulaire economie behelst.

Special ‘Science Campus’ De Science Campus van K 2022 staat voor de dialoog tussen onderzoek en wetenschap. Hier kunnen exposanten en bezoekers terecht voor een compact constructeur 02 - 2022

27-06-2022 11:56

MACHINEBOUW

De gevolgen van de coronacrisis zijn ook duidelijk merkbaar in de cijfers van de machinebouw voor kunststof en rubber. In het jaar 2018 had de wereldwijde productiewaarde volgens opgaven van de VDMA de tot nu toe hoogste stand van rond de 36,8 miljard euro bereikt. Al in 2019 liep dat licht terug naar 36 miljard euro, wat het gevolg was van de onzekerheid binnen de automobielindustrie. Tijdens de eerste fase van de coronapandemie met de lockdowns in het jaar 2020, daalde de wereldwijde productiewaarde met 4,5 procent naar 34,3 miljard euro.

Alleen de Chinese producenten bereikten een lichte toename van de productiewaarde ten opzichte van het voorgaande jaar, en breidden zo hun aandeel aan de mondiale productie in het jaar 2020 uit naar 34,4 procent (2019: 31,1 procent). De Duitse machinebouwers volgen als duidelijke technologieaanjagers met 20,4 procent, een verlies van 1,3% ten opzichte van het jaar ervoor. De productie in Duitsland was met 10,7 procent afgenomen.

De wereldmarkt voor kunststofmachines liep met 8,4 procent tot een waarde van 21,1 miljard euro sterker terug. De Duitse machinebouw wist wel de toppositie met een marktaandeel van 22,4 procent te verdedigen. De Chinese producenten volgden op kleine afstand.

Na een gestage groei in de afgelopen tien jaren, bereikten zij in het jaar 2020 voor het eerst een marktaandeel van 21 procent. De opvolgende posities worden ingenomen door Japan met 9,5 procent, Italië met 8,7 procent en de USA met 4,4 procent. overzicht op wetenschappelijke activiteiten en resultaten van de kunststof- en rubbersector. Ook kunnen hogescholen en ondernemingen hier ervaringen en ideeën uitwisselen.

Nieuwe krachten De kunststofbranche heeft een enorm probleem met het vinden van nieuwe krachten. Dit is veelal het gevolg van een gebrek aan kennis over de veelzijdigheid van de opleidingen en carrièremogelijkheden onder scholieren, waardoor het moeilijk is om jonge mensen voor deze branche te enthousiasmeren.

Onder het motto ‘kai – Sei Dabei’

HERGEBRUIK

heeft de GKV (de Duitse overkoepelende organisatie voor de kunststofverwerkende industrie) samen met verschillende andere organisaties en instituten en Messe Düsseldorf, al in 2010 het ‘Kunststoff-Ausbildungs-Initiative (kai) in het leven geroepen, teneinde ook in de toekomst voldoende talenten aan te kunnen trekken. Met verschillende activiteiten, variërend van tentoonstellingen tot paneldiscussies en experimenten, presenteert de branche zich ook op K 2022 speciaal aan jonge talenten.

De circulaire economie was ook al een centraal thema op de vorige editie van de beurs in het jaar 2019. Als gevolg van wettelijke bepalingen een groot aantal initiatieven en veel inspanning van de betrokkenen, steeg in Europa (voormalige EU28 plus Zwitserland en Noorwegen) het recyclingpercentage gestaag. In 2018 waren het vooral het energiegebruik met 42% en de recycling van grondstoffen met 33% die een grote rol speelden. 25% van het kunststofafval werd nog gestort. Tien jaar eerder kwam 30% voor rekening van herbruikbare energie, 21% werd

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

CST_Art10.indd 15

Start-Up Zone Start-ups zijn jong, creatief, flexibel, toekomstgericht. De nieuwkomers die zich speciaal op ontwikkeling van innovatieve producten en oplossingen rondom de thema’s kunststof en rubber hebben gestort met vaak innovatie en creatieve oplossingen, passen uitstekend bij K 2022.

Ze hebben er een eigen tentoonstellingruimte, te weten de Start-Up Zone, die in hal 8B van het beursterrein in Düsseldorf is te vinden.

WWW.K-ONLINE.COM

gerecycled en 49% werd gestort.

Bij het hergebruik van verpakkingen (energetische hergebruik en recycling) bereiken alle Europese landen inmiddels cijfers boven de 30% - 17 landen minstens 70%, tien meer dan 98% en enkele zelfs 100%. In 2018 werden meer kunststofverpakkingen gerecycled (42,4%) dan energetisch hergebruikt (38,5%). Minder dan ooit (19,1%) werd nog gestort.

Er wordt dus intensief aan dit thema gewerkt, maar de vertaling naar een omvangrijk hergebruik staat spreekwoordelijk nog in de kinderschoenen.

15

27-06-2022 11:56

PRODUCTONTWIKKELING

May the Force be with you in the cloud ‘A long time ago in a galaxy far, far away… droomde een Star Wars-fan uit Canada ervan om zelf het perfecte lichtzwaard te maken. Hij wilde het zwaard kunnen vasthouden net zoals zijn held Luke Skywalker. Wat begon als een hobby met verschillende ontwerpen werd al snel een echte business. Na 20 jaar ontwerpen en bouwen is Rob Petkau, een kunstenaar uit Alberta, erin geslaagd de ultieme lichtzwaarden te maken, die Darth Vader de stuipen op het lijf zouden jagen.

Met zijn bedrijf Genesis Custom Sabers, verblijdt hij Star Wars-fanaten over de hele wereld met wat hij omschrijft als “de beste handgemaakte lichtzwaarden van deze planeet”. De producten vallen uiteen in drie categorieën: lichtzwaarden die in serie worden geproduceerd, maatwerk lichtzwaarden en unieke lichtzwaarden, die alleen op bestelling worden gemaakt met prijskaartjes boven de 500 dollar.

Alle lichtzwaarden zijn gebaseerd op eigen ontwerpen om inbreuken op de auteursrechten te voorkomen. Je kunt ermee ‘vechten'’, maar er zijn ook geluids- en lichteffecten in verwerkt die bewegingsgevoelig zijn. "Ik vraag me vaak af, als ik een Jedi of een Sith was, hoe zou ik dan willen dat mijn lichtzwaard eruitziet? En zo ga ik verder”, legt Petkau uit.

Dezelfde uitdagingen Petkau omschrijft zichzelf als een amateur-kunstenaar. "De afgelopen 20 jaar heb ik van mijn hobby mijn werk gemaakt; het maken van rekwisieten uit sciencefictionfilms met onderdelen die ik verzamel. Ik heb er wel voor gekozen om het klein te houden. Ik wil gewoon m'n ding kunnen doen, een kruising tussen design, werktuigbouwkunde, productie en kunst."

Hoewel hij zichzelf als kunstenaar beschouwt, zijn de producten technisch hoogstaand. Hij loopt dan ook tegen dezelfde uitdagingen aan als grotere bedrijven als het gaat maakbaarheid, kwaliteit, prestaties en levertermijnen.

Toen hij meer dan 20 jaar geleden begon met het ontwerpen van de lichtzwaarden gebruikte hij een schetsblok en Microsoft Paint bij zijn ontwerppro-

“Onshape heeft een interface gecreëerd tussen die twee werelden (..) van verbeelding tot creatie."

16

CST_Art06.indd 16

ces. Zelfs toen die hobby tien jaar geleden een bedrijf werd, had Petkau geen ervaring met CAD. "Ik wilde altijd al CAD leren, maar ik wilde geen duizenden dollars uitgeven voor een programma en dan nog moeten leren hoe het te gebruiken. Dat schrok me af."

Dat veranderde allemaal toen een vriend hem kennis liet maken met Onshape van PTC, gebouwd voor de cloud en met de vrijheid om op elk apparaat te werken, altijd en overal. "Destijds was het programma beschikbaar als een bètaversie. Ik kon er dus vrij mee experimenteren. Voor iemand als ik, een maker, is dat cruciaal. Ik kon mijn ideeën uitproberen en leren uit mijn mislukkingen. Ik kreeg het veel vlotter onder de knie dan ik had gedacht en al snel kon ik mijn eigen modellen maken."

Tussen verbeelding en realiteit Voor Petkau is het belangrijkste voordeel van de oplossing de tijdwinst bij het maken van een model, maar ook de mogelijkheid om het te visualiseren, te draaien, en ermee te spelen. "Onshape heeft een interface gecreëerd tussen die twee werelden. Ik kon mijn proces stapsgewijs verfijnen, van verbeelding tot creatie", zegt hij. "Ik gebruik het om een 3D-model te maken waarmee ik aan de slag kan, of waarmee ik naar mijn werkplaats kan met professionele productiemogelijkheden. Dat zijn allemaal dingen die vroeger onmogelijk waren. Ik moest m'n ontwerp fysiek constructeur 02 - 2022

27-06-2022 11:57

Rob Petkau maakt lichtzwaarden die Darth Vader de stuipen op het lijf zouden jagen.

bouwen en dan zelf testen om te zien of alles sterk genoeg was en niet te groot of te klein en of het paste bij andere onderdelen die ik in gedachten had. Dat alles was een moeizaam proces. Nu ga ik achter mijn computer zitten en ben ik in een middag klaar."

Assemblage Een van de vele mogelijkheden die Onshape biedt, is de assemblagefunctie.

Met deze functie kan je zeer gestructureerde en gedetailleerde assemblages maken aan de hand van ingebouwde standaard hardware en onderdelen die vanuit andere bestanden zijn gekoppeld.

Petkau's ontwerpen zijn weliswaar niet zo complex, toch heeft de functie geholpen het proces te vereenvoudigen.

"Ik ben opgegroeid met Lego. Ik wil dus een fysiek object kunnen oppakken en kijken hoe het zich verhoudt tot een ander fysiek object. Ik wil kijken hoe het in de hand ligt, hoe functioneel, of hoe ergonomisch het is. Zo ging ik meestal te werk, als ik wilde maken of ontwerpen.

Maar met Onshape en met de assemblagefunctie kan ik een lijst van onderdelen samenbrengen. Die kan ik dan bij elkaar brengen via verschillende interfaces en kijken hoe ze in elkaar passen, hoe ze eruit zien. Ik kan veel eerder op eventuele problemen anticiperen."

Innoveren Een van de grootste voordelen van Onshape voor Petkau is de snellere timeto-market. Ook voor kunstenaars geldt immers ‘tijd is geld’. "Ik neem liever mijn tijd om te innoveren. "Ik speel met constructeur 02 - 2022

CST_Art06.indd 17

een idee en probeer steeds dingen uit voordat ik iets naar buiten breng.

Onshape heeft me geholpen om dat proces enorm te stroomlijnen. Vroeger moest ik verschillende prototypes maken met de 3D-printer en meerdere versies testen. Dat is nu allemaal veranderd.

Ik heb nog maar een derde of minder van de tijd nodig in vergelijking met de vroegere, handmatige productie.”

Creatieve uitdagingen overwinnen De voordelen van Onshape zijn duidelijk, maar Petkau waardeert vooral een van de minder tastbare voordelen die de software biedt. Zoals vele creatievelingen had hij enkele jaren geleden te kampen met een soort writer's block. Hij kon niet langer genieten van het creatieve proces en na een periode van bezinning werd hij zich bewust van een beperking: hij probeerde steeds dingen te creëren waarvan hij al wist hoe ze gemaakt moesten worden.

"Ik besloot toen om dingen te bedenken waarvan ik geen idee had hoe ik ze ooit zou kunnen bouwen. Hierdoor kon ik mijn creativiteit de vrije loop la-

ten. Ik was in staat om te werken met nieuwe ontwerpen, nieuwe gedachten, nieuwe elementen, zonder vast te zitten aan hoe ik het ooit zou bouwen. Het resultaat was dat ik me meer betrokken voelde bij het ontwerpproces, ik begon nieuwe vaardigheden te leren waarmee ik de gekke dingen kon bouwen. Dankzij Onshape kon ik verschillende ideeën uitproberen, kijken hoe het er uitzag, hoe het paste. En als ik het model eenmaal op een scherm had, kon ik er met een ander deel van mijn hoofd naar kijken.”

Geen grote series Petkau heeft het naar z'n zin met Onshape, maar hij wil zijn CAD-talenten niet inzetten om zijn producten in grote series te maken. "Ik hou van mijn huidige aanpak. Maar of het nu gaat om kunstwerken in kleine oplagen of om massaproductie, het ontwerpproces is sterk verbeterd door gebruik te maken van Onshape.”

GENESISCUSTOMSABERS.COM WWW.PTC.COM

”Ik vraag me vaak af, als ik een Jedi of een Sith was, hoe zou ik dan willen dat mijn lichtzwaard eruitziet?”

17

27-06-2022 11:57

INTERVIEW

Fellow op het ‘vaderdagverblijf’ IR. A. DAVIDSON AWARD – II: MARTIJN LEENDERS

In 2007 won Martijn Leenders de Ir. A. Davidson Award voor zijn werk bij ASML aan diverse lithografietechnologieën. Daarna is hij system engineering blijven doen voor verschillende ASML-platformen, sinds 2013 onder de titel van fellow. (Foto: Bart van Overbeeke)

18

CST_interview.indd 18

constructeur 02 - 2022

27-06-2022 11:58

In 2007 won Martijn Leenders de Ir. A. Davidson Award, als erkenning voor zijn werk bij ASML. ‘Interdisciplinair, een goed gevoel voor techniek en een waterval aan innovatieve ideeën’, zo vatte de jury samen. Vijftien later werkt hij nog steeds bij de lithografiemachinebouwer, sinds 2013 als fellow. “Alle innovatie begint met plezier hebben in het werk.”

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

Martijn Leenders (Rotterdam, 1974) erft de technische aanleg van zijn vader, die als vessel mechanical engineer voor Dow Chemical reactorvaten ontwerpt. “Dat vond ik interessant, maar het had wel iets herhalends; mijn vader was elke keer bezig de volgende versie van een chemische fabriek te maken, er zat niet veel innovatie in. Hightech vond ik altijd leuk, op de grens van werktuigbouwkunde en technische natuurkunde. Laseroptica en pure mechatronica, pielen met elektromotortjes, en in de kern draait het gewoon om hardcore precisiemechanica. Van jongs af aan heb ik een fascinatie voor glimmend metaal en mooi glas.”

‘Ik vond dat fantastisch’ Op de lagere school in Puttershoek vindt Leenders geen aansluiting. “Ik was altijd bezig met rare dingen en niet met voetbal; daar vond ik niks aan.” Op het vwo in Rotterdam is het beter.

De informatica is in opkomst en hij stort zich op de computer.

“Spelletjes spelen maar vooral veel programmeren.” Hij kiest uiteraard een B-pakket, behaalt cum laude z’n diploma en gaat naar Delft. Na lang twijfelen tussen chemische technologie, technische natuurkunde en werktuigbouwkunde wordt het die laatste studie. Hij kiest technische mechanica als afstudeerrichting, volgt “supergoede” fundamentele vakken als warmte- en stromingsleer en mechanica, maar wil niet afstuderen op “een eindig elementje”. “Gelukkig volgde ik bij Peter Pistecky het ontwerpvak over mechatronische systemen. Hij liet zien hoe je aan de hand van alle kennis die je had vergaard zo’n systeem kon ontwerpen. Hoe je bijvoorbeeld het cd-loopwerk met focusmechanisme kon dimensioneren. Ik vond dat fantastisch en stapte over naar de gecombineerde richting microtechniek/mechatronica, om af te studeren op de modelvorming van magneetlagers.

Daarbij ging ik weer over de grens tussen werktuigbouwkunde, met z’n bewegende systemen, en de technische natuurkunde, want de theorie ging over elektriciteit & magnetisme, net als bij die elektromotortjes.” Zijn afstudeerwerk in 1997 wordt bekroond met weer een cum laude en een prijs van studievereniging Leeghwater.

‘Een koekjestrommel met leuke technieken’ Meteen solliciteert Leenders bij ASML, ook dan al het walhalla voor mechatronici. “Ik was net 22 en dat vond mijn docent Pistecky wel heel jong. Hij dacht dat ik bij TNO makkelijker de transitie van universiteit naar bedrijfsleven kon maken. Daar heb ik veel geleerd over optica, voor mij het nog missende element (naast mechanica en elektriciteit & magnetisme, red.) om lithografie te kunnen doen. Binnen een maand ging ik al voor ASML c o n s t r u c t e u r 0 2 - 2 0 2 2

CST_interview.indd 19

werken en daar kwam ik snel in aanraking met Jos Benschop (de huidige senior vice president technology, red.). Zijn opdracht voor TNO was om te helpen bij systeemstudies voor de volgende generatie lithografie.” Voor het ‘schrijven’ van steeds kleinere halfgeleiderpatronen op siliciumwafers ging de keuze toen tussen drie lithografietechnieken: extreme ultraviolet (EUV), elektronenprojectie en ionenprojectie. “Dat vond ik supergaaf, dus ik ging gelijk meedoen. Voor mij is system engineering niet de discipline waarbij je op een hoog abstractieniveau met systeemblokjes in de weer bent. Ik zie het meer als een soort carte blanche voor alle systeemdelen die ik interessant en relevant vind om dieper in te duiken. Een soort grote koekjestrommel met leuke nieuwe technieken, van vacuüm tot metrologie.” In het volgende artikel meer over Leenders’ visie op system engineering en de evolutie van lithografie bij ASML.

‘Hollandse benadering van procedures en bazen’ Uiteindelijk valt de keuze op EUV, dat een veel kleinere golflengte heeft dan het tot dan toe gebruikte laserlicht en daardoor kleinere structuren mogelijk maakt. Leenders werkt mee aan de alpha demo tool en vanaf 2000 doet hij dat in dienst van ASML zelf. Als zijn werk aan EUV erop zit, stort hij zich rond 2002 op immersietechnologie, net als EUV een antwoord op de behoefte aan steeds kleinere halfgeleiderstructuren om de bekende wet van Moore te kunnen blijven volgen. Bij immersie moet een laagje water op de wafer daarvoor zorgen; dat leidt tot allerlei fenomenen waar Leenders een antwoord op moet zien te vinden. Zijn werk aan EUV en immersie trekt de aandacht van de jury voor de Ir. A. Davidson-prijs en die besluit hem in 2007 de prijs toe te kennen. “Martijn werkt interdisciplinair, heeft een goed gevoel voor techniek en heeft een waterval aan innovatieve ideeën.

Door zijn brede interesse overziet hij ook de samenhang tussen

“ HET WAS EEN LEUKE OPSTEKER OOK DE ERKENNING BUITEN ASML TE ZIEN” subsystemen. Hij heeft een goed oog voor de wensen en problemen van de klant. En daarnaast is hij zeer ‘Hollands’ in zijn benadering van procedures en bazen, die hij soms aan zijn laars probeert te lappen om zijn doel te bereiken.”

‘Een soort microkosmos’ De prijs brengt Leenders veel waardering, maar zijn rol binnen het bedrijf verandert niet, zegt hij terugkijkend. “Het was een leuke opsteker ook de erkenning buiten ASML te zien, want bij ons leefde ik toch in een soort microkosmos. Daarom was het goed dat ik naar de Koningshof moest (waar de prijs op de Precisiebeurs werd uitgereikt, red.). Ik had er natuurlijk wel over gehoord hoeveel toeleveranciers, vooral in Nederland en Duitsland, voor ASML werken, maar om echt op zo’n beurs te zien hoe sterk wij afhankelijk zijn van dat ecosysteem voor precisietechniek, dat is heel iets anders.” De laatste jaren, sinds hij in San > 19

27-06-2022 11:58

CULTUURSHOCK

Het werk aan de EUV-lichtbron begint voor Leenders in 2017, als hij door ASML wordt uitgezonden naar San Diego in Californië (VS). Daar huist het vroegere Cymer, de fabrikant van de bron die ASML in 2013 heeft overgenomen. Het is voor hem een meervoudige ‘culture shock’. “San Diego is een fantastische plek om te wonen, met het beste klimaat op aarde.

Ik heb er leren surfen, we zijn met het gezin veel naar het strand en de national parks geweest. We woonden er in een mooie buurt, met huis en auto van de zaak, en tegelijk is er een enorme kloof tussen arm en rijk, terwijl Nederland zo’n ongelooflijk aangeharkt parkje is. Ook is de bedrijfscultuur er heel anders. Om een review vanuit ‘mothership’ Veldhoven maakte ik me niet druk. Mijn Amerikaanse collega’s waren echter twee, drie weken bezig met voorbereiden, want ze wilden er niet slecht op staan. Mensen hebben daar veel minder sociale zekerheid. Mede daarom bepaalt in Amerika de baas wat je moet doen en laat je al het andere werk vallen. In Nederland willen we, voordat we aan de slag gaan, de instructies van de baas wel in overweging nemen...”

Heel bijzonder voor Leenders is wat hij de “supplier experience” noemt. “Binnen een maand dat ik daar zat, gingen collega’s uit Veldhoven anders met mij om. Ik was opeens een van die Amerikanen geworden en werd met enig wantrouwen benaderd, terwijl ik voor de Amerkanen nog steeds die Nederlander was. Ik voelde me een stootkussen tussen twee culturen. Dat was erg zwaar, maar tegelijkertijd heel leerzaam. De eerste tijd na de overname was er wat frictie en verwarring tussen Veldhoven en San Diego, met name op managementniveau; na anderhalf jaar was dat wel opgelost.

Voor het overgrote deel van de collega’s was het niet zo’n probleem. Bovendien wordt er, in tegenstelling tot het beeld dat we in Nederland soms hebben, keihard gewerkt.” In dat opzicht heeft Leenders dan weer juist een ‘cultural fit’.

20

CST_interview.indd 20

Diego aan de EUV-lichtbron ging werken (zie het kader), ervaart hij het zelf in praktijk, als hij nauw samenwerkt met ontwikkelpartners als VDL ETG, Zeiss en Trumpf.

‘In buitenland telt zo’n titel’ Als system engineer blijft Leenders nog een aantal jaren intensief stoeien met immersie-uitdagingen. Daar heeft hij een volgende ‘prijs’ aan te danken. In 2013 wordt hij benoemd tot fellow.

ASML kent deze titel toe aan medewerkers die een bijzondere technische bijdrage hebben geleverd en binnen en buiten het bedrijf gelden als een technische autoriteit. Ze hebben meestal veel patenten op hun naam staan en fungeren als mentor voor collega-engineers. ASML telt op dit moment zeventien fellows. “Ik was heel erg verrast en in het begin wist ik niet goed wat ik ermee aan moest. Het legde een soort druk op en ik had het idee dat ik nog meer uren moest gaan werken en dat mensen meer van mij gingen verwachten. Maar misschien was dat wel vooral mijn eigen perceptie. Ik bleef min of meer dezelfde functie vervullen en besefte op een gegeven moment dat ik niets extra’s hoefde te doen, want – net als bij het zwemdiploma – krijg je het fellowship omdat je het al kunt.” Juist in het buitenland voelt Leenders respect. “In San Diego en bij bedrijven als Trumpf en Zeiss merkte ik dat zo’n titel telt. Hier in huis is de houding meer: ‘Ik heb een probleem en daar heb ik m’n fellow voor nodig.’ Alsof je een soort toverstaf hebt. Ik vermoed wel dat mijn mening op hoge managementniveaus nu serieuzer wordt genomen.”

‘Als een meewerkend voorman’ Hoe word je fellow? Die vraag krijgt Leenders wel bij de masterconstructeur 02 - 2022

27-06-2022 11:58

Martijn Leenders in het ASML Experience Center bij een module van Trumpf’s drive laser voor EUV waaraan hij heeft gewerkt: “We bouwen hier mooie technologieën met een heleboel mensen die veel passie hebben voor techniek.” (Foto: Bart van Overbeeke)

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. Martijn Leenders was in 2007 de tweede winnaar.

class systeemarchitectuur waaraan hij bijdraagt. “Hard werken en waarde genereren voor ASML, zeg ik dan. De criteria zijn bekend, maar het gaat er ook impliciet om of je bijvoorbeeld in c o n s t r u c t e u r 0 2 - 2 0 2 2

CST_interview.indd 21

staat bent de leiding te nemen. De bedoeling is dat je een technologieleider bent met een unieke, onderscheidbare bijdrage. Ik ben geen manager maar probeer wel een leider te zijn, als een soort generaal Patton (uit de Tweede Wereldoorlog, red.) die met z’n mannen aan het front vocht. Gewoon met mijn collega’s aan de slag gaan tot een systeem het doet, als een soort meewerkend voorman, een centrale spelverdeler. Zo’n rol is belangrijk binnen een ontwikkelcommunity. Gezien de grootte van onze organisatie en de complexiteit van de interacties, is de administratieve managersrol ook essentieel, maar daar ben ik niet goed in.” Ook een rol als docent aan een universiteit, bijvoorbeeld als bijzonder hoogleraar, trekt Leenders niet. “Voor mij is bijna alles ‘learning on the job’. Ik begeleid mensen van die masterclass en zeg dan tegen hen: Doe mee in het project en dan leer ik je van alles. Je moet gewoon enkele keren een productcyclus meemaken. Elke keer maak je een paar fouten en in de volgende cyclus probeer je die te vermijden. Ervaren word je door veel fouten te maken en veel te leren. Zo kun je groeien.”

‘Alle innovatie begint met plezier’ Dat groeien wil hij zelf bij ASML blijven doen, al heeft hij geen carrièreplanning. “Ik heb aan veel verschillende producten gewerkt, vaak voor een periode van een jaar of twee. Ik ben er trots op wat ik daarmee aan oplossingen voor bestaande problemen en nieuwe productwaarde heb gecreëerd. Dat wil ik graag nog een keer doen, maar het moet geen repeat worden voor mij als een soort machinedokter. Het compleet ontwikkelen van die innovaties vergt typisch vijf tot zeven jaar. Ik wil daarom nog een aantal langetermijn-technologieontwikkelingen neerzetten. Voor de grap zeg ik wel eens: mijn doel is het voortbestaan van het vaderdagverblijf, tegenwoordig het vader- en moederdagverblijf. We bouwen hier mooie technologieën met een heleboel mensen die veel passie hebben voor techniek. Je moet het naar je zin hebben, anders ben je niet creatief genoeg. Alle innovatie begint met plezier hebben in het werk.”

WWW.ASML.COM

21

27-06-2022 11:58

SYSTEM ENGINEERING

‘De boel bij elkaar praten’ DE VELE FACETTEN VAN SYSTEM ENGINEERING VOOR LITHOGRAFIE Een nieuwe lithografiemachine vergt veel technologieontwikkeling: mechanica, motion, optica, metrologie, vacuüm, enzovoort. System engineers, of architecten, brengen al die technologieën bijeen in werkende modules en uiteindelijk een machine. Daarvoor moeten ze het overzicht behouden, terwijl ze waar nodig technologisch de diepte induiken. Martijn Leenders omschrijft zichzelf als “architect met ADHD”. De winnaar van de Ir. A. Davidson Award 2007 geeft zo zijn eigen invulling aan system engineering.

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

Halfgeleiderchips worden gemaakt met behulp van lithografie: met licht patronen ‘schrijven’ in een lichtgevoelige laag op een siliciumwafer en niet-belichte delen vervolgens wegetsen. Op één wafer komt een groot aantal losse ‘dies’, die verderop in de halfgeleiderketen worden verpakt tot volwaardige chips. De ontwikkeling van de techniek kenmerkt zich door een voortschrijdende miniaturisering, of ‘krimp’. De patronen worden almaar kleiner en fijner om chips met steeds meer rekenkracht en geheugencapaciteit te maken voor nog krachtiger pro-

cessoren in computers, smartphones, enzovoort. Dit is de fameuze wet van Moore die al bijna zestig jaar opgeld doet: geen fysische wetmatigheid maar een fenomenologische trend als uitkomst van de ‘dans’ tussen technologieaanbod en marktvraag.

Systeembreed ASML in Veldhoven is, mede dankzij de Nederlandse school van constructieprincipes en mechatronica, uitgegroeid tot wereldmarktleider in lithografiemachines. Ontwikkeling van deze uiter-

Schematisch het lithografieproces, met de optiek voor het afbeelden van een patroon in een masker op een wafer. (Illustraties: ASML, presentatie Erik Loopstra, 2006) Lichtbron

Masker Belichtingslens Lichtbron

Projectielens Wafer

Masker voor patroonvorming Lens voor 4:1 afbeelding van masker op wafer

Wafer op wafertafel

22

CST_Art07.indd 22

constructeur 02 - 2022

27-06-2022 12:30

Prominent in het ASML Experience Center, de formule van Rayleigh voor de resolutie van het lithografieproces. (Foto: ASML)

ste complexe machines vergt heel veel system engineering. Martijn Leenders wijdt er sinds 1997 zijn loopbaan aan en won daar tien jaar later de Ir. A. Davidson Award voor (zie het vorige artikel). Ter gelegenheid van de prijsuitreiking zei hij er het volgende over: “In het systeembreed bezig zijn met het ontwerp van een machine kan ik mijn creativiteit kwijt, ook al is het ontwerpproces bij ASML strak voorgeschreven, met fases die allemaal redelijk lang duren. In het architectuurteam voor een machine, met topontwikkelaars van de verschillende modules, ben ik de systeembrede ontwerper die ‘de boel bij elkaar moet praten’.”

Resolutie Al dat werk wordt gedreven door de wet van Moore en de cruciale parameter daarin is de resolutie. Dat is de kleinst mogelijke afmeting, bijvoorbeeld een lijndikte, die in een patroon kan worden geschreven, volgens de formule van Rayleigh voor de resolutie R (of critical dimension CD): R = k1·λ/NA. Hierin is k1 een dimensieloze procesfactor en λ de golflengte van het gebruikte licht (in nanometer).

NA, eveneens dimensieloos, is de numerieke apertuur van de lens (of meer algemeen, belichtingsoptiek). Op zijn beurt wordt die berekend als n×sin(φ/2), waarbij n de brekingsindex en φ de openingshoek (in rad) van de projectielens is. Zo presenteert deze formule de ‘knoppen’ waaraan ontwikkelaars van lithografiemachines kunnen draaien om de resolutie te verkleinen en zo weer een volgende stap te zetten in lijn met Moore. Dat kan dus – als de procesfactor buiten beschouwing blijft – door de golflengte van het licht te verkleinen en/of de numerieke apertuur te vergroten.

Het principe van immersielithografie: een laagje water tussen lens en wafer zorgt voor een grotere brekingsindex in het belichtingspad.

(Illustratie: Oleg Alexandrov, Wikipedia)

spectrum te gaan gebruiken voor de belichting.

Deze trend stokte in het deep UV bij de argonfluoridelaser met een golflengte van 193 nm, waarmee ASML in zijn machines een CD van onder de 40 nm kan behalen. Om deze CD verder te verkleinen, werd aan de knop van de numerieke apertuur gedraaid met immersietechnologie. Een laagje water, op de wafer bijeengehouden door een immersiehoedje, zorgt voor een grotere brekingsindex in het belichtingspad. Leenders dook met zijn collega’s in de thermische effecten en de mechanische interactie van het immersiehoedje met de wafer. “Het immersiehoedje is eigenlijk een schending van bekende constructieprincipes, vanwege de sterke interactie met de bewegende wafertafel. De hoge versnellingskrachten in combinatie met de grote massa van de wafertafel gaven allerlei vage stick-slipfenomenen. We hielden ons vooral bezig met de systeeminteracties die invloed hadden op de wafertafel.” Ook tal van andere fenomenen namen ze onder de loep. Een rode draad was de impact op de overlay: de nauwkeurigheid waarmee opeenvol- >

Immersie Verkleining van de golflengte gebeurde lange tijd relatief ‘eenvoudig’, door telkens een laser met een kleinere golflengte in het ultraviolette deel van het constructeur 02 - 2022

CST_Art07.indd 23

23

27-06-2022 12:30

gende lagen over elkaar worden ‘gelegd’ – halfgeleiderstructuren worden opgebouwd uit heel veel lagen door de lithografiestap met telkens een ander patroon te herhalen.

EUV De volgende stap, waarvoor de aanzet al in de vorige eeuw werd gegeven, was verdere verkleining van de golflengte door over te stappen op extreme UV (EUV). Door een krachtige laserbundel op een druppel tin te schieten, wordt ‘licht’ met een golflengte van slecht 13,5 nm gemaakt. Leenders werkte – al voor zijn immersie-avonturen – mee aan de alpha demo-tool die begin deze eeuw voor EUV werd gebouwd. Naast system engineering in brede zin hield hij zich specifiek onder meer bezig met de spiegeloptiek die voor EUV de conventionele lensoptiek vervangt omdat lenzen te veel UV-licht absorberen. Uitdagingen waren het reflectieverlies van de spiegels dat afbreuk doet aan de productiviteit van EUV-machines en de gevoeligheid voor trillingen die de resolutie bedreigt. Elke spiegel wordt voor verplaatsing en trillingsdemping in zes graden van vrijheid aangedreven door een zogeheten Lorentz-motor. “Opeens zaten we met 36 graden van vrijheid, die niet allemaal te ontkoppelen waren. Dat maakte het afregelen complex.”

Productiviteit Naast resolutie is productiviteit een belangrijke aanjager van de systeemontwikkeling bij ASML. Nieuwe machines produceren steeds complexere chips met een steeds kleine resolutie; hoe nauwkeuriger het moet, hoe langzamer het gaat. Toch moet de productiviteit, het aantal chips (eigenlijk nog dies) dat per uur wordt geproduceerd, op peil blijven. Een van de opties is het formaat van de wafers vergroten. Dan passen er meer dies op en verloopt de hele wafer handling om de feitelijke belichtingsstap heen efficiënter, gerekend per die. In de loop der jaren werd de diameter van de wafers regelmatig verhoogd, naar 150 mm, 200 mm en uiteindelijk 300 mm, de tegenwoordige standaard. Zo’n 24

CST_Art07.indd 24

De spiegeloptiek in een EUV-machine zorgde voor nieuwe uitdagingen voor system engineer Martijn Leenders.

(Illustratie: ASML)

stap is fors, want alle apparatuur in de hele halfgeleiderproductieketen moet worden aangepast. De industrie waagde zelfs de stap naar 450 mm. Een hele uitdaging, onder meer omdat bij die afmeting de dunne wafer relatief een stuk slapper en daardoor lastiger te hanteren is, ten koste van de nauwkeurigheid. Leenders werkte mee aan nieuwe technologie voor 450 mm, waaronder nieuwe sensoren voor uitlijning van de wafers (ten behoeve van de overlay) en voor hoogtemeting van het waferoppervlak, dat op microscopische schaal ‘golft’ (om de belichting scherp te behouden, is afregeling van de optiek nodig). Toen 450 mm uiteindelijk werd afgeblazen, om technologische en kostentechnische redenen, schoof de nieuwe technologie door naar de volgende generatie 300-mm-immersielithografiemachines.

Vliesje Na vele jaren immersie dompelde Leenders zich weer onder in EUV. Vanwege de kleine golflengte was het belichtingsproces uiterst gevoelig voor minuscule vervuiling, met name van het masker. Grote klanten als TSMC en Intel wilden daarom pas overstappen naar EUV als het masker werd afgeschermd met een ultradun vliesje, het zogeheten pellicle. Het vliesje produceren was een huzarenstukje op zich en vervolgens was er nog een hele keten aan tooling nodig om dat pellicle voor het masker te monteren, te reinigen en te vervangen. Aan de ontwikkeling daarvan werkte Leenders een jaartje mee. “Eigenlijk wel raar dat een bedrijf dat zich richt op machinebouw, kennis opbouwt van het maken en hanteren van dit soort process consumables.

Dat past niet echt in ons ontwikkelproces en in die zin was het een leuk uitstapje.”

Industrialisatie Vervolgens lagen er weer nieuwe EUV-uitdagingen op Leenders’ bordje, met name rond de industrialisatie van de technologie. De ‘drive laser’ van Trumpf voor het genereren van de EUV-straling moest nog betrouwbaarder en veiliger worden. “Tot dan toe ging het er vooral om EUV überhaupt aan de praat te krijgen. Voor industrialisatie was het proces nog niet rijp genoeg. Als er onvoldoende kennis is van het proces, kun je er ook niet op engineeren om het te verbeteren. Dat was in die beginfase blijven liggen en daarom werd ik als buitenstaander ingehuurd. Eerst hebben we samen veel tijd besteed aan het onder de knie krijgen van de laser en de bundelsturing. Bij een laservermogen constructeur 02 - 2022

27-06-2022 12:30

van 25-30 kW moet de bundelsturing intrinsiek veilig zijn en niet door bijvoorbeeld softwarefouten buiten zijn bereik kunnen gaan. En de laser bleek te driften; daar hebben we veel op gestudeerd. Dan komt het toch neer op de constructieprincipes van Van der Hoek en Koster goed toepassen, bijvoorbeeld om verschillende onderdelen thermomechanisch te ontkoppelen. Het is altijd makkelijk om commentaar te hebben, maar er stond wel een systeem. Daardoor konden we bepalen wat er moest gebeuren om het te verbeteren. Als je eenmaal snapt wat de misdragingen van een systeem zijn, is het vrij duidelijk waar je al die principes moet toepassen en waar dat niet zo nodig is.”

Hinkstapspringen Industrialisatie was eveneens een opgave voor VDL ETG, de producent van de EUV source vessel, de proceskamer waar een tinplasma wordt gemaakt om EUV-straling mee te genereren. “Als daar onderdelen kapot gingen en je die wilde vervangen, moest je het ding helemaal openschroeven; dat waren vreselijk invasieve serviceacties. Wij zijn het plasmaproces rigoureus gaan nameten en parametriseren, om het systeem beter op de juiste toleranties te kunnen engineeren. Ook hebben we met het oog op die serviceacties het vessel een modulair design gegeven.” Weer iets heel anders waren de concepten waar Leenders samen met Zeiss aan ging werken voor waterkoeling van de EUV-spiegels om uitzetting, en daarmee verlies aan nauwkeurigheid, te voorkomen. “Dit paste in onze roadmap naar nog meer productiviteit. Met lage-uitzettingsmaterialen redden we het niet om het systeem robuust te maken voor hogere laservermogens.” Zo blijft Leenders hinkstapspringen door de verschillende kerntechnologieën van ASML. “Als system engineer heb ik van alles gedaan; ik ben een soort architect met ADHD.” Ontwikkelpartners De laatste jaren komt voor Leenders het accent steeds meer te liggen op samenwerking met ontwikkelpartners annex toeleveranciers. De grootste zijn VDL ETG voor de source vessel, Trumpf voor de drive laser en Zeiss voor de EUV-optiek. “De vraag is steeds hoe we de sterktes van twee bedrijven kunnen combineren. Wij zijn heel sterk analytisch, VDL ETG bijvoorbeeld kan heel erg goed een systeem snel van prototype naar volumeproductie brengen. Dat geldt ook voor Trumpf en Zeiss. Ik ben steeds meer een soort interface tussen c o n s t r u c t e u r 0 2 - 2 0 2 2

CST_Art07.indd 25

ASML en technologiepartners. Samen met de techneuten van zo’n partner probeer ik de scope van een project zo bijgeschaafd te krijgen dat het past bij de doelstellingen van twee bedrijven in plaats van één. Als ASML kunnen we die niet meer eenzijdig dicteren en dat moeten we ook niet ambiëren. Want zoveel kennis hebben we helemaal niet en we weten niet alles beter dan die ontwikkelpartner. Wij zijn heel goed in systeemkennis en kernvakgebieden als precisiemechanica, optica en warmte- en stromingsleer, maar in bijvoorbeeld design for manufacturing zijn we niet zo sterk. Het conceptontwerp en de start van het detailontwerp voor een module doen we hier in huis en dan dragen we het over aan onze ontwikkelpartner, die het detailontwerp uitwerkt en de gekwalificeerde modules aanlevert. Dat zullen we steeds meer gaan doen, omdat we het niet allemaal zelf kunnen. We maken simpelweg te veel verschillende machines.”

WWW.ASML.COM

Martijn Leenders werkte aan een modulair ontwerp voor de EUV source vessel, om serviceacties minder ingrijpend te maken. (Foto: ASML)

25

27-06-2022 12:30

26

CST_Column.indd 26

constructeur 02 - 2022

27-06-2022 11:59

PRODUCT LIFECYCLE MANAGEMENT

PLM – Construeren met data Als tiener had ik een oud Puchje dat zeker zoveel sleutel- als rijplezier gaf. Daarnaast bouwde ik mijn eigen radio’s. Als jongetje fascineerde het mij dat er een stem uit die kast kwam, terwijl er toch onmogelijk een mannetje in kon zitten. Dat wilde je begrijpen dus haalde je het boekje “Zo werkt de radio” uit de bibliotheek. Figuur 1 toont daaruit een schema, als oerbeeld van een elektrisch ontwerp. Je herkent de afzonderlijke componenten: buizen, spoelen, condensatoren en weerstanden, net als de tandwielen, hefbomen en stangen in een mechanische ontwerp. Je assembleerde de componenten door ze met draadjes aan elkaar te solderen.

Intussen heeft de transistor de elektronenbuis verdrongen en de geïntegreerde schakeling op zijn beurt de losse transistor.

In een moderne elektronische schakeling zie je alleen nog IC-blokjes waarin niets van de functie te herkennen is en waarvan de verbindingen verstopt zijn tussen de lagen van de printplaat.

Een primitief elektrisch schema.

Hoewel ik als studierichting de elektrotechniek met slechts een klein verschil koos boven de werktuigbouw, kwam het goed uit dat tegen de tijd van mijn afstuderen de IC’s het gebracht hadden tot computers: universele machines die je elke gewenste functie kon geven door er een geschikt programma in te laden. Construeren werd nu het samenstellen van variabelen en statements, maar dan zonder de beperkingen van massa en kosten. Ik geloofde dat we met de computer in een paar maanden tijd de hele wereld zouden kunnen optimaliseren. Met de computers in de jaren 70 bleek dat nog niet mee te vallen, maar in de afgelopen 50 jaar zijn we toch een flink eind de goede(?) kant uitgegaan.

Mijn eerste klus in de automatisering draaide om een nieuw soort databasesysteem, waarin voor het eerst het ontwerp van de gegevens gescheiden was van het ontwerp van de programma’s. Mijn verdere carrière draaide vervolgens om de kunst van het ’construeren’ van gegevensstructuren, ook wel datamodelleren genoemd. Bij Philips was dat vooral gericht op machine- en productiebesturing, maar na terugkeer in de schoot van mijn Alma Mater constructeur 02 - 2022

CST_Column.indd 27

draaide het om ERP en PDM. Met dat laatste kwam ook het mechanisch ontwerp weer in beeld en was de kring rond.

De scheiding tussen het programma- en datastructuurontwerp is een hele interessante. Computerprogramma’s zijn heel lastig te begrijpen. Daardoor moet je als gebruiker bij de aanschaf van software zoals ERP en PDM volledig vertrouwen op de bewering van de leverancier dat de software doet wat jouw bedrijfsproces nodig heeft. Wat je krijgt is een verzameling ‘beeldschermen’, waarin je nieuwe gegevens kunt intikken en overzichten kunt opvragen. Of het beeld dat jij hebt van je proces overeenkomt met wat de programmeur dacht dat je nodig zou hebben blijkt pas tijdens gebruik. Het is niet gek dat daar veel bij mis gaat.

Waar programma’s heel moeilijk te begrijpen zijn, laten datastructuren zich relatief makkelijk doorzien. Dit is te danken aan de drie-schema architectuur ,waarin de datastructuur wordt opgesplitst in drie schema’s: een conceptueel, een intern en een extern schema. Het conceptuele schema beschrijft de gegevenselementen, hun samenhang en hun betekenis. Het interne schema specificeert hoe die elementen op het fysieke geheugenmedium worden vastgelegd.

Externe schema’s beschrijven de vorm waarin de gegevens voor verschillende gebruikers worden weergegeven. Het conceptuele schema is dus onafhankelijk van de software die het opslaan, terugzoeken en presenteren van gegevens regelt. Zo is het mogelijk dat het conceptuele schema ondubbelzinnig en gedetailleerd bepaalt wat je met het systeem kunt doen, zonder dat voor het begrijpen van het conceptuele schema kennis van programmatuur nodig is.

Eigenlijk zou iedereen die verantwoordelijkheid draagt voor het gebruik van informatiesystemen een conceptueel

De drie-schema architectuur voor databasesystemen.

27

27-06-2022 11:59

schema moeten kunnen lezen, net zoals een constructeur, een productievoorbereider en een onderhoudsman tekeningen en 3D-modellen moet kunnen lezen.

Om een conceptueel schema te kunnen lezen moet je weten dat het de wereld ziet als een verzameling entiteiten met eigenschappen en onderlinge relaties. De database is dan een model van die wereld in de vorm van een verzameling objecten, waarbij elk object een entiteit representeert. Elk object heeft attributen die elk een eigenschap van de betreffende entiteit representeren. Elk attribuut heeft een waarde, die de toestand van de betreffende eigenschap voorstelt. Een attribuutwaarde is daarmee een uitspraak over de toestand van een entiteit in de wereld. Een object is op zich niet meer en niet minder dan een uniek maar betekenisloos symbool. De betekenis zit in de waarden van de attributen van het object.

De waarde van een attribuut kan van alles zijn: een woord, een naam, een getal, een alfanumerieke code, een document, een video, een CAD-file etc. De verzameling toegestane waarden van een attribuut of een combinatie van attributen kan worden gespecificeerd met een constraint. Sommige attributen moeten een object of een verzameling objecten als waarde hebben. Zo’n attribuut wordt een link of een associatie genoemd en representeert een relatie tussen entiteiten.

Het wordt nu tijd om concreet te worden. Stel we zijn als constructeur bezig om een product te ontwerpen dat bestaat uit een aantal onderdelen. Het product en elk van de onderdelen worden in het Engels meestal part genoemd. Omdat de meeste PLM-systemen Engels georiënteerd zijn, gebruik ik in de voorbeelden hier ook Engelse termen. Om te beginnen maken we een lijstje van alle parts:

Lijst van parts.

Elk part heeft een Number en een Name. In de praktijk zijn er natuurlijk veel meer attributen, maar het gaat om het principe. Zo’n lijstje noemen we ook wel tabel en is vermoedelijk de oudste en nog steeds meest gebruikte vorm van gestructureerde gegevens. Je kunt elke regel lezen als een samengestelde bewering: “Er is een Part met Number 1001 en Name car” etc. Bijzonder in mijn notatie is de eerste kolom.

Die komt voort uit het de conceptuele datataal die ik gebruik, waarin een tabel wordt beschouwd als een verzameling objecten (rijen) met hun attributen (kolommen) en attribuutwaarden (velden). De kop bevat de tabelnaam, de velden de objecten. Omdat die unieke bitstring voor de mens geen betekenis heeft, tonen we alleen het objectsymbool ‘ ’. Bij het invoeren van een nieuwe regel wordt het object automatisch gecreëerd. Ik kan nu een link maken naar 28

CST_Column.indd 28

dit object door simpelweg het betreffende object in het beoogde veld te slepen.

De volgende stap is natuurlijk dat we de productstructuur willen vastleggen. Dat betekent dat we voor elke samenstelling willen noteren uit welke componenten hij bestaat. We hebben een tabel nodig, ook wel stuklijst of BoM (Bill of Materials) genaamd, waarin we dat kunnen vastleggen. De eerste kolom die we nodig hebben is de Parent waarnaar we verwijzen door zijn object in de kolom te slepen. Vervolgens wijzen we elke component aan door zijn object in de Child-kolom te slepen. Per component willen we weten hoeveel keer die voorkomt in de samenstelling. Daarvoor voegen we het attribuut Cnt toe.

Bill of Materials.

Hiermee ligt de productstructuur vast, maar met behalve de aantallen alleen maar objectsymbolen is de tabel niet erg informatief. Gelukkig biedt onze objectgeoriënteerde datataal de mogelijkheid om eenvoudig kolommen toe te voegen waarin de waarden bepaald worden door een expressie: de expressie Parent.Name resulteert in de Name van het object in de Parent-kolom en Child.Name in de Name van het betreffende Child-object. Zo hebben we een bruikbare tabel geconstrueerd waarin we de stuklijst van elke samenstelling kunnen vastleggen en waarin we de parent en het child kunnen herkennen aan de Name. Artikelnummerfreaks kunnen de tabel uitbreiden met kolommen Parent.Number en Child.

Number.

Hiermee hoop ik te hebben laten zien hoe een database tot stand komt in een constructieproces waarin de eisen van de gebruiker worden gerealiseerd in de materialen die de datataal aanlevert. De tabel is het basiselement waaruit een database wordt opgebouwd. De stuklijst laat zien hoe met objecten relaties makkelijk kunnen worden weergeven. Door de tabellen lijkt het op een spreadsheet, maar de onderliggende principes zijn anders. Om de complexe werkelijk in begrijpelijke structuren te kunnen vangen zijn echter nog heel wat meer constructie-elementen nodig. Daar wil ik het in de volgende column(s) over gaan hebben.

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

H.J.PELS@OUTLOOK.COM

constructeur 02 - 2022

27-06-2022 11:59

Product 2 29

JAARGANG 30, 2022

25 → CIRCUFORM

28 → SIGNAAL 26–27 → ÉÉNPITTER

REX — KONING DER GERECYCLEDE STOELEN → Circuform geeft industrieel ontworpen meubels een circulair leven en brengt een prijswinnend ontwerp van Ineke Hans uit 2011 opnieuw uit. Het resultaat is REX, duurzaam en volledig recyclebaar.

TEKST Walter Wijnhoven BEELD Circuform

STOEL MET STATIEGELD

in verschillende kleurencombinaties. REX wordt gemaakt van gerecycled nylon van kantoorstoel onderdelen, visnetten, tapijt en ander industrieel afval. Het gebruik van gerecycled materiaal is soms ook zichtbaar. Dit maakt iedere REX uniek en de stoel vertelt hiermee zijn eigen circulaire verhaal.

Het ontwerp is constructief uitgewerkt zoals bedoeld en de spuitgietmallen zijn opnieuw gebouwd en geschikt gemaakt voor gerecycled nylon. REX is een stoel geschikt voor kantoor, zorg, onderwijs, horeca en thuisgebruik. Comfortabel, verkrijgbaar met en zonder armleuningen en samen te stellen

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

CST Advertenties.indd 29

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

RETOURTJE REX REX kent standaard 10 jaar fabrieksgarantie. Wil je de REX écht niet meer gebruiken of is deze beschadigd, ook al is een poot gebroken (wat haast onmogelijk is)? Dan breng je de stoel bij één van de inleverlocaties en ontvang je altijd € 20,00 retour als een soort statiegeld. Vervolgens wordt er weer een nieuwe stoel of iets anders van gemaakt. De REX toepassen in je ontwerp? Download de 3D bestanden via: www.circuform. com/3d-bestanden.

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

ONTWERP & OPMAAK DRAWSWORDS, Amsterdam www.drawswords.studio

27-06-2022 11:50

30

DE ÉÉNPITTER

DE ÉÉNPITTER: RENATE VOS → Nederland telt vele ontwerpbureaus, maar er zijn ook ontwerpers die ‘voor zichzelf’ werken. Zoals Renate Vos. TEKST BEELD

Walter Wijnhoven Renate Vos

DUURZAAM

CONCRETE lampen, foto: Serax

L

W

DOOR TIJDLOOSHEID instellingen gehuisvest. Ik heb daar een fijn atelier met een gietruimte, ‘schone ruimte’, werkplaats en kantoor / showroom. Ik werk daar aan projecten in opdracht en aan projecten uit eigen inspiratie.

Wat doe je precies?

Ik ben ontwerper van interieurobjecten en accessoires.

Veel verlichting maar ook meubels en accessoires zoals CONCRETE outdoorlampen, foto: Serax

Welke opleiding(en) heb je gedaan?

Ik ben afgestudeerd aan de Academie voor Beeldende Kunsten Sint-Joost in Breda, in Ruimtelijke Vormgeving.

En daarvoor voltooide ik de mbo-opleiding voor Reclame en Presentatietechnieken aan het SintLucas in Boxtel, ook in de richting Ruimtelijke Vormgeving.

Wanneer ben je voor jezelf begonnen?

Na mijn afstuderen ging ik in 2004 een atelier delen met een oud studiegenootje. Dat resulteerde in een samenwerking [META & RENATE], voornamelijk gericht op interieurontwerp. Daarnaast waren we, zowel samen als apart, ook met productontwerp bezig. Na onze samenwerking in 2008, ben ik me meer gaan focussen op productontwerp. Dat is nu mijn corebusiness, al houd ik me sinds 2 jaar ook weer bezig met interieurontwerp, voornamelijk horeca- en winkelinrichting.

Waar is je werkplek?

In vestingstadje Zaltbommel in Pand9, een multifunctioneel verzamelgebouw in de voormalige ambachtsschool. Hier zijn zowel ontwerpers en kunstenaars als maatschappelijke organisaties en culturele

W

PRODUCT 2, 2022

CST Advertenties.indd 30

27-06-2022 11:50

31

s. s

LOEV vazen, foto: Dani Smulders

vazen en kandelaars. Met mijn ontwerpen breng ik graag een verwondering teweeg. Ik wil mensen laten glimlachen en de wereld nét iets mooier maken. Ik onderzoek, experimenteer en werk veelal op gevoel. Door mijn avontuurlijkheid of nieuwsgierigheid maak ik onbevangen reizen door technieken en materialen en creëer ik producten die verrassen, door de materiaalcombinaties of tactiliteit. Mijn producten hebben een heldere vormtaal en zijn duurzaam door tijdloosheid. Inspiratie haal ik uit de natuur en uit vervlogen tijden. Dat is onlosmakelijk verbonden met mijn omgeving: ik woon op Slot Loevestein.

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

De CONCRETE serie waarmee het allemaal begon. Een materiaalexperiment met beton en siliconenrubber wat uiteindelijk resulteerde in een hanglamp, het eerste productontwerp dat ik lanceerde. Intussen is er naast de hanglamp in meerdere formaten een collectie vloerlampen, tafellampen, een wandlamp en een outdoor collectie uit voortgevloeid. De CONCRETE serie behoort tot een van de klassiekers in de collectie van SERAX en is over heel de wereld te vinden. Daar ben ik wel trots op…

Daarnaast is mijn LOEV collectie me ook erg dierbaar, ontstaan door een onconventionele materialencombinatie. LOEV bestaat uit handgegoten vazen in verschillende modellen en maten. Het zelfontwikkelde materiaal bestaat uit gerecycled kurk, rubber en natuurlijke pigmenten. Een ontwerp vol contrasten, zowel qua materiaal als vorm. De LOEV collectie ziet er hard en koud uit maar is juist flexibel, warm en zacht. De vorm is geïnspireerd op de opgravingen bij, en de natuur in mijn leefomgeving (Slot ‘LOEV’estein dus). Het ademt vergankelijkheid en de herinnering aan vervlogen tijden.

Deze collectie maak ik in eigen beheer en was recentelijk te zien op exposities in Londen en Parijs en in Venetië tijdens het HOMO FABER Next of Europe event.

Wat is je laatste gerealiseerde ontwerp?

Vloerlamp FRAME XL. Een aanvulling op de twee tafelmodellen die ik eerder in samenwerking met Het Lichtlab ontwikkelde. De FRAME-collectie bestaat nu uit drie modellen lokaal geproduceerde tafel- en/of vloerlampen. De eikenhouten handgedraaide kap is op verschillende manieren te positioneren in het gepoedercoate stalen frame. Daardoor zijn de lampen te gebruiken als sfeerlamp of als spotlight.

Waar werk je op dit moment aan?

Multiple, een kandelaar die je zelf kunt samenstellen uit beton en kurk, gelanceerd tijdens OBJECT Rotterdam (19– 22 mei 2022). Verder heb ik mijn ontwerpplan gepresenteerd voor de inrichting van een horecagelegenheid en een educatieruimte voor een museum en kan ik me gaan richten op de realisatie hiervan.

Wie is je favoriete designer?

Ik houd van makers die discipline-overstijgend creëren.

Maar dat kan net zo goed een muzikant, danser of bijvoorbeeld modeontwerper zijn.

Wat zou je weleens willen (her)ontwerpen?

Zodra ik tijd heb zou ik heel graag Nieuwe Heerlyckheit verder willen ontwikkelen, mijn afstudeerproject. Een wollen kleed transformeerbaar naar stoel en vice versa.

Dit ontwerp is nu weer hedendaags doordat het multifunctioneel is, ideaal voor kleinbehuisden, speels en aangenaam tactiel.

Waarom is jouw vak zo leuk?

Ik ben dagelijks aan het ontdekken en creëren. Het voorafgaande onderzoek naar materialen en technieken is zo inspirerend. Het lijkt een beetje op koken: als je door de juiste combinatie van verschillende ingrediënten een smaakvol en verrassend geheel weet neer te zetten geeft dat zoveel voldoening. En bij de projecten in opdracht blijft het steeds een super leuke uitdaging om de vraag te vertalen naar het juiste gevoel en de juiste sfeer.

Waar ben je online te vinden?

Website: www.renatevos.nl; Instagram: renatevosdesign; Facebook: RENATEVOSdesign; Linkedin: renatevos

FRAME Medium lamp, foto: Het Lichtlab

et r/ n

Renate Vos

e

DE ÉÉNPITTER

PRODUCT 2, 2022

CST Advertenties.indd 31

27-06-2022 11:50

32

SIGNAAL

VESPA DI LEGO

AFVALBAK VAN AFVAL

De BrickBin van Circular Design is een duurzame afvalbak die zelf is gemaakt van 100% gerecycled materiaal, o.a. plastic of koffiedik. Elk materiaal geeft de afvalbak zijn eigen unieke kleur: zwart, wit, blauw/grijs en bruin. In de deksel zijn gekleurde aluminium platen gemonteerd met openingen van Ø 20 cm voor papierafval, restafval of plasticafval. Voor organisch afval is er een afsluitbaar klepdeksel (Ø 25 cm). Een plaat met 5 openingen van Ø 8 cm is geschikt voor het inzamelen van (koffie)bekers, de ‘Pet Collector’ met oranje deksel en een opening van Ø 8 cm is bedoeld voor kleine petflesjes.

Als de BrickBin om welke reden dan ook niet meer te gebruiken is kan deze ingeleverd worden en wordt de afvalbak klaargemaakt voor een volgend leven als nieuwe BrickBin. De BrickBin is geschikt voor alle werkplekken en voor thuis in de keuken.

Gita, go!

Kleurrijk kleedje

Afval wordt grondstof

Congratulazioni Vespa 75

In 1946 werd de eerste echte Vespa geproduceerd door ex-(oorlog)vliegtuigbouwer Enrico Piaggio. De populaire scooter is 75 jaar geworden en LEGO viert dit met een fraai model geïnspireerd door de klassieke 1960s Vespa Piaggio.

De LEGO Vespa 125 komt in oogstrelend pastelblauw — een zeldzame kleur voor LEGO — en zal zowel LEGO-fans als scooterliefhebbers aanspreken. Het zeer gedetailleerde model is in principe ontworpen voor volwassenen en bestaat uit 1.106 steentjes, die samen een 33 cm lange scooter vormen van 21 cm hoog. Het realistische ontwerp heeft twee zitplaatsen en een reservewiel. De afneembare motorkap onthult een motor volledig opgebouwd uit LEGO-steentjes. Stuur en kickstand zijn functioneel en het Vespa-logo en de klassieke jaren-60 Italiaanse nummerplaat maken de nostalgie compleet. De scooter is voorzien van een boeketje bloemen in de mand aan de achterkant en met een helm voor de veiligheid.

PROJECT POST-VLISCO

Voor textiel- en productontwerper Simone Post is het eindproduct niet per se het interessantste aspect van het ontwerpproces. Een goed voorbeeld is haar project PostVlisco. Vlisco is een toonaangevende producent van batikbedrukte stoffen voor de Afrikaanse markt. Simone deed uitgebreid onderzoek naar Vlisco's afvalmateriaal dat leidde tot een nieuwe toepassing voor textiel dat anders vernietigd zou zijn. M.b.v. vouw- en snijtechnieken worden van de afvalstof kleurrijk gedessineerde tapijten gemaakt. Zo krijgen reststoffen echt waarde. Geïnspireerd door het zijaanzicht van de grote rollen die werden gebruikt om het textiel op te slaan en te vervoeren, zijn de stoffen in dunne stroken gesneden en vervolgens gevouwen en opgerold tot stevige tapijten. Met eindeloos veel mogelijke kleurcombinaties ontstaat telkens weer een uniek product. De Vlisco Recycled Carpets worden in Nederland geproduceerd en gedistribueerd door Label / Breed. Info: www.simonepost.nl.

VOLGZAME ROBOT

Een robot die je volgt als een hondje en dienst doet als lastdier. Gita (Italiaans voor ‘reis’) kan een lading van 18 kg in zich dragen, zoals boodschappen of boeken. Hij is ook sterk genoeg als zitplaats als er geen stoel of bank beschikbaar is.

Maar wat hem vooral speciaal maakt, is dat hij zijn eigenaar kan volgen m.b.v. dezelfde technologieën als in zelfrijdende auto's. Gita maakt gebruik van sensoren en kunstmatige intelligentie om zijn eigenaar te volgen en door zijn omgeving te navigeren. Ook binnenshuis, want niet afhankelijk van GPS. De beschikbare kleuren, waaronder Signal Red, Spark Citron en Boardwalk Beige, geven de robot meer persoonlijkheid.

Door de gladde, gebogen oppervlakken en het unieke ontwerp van zijn wielen lijkt hij op een stuk speelgoed, maar niets is minder waar. Het Britse National Innovation Centre for Ageing test de robot om oudere mensen mobieler te maken. Ontwerper: Piaggio Fast Forward.

PRODUCT 2, 2022

CST Advertenties.indd 32

27-06-2022 11:50

al-

30 november 2022 | 1931 Congrescentrum Den Bosch

at

n

-

en.

k

-

Meld u nú aan!

Praktische antwoorden op al uw vragen over machineveiligheid!

Zet 30 november alvast in uw agenda want dan vindt de twaalfde editie plaats van het SAFETY Event.

Wat heeft het SAFETY Event te bieden?

• Laat u inspireren tijdens het plenaire programma • Doe kennis op bij de learnshops tijdens het middagprogramma • Krijg praktische antwoorden van de Safety doctors, die alle safety-gerelateerde vragen beantwoorden • Kom in contact met vakgenoten, fabrikanten en toeleveranciers op de informatiemarkt Datum: 30 november 2022 Locatie: 1931 Congrescentrum s’ Hertogenbosch Powered by:

CST Advertenties.indd 33

Deelnameprijs: Gratis voor betaalde abonnees van MYbusinessmedia € 150,- voor niet abonnees

Meer informatie? Kijk op www.safetyevent.nl Sponsored by:

27-06-2022 11:50

PRODUCTIETECHNIEK

Fabriek van de toekomst EEN VIRTUAL REALITY EXPERIENCE Tijdens de Hannover Messe demonstreerden Dassault Systèmes, e.Volution, Graebener, Omron en VAF dat de fabriek van de toekomst in virtual reality kan worden geoptimaliseerd. Zowel op de beursstand als in een mediazaal konden bezoekers ervaren hoe je als projectteam multidisciplinair kunt samenwerken in een virtuele omgeving, om de meest geschikte locatie voor een nieuwe fabriek te kiezen en de beste configuratie voor een nieuwe productielijn.

P E T E R G L O UDE M A N S, C O - WO R K X

e.Volution is een innovatief bedrijf dat ‘Mobility-as-a-Service’-systemen (MaaS) ontwikkelt, produceert en exploiteert, bestaande uit voertuigen die worden aangedreven door waterstofbrandstofcellen. De mkb-er uit het Duitse Aken heeft echter zelf niet alle benodigde knowhow voor het produceren van de waterbrandstofcellen. Via een samenwerkingsnetwerk met Dassault Systèmes, Graebener, Omron en VAF kan e.Volution zowel het businessmodel verbeteren als de ‘time-to-market’ verkorten. Door met alle betrokken partijen te gaan samenwerken op het 3DExperience-platform creëert e.Volution een ‘single source of truth’ virtuele twin voor de

hele levenscyclus van hun duurzame mobility oplossingen. Vanaf de eerste ideeën, via de engineering, werkvoorbereiding en productie tot en met de marketing, sales, installatie en aftersales serviceverlening. Al deze fasen waren afzonderlijk te zien op de stand van Dassault tijdens de Hannover Messe.

Circulair ontwerpen Omdat duurzaamheid een belangrijke kernwaarde is voor e.Volution wordt elk nieuw MaaS-systeem ontworpen voor circulariteit, met zo weinig mogelijk afval, emissie en risico’s. Daarvoor gebruikt het bedrijf de Lifecycle Assessment-functionaliteit van Das-

sault. Deze helpt ook het milieueffect van productieprocessen te verbeteren en de CO2-emissie van logistieke operaties te reduceren. Daarna heeft Dassault met Accenture een zogenaamde digitale MBSE-journey (Model Based Systems Engineering) gecreëerd, waarmee toekomstige klanten in virtual reality al een concept-voertuig kunnen ervaren, om feedback te geven over het ontwerp en de ergonomie. Bij een volgend station op de beursstand was te zien hoe e.Volution het ontwerp van de waterstofbrandstofcellen heeft geoptimaliseerd op basis van de beschikbare ruimte en de bijbehorende managementomgeving. Na voltooiing

NEDERLAND EN BELGIË ZIJN BELANGRIJKE GROEIMARKTEN

Tijdens een interview gerelateerd aan de virtuele fabriek experience vertelde Olivier Ribet, executive vice president EMEA bij Dassault, dat het 3DExperience-platform veel gebruikt wordt in de auto- en vliegtuigindustrie, door grote bedrijven als Airbus, Boeing, BMW, Groupe PSA en Renault, maar ook door innovatieve startups die de markt uitdagen met nieuwe aandrijftechnieken. denk aan de waterstofauto van het Franse Hopium en de zonneauto van het Nederlandse Lightyear. “Nederland en België zijn voor ons belangrijke groeimarkten vanwege de vele innovatieve bedrijven en de concentratie van universiteiten en hogescholen met getalenteerde ingenieurs”, aldus Ribet. “Lightyear is een mooi voorbeeld van een spin-off van de Technische Universiteit Eindhoven en verder sponsoren en begeleiden wij ook al jarenlang de internationaal succesvolle Delftse studententeams.”

34

CST_Art02.indd 34

constructeur 02 - 2022

27-06-2022 12:01

van het voertuigontwerp en de technologie voor de waterstofbrandstofcellen, is de benodigde productielijn ontworpen en via de engineering verder uitgewerkt.

Productie-engineering Tijdens de systems engineering voor de productielijn van e.Volution is CAD-data van verschillende leveranciers geïntegreerd in een complete virtuele twin van het productieproces. Die virtuele twin was zowel op de beursstand als in een grote mediazaal levensecht te ervaren via de Microsoft HoloLens. Tijdens de productie-engineering is de verwerkingscapaciteit van de hele productielijn gesimuleerd, inclusief de conveyors voor het aan- een afvoeren van de materialen en assemblage-onderdelen. Daaruit kwam naar voren dat zowel grotere conveyors als een tweede robot voor het verplaatsen van de basisplaten voor de waterbrandstofcellen nodig waren voor de geplande productiecapaciteit. Ook de ergonomie van een aantal operatorwerkzaamheden is met Simulia-applicaties van Dassault gesimuleerd en geoptimaliseerd. Bij de VR-omgeving in de mediazaal was de 3D virtuele twin van de nieuwe pro-

ductielijn verrijkt met een gescande pointcloud van de complete fabriekshal.

Marketing, sales en testen Als laatste fase van het ontwikkelingstraject was te zien hoe de virtual twin van de productielijn voor waterstofbrandstofcellen te verrijken en te hergebruiken is voor marketing, sales en testdoeleinden. Met de oplossingen van Dassault 's 3DExcite-portfolio kan de marketing- en salesafdeling van e.Volution hoge-resolutie, levensechte VR-experiences maken voor presentaties aan klanten, supply-chainpartners en andere stakeholders. Maar ze kunnen het ook gebruiken voor een virtuele ‘factory acceptance test’, ergonomische controles en het opleiden van de operators.

Als laatste stap demonstreerde Dassault het gebruik en de voordelen van een service-twin die tijdens de gehele levensduur van de productielijn continu te verrijken is met data uit de echte wereld, voor onderhoud, procesoptimalisaties en het voorbereiden van een retrofit. Maar ook verbeteren van een businessmodel via Pay-per-Use en Efficiency-as-a-Service (EaaS).

WWW.3DS.COM

DATAGESTUURDE BESLUITVORMING De virtuele ‘manufacturing twin’ die Dassault Systèmes tijdens de Hannover Messe in een virtual reality omgeving demonstreerde is zowel levensecht als wetenschappelijk exact. “Wij integreren de virtuele wereld met de echte wereld om datagestuurde besluitvorming mogelijk te maken en duurzame innovatie te versnellen”, vertelde Ribet.

“Onze verticale oplossingen voor elf industrieën stellen klanten in staat om nieuwe customer experiences te creëren en hun producten te harmoniseren met de natuur en het leven. Inclusief het verduurzamen en optimaliseren van de bedrijfsprocessen en businessmodellen. In de maakindustrie duurt het aanpassen van de processen en een fabriek voor het maken van een nieuwe product al snel een jaar. In de farmacie hebben wij de afgelopen jaren met behulp van het 3DExperience-platform klanten geholpen om zo’n transformatie binnen slechts twee tot drie maanden te realiseren.”

Op de Hannover Messe lieten Dassault Systèmes, e.Volution, Graebener, Omron en VAF zien hoe je de fabriek van de toekomst in virtual reality kan kan optimaliseren.

constructeur 02 - 2022

CST_Art02.indd 35

35

27-06-2022 12:01

PRODUCTIE AUTOMATISERING

Sputteren én doordraaien CREATIEVE UITDAGING VOOR COATINGMACHINEFABRIKANT HAUZER EN BOSCH REXROTH Als je in een continu proces wilt kunnen coaten in een vacuüm, heb je niet alleen een flexibel transportsysteem nodig, maar ook een flexibel team. Knappe koppen van Hauzer gingen aan de slag om een modulair basissysteem te ontwerpen. Daarbij werkten ze intensief samen met Bosch Rexroth, dat het Flexibele Transport Systeem leverde. Een project vol creatieve uitdagingen.

Coatingmachinefabrikant Hauzer ziet toekomst in inline coatingsystemen, waarbij de afzonderlijke processtappen niet in één ruimte plaatsvinden, maar in meerdere ruimtes. Daarom liet het bedrijf een multidisciplinair team eerst een modulair basissysteem ontwerpen: het Hauzer Flexliner-platform.

Een grote uitdaging, want met de componenten moeten coatingmachines te bouwen zijn die verschillende coatings kunnen aanbrengen op heel uiteenlopende producten: van badkamerkranen tot en met autodashboards. En het coaten (sputteren) moet ook nog eens in een vacuüm gebeuren.

Grotere volumes Hauzer maakte tot nu toe vooral batchmachines, die het complete coatingproces in één ruimte afhande-

len. Dat werkt prima voor het coaten van relatief kleine hoeveelheden producten, maar bij grotere volumes is het efficiënter als het coatingproces continu kan blijven doorgaan. Een inline systeem is dan de oplossing. Daarbij vinden de verschillende processtappen van het coaten in verschillende ‘kamers’ plaats.

Drie keer eerder bouwde Hauzer een aantal inline systemen. Dat was steeds maatwerk; elk systeem moest opnieuw geëngineerd worden. Daarom besloot Hauzer om modules te ontwikkelen. Daarmee zijn machines samen te stellen voor verschillende toepassingen. De machines kunnen relatief grote oppervlaktes coaten: tot 2 m2. Bovendien zijn ze flexibel: klanten kunnen extra kamers laten toevoegen als een productieproces daarom vraagt. Eind 2019 ging het

Het Hauzer Flexliner-platform maakt gebruik van basismodules die elk een stap in het coatingproces vertegenwoordigen voor toekomstbestendige flexibele coatingsystemen.

36

CST_Art03.indd 36

constructeur 02 - 2022

27-06-2022 12:33

ZO COAT JE BRANDSTOFCELLEN IN VACUÜMKAMERS Een karretje met een producthouder waarop de brandstofcellen zijn vastgezet, rolt via een klep de eerste kamer binnen (loadlock). Als de klep gesloten is, wordt deze kamer vacuüm gepompt. Vervolgens gaat het karretje naar de etssectie, waar de brandstofcellen een voorbehandeling krijgen. Omdat de oxidelaag een verlies aan geleiding veroorzaakt, wordt deze eerst verwijderd van het metaal.

Het sputteren gebeurt in de volgende kamers.

Het bronmateriaal wordt verdampt en slaat vervolgens neer op de brandstofcellen. Die krijgen twee coatinglagen: een metaalcoating en een koolstofcoating. De metaalcoating zorgt voor een goede hechtlaag tussen metaal en koolstof. De koolstofcoating is de gelei-

dende, anticorrosieve coating.

Als het karretje met de waterstofcellen in de laatste kamer staat (loadlock), wordt deze kamer belucht. Zodra de kamer atmosferisch is, opent een klep, waardoor het karretje de kamer verlaat richting retourbaan.

De aard van de processen (vacuüm pompen, etsen, coaten, beluchten) en de opbouw van de machine, vereisen een transportsysteem waarmee karretjes op allerlei manieren te bewegen zijn. Meerdere karretjes moeten gelijktijdig – soms onafhankelijk en soms afhankelijk van elkaar – kunnen versnellen en vertragen, en dat op constant hoge en dan weer op een lage snelheid. Het FTS van Bosch Rexroth maakt dit mogelijk.

Een carrier wordt via de swivel-arm in het loadlock gebracht.

ontwikkelteam van Hauzer aan de slag. Het platform is inmiddels gereed, en de eerste machines zijn gebouwd.

Demonstratiemachine voor brandstofcellen Sinds begin 2022 staat in Venlo een demonstratiemachine voor het coaten van brandstofcellen. Daar is volop interesse voor. “De brandstofcellen die op dit moment worden ontwikkeld, zijn met name voor grote voertuigen bedoeld, zoals bussen en vrachtwagens”, aldus Roel Bosch, business development manager bij Hauzer. “Die tanken op een beperkt aantal plekken, waardoor overstappen op waterstof relatief gemakkelijk is. De verwachting is dat auto’s binnen enkele jaren ook op waterstof gaan rijden. Met een waterstofauto kun je immers een stuk verder rijden dan met een elektrische auto voor je moet tanken.

Bovendien gaat het tanken zelf veel sneller. Als de markt op grote schaal waterstofauto’s gaat produceren, schiet de vraag naar brandstofcellen omhoog.

Daar spelen we op in.”

“Voor brandstofcellen voor waterstofauto’s is essentieel dat ze een hele goede coating hebben, anders gaan ze niet lang mee”, gaat Bosch verder. “Autofabrikanten en bedrijven die brandstofcellen gaan produceren, willen dus investeren in machines die op grote schaal hoogwaardige coatings kunnen aanbrengen.

Om ze te laten zien dat dat kan, kunnen ze onze machine in Venlo beoordelen en hun eigen producten erop testen.”

Corrosie voorkomen De coating is zo belangrijk omdat een brandstofcel uit honderden samengeperste metalen platen bestaat waartussen een katalysator zit. Waterstof die door de brandstofcel stroomt, wordt daar omgezet in elektriciteit. Maar metaal corrodeert zeer snel vanwege > constructeur 02 - 2022

CST_Art03.indd 37

“Het opzetten van het platform was echt een creatief proces, met steeds weer nieuwe iteraties”, vertelt (links) Joost Kuipers van Hauzer Techno Coating. In het midden staat zijn collega Roel Bosch met rechts Roel Boessen van Bosch Rexroth.

37

27-06-2022 12:33

Het Flexible Transport System (FTS) van Bosch Rexroth wordt aangedreven door spoelen die aan de onderzijde van de swivel-arm en de vacuümkamers zijn gemonteerd.

de lage pH-waarde van het elektroliet in combinatie met de elektrische spanning. Een goede beschermende coating voorkomt corrosie, en zorgt er dus voor dat de brandstofcel lang meegaat.

Flexible Transport System Een van de grootste uitdagingen bij het bouwen van inline coatingmachines, is het verplaatsen van producten die gecoat moeten worden van de ene naar de andere kamer terwijl die kamers vacuüm blijven. Het Flexible Transport System (FTS) van Bosch Rexroth speelt daarbij een belangrijke rol. Het systeem is in staat om de karretjes met de te coaten producten, contactloos aan te drijven.

“Vergelijk het maar met een zweeftrein”, aldus Roel Boessen, accountmanager bij Bosch Rexroth. “Aan de onderkant van de kamers scheidt een dunne wand de atmosferische ruimte van de vacuümkamers. Door deze dunne wand heen kunnen we met magneetkracht de karretjes aandrijven. De onderkant van de vacuümkamers is uitgerust met spoelen en sensoren, en de karretjes zijn voorzien van magneetplaten.”

Geen vervuiling De contactloze aandrijving maakt het mogelijk om de verschillende processtappen in vacuüm te laten voltrekken. Een tweede voordeel is dat partikels geen vervuiling kunnen veroorzaken. “Coatinglagen zijn heel dun”, legt Bosch uit. “De laag koolstof op brandstof38

CST_Art03.indd 38

cellen is bijvoorbeeld kleiner dan een halve micron.

Elke vorm van vervuiling zorgt in feite voor een gat in je coating. Bij brandstofcellen levert dat corrosie op, en dat is funest. Daarom zijn we gebrand op het vermijden van vervuiling.”

Een ander voordeel is dat er geen (dure) doorvoeren meer nodig zijn om producten van de ene naar de andere kamer te verplaatsen. Boessen: “Die doorvoeren zijn zwakke schakels, want die kunnen gaan lekken, waardoor het vacuüm verloren gaat. Vaak wordt daarbij gebruikgemaakt van tandheugels en rondsel, en is er sprake van fysiek contact. Dat kan leiden tot slijtage en partikels.”

Nog een reden voor Hauzer om te kiezen voor het FTS is dat de karretjes met de producten door de contactloze geleiding heel nauwkeurig en onafhankelijk van elkaar kunnen bewegen. Bosch: “De producten zijn exact te positioneren en met software kunnen we instellen hoe snel de karretjes welke kant op moeten bewegen. Ook kunnen we ze versnellen en vertragen.

Daardoor is het mogelijk om een laag coating aan te brengen die overal exact even dun is. Die vrijheid biedt ons precies de flexibiliteit die we nodig hebben.”

Creatief proces Bij het ontwerpen van het platform en de bouw van de eerste machines werkten teams van Hauzer intensief samen met de specialisten bij Bosch Rexroth. Beide partijen zijn daar zeer over te spreken. “Het opzetconstructeur 02 - 2022

27-06-2022 12:33

ten van het platform was echt een creatief proces, met steeds weer nieuwe iteraties”, legt projectleider bij Hauzer Joost Kuipers uit. “Alle betrokkenen moesten over de grenzen van hun eigen discipline heen durven kijken en openstaan voor de meningen van anderen.”

In de praktijk ging dat heel soepel. Boessen: “We hebben regelmatig een telefoontje van de systeemarchitect gehad om even te sparren over iets. Techneuten zijn vaak geneigd om te kiezen voor de meest degelijke technische oplossing. Maar als dat niet nodig is, wordt een systeem onnodig duur. Daarom blijven we onszelf steeds de vraag stellen: wat heeft de klant écht nodig?”

Arbeidsmarktvraagstuk Een flinke dosis creativiteit zorgde voor een innovatief, nauwkeurig én flexibel systeem. Tegelijkertijd leverde het traject een arbeidsmarktvraagstuk op, vertelt Kuipers. “We hebben gemerkt dat je een bepaald slag mensen nodig hebt om van dit soort projecten een succes te maken. Je moet het leuk vinden om te werken aan een product van de toekomst, zoals brandstofcellen. Dat zijn ook producten die nog volop worden doorontwikkeld; ze zijn niet ‘af’. Alles

Scan voor meer informatie over het Flexible Transport System (FTS) van Bosch Rexrott de QR-code of ga naar www.boschrexroth.nl. Ga voor meer informatie over Hauzer naar www.hauzertechnocoating.com.

wijst er dus op dat we in de toekomst vaker een beroep doen op de creativiteit van onze mensen.”

Boessen knikt: “Voor ons geldt precies hetzelfde.

Ook wij staan te springen om medewerkers die outside the box kunnen denken. En dit verhaal is een perfect voorbeeld van de uitdagende projecten waaraan ze bij ons mogen werken!”

WWW.BOSCHREXROTH.NL WWW.HAUZERTECHNOCOATING.COM

Nodes met elke een motion control unit en interne versterkers maken een modulaire opbouw van de machine mogelijk.

constructeur 02 - 2022

CST_Art03.indd 39

39

27-06-2022 12:33

Een van de componenten die Güdel aanbiedt: een geleiderail met een rolbok.

LINEAIRE GELEIDINGEN

Van 3 kg tot 3 ton LINEAIRE AUTOMATISERING MET ZWITSERSE PRECISIE We kennen lineaire geleidingen en XYZ-portalen vooral van montage- en assemblagetaken, waar deze systemen onderdelen en producten bewerken, monteren en over korte afstanden verplaatsen.

Maar er zijn ook geleidingen en portalen waar grote gewichten aan hangen die over tientallen meters moeten worden verplaatst. Dat is de specialiteit van het Zwitserse Güdel, met een Nederlands verkoopkantoor in Weerselo.

T E KST : A D SP I J K E R S F OTO ’ S : G ÜDE L

Güdel heeft het hoofdkwartier in Langenthal, in het Duitstalige deel van Zwitserland tussen Basel en Bern. Het familiebedrijf telt zo’n duizend medewerkers en is in alle industriële landen aanwezig. Bij de in 1954 opgerichte onderneming staat nu de derde generatie aan het roer.

Het leveringsprogramma kent drie hoofdgroepen: componenten, modules en systemen – elk goed voor ongeveer een derde van de omzet van 300 miljoen euro. Kenmerkend is dat ze vooral in zware, maar nauwkeurige taken in industrie en logistiek worden ingezet waar een groot bereik, nauwkeurige plaatsing en maximale beschikbaarheid van belang is.

De basis van alles wordt gevormd door componenten: tandheugels en geleidingen voor lineaire bewegingen, planetaire en haakse tandwielkasten, lagers en toebehoren. Die nauwkeurige componenten worden geproduceerd in de hoofdvestiging in Zwitserland, waar er voor de Europese markt ook lineaire modules en systemen van worden gemaakt door deze componenten op bewerkte frames en profielen te plaatsen.

Voor de markten in USA en Azië is er ook daar lokale productievestigingen voor het bewerken van de grote en zware delen, waarop dan weer de componenten uit Zwitserland gemonteerd worden. Op die manier kan overal ter wereld worden geprofiteerd van de Zwitserse precisie zonder dat er zware constructiedelen onnodig over de wereld getransporteerd moeten worden. Verder is 40

CST_Art01.indd 40

Güdel in een twintigtal landen over de gehele wereld aanwezig voor verkoop en service.

Modules Uit deze componenten worden modules opgebouwd, sinds de jaren negentig zelfs als catalogusproducten. Ze zijn standaard belastbaar van 3 kg tot 3000 kg en kunnen bestaan uit één, twee of drie assen met eventueel nog een polsgewricht op de laatste as. Tekeningen, een stuklijst, een handleiding in de taal van de klant en een IIB verklaring volgens de Machinerichtlijn worden standaard meegeleverd.

Deze documentatie verlost de klant van een hoop kopzorg en kosten. Ook kan de doorlooptijd van zijn project aanmerkelijk worden verkort.

Tot de modules die Güdel levert, behoren lineaire geleidingen waarop robots kunnen worden gemonteerd (tracks). Ze zijn leverbaar voor alle op de wereld verkrijgbare robots, variërend van cobots voor montagelijnen tot robots die meer dan 2 ton kunnen hanteren. Ze zijn er in versies voor montage op de vloer, aan de wand of aan plafonds. Een toepassing hiervan is te vinden aan boord van een pijpenlegger. Hier wordt een zware robot gebruikt voor het hanteren van de zware buizen en voor de kwaliteitscontrole van de lassen.

Güdel heeft geen voorkeur voor een bepaald merk of type motor of besturing. De motorflens van de reductiekasten kan aan elke willekeurige motor worden aangepast. Op basis van de massa en dynamiek die de klant opgeeft, maken de engineers een bereconstructeur 02 - 2022

27-06-2022 12:31

Een Güdel-systeem in een automotive-spuiterij.

kening welke motor(en) geschikt zouden zijn voor de toepassing, rekening houdend met de massa’s en dynamiek van de belasting en van het portaal zelf.

Dan is het aan de klant om de berekening te verifiëren en af te stemmen met de leverancier(s) van zijn motoren en besturing.

Complete systemen Uit de modules worden complete systemen gebouwd, met portaalbalken tot 12 m (die in een container passen). Tijdens de productie worden ze ook aan de kopse zijde heel nauwkeurig bewerkt, om vervolgens bij de eindklant (waar ze in elkaars verlengde komen te liggen) met elkaar te worden verbonden.

De modules worden in de fabriek opgebouwd en afgesteld, daarna gedemonteerd en naar de klant getransporteerd. Daar worden ze geassembleerd en uitgelijnd, waarna er door de klant of integrator apparatuur aan kan worden gehangen en bekabeling en besturing worden aangesloten. Het plaatsen, uitlijnen en aansluiten is geen complexe taak, maar vereist wel kennis van zaken en nauwgezet werken. Meestal wordt dit verzorgd door systeemintegratoren.

De portalen kunnen (zware) industriële producten over grotere afstanden verplaatsen. Ze worden als mechanische module met staanders, kabelketting en reductorkasten of als compleet systeem aangeboden, inclusief bekabeling en besturing. De meeste portalen zijn klantspecifiek en (veel) groter dan XYZ-portalen die in de assemblage- en verpakkingsindustrie worden gebruikt. In die sectoren zijn de vereiste draagvermogens doorgaans minder dan 3 kg tot 5 kg. Maar tegelijkertijd worden dan wel weer hogere eisen gesteld aan dynamiek en nauwkeurigheid.

Tracks voor automotive Voor de automobielindustrie worden veel tracks voor robots verkocht voor de handling van een zogeheten body in white, een kale ongelakte carrossec o n s t r u c t e u r 0 2 - 2 0 2 2

CST_Art01.indd 41

rie. In de markt worden daar zo’n honderd verschillende robottypes van de drie grootste robot aanbieders voor gebruikt. Speciaal voor deze markt heeft Güdel de TMF-4B track ontwikkeld, waarop meestal Kuka, Fanuc of ABB robots worden gemonteerd. Een typisch gewichtsbereik is 150 kg tot 250 kg. Het voordeel voor de klant is dat hij in zijn hele fabriek met één track kan volstaan (standaardisatie) en flexibeler wordt in de lay-out van zijn productie. Een ander voordeel is dat hij zijn lay-out en tracks in een vroeg stadium kan inplannen, maar pas later hoeft te beslissen over merk en type robot.

Een van de toepassingen in de automobielindustrie betreft het persen van plaatdelen. Bijvoorbeeld een motorkap, deurpaneel of spatbord wordt in een aantal gangen geperst op machines die keurig op een rij staan. Robots aan Güdel-portalen halen een deels geperste plaat uit een van die machines en leggen die meteen in de volgende pers. De persen en robots maken zo in dezelfde cadans in korte tijd een auto-onderdeel uit een vlakke plaat. De robots moeten daarbij ver in de persen reiken en dus met een bepaalde snelheid bewegen. Güdel heeft daar verschillende systemen voor en ze worden over de hele wereld afgezet. Voor deze toepassingen levert het bedrijf vaak het complete systeem.

Material handling Een andere toepassing is te vinden een fabrikant voor gereedschappen voor kantbanken. Güdel heeft voor deze machine tending opgave een standaard XYZ-portaal met onderaan de Z-as een draaias voor het hanteren van machinepallets met ruwe en al verspaande werkstukken. De gereedschapfabrikant heeft zes bewerkingsmachines achter elkaar op een rij onder het portaal staan. Te bewerken onderdelen worden op een machinepallet van 4,50 m of 5,50 m geplaatst. Als een pallet volledig is gevuld, neemt het portaal deze op en plaatst die direct bij een machine of in een buffer bij de cel. Op het moment > 41

27-06-2022 12:31

dat een machine vrijkomt, wordt de pallet afgewerkt product afgevoerd en een pallet uit de buffer in de machine geplaatst. Hiervan zijn er al meerdere geleverd. Deze portalen zijn 12 m breed en 40 m lang.

Elk portaal functioneert als een slave en ontvangt zijn bewegingsopdrachten van het bovenliggende ERP-systeem. De operator kan zich concentreren op het plaatsen van de onbewerkte onderdelen en het afvoeren van de bewerkte onderdelen.

Aandrijving en besturing Van de componenten, modules en systemen wordt tijdens bedrijf een bepaalde mate van nauwkeurigheid verwacht. Een robottrack wordt vaak opgenomen in de besturing van de robot. De zogenoemde zevende as kan worden gespecificeerd in de parametersettings van de meeste robotbesturingen, met een overbrengingsverhouding van motor en reductiekast. Via de encoder op de motor kan de besturing het aantal motoromwentelingen en daarmee de afgelegde weg berekenen. De herhaalnauwkeurigheid die hieruit resulteert, ligt in de ordegrootte van 0,02 mm tot 0,05 mm, afhankelijk van de grootte, instellingen in de besturing en de resolutie van de encoder.

Voor bepaalde processen (bijvoorbeeld 3D-printen van beton) is het mogelijk een nauwkeuriger tandheugel te kiezen (kwaliteit 6 in plaats van de standaard kwaliteit 9). Deze wordt gecombineerd met een planetaire reductor met een omkeerspeling van een minder dan een boogminuut. De positieterugkoppeling gebeurt met behulp van de encoder op de motor.

Logistieke toepassingen Een nieuwe ontwikkeling is een portaal dat wordt 42

CST_Art01.indd 42

Een assemblagelijn met twee portaalrobots.

toegepast in onder meer de logistiek, handling en 3D printing. Het standaard FP5 portaal heeft een statische X-as en een brug (de Y-as) waar een wagen aan zit die de Z-as vasthoudt. De nieuwe FP5 HP kan tot 14 m brugoverspanning gaan. Normaal dit daar een standaard Z-as aan, maar het is ook mogelijk daar een klantspecifieke Z-as op te zetten voor bijvoorbeeld het hanteren van stapels banden of kratten.

Een toepassing is een portaal in een gekoelde hal waar kratten met vleesproducten worden opgeslagen. De aangevoerde kratten worden in het portaal met een speciale grijper opgepakt en gebufferd. Het bovenliggende systeem onthoudt waar welk krat is opgeslagen. Als de orders voor de verschillende supermarkten worden verzameld, haalt het portaal de gevraagde kratten op en brengt ze naar een orderpickingstation. Door de grote overbrugging zijn onder de FP5 HP veel opslagposities beschikbaar.

Het nadeel van een grote brug is dat het om een grote dus trage massa gaat. Güdel heeft dat ondervangen door bij dit type voor een lichtgewicht constructie te kiezen, waardoor de eigenfrequenties hoog zijn en dynamische bewegingen mogelijk zijn.

Met name voor de logistieke markt biedt de FP5 HP een goede oplossing. Het is mogelijk om op de Y-as meerdere Z-assen te creëren. Die zijn te koppelen, wat bij grote pallets en onderdelen een eenvoudiger en veiliger handling geeft. Ook is het mogelijk een bewerkingsmachine te ontladen met de ene Z-as en direct daarna met de tweede Z-as weer te laden, zodat de betreffende machine een hogere bezettingsgraad krijgt. De keuze voor de grijper aan de Z-as laat Güdel aan de systeemintegrator over.

Wel wordt de mechanische interface naar de grijper met de modules meegeleverd. De interface van deze constructeur 02 - 2022

27-06-2022 12:31

as biedt de mogelijkheid om daar nog een C-as, BC-as of ABC-as aan te hangen.

Toepassingen voor de bouw Met name in Azië wordt dit portaal ook veel toegepast in 3D-printing van beton. Vroeger waren dat vooral decoratieve stukken, tegenwoordig worden steeds meer complete vloeren, muren en gevels additief geproduceerd. Met name in China worden steeds meer structurele componenten uit beton geprint. Het bouwen van prefab elementen voor de bouwnijverheid is een toepassing waar Güdel veel van verwacht. De elementen worden in geconditioneerde omgevingen geproduceerd en vervolgens op de bouwplaats gemonteerd. Dit zorgt voor een snellere bouwtijd.

Een klant in Zwitserland bouwt complete houten daken met modules van Güdel. In zijn fabriek zitten twee tracks in de vloer verwerkt, waardoor de werkvloer goed toegankelijk blijft voor werknemers en voertuigen. Op de Z-as van het portaal zit een gewricht met een ABC-as, waardoor je in alle richtingen kunt werken. Er zit ook een gereedschapwisselsysteem op. Zolang materiaal wordt toegevoerd, kan de robot doorwerken. De positieregeling op de X-, Y- en Z-as gebeurt ook hier met encoders, maar er kunnen ook externe sensoren worden toegepast.

De technische universiteit van Zürich (ETH) heeft complexe daken berekend die met de portaalrobot worden opgebouwd. Daarbij is rekening gehouden met de sterkte van de constructie zelf, maar ook op dakbelasting door een pak sneeuw.

Conditiebewaking Omdat portalen steeds complexer en duurder worden, groeit bij klanten de behoefte om hun conditie c o n s t r u c t e u r 0 2 - 2 0 2 2

CST_Art01.indd 43

Een TMF-4B track vóór montage van de robot.

te bewaken en noodzakelijk onderhoud te voorspellen. Op de R&D-afdeling van Güdel worden tijdens testen veel data verzameld: mechanische krachten, trillingen, vervormingen, toleranties, thermisch en akoestisch gedrag en dergelijke. Deze data wordt geanalyseerd en teruggekoppeld naar het ontwerp van de componenten en modules. Uit deze analyses bleek ook, dat de levensduur van de rollen in de loopwagens goed is te voorspellen uit onder meer geluidsmetingen.

Met name in de 24/7 industrie zoals de auto-industrie moeten machines snel kunnen worden gerepareerd zonder dat een complete productielijn langdurig wordt stilgelegd. Alle producten zijn nu zodanig ontworpen, dat afzonderlijke componenten zoals rollen en lagers snel zijn uit te wisselen.

Güdel kan op zowel nieuwe als bestaande installaties sensoren voor conditiebewaking aanbrengen op de wagenplaat. Met een meetsysteem dat losstaat van de besturing kunnen deze sensoren en daarmee de rollen op de geleidingen worden bewaakt. Een optie is dat dit systeem via een bus wordt gekoppeld aan een PLC, Scada- of onderhoudsmanagement systeem.

Güdel is begonnen met het bewaken van de rollen in de geleidingen en onderzoekt nu de mogelijkheden om ook de reductiekasten te bewaken. Bijna alles is te bewaken met sensoren, maar het moet betaalbaar en overzichtelijk blijven voor de klant. Er moet een balans zijn tussen de noodzaak van de bewaking (lees: kosten bij ongeplande stilstand) en de investering die hij moet doen. Hoe hoger de kosten van een productiestilstand, des te eerder wordt er geïnvesteerd in conditiebewaking.

GUDEL.COM

43

27-06-2022 12:31

PRODUCTIETECHNIEK

Spuitgieten (NOT) SAFE FOR DESIGNERS – XVI

Geen productietechniek is zó sterk verbonden met de opkomst van de massaconsumptie als spuitgieten.

Vrijwel elk complex kunststof onderdeel dat in enige

1 www.youtube.com/ watch?v=RMjtmsr3CqA&t=301s

aantallen wordt vervaardigd dankt er namelijk zijn bestaan aan. Het proces is ongekend veelzijdig, met inmiddels ruim honderd methoden, zoals 2K spuitgieten, insert moulding, spuitgieten met gasinjectie en in-mould decoration (IMD).

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

De materialen variëren van commodity plastics (zoals PS en PP) via engineering plastics (bijvoorbeeld PA, PC, PBT) tot aan high performance plastics (bijvoorbeeld PEEK, PEI), allemaal met of zonder vezels of andere toevoegingen. Zelfs rubbers en thermoharders (!) laten zich, met de juiste kennis en middelen, spuitgieten. En wat dacht u van vormvrijheid: ja, de stalen matrijzen die we gebruiken impliceren dat uw product lossend moet zijn, maar dankzij schuiven, roterende kernen, meerdelige matrijzen en ander vernuft is die beperking onderhandelbaar gebleken. Sterker nog: het potentieel voor functionele integratie is haast ongekend. Wat denkt u van de Velosione e-bike (afbeelding 1), waarvan het koolstofcomposiet frame met een machtig complexe matrijs wordt gemaakt… in 1.000 stuks per dag? En dan hebben we het nog niet eens over formaten, toleranties, kleur, textuur en decoratie.

Maar, zoals altijd vraagt dit moois zijn prijs, en ook hier is kwaliteit niet 1-2-3 gegarandeerd. Spuitgieten is de kunst van het compromis! Dit artikel beoogt u een nieuwe waardering te geven van dit soort compromissen. Daartoe bespreken we eerst de processtappen extruderen-aanspuiten-koelen-uitstoten. Zeggen deze termen u niet direct iets, dan wordt u aangeraden eerst een on44

CST_Art_Tempelman.indd 44

2 Respectievelijk 2-4 maal hoger en 400-800 maal lager dan die van metalen.

line video1 te bekijken die het proces in beeld brengt. Tot slot komen de matrijzen nog kort aan bod.

Extruderen Een spuitgietmachine heeft aan een zijde een grote schroef: de extruder, Dit is waar de plastic in de vorm van korreltjes ingaat. Het is prima mogelijk om hier tot zo’n 20 procent eerder gebruikt materiaal, zoals productieafval, bij te mengen. De extruder transporteert deze korrels – ook wel pellets genaamd – naar de andere kant, richting matrijs. Dat wekt wrijvingswarmte op, waardoor het materiaal smelt. Bedenk dat kunststoffen een hoge warmtecapaciteit en een zeer lage warmtegeleidbaarheid hebben2: zo’n extruder is dan een prima oplossing. Externe elektrische verwarmingselementen zorgen intussen voor de fijnregeling van de temperatuur.

Let op: de viscositeit van de gesmolten plastic is nog steeds extreem. Viscositeitswaarden van zo’n μ ≈ 1600 Pa·s zijn niet ongebruikelijk (ter vergelijking: water heeft 0,001 Pa·s), al herkent de industrie dit beter onder de term melt flow index (MFI).

Deze industrieterm is, simpel gezegd, de reciproke van de viscositeit. Is er een voldoende groot shot gesmolten plastic beschikbaar, dan stoot de extruder met kracht naar voren, tegen de matrijs aan. Het injecteren dat wil zeggen aanspuiten kan beginnen.

Aanspuiten Ruwweg zijn er wat het aanspuiten aangaat twee basisvormen: ons product is ofwel een ‘plaatje’, ofwel een ‘schijfje’ (afbeelding 2). Een plaatje vullen we vanaf de rand, waarna de gesmolten plastic er van de ene kant naar de andere doorheen stroomt.

Vanwege de genoemde hoge viscositeit vraagt dit zeer veel druk. In eerste benadering volgt deze druk, c.q. het drukverschil Δp tussen begin en eind van het plaatje, uit Δp = 12·μ·(l/d)2/ tinj . Bij een gegeven injectietijd tinj zien we dat de Δp kwadratisch schaalt met de verhouding tussen lengte en dikte van het plaatje, l/d. Vanuit dit perspectief gezien willen we dus graag een dik product, want druk constructeur 02 - 2022

27-06-2022 12:05

Afbeelding 2 Basisvormen qua aanspuiting.

3 Het shotgewicht is ook een maat voor het machineformaat, maar is gekoppeld aan de sluitkracht.

De maximaal leverbare sluitkracht van de machine3 wordt daardoor ook gelijk een natuurlijke ‘maat’ voor de machinegrootte. Wordt die krachtlimiet bereikt, dan kunnen we bijvoorbeeld op meerdere punten injecteren: zo wordt de stromingslengte kleiner en daalt de term l/d. Een andere optie is om dikker te construeren – maar zoals we nu zullen zien is dat niet ideaal.

Afbeelding 1 De V Frames e-bike – uitzonderlijke spuitgietkunst (V Frames / Michael Müller)

vergt een zware machine en dito matrijzen – allemaal dure dingen dus. Bedenk overigens dat we aan het eind van het kanaal nog extra druk willen overhouden zodat de kunststof de details van de matrijs ook daar goed overneemt.

Bij een ‘schijfje’ spuiten we vanuit het midden aan.

De gesmolten kunststof stroomt nu van binnen naar buiten, een beetje alsof we pannenkoekbeslag in een koekenpan gieten. Hierbij geldt uiteraard een andere formule, maar wel met dezelfde afhankelijkheid tussen Δp en (R/d)2. Een product zoals een emmer is in feite een schijf met een cilinder eronder: in dat cilindrische deel stroomt de kunststof verder als was het een ‘plaatje’. Computers hebben er uiteraard geen moeite mee de benodigde druk uit te rekenen voor complexere vormen. Gesmolten kunststoffen zijn overigens ‘niet-Newtonse vloeistoffen’, waarvan de viscositeit niet constant is maar afhangt van de precieze afschuifsnelheid (Engels: shear strain rate ) die ze ondergaan. Afbeelding 3 toont dit gedrag voor polystyreen (PS), een commodity plastic. Merk op dat de viscositeit ook nog van de temperatuur afhangt. Al dit complexe gedrag is echter goed te modelleren en in simulaties mee te nemen.

Doorgaans hanteert men injectiedrukken van wel 1.000 bar, hetgeen gelijk staat aan 1 ton/cm2 geprojecteerd oppervlak. Om de matrijshelften bij elkaar te houden, hebben we zelfs voor relatief kleine producten dus een sluitkracht nodig van vele tonnen. c o n s t r u c t e u r 0 2 - 2 0 2 2

CST_Art_Tempelman.indd 45

4 De viscositeit vormt een ander verschil: gesmolten metaal is dunvloeibaar, gesmolten kunststof beslist niet.

Afbeelding 3 Viscositeit versus afschuifsnelheid voor PS voor diverse temperaturen.

Koelen Vergeleken met bijvoorbeeld metalen, koelen kunststoffen tergend langzaam af: typisch vraagt dit deel van het spuiten zo’n 50 procent of meer van de totale cyclustijd. Dit vormt tegelijk een groot verschil met het ‘spuitgieten’ – beter: hogedrukgieten – van bijvoorbeeld aluminium, waar het koelen juist zeer snel gaat4. Voor het schatten van de koeltijd bestaan diverse formules, zowel empirische als analytische. Eén die voor relatief dunne producten goed werkt is deze: Hierin figureren de dikte van ons product d, de zogeheten warmtevereffeningscoëfficiënt a van de plastic in kwestie, en de temperaturen van de gesmolten kunststof bij injectie Tp , de matrijs Td en de temperatuur waarop wordt uitgestoten Te. We zien waarom een ‘dik’ product geen goed idee is: >

45

27-06-2022 12:05

dat vult weliswaar makkelijk, maar de koeltijd schaalt met d2 en wordt zeer lang. Spuitgieten is dus een compromis tussen aanspuiten en koelen! In de praktijk hebben vrijwel alle spuitgietproducten een min of meer constante wanddikte d.

De genoemde formule kunnen we handig visualiseren middels een plot van de temperatuur van de kunststof tegen de tijd (afbeelding 4). We zien een asymptotisch aflopende curve: het duurt oneindig lang voordat de gesmolten kunststof de temperatuur van de koude matrijs bereikt. En, we zien direct dat de uitstoottemperatuur liefst hoog moet zijn ten opzicht van die van de matrijs – maar (nieuw probleem!) ook weer niet zo hoog dat de kunststof nog te zacht is. Een lagere injectietemperatuur verkort op zich de koeltijd en dus ook de cyclustijd, maar (denk aan afbeelding 3) verhoogt de viscositeit en derhalve de benodigde druk. Weer een afweging… Computers kunnen de koeltijd nauwkeurig voorspellen, rekening houdend met de geometrie, diverse materiaalparameters, en allerlei details van de matrijs, zoals de precieze koeling.

Het sommetje blijft echter zeer nuttig om de belangrijkste variabelen in hun samenhang aan het werk te zien.

Tot besluit van deze sectie staan we even stil bij de productvorm. Deze is vaak organisch en vloeiend, niet alleen om te voldoen aan gebruikswensen, maar ook omdat zo’n vorm zich goed laat vullen én beter bestand is tegen de onvermijdelijke krimp van kunststoffen tijdens het koelen dan bijvoorbeeld een strakke, rechthoekige doos.

Maar, de koelkanalen die de matrijs doorkruisen zijn recht. Er ontstaan dus makkelijk warmtegradiënten in ons product, met kromtrekken en/of interne spanningen tot gevolg. Tegenwoordig kan dit euvel dankzij het zogeheten contourvolgend koelen worden verholpen. We plaatsen dan gekromde kanalen die het organische product volgen. Deze maken we met een 3D-printer in een fraai staaltje hybride technologie. Tegen meerprijs, wel te verstaan – en zo hebben we er weer een afweging bij.

46

CST_Art_Tempelman.indd 46

Afbeelding 4 Temperatuur-tijd curve bij het spuitgieten.

Uitstoten en afwerken Het uitstoten completeert het proces. De matrijs opent zich en een stelsel van stalen pennen duwt het zojuist afgekoelde product naar buiten. Dit uitstoten laat zichtbare markeringen achter op het product, en daarom wordt de zogeheten uitstootzijde van het product in de regel niet voor zichtbare toepassing aangewend. (Merk op dat we aan de andere zijde, dat wil zeggen de aanspuitzijde, haast altijd een markering van het injecteren terug kunnen zien: u wordt in visueel opzicht dus door de hond of de kat gebeten.) Langer koelen biedt weinig soelaas: het product is dan harder, maar de uitstootpennen hebben noodzakelijkerwijze hun toleranties, en de randen tussen pennen en matrijs zal daarom altijd enige aftekening opleveren – zeker bij extra hoge injectiedrukken. Bovendien: waar een uitstootpen zit, kan geen koelkanaal lopen. Dit simpele mechanische gegeven maakt dat matrijsontwerp ook weer een compromis is en wel tussen goed koelen en goed uitstoten.

Het uitgestoten product moet in de regel nog worden afgewerkt. Er zit namelijk vaak een ‘tak’ aan, het zogeheten aanspuitsysteem, waarmee de gesmolten kunststof vanuit de extruder wordt verdeeld over diverse punten van het product (bij meervoudige injectie) dan wel over diverse producten (bij meervoudige matrijzen). Die tak wordt handmatig of machinaal verwijderd en vindt uiteindelijk zijn weg terug, als productieafval, naar nieuwe producten. Bij gebruik van hot runners, dat wil zeggen van een verwarmd aanspuitsysteem, is dit afwerken niet nodig, en wordt spuitgieten een zero waste process.

Ook voor de automatisering zijn dergelijke runners uiteraard aan te bevelen.

Matrijzen Qua lay-out kunnen we een onderscheid maken tussen de tweeplatenmatrijs en de drieplatenmatrijs (afbeelding 5). In het eerste geval ligt het product tussen twee platen. Bij het openen van de matrijs zal dan, in het geschetste geval, de rechterplaat naar rechts bewegen. Dat kan niet anders, want links staat de zware extruder in de weg. Het is dan de bedoeling dat het product naar rechts meebeweegt, omdat (i) anders de uitstootpennen hun werk niet kunnen doen en (ii) het product dan in de weg constructeur 02 - 2022

27-06-2022 12:05

blijft zitten van het volgende ‘shot’. Een product als een emmer oriënteren we dan ook zoals aangegeven: de krimp van de kunststof tijdens het koelen garandeert dat de emmer aan de rechterplaat vastklemt. We spuiten dan dus de facto aan de onderkant van de emmer aan: kijkt u maar eens naar wat u zelf in huis hebt, dan ziet u de tekenen hiervan doorgaans5 snel terug.

Wilt u meerdere ‘emmertjes’ tegelijk aanspuiten, dan kunt u een aanspuitsysteem gebruiken dat de gesmolten kunststof vanuit het midden verdeelt over de diverse emmers. Dat aanspuitsysteem ligt dan zelf tussen de twee matrijsplaten, zodat het makkelijk lost. Maar, bij een rotatiesymmetrisch product als een echte emmer is dit vragen om problemen, omdat u nu een asymmetrische drukverdeling krijgt én een verschil in temperatuur rondom.

Uw product zal daardoor kromtrekken. Beter is om centraal aan te spuiten, en de zogeheten drieplatenmatrijs maakt dat mogelijk. Het aanspuitsysteem ligt dan tussen de linker- en de middenplaat en de emmers zelf tussen de middelste en de rechterplaat (afbeelding 5). U krijgt dan een betere kwaliteit product, ten koste van een iets complexere en dus iets duurdere matrijs. Of, u kiest voor de (eveneens iets duurdere) hot runner optie. Er is dus wat te kiezen, en dit is nog maar een simpele emmer! Functie, kosten en kwaliteit moeten goed in samenhang worden afgewogen. En om eens te laten zien waar dat in de praktijk toe kan leiden, hebben we afbeel-

Afbeelding 5 Matrijs lay-out.

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

CST_Art_Tempelman.indd 47

Afbeelding 6 De matrijs van de V Frames Velosione e-bikefiets – uitzonderlijke spuitgietkunde (V Frames / Michael Müller)

5 Niet altijd: bij LEGO-steentjes is de aanspuiting bijvoorbeeld vernuftig verborgen – zie de genoemde video.

ding 6 – en kijk dan ook even hier naar: https:// tinyurl.com/NSFD-XVI. Er is nog zoveel te zeggen over spuitgietmatrijzen, van ‘soft tooling’ tot 2K-matrijzen tot ‘printed injection molding’ (PRIM) tot extra geharde matrijzen voor het verwerken van glasgevulde materialen… maar omwille van de tijd houdt uw correspondent het hierbij. Wilt u meer weten, ga dan vooral eens te rade bij een spuitgietbedrijf: ze helpen u graag verder! En zoals haast altijd: communicatie is uiteindelijk het echte toverwoord voor succesvol DFMA (Design For Manufacturing & Assembly) – communicatie tussen productontwerper, matrijzenmaker, spuitgieter, simulator, en materiaalleverancier.

Bronnen voor verder onderzoek Het vakblad Kunststof en Rubber is al jarenlang dé referentie voor spuitgieters, en wordt ook ontwerpers van harte aanbevolen. Leest u ook Duits, pak dan ook Kunststoffe en/of Plastverarbeiter gelijk mee. En over Duitsland gesproken, dé beurs is vanzelfsprekend de K, dat wil zeggen Kunststoffe (www.k-online.com) – dit jaar van 19 t/m 26 oktober. In Nederland hebben we jaarlijks de Kunststoffenbeurs in Veldhoven – op 15 en 16 september dit jaar. Beide evenementen verdienen een vaste plek op de agenda van elke ontwerper die bij wil blijven in de wereld van het spuitgieten en van kunststoffen in het algemeen. Ook Euromold is als beurs zeker aanbevelenswaardig. Hebt u een meer Engelstalige focus, wendt u dan eens tot de Society of Plastics Engineers, die zowel bladen, websites, en beurzen in hun portfolio hebben. Aanrader!

Volgende keer in (Not) Safe For Designers: thermovormen 47

27-06-2022 12:05

COMPOSIETEN

JEC World 2022 weer op koers COMPOSIETEN EN DUURZAAMHEID: EEN VEELBELOVEND HUWELIJK De fysieke deuren van het Parijse beurscomplex Parc des Expositions bleven drie jaar lang potdicht voor JEC World vanwege corona. Afgelopen 2 mei stonden ze weer wagenwijd open voor de bezoekers van de JEC 2022, die de afgelopen jaren niet verder kwamen dan een virtuele beurservaring vanachter hun laptop of iPad. In de hallen 5 en 6 wachtten hen 1201 exposanten – met composieten in al hun verscheidenheid in de hoofdrol. Hoofdthema van de JEC World 2022: duurzaamheid.

L E O DE R I DDE R

Op de vele stands stond de bemanning zichtbaar te popelen om weer eens echt in gesprek te kunnen gaan met de bezoekers. Dat de standbouwers overduidelijk lange dagen hadden gemaakt, was af te lezen aan de omvang en uit-

bundige aankleding van de stands.

Meer dan 32000 bezoekers uit meer dan 115 landen hadden hun CO2-footprint bewust genegeerd en waren voor drie dagen naar Parijs afgereisd om kennis te nemen van de laat-

Een ultralichte composietstructuur met hoge stijfheid en rasterversteviging als de centrale cilinder van een satelliet. (ATG Europe)

48

CST_Art04.indd 48

ste ontwikkelingen. Het waren ook nu weer vooral ontwerpers/constructeurs, kunststofspecialisten, eindgebruikers, fabrikanten en architecten die de beursgangen doorkruisten, speurend naar nieuwe toepassingen. Die waren trouwens niet alleen te vinden op de stands, maar vooral ook op de twee Innovation Planets: de Mobility Planet en de Industry Planet waar de laatste ontwikkelingen op composietgebied te bewonderen waren. Maar daarover later meer. Eerst een opvallende trend die momenteel de composietensector lijkt te doordesemen, namelijk de toenemende focus op duurzaamheid.

Aanjagers duurzamere wereld Het negeren van hun CO2-footprint door de bezoekers was lichtelijk in contrast met het hoofdthema van de JEC World 2022, te weten duurzaamheid.

Hoewel niet op elke stand zichtbaar, kon je er op de beurs nauwelijks omheen. Geafficheerd als aanjagers van een duurzamere wereld, werd de nieuwe generatie composieten op basis van natuurlijke vezels als vlas, hennep, bamboe en biomassa op deze JEC-editie stevig in de schijnwerpers gezet, naast ontwikkelingen op het gebied van de recycling constructeur 02 - 2022

27-06-2022 12:06

De motorkap van een Lamborghini Huracan: 30 procent gewichtsbesparing en een lager zwaartepunt.

van windturbinebladen, de recycling van thermoharders en het groeiend gebruik van duurzame energie bij de productie van composieten. Wat opviel waren was de aandacht voor composiet waterstoftanks die op meerdere stands fungeerden als blikvanger. De boodschap voor vooral de transportsector lag er dik bovenop: wees voorbereid op waterstof als duurzame CO2-vrije brandstof en denk daarbij vooral aan de mogelijkheden van een composiet waterstoftank, want die is maar liefst tien keer lichter dan een stalen tank.

Naast duurzaamheid was automatisering van de productie van composieten een thema. Hier lag het accent op het zoveel mogelijk verzamelen van beschikbare data over materialen en productieprocessen, het vastleggen en analyseren daarvan, en het daarna optimaal toepassen bij het productontwerp en de productie.

Een composiet crashbox na een succesvolle crashtest. Getest materiaal: ampliTex, een vlasvezelversterkte composiet. (Bcomp)

Uit het dal Na een daling van de productievolumes in 2020, blijkt de composietproductie wereldwijd weer uit het dal te klimmen naar het groeitempo van voor de pandemie, aldus de marktanalisten van onderzoekbureau Lucintel, Estin & Co. Het snelst lijken de sectoren energie, E&E, bouw, marine en consumentengoederen te herstellen. In totaal produceert de composietindustrie momenteel producten en componenten met een geschatte outputwaarde van meer dan USD 100 miljard , en een volume van meer dan 12 miljoen ton (2021).

Na de coronacrisis verloor de sector aan momentum, hoewel ertussen 2019 en 2021 toch nog sprake was van een groei van 2 procent per jaar. Vanaf 2021 zal de gemiddelde groei naar verwachting van de marktonderzoekers tot 2026 uitkomen op 5 procent per jaar. Dit wordt niet alleen aangejaagd door de trans-

Een composiet kastje, opgebouwd uit verschillende biobased composieten op basis van technisch vlasweefsel.

(Dehondt Composites)

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

CST_Art04.indd 49

portsector vanwege eerder genoemde ontwikkelingen op het gebied van elektrische en waterstofvoertuigen, waarin steeds meer composietmateriaal wordt toegepast. Ook de groei van sectoren waarin composieten al sterk aanwezig zijn, zoals windenergie, scheepvaart en E&E speelt hierbij een belangrijke rol.

In deze sectoren is het aandeel van composieten respectievelijk 66, 52 en 35 procent van het volume aan benodigde materialen. De percentages zullen alleen maar groter worden naarmate er meer windmolenparken moeten worden gebouwd, zowel onshore als offshore, en naarmate de verwachte wereldwijde groei in de maritieme sector doorzet (vooral plezierjachten).

Nog geen gemeengoed Ook vanuit sectoren waarin composieten nog geen gemeengoed zijn, zoals de bouw, groeit de interesse dankzij eigenschappen als corrosiebestendigheid, isolatie, UV-bestendigheid, thermische bestendigheid en licht gewicht. Dit heeft inmiddels in de bouw al geleid tot een groeiende vraag naar bijvoorbeeld composiet wapeningsstaven voor het versterken van beton, en gepultrudeerde profielen voor kozijnen en composiet dakpannen.

Ook hier is het besef doorgedrongen dat composiet niet alleen duurzamer ontwerpen mogelijk maakt, maar dat het tevens oplossingen biedt voor het aanpassen of versterken van bestaande gebouwen en bruggen. Tel daar bij op de ontwikkelingen die plaatsvinden op het gebied van nieuwe productietechnieken, zoals 3D-printen, het > 49

27-06-2022 12:06

niets anders dan een met beton gevulde composiet (bedoeld als vervanging van staal) die de krachten verdeeld in de knooppunten van hoogbelaste draagconstructies in de bouw.

Op biomechanica gebaseerd ontwerp van een met beton gevulde composiet die krachten verdeeld in de knooppunten van hoogbelaste draagconstructies in de bouw. (ITFT (Institute for Textures and Fiber Technologies))

geautomatiseerd plaatsen van vezels en het wikkelen van filamenten, en het beeld van een wereldmarkt die haar top nog lang niet heeft bereikt wordt alleen maar scherper.

Innovation Planets Om de bezoekers een toegankelijk overzicht te bieden van de laatste ontwikkelingen op composietengebied, legt de organisatie al sinds jaren pleisterplaatsen aan in de periferie van de beurshallen, de zogenaamde Innovation Planets.

Hier krijgen bedrijven en wetenschappelijke instellingen de gelegenheid hun laatste ontwikkelingen tentoon te stellen voor de ware composiet adepten. Dit jaar was gekozen voor twee Planets, een Mobility Planet en een Industry Planet.

Gewichtsreductie Bij de mobiliteit Planet lag het accent op automotive, spoor en luchtvaart. Bij de industrie Planet kwamen bouw en civiel, machinebouw, duurzame energie, maritiem, sport & vrijetijd, medisch en E & E aan bod. De Planets boden ook dit jaar weer een keur aan noviteiten, zoals de door ATG Europe ontwikkelde centrale cilinder voor een satelliet in de vorm van een ultralichte composietstructuur met hoge stijfheid en rasterversteviging. Hierbij is gebruikgemaakt van de richtingsgevoelige eigenschappen van composieten, waarbij uni-directionele composiet ribben precies daar worden geplaatst waar ze nodig zijn vanuit het oogpunt van structurele optimalisatie. 30 procent gewichtsreductie is het resultaat.

Ook waren dit jaar de ultrasnelle auto’s weer van de partij. Dit keer was de groe50

CST_Art04.indd 50

ne Lamborghini Huracan een van de blikvangers met een met High Pressure Resin Transfer Molding vervaardigde composiet motorkap – gewichtsbesparing 30 procent met een een lager zwaartepunt van de Lambo als bijkomen voordeel.

Crashbox Hopelijk niet opzettelijk, maar op nog geen paar meter afstand had het Zwitserse bedrijf Bcomp zijn zelf ontwikkelde crashbox opgesteld, waarop de resultaten van een succesvolle crashtest te zien zijn. Het geteste materiaal was ampliTex, een vlasvezelversterkte composiet die door Bcomp is ontwikkeld. Doel van de test was bewijs verzamelen dat ampliTex probleemloos kan worden toegepast in veiligheidskritische onderdelen, met name in de motorsport. Een van de voordelen is dat het materiaal niet scherp versplinterd, waardoor het een alternatief kan zijn voor koolstofversterkt composiet.

Gezelliger Wat gezelliger werd het weer bij Dehondt Composites dat een meubelstuk presenteerde, opgebouwd uit verschillende biobased composieten op basis van technisch vlasweefsel (Twinflax PPreg, Twinflax PLA en Nattex); volgens het bedrijf een aanwinst voor elke woonkamer. Verder trok een vreemd gevormde sculptuur veel aandacht. Het bleek een door het ITFT (Institute for Textures and Fiber Technologies) bedacht ontwerp dat gebaseerd is op een stukje biomechanica dat weer gebaseerd is op het krachtenspel bij vertakkingen van planten en bomen. De sculptuur is

Windesheim wint Sinds 1998 is de uitreiking van de JEC Composites Innovation Awards elk jaar een hoogtepunt tijdens de beurs. Dit jaar werden zo'n 203 bedrijven en 499 partners voor hun innovaties op het gebied van composieten in de schijnwerpers gezet. Een internationale jury beoordeelde een brede waaier aan innovaties en koos uiteindelijk tien winnaars. Een selectie.

De Award in de categorie Building & Civil Engineering ging naar het Nederlandse Windesheim dat een innovatieve methode ontwikkelde om thermohardende composieten te kunnen hergebruiken in nieuwe producten. Bij deze methode worden de thermohardende end-of-life composietproducten verwerkt tot kleinere delen zoals stroken of vlokken, die als versterkingselementen dienen voor nieuwe producten. Het gaat hierbij om end-of-life producten zoals de rotorbladen van windmolens en composiet scheepsrompen.

Nieuw RTM-proces Winnaar in de categorie Automotive & Road Transportation – Surfaces werd autofabrikant Audi met een nieuw hogedruk resin-transfer-moulding proces waarmee naadloze integratie van flexibele zonnepaneelfolie in vezelversterkte kunststofonderdelen voor auto’s (dak, motorkap, enzovoort) in grote volumes mogelijk wordt. Het eindproduct heeft volgens de ontwikkelaars een zeer goed rendement (>200 Wp) en een lichtgewicht ontwerp (minimaal 50 procent lichter dan het standaard zonnedak).

Wieken Siemens Gamesa uit Denemarken won in de categorie Renewable Energy met hun Recyclable Blades, lange windturbinebladen voor de offshore, die na buitenbedrijfstelling kunnen worden opgelost en gerecycled door de matrix op te lossen onder mild zure omstandigheden.

De versterkingen, kernmaterialen, kunststoffen en metalen onderdelen kunnen worden teruggewonnen. De matrix wordt teruggewonnen als thermoplastisch materiaal. constructeur 02 - 2022

27-06-2022 12:06

Combinatie Bcomp uit Zwitserland kreeg de Innovation Award in de categorie Sports, Leisure & Recreation voor een door samen met partners ontwikkelde Conexus-techniek die het mogelijk maakt om thermohardende en thermoplastische materialen te combineren via een chemische verbinding. Samen met de partners ontwikkelde het bedrijf ampliTex vlasweefsel ter vervanging van koolstof- en glasvezels, en een biobased thermoplast PA6 ter vervanging van conventioneel PA6. Deze laag verbindt de verschillende materiaalsoorten met elkaar en maakt het mogelijk ze ook weer te scheiden door het product te verwarmen tot de verwekingstemperatuur van de thermoplast.

Lage milieu-impact Het Franse bedrijf Kairos won de prijs in de categorie Design, Furniture & Home met het door hen ontwikkelde recyclebare en composteerbare biomateriaal Kairlin. Hiermee kunnen onder andere bewegwijzeringsdisplays worden geproduceerd en gerecycled met een lage milieu-impact. Kairlin is een met Flax Poly (vlas) versterkt composietpaneel, dat in monolithische en sandwichstructuren wordt geleverd. De panelen zijn licht van gewicht, makkelijk te bewerken en hebben een gecontroleerde dikte- en oppervlakteafwerking.

Een organo-sheet batterijbehuizing voor kleine autobatterijen uit de Mercedes S-klasse. De recyclebare thermoplast scheelt 40 procent in gewicht. (Valeo)

Wikkeltechnologie In de categorie Equipment & Machinery was het het Duitse bedrijf Fibraforce dat in de prijzen viel met hun Fibraforce-wikkeltechnologie. Deze technologie maakt de productie van grote volumes (675 kg/u) van op maat gemaakte multi-axiale thermoplastische cross-ply laminaten mogelijk door een in eigen huis ontwikkelde continu en ultrasnel wikkelproces.

huiden kunnen direct op de schuimkern worden gelast zonder lijmlaag. In de categorie Aerospace-Process viel de keuze van de jury op MTorres uit Spanje dat een geautomatiseerd OOA (out-of-autoclave/infusie) draagbaar productiesysteem voor een 4 m lange geïntegreerde composiet torsiebox van een vliegtuigvleugel (inclusief huid, stringers, liggers en verstijvers in een one-shot infusieproces) ontwikkelde voor Airbus.

Recyclebaar sandwichpaneel Winnaar in de categorie Aerospace-Applications werd het Zweedse bedrijf Diab. Het bedrijf ontwikkelde een 100 procent thermoplastisch (TP) en recyclebaar sandwichpaneel voor cabine-interieurs in vliegtuigen. Het sandwichpaneel is gemaakt van TP huiden en heeft een Diab Divinycell TP schuimkern. De

Herontwerp carrosserie Het Jaguar Land Rover Project Tucana won de Award in de categorie Auromotive & Road Transportation Structural met een herontwerp van de carrosserie van een Jaguar I-Pace. Door de hoge volumes van meer dan 40.000 units per jaar is op weefsel gebaseerde fabricage met RTM- of autoclaaftechnologie hier niet haalbaar. De onderzoekers van het Tucana-project concentreerden zich daarom op het optimaliseren van materiaalgebruik en het maximaliseren van de MPa/kg. Dit leidde tot een basisstructuur van snel uithardende koolstof- of glasvezels UD (Uni Directional). Ter versteviging en om de vezels met elkaar te verbinden werd gebruik gemaakt van CF-SMC (Carbon Fibre Sheet Moulding Compound) en GF-SMC (Glass Fibre Sheet Moulding Compound) vanwege de lage kosten, de korte cyclustijd en de grote ontwerpvrijheid waarmee complexe 3D-vormen kunnen worden gerealiseerd.

’EMBRACE WASTE’ EN BOUW EEN COMPOSIET AUTO Een team van studenten van de TU Eindhoven houdt zich onder de naam TU/ecomotive al enkele jaren bezig met duurzame mobiliteit. Dit jaar presenteerde het team zich onder het motto ‘Embrace waste’ op de JEC World 2022 in Parijs met de auto Luca. Met deze auto wil het team demonstreren dat afval ook een waardevol materiaal kan zijn, dat ik vele vaak complexe toepassingen. In

Luca is het afvalmateriaal toegepast in de vorm van een bio-based composiet, dat is gemaakt van vlas en gerecycled kunststof. Het binnenwerk van de composiet bestaat uit een honingraat kern die is gemaakt van gerecyclede PET-flessen. Het buitenwerk is gemaakt van vlasvezels in combinatie met kunststof dat rechtstreeks uit de oceanen afkomstig is. Deze composiet is niet alleen decoratief in het interieur van Luca, maar biedt tevens structurele sterkte aan een van de meest essentiële delen van de auto, het chassis. Op de JEC werd Luca door onder andere een trotse teammanager van TU/ecomotive Louise de Laat gepresenteerd.

WWW.TUECOMOTIVE.NL

constructeur 02 - 2022

CST_Art04.indd 51

WWW.AUDI.DE WWW.BCOMP.CH WWW.DIABGROUP.COM WWW.FIBRAWORKS.COM WWW.JAGUARL ANDROVER.COM WWW.K AIROS-JOURDAIN.COM WWW.MTORRES.COM WWW.SIEMENSGAMESA.COM WWW.WINDESHEIM.NL

51

27-06-2022 12:06

MODEL BASED DEFINITION

Naadloos van CAD naar CAM MODEL BASED LASSEN NU OOK GEREGELD Voor verspaning en plaatbewerking is Model Based Definition al enige tijd staande praktijk. Het 3D CAD-model wordt automatisch vertaald in een CAM-bewerkingsprogramma. Nu is het voor lassen eindelijk ook zover. TFH technical services, Valk Welding en Software Factory hebben een tool ontwikkeld voor het 100% automatisch, offline programmeren van de lasrobot. En moet de handlasser nog in actie komen, dan profiteert die via augmented reality van de digitalisering van de lasinformatie.

H A N S VA N E E R DE N

Bij Model Based Definition (MBD) wordt een ontwerp opgebouwd als 3D-model en voorzien van Product Manufacturing Information (PMI).

Vanuit 3D-model + PMI kan 100 procent automatisch een bewerkingsprogramma worden gegenereerd, waardoor de stap van CAD naar CAM naadloos verloopt. Er komt geen programmeur of werkvoorbereider meer aan te pas en de traditionele stap terug naar 2D-werktekeningen vervalt. Dat verhoogt de doorloopsnelheid en verlaagt het foutrisico. MBD is al staande prak-

tijk voor verspaning (draaien, frezen, ...) en plaatbewerking (lasersnijden, kanten, ...).

Dikke las Voor lassen was het nog niet zover. De ontwerper kon in CAD wel een las aangeven, als een lijn (‘line weld’), maar die werd niet automatisch overgezet naar het lasprogramma. De programmeur van de lasrobot was altijd nog druk met klikken om elke las opnieuw in te voeren: dubbel en foutgevoelig werk. Bovendien moest hij er dan nog een ‘echte’, dikke las (solid weld)

LASPARTNERS

TFH technical services in Leusden ondersteunt machinebouwers bij R&D, standaardisatie, configuratie, Model Based Definition (MBD) en Model Based Enterprise (MBE). Bij MBE, de ultieme vorm van digitale integratie, werken productie- en distributieketen samen vanuit één centraal productinformatiemodel. Dit biedt veel kwaliteits- en efficiëntievoordelen, maakt verregaande automatisering mogelijk en is tevens een belangrijke methodiek om tot ‘first time right’ te komen.

Valk Welding ontwikkelt en bouwt kant-en-klare lasrobotsystemen voor kleine tot middelgrote productie-opgaven en levert tevens lasbenodigdheden. Met eigen R&D innoveert Valk Welding in hard- en software. Naast de hoofdvestiging in Alblasserdam zijn er vestigingen in Frankrijk, Denemarken, Tsjechië en Duitsland en werkt men met lokale medewerkers in België, Polen, Noord-Ierland en Zweden.

Software Factory ondersteunt (middel)grote industriële bedrijven bij hun digitale transformatie richting virtuele productontwikkeling en productie in intelligente netwerken. Het Duitse softwarebedrijf biedt oplossingen voor productontwerp en productiebesturing en heeft expertise van Application Lifecycle Management, Systems Engineering en Augmented Reality.

52

CST_Art05.indd 52

constructeur 02 - 2022

27-06-2022 12:07

Lassen kunnen nu in 3D CAD worden vastgelegd als ‘solid welds’ en vervolgens worden overgedragen naar de offline programmering van de lasrobot.

geheten Wiscon-standaard. Deze standaard was eerder ontwikkeld voor de Tekla BIM-software (Building Information Model) voor staalconstructies. Nu is de Wiscon-standaard uitgebreid naar de nieuwe toepassing voor complexe lassamenstellingen, inclusief dubbelgekromde lascontouren. Bij de export worden van elke las de dikte, de curve en de normaalvector van de buitenkant van de las vastgelegd, evenals het pad dat de lasboog moet volgen. Hierbij kan onderscheid worden gemaakt tussen het aflassen en het voorbereidende hechtlassen (tack welding) dat nodig is om de constructie bij elkaar te houden voor het aflassen. Creo kent daar aparte tabbladen voor en ook die informatie wordt meegenomen naar het lasprogramma.

van maken. Al met al een arbeidsintensief klusje. Verandering diende zich pas aan toen Creo, de 3D CAD-software van PTC, in versie 4 de mogelijkheid kreeg om solid welds te definiëren. Daardoor kon in principe alle lasinformatie al in 3D CAD worden vastgelegd. Dat was een hele verbetering, want voorheen waren lastekeningen vaak onduidelijk, bijvoorbeeld over de exacte positie van lassen. Het waren daarom de meest gewijzigde tekeningen voor een productontwerp; de lasser wist het altijd beter en stuurde tekeningen telkens terug naar de ontwerper. De lasinformatie kon nu dus eenduidig digitaal worden vastgelegd, maar het ontbrak alleen nog aan de vertaalslag naar het lasprogramma voor de lasrobot (of naar digitale lasinstructies voor de handlasser). Om daarin te voorzien, sloegen TFH technical services, Valk Welding en Software Factory de handen ineen, elk vanuit hun eigen invalshoek. Het initiatief kwam van TFH als expert in MBD, terwijl Valk Welding als leverancier van lasrobots het programmeren ervan wilde vereenvoudigen en Software Factory zijn ervaring als specialist in integraties voor Creo inbracht.

Nieuwe standaard Het begint bij het ontwerp van een lassamenstelling in Creo. Deze wordt vervolgens vrijgegeven door export naar een aantal bestanden in een PDM/ PLM-systeem. Naast een materiaallijst (WeldBOM) zijn dat STEP-files en een XML-file volgens de zo-

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

CST_Art05.indd 53

De Wiscon-file met alle lasinformatie, leesbaar voor mens en machine.

100 procent automatisch programmeren De output, genoemde Wiscon-file, is leesbaar: alle lasinstructies zijn voorzien van annotatie, waarop de programmeur/werkvoorbereider kan klikken om informatie over onder meer de dikte en de lengte van de las tevoorschijn te halen. Dit vergemakkelijkt het eventuele debuggen van een ontwerp. Is het ontwerp foutloos, dan kan de Wiscon-file 100 procent automatisch worden verwerkt door de tool die Valk Welding heeft ontwikkeld, voor Automatic Robot Programming (ARP). Voor het genereren van het lasprogramma leest de ARP-module naast de Wiscon-file ook twee STEP-files in: van het >

53

27-06-2022 12:07

PDM/PLM

Vrijgaveproces

CADWORKER

MBD lassamenstelling Creo met lasinformatie

Single source of information

STEP 242

complete productontwerp en separaat van alleen de lassamenstellingen in het product. De ARP-module voert tevens met behulp van simulaties een check op lasbaarheid uit en levert feedback voor verbetering van het ontwerp. Dankzij de automatisering wordt zowel de kwaliteit als de consistentie van het laswerk verbeterd. De bestaande praktijk bij het handlassen is namelijk dat de lasser handmatig vaak nog veel corrigeert en soms moet improviseren om een goede las te kunnen leggen. Het resultaat is een robotlasprogramma. De laatste stap is de vertaalslag naar de robot die een bepaalde lasopdracht gaat uitvoeren. Daarvoor dient de DTPS-applicatie (DeskTop Programming and Simulation System), die de finetuning van het lasprogramma voor de specifieke robot verzorgt.

Efficiencyslag De door TFH in samenwerking met Valk Welding en Software Factory ontwikkelde tool is wereldwijd uniek en werkt inmiddels, terwijl fine-tuning nog gaande is. Eerste tests worden uitgevoerd bij de Duitse kranenbouwer Liebherr en Nederlandse trailerbouwer Broshuis, bedrijven die beide produceren in een regime van ‘high mix, low volume’. Dit houdt in dat productseries steeds kleiner worden, de variatie in producten toeneemt en het uiteindelijk richting ‘one-piece flow’ gaat, waardoor relatief steeds meer tijd nodig is voor het programmeren. De nieuwe tool zorgt voor een efficiencyslag, omdat deze niet alleen de lasinformatie foutloos van ontwerp naar lasprogramma vertaalt, maar ook bijdraagt aan automatisering van het lassen zelf en het programmeren. Daarmee biedt de tool een oplossing voor het tekort aan technisch geschoolde mensen, zowel lassers als programmeurs. Een probleem dat alleen maar urgenter wordt vanwege de genoemde ‘high mix, low volume’ trend. De nieuwe tool zal de tijd van ontwerp tot lasprogramma zeker halveren.

Digitaal handlassen met behulp van AR Soms is handlassen toch nog efficiënter of zelfs on54

CST_Art05.indd 54

Automatic Robot Programming 100% automatisch

WISCON

WELDBOM

De workflow voor het automatisch vertalen van het ontwerp van een lassamenstelling naar een lasprogramma.

Offline Robot Programming

vermijdelijk. Ook in die gevallen brengt de digitaliseringsslag voor lasinformatie profijt. Dat gebeurt met inzet van AR (augmented reality, of meer algemeen extended reality (XR), de verzamelterm voor virtual en augmented reality). Voor toepassing bij handlassen heeft Software Factory een XR-applicatie ontwikkeld. Die projecteert op een XR-bril die de lasser draagt, zoals een HoloLens, de benodigde informatie op de samenstelling die hij/zij voor zich ziet. Dat zijn bijvoorbeeld de onderdelen die aan elkaar moeten worden gelast, de exacte positie van de las en het lasvermogen dat moet worden gebruikt. De lasser hoeft niet meer te kijken op papieren tekeningen die met handschoenen aan lastig zijn te hanteren en mogelijk ook nog verouderd zijn (en brandbaar!). Dat stroomlijnt het werkproces en voorkomt fouten. De digitale lasinformatie wordt bij robot- en handlassen op een verschillende manier gepresenteerd en verwerkt, maar de ‘opbrengst’ is hetzelfde, efficiency- en kwaliteitsverbetering – op naar ‘first time right’.

WWW.TFHTECHNICALSERVICES.NL WWW.VALKWELDING.COM WWW.SF.COM

Voorbeeld van de lasinformatie die de XR Welding Assistant van Software Factory projecteert op de XR-lasbril van een handlasser. constructeur 02 - 2022

27-06-2022 12:07

PRODUCT

Nieuws MOTORREDUCTOR De de gepatenteerde DuoDrive-motorreductor van NORD is nu beschikbaar voor vermogens tot 3 kW, met een continu koppel tot 250 Nm en toerentallen tot 1.000 min-1 en reductieverhoudingen van i=3 tot i=8 af.af.

Het aandrijfconcept bestaat uit een IE5+-synchroonmotor met een geïntegreerde eentraps tandwielreductor. Marktconforme aansluitafmetingen vereenvoudigen de vervanging en integratie in bestaande installatie-ontwerpen. Door zijn ontwerp en het gebruik met de frequentie-omvormer, kan de DuoDrive met dezelfde motorvariant wereldwijd worden ingezet.

WWW.NORD.COM

RADARSENSOR Bij hevige regen, zware sneeuwval, dichte mist en in zeer stoffige omgevingen is het niet makkelijk om betrouwbaar objecten te detecteren. Speciaal daarvoor heeft Sick de radarsensor RMS1000 ontworpen. Die doet volgens de makers zelfs onder de meest extreme omgevingscondities – dat kunnen zelfs de meeste hevige sneeuw-, zandstormen zijn – betrouwbaar zijn werk. De sensor (IP67/IP69) kan goed tegen schokken en trillingen, en bepaalt gelijktijdig de radiale afstand en snelheid van objecten – zelfs van meerdere objecten tegelijk. De instelbare openingshoek en een diversiteit aan interfaces maakt de RMS1000 flexibel en breed inzetbaar voor tal van veeleisende toepassingen.

TREKKOORDNOODSTOPSCHAKELAARS EN BANDSCHEEFLOOPSCHAKELAARS Tot nu toe werden de noodtrekkoordschakelaar- en bandscheefloopschakelaarseries uit de ZS 92S/SR-serie van Steute ‘verpakt’ in een behuizing van gegoten aluminium, die dankzij meerdere coatings (passivering, grondlaag, poedercoating) bij uitstek geschikt zijn voor gebruik in ongunstige omgevingsomstandigheden. Als alternatief kunnen gebruikers nu kiezen voor een behuizing van hoogwaardige thermoplastische kunststof; schroefverbindingen en verbindingselementen zijn van roestvrij staal.

De ZS 92 S kan worden geleverd in verschillende ‘settings’ voor het afstellen van de activeringshendel en de ontgrendeling. Dit betekent dat hij in bijna elke denkbare gebruikspositie kan worden geïnstalleerd en ook aan de achterzijde kan worden gemonteerd.. De instelling van de schakelpunten voor waarschuwing vooraf en uitschakeling in 5°-stappen (van 5° tot 35° bij twee schakelinzetstukken) verhoogt de flexibiliteit van de ZS 92 SR-bandscheefloopschakelaar in de praktijk. De geringe uitschakelkrachten en -afstanden voor de bediening van de noodstopfunctie maken de veiligheidsschakelaars makkelijk te bedienen.

WWW.4TOP.NL

WWW.SICK.NL

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

CST_product.indd 55

55

27-06-2022 12:08

RVS SPANHENDEL MET SPIEBAAN De AD91 is een verstelbare, volledig in rvs 303 uitgevoerde, spangreep voor het klemmen, fixeren of positioneren van bijvoorbeeld een werkstuk bij machines en/of apparaten. De spangreep heeft een met nylon glasvezelversterkte greep. Het nieuwe model een opnamemogelijkheid voor een spiebaan. Aan de binnenzijde is de spangreep met drukknop voorzien van een arretering met 60 vertandingen en een spoed van 6°. Zodra de drukknop wordt geactiveerd, wordt het inwendige veermechanisme ingedrukt en de vergrendeling vrijgegeven, zodat de spangreep eenvoudig 360° kan worden versteld. Het voordeel is dat de spangreep geschikt is voor gebruik in kleinere ruimtes, omdat kan worden volstaan met ‘klikken’ en terugdraaien. De hartmaat van deze nieuwe spangreep tot het einde van de greep bedraagt 111 mm. de spangreep is online te bestellen.

WWW.MPARTS

SERVOAANDRIJVING De compacte servoaandrijving van B&R is geschikt voor gebruik in agressieve atmosferische omgevingen en bij temperaturen tot -25 °C. De elektronica van de ACOPOS P3 is door een speciale coating standaard nog beter beschermd tegen invloeden van buitenaf.

Hierdoor kan de servoaandrijving nu gemakkelijk worden gebruikt onder extreme omstandigheden, bijvoorbeeld in windturbines. Toepassingen in gekoelde ruimtes of in zeer stoffige omgevingen, zoals in de textielindustrie, zijn ook mogelijk. Extra dure speciale hardware is niet langer nodig, wat de kosten verlaagt. De omgevingstesten die worden uitgevoerd om te zorgen dat de hardware worden uitgevoerd in overeenstemming met internationale normen en voorschriften in een volledig geaccrediteerd eigen testlaboratorium en in gecertificeerde externe testfaciliteiten.

WWW.BR-AUTOMATION.COM

FREQUENTIEREGELAARS IN IP65 Control Techniques komt met een IP65 versie van zijn H300 en F600 frequentieregelaars. De nieuwe H300-frequentieregelaar in IP65 uitvoering heeft dezelfde specifieke HVAC-kenmerken en functionaliteit als de IP20 uitvoering en heeft het Hand-Off Auto keypad met ingebouwde realtime klok. De F600-frequentieregelaar is een IP65-oplossing met dezelfde pompspecifieke kenmerken en functionaliteit als de IP20 uitvoering. De behuizing is geschikt voor gebruik buiten, zonder kast en in omgevingen waar vocht en/of vuil aanwezig is. Omdat er geen kast nodig is, de kabels korter zijn en de installateur minder tijd nodig heeft, zijn de installatie- en onderhoudskosten lager. Overtuigd van de betrouwbaarheid geeft Control Techniques gratis 5 jaar garantie op de H300 en F600 frequentieregelaars.

WWW.NIDEC-NETHERL ANDS.NL.

HAAKSE KABELDOORVOER Met de nieuwe KEL-FG-ER heeft de KEL-FG-productserie kabeldoorvoeren nu ook IP65-exemplaren. De nieuwe KELFG-ER deelbare kabeldoorvoer uit de KEL-FG-productserie maakt het mogelijk om kabels in een hoek van 90° door te voeren en af te dichten. De doorvoer is geschikt voor kabels met en zonder connectoren. Afhankelijk van de bouwvorm worden kabels met een diameter van 1 tot 35 mm (ICOTEK enkele doorvoertules KT 1 - 34) geleid, afgedicht met IP65 en voorzien van een trekontlasting conform DIN EN 62444. De beschermingsgraad IP65 wordt bereikt door een extra afdichting die in het deksel is geïntegreerd. Een andere vlakke afdichting voor wandmontage is bij de levering inbegrepen. De KEL-FG-ER-A flensbehuizing past op de uitsparing van een standaard 24-polige heavy-duty connectoren (36 x 112 mm); het KEL-FGER-B frame past op 36 x 46 mm uitsparingen. Het flensframe KEL-FG-ER-E met enkele rij doorvoertules is geschikt voor kabels met platte connectoren (bijv. Sub-D) en waar de ruimte beperkt is. De serie kan worden gecombineerd met het IMAS-CONNECT hybride doorvoersysteem van Icotek en biedt een breed scala aan extra kabelinvoer-opties WWW.CCNED.NL

56

CST_product.indd 56

constructeur 02 - 2022

27-06-2022 12:08

VORKSENSOREN De nieuwe vorksensoren uit de GS 04B- en GS 08B-serie van Leuze detecteren voorwerpen met een diameter van 0,05 mm. Dankzij hun hoge schakelfrequentie van maximaal 10.000 Hz is dit ook mogelijk bij snelle automatiseringsprocessen. De GS 04B-sensoren zijn verkrijgbaar in 14 verschillende vorkbreedtes van 5 tot 220 mm.

De GS(L) 08B-serie biedt vier vorkbreedtes van 30 tot 120 millimeter. De sensoren combineren zender en ontvanger in één apparaat voor montage zonder uitlijnwerkzaamheden. Dankzij de extra brede vorkbreedtes van 170 of 220 millimeter kunnen ook toepassingen met grotere objecten worden gerealiseerd. De sensoren van de GS 04B- en GS 08B-serie kunnen via IO-Link of handmatig via potentiometers worden geconfigureerd. Gevoeligheidsaanpassing en licht/donker-schakeling zorgen voor maximale betrouwbaarheid. De GS(L) 08B-serie heeft een cleanroom-compatibele V4A rvs behuizing, ECOLAB-gecertificeerd en met beschermingsklasse IP67.

WWW.LEUZE.COM

TRANSPORTBANDPLATFORM Het nieuwe Light Conveyor Platform (LCP) is een platformgebaseerde materiaalstroomoplossing die is ontworpen als een modulair plugand-play systeem. Alle systeemintegratoren kunnen hiermee schaalbare bandtransportsecties installeren. De LCP-bandtransporteurs kunnen zonder engineeringinspanningen worden samengesteld uit vooraf gemonteerde en vooraf gedefinieerde modules en via een autonoom machinebesturingssysteem snel en veilig in bedrijf worden gesteld, naar keuze zonder extra PLC. Afhankelijk van de eisen van de klant en de toepassing is echter ook aansluiting op een externe PLC met gebruikerspecifieke programmering mogelijk. De LCP van Interroll is ontworpen voor het transport van kleinere goederen, maar ook van dozen of polybags tot 50 kilo. De transportbanden, die ook hellingen of dalingen aankunnen, worden aangedreven door compacte en trommelmotoren met een rendement van meer dan 85 procent Het volledig modulaire systeem kan op de pc worden gepland en geassembleerd met de Layouter-software van Interroll.

Hij beschikt over een geïntegreerde noodstop, voldoet aan alle relevante veiligheidsvoorschriften en heeft een laag geluidsniveau.

WWW.INTERROLL.COM

Dynamische energietoevoer eenvoudig gemaakt ... ... voor bewegingen in alle richtingen Eenvoudig ontwerp met e-chains®, chainflex® kabels en componenten van igus®. Kies, bereken en bestel online. igus.nl/the-chain Bezoek ons: www.igus.nl/news

Tel. 0346-353 932 info@igus.nl NL-1259-ECS 185x60M.indd 1

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

CST_product.indd 57

22.08.19 12:13

57

27-06-2022 12:08

INDUSTRIËLE MONITOREN De nieuwe Allen-Bradley ASEM 6300M industriële monitoren zijn in verschillende uitvoeringen en met diverse opties verkrijgbaar. De belangrijkste opties zijn: • rvs modellen met IP66K- en IP69K-certificering; • modellen in andere materialen van aluminium tot edge-to-edge glasopties; • single-touch en multi-touch-displays; • afmetingen van 8,4 tot 24 inch (standaard of breedbeeld); • een long-distance optie, die het mogelijk maakt om een monitor tot 100 meter afstand van een PC te plaatsen.

Alle ASEM 6300M monitoren hebben een hoge-resolutiescherm.

De monitoren kunnen tot vier tiles met informatie op één scherm weergeven. De monitoren met gestandaardiseerde zekering sluiten naadloos aan op de ASEM 6300B industriele box-pc's.

WWW.ROCKWELL AUTOMATION.COM

SAFETY-HANDZENDER De Panther T29-12 is een PLd-gecertificeerde drukknophandzender die 24 verschillende functies kan aansturen. De PLd-certificering komt overeen met Safety Integrity level 2 en de combinatie van PLd met het Cat3-veiligheidsniveau maakt de Panther T29-12 geschikt voor werkzaamheden met een hoog veiligheidsrisico, zoals heffen en hijsen en dan met name het verplaatsen van zware ladingen. De noodstopfunctie van PLd/Cat3-niveau geeft extra zekerheid. Dankzij de vier extra knoppen is nu ook een veilige aansturing mogelijk van machines en apparaten met meer geavanceerde besturingsfuncties, Met behulp van de instellingenmanager kan de zender naar wens worden geprogrammeerd.

Andere functionaliteiten zijn de LED-schakelregeling en het radiovermogen. De zender die een bereik van 700 m kan halen, kan op de verwisselbare en oplaadbare lithium-ion batterij ruim 150 uur werken.

De Panther T29-12 heeft een IP65-bescherming en is voorzien van een robuuste behuizing met stootrand.

WWW.TELERADIO.NL

58

CST_product.indd 58

DC/DC-CONVERTER De DVCx3-serie van Deutronic is de nieuwste generatie DC/DC-omvormers voor lagere spanningen in elektrische voertuigen, maar ook geschikt voor toepassing in combinatie met brandstofcellen. De vier vermogensklassen van 150 tot 1680 W nominaal hebben, afhankelijk van de uitvoering, een ingangsspanning van 24 tot 80 VDC. De uitgangsspanning is een gereguleerde 12 of 24 VDC. De zwaarste types, de DVC853 (966W) en DVC1903 (1680W), hebben een boost-functionaliteit waarbij maximaal 4 s meer dan het dubbele van het maximale vermogen kan worden geleverd. Deze zijn optioneel ook uitgerust met een CAN/ RS232-interface via het standaard en het J1939-protocol. Ook klantspecifieke oplossingen met andere ingangs-/ uitgangsspanningen of met aangepaste connectoren of kabels zijn mogelijk.

WWW.ELINCOM.NL

MOTION CONTROLLER De GM1 motion controller combineert motion-functionaliteit met die van een PLC. De 'alles-in-één'-oplossing vermindert de benodigde ruimte in de kast en kunnen reactietijden van slechts 0,5 ms worden bereikt.

De motion controller bevat twee onafhankelijke ethernetpoorten, Ethernet/IP en Modbus-TCP, een SD-slot voor 32 GB-kaarten, een tweekanaals hoge-snelheidsteller (4Mhz/8Mhz) en een vierkanaals PWM-uitgang (100kHz). De GM1 is compatibel het automatiseringsportfolio van Panasonic, zoals de controllers, motoren, of de MINAS A6-servomotoren en MINAS A6 Multi-servo-drivers.

INDUSTRY.PANASONIC.EU

constructeur 02 - 2022

27-06-2022 12:08

Aandrijftechniek, uw krachtige vooruitgang

27 SEPTEMBER T/M 30 SEPTEMBER 2022

JAARBEURS UTRECHT www.wots.nl

FHI.indd 1 CST Advertenties.indd 59

30-05-2022 11:50 13:37 27-06-2022

Klaar voor de toekomst met Lineair Techniek van Bosch Rexroth

Met een compleet assortiment oplossingen voor

mechatronische oplossingen zoals sensoren, elek-

lineaire bewegingstechnologie gaat Bosch Rexroth

tronica en software. Met de IoT-ready, plug-and-

vanaf pole position de toekomst tegemoet. Van

produce oplossingen van Bosch Rexroth ben je

eenvoudige componenten tot nieuwe, slimme

klaar voor de Fabriek van de Toekomst.

Let’s talk linear technology

Bosch.indd 1 CST Advertenties.indd 60

30-05-2022 11:50 13:34 27-06-2022