Constructeur 3 - 2023

EN ONTWERPERS

Ras-ontwerper

PTC sluit de ‘digital thread’

Mede dankzij de 3 miljard dollar aan investeringen

Nu ook voor doe-het-zelvers?

Maakt de EU 2023/1230 van elke knutselaar een ‘fabrikant’?

Materiaalkeuze in het constructief ontwerp

Net als een echte PLC

Zijn virtuele besturingen het antwoord op leverproblemen?

HÉT VAKTIJDSCHRIFT VOOR WERKTUIGBOUWKUNDIGE CONSTRUCTEURS

De theorie van Michael Ashby bezien vanuit de praktijk

LENNINO CACACE

Simuleer real-world ontwerpen, apparaten, en processen met COMSOL Multiphysics®

comsol.com/feature/multiphysics-innovation

Innoveer sneller.

Test meer ontwerpiteraties voor je eerste prototype.

Innoveer slimmer.

Analyseer virtuele prototypes en ontwikkel een fysiek prototype alleen op basis van het beste ontwerp.

Innoveer met multifysische simulatie.

Baseer uw ontwerpbeslissingen op nauwkeurige resultaten met software waarmee u onbeperkt meerdere fysische effecten op één model kunt bestuderen.

COLOFON

CONSTRUCTEUR, OKTOBER 2023

63-STE JAARGANG NR. 3

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, 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 traffic@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, m a ilen naar klantenservice@mybusinessmedia.nl of schrijven naar MYbusinessmedia Holding bv | Constructeur | Postbus 58 | 7400 AB Deventer

ABONNEMENTSTARIEVEN

Jaarabonnement Nederland € 299,00*

Jaarabonnement buitenland € 325,00* 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 2023

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

VORMGEVING bureau OMA, Doetinchem

DRUK Drukkerij Roelofs, Enschede

ISSN 0010-6658

VOORWOORD

Nodig

Ook in dit nummer van Constructeur is ongetwijfeld weer niet alles goed gespeld of eenduidig geformuleerd. Wie er nu bewust naar goed zoeken moet vooral even op de bijdrages PTC sluit de ‘digital thread’ en ‘Onze klanten verlangen kwaliteit’. Waarom? Die zijn van mij. Dit geleuter overigens ook. Dus doorbladeren hoeft eigenlijk niet, want ook op deze pagina zal wel weer wat misgaan. Nu weet ik inmiddels uit ervaring dat hoe vaak ik ‘mijn’ teksten ook doorlees, ik nu de boel gedrukt is alleen maar de pagina’s hoeft op te slaan, diagonaal te kijken en de eerste ‘tiepfautuh’ of krommen zinnen vrijwel meteen zie. Jammer. Maar ‘het zal de laatste jammer niet wezen’ zei een van de bouwers nadat er bij een verbouwing iets wat misgegaan. Nu werd dat opgelost, maar gedrukt is gedrukt. Vervelender is het natuurlijk als het om een tekst als die de toekomstige vervanger van de Machinerichtlijn gaat. Nu heb ik zelf die hele tekst niet doorgenomen, maar Paul Hoogerkamp is dat wel aan het doen. Hoogerkamp publiceert (on)regelmatig in Constructeur en is jarenlang dagvoorzitter geweest op het Safety Event dat dit jaar op 29 november toe is aan de dertiende editie. Maar hij is ook voorzitter van de Nederlandse normcommissie machineveiligheid. Vandaar. Hoogerkamp is op de website HSE Actueel van start gegaan met een reeks met de veelbelovende titel ‘Is de Verordening machineproducten goed vertaald?’. Het gaat om een reeks dus is het antwoord eigenlijk al duidelijk: nee, daar lijkt het niet op. Nu is het vaak een gevalletje interpretatie. Dat kan je bij een onderwerp als machineveiligheid, over het op de markt en in gebruik nemen van veilige arbeidsmiddelen en hoe je dat dan moet doen, eigenlijk niet hebben. Maar kijk je naar een van de terugkerende onderwerpen op het Safety Event – de niet-voltooide machine – dan weet je dat ze daar in de Machinerichtlijn in elk geval niet in zijn geslaagd. En of dat dan in de Verordening maar voor één uitleg vatbaar is? De niet-voltooide machine is dan wel weer goed voor pareltjes als ‘IIB or not IIB?’ als het over de inbouwverklaring gaat. Overigens wist ik zelf niet dat de Engelse tekst van de Verordening als bron voor alle vertaling dient. Vertalen is altijd al lastig. Dat ik het niet altijd doe in een tekst is omdat iemand die het niet begrijpt als gevolg daarvan echt geen levensgevaarlijke dingen gaat doen. Denk ik Hoogerkamp levert trouwens aan dit nummer van Constructeur een bijdrage met als titel ‘Ook voor doe-het-zelvers?’. U hebt Constructeur duidelijk niet nodig om gevaarlijke dingen te doen.

ROBIN ZANDER hoofdredacteur constructeur R.ZANDER@MYBUSINESSMEDIA.NL

INHOUD

INTERVIEW Ras-ontwerper

JAARGANG 31, 2023

Product 3

In 2018 wint Lennino Cacace de Ir. A. Davidson Award van de Nederlandse precisietechnologenvereniging DSPE. De jury betitelt hem als een rasontwerper in optomechanica en precisietechniek. Een veelzijdig ontwerper, onderzoeker en docent.

‘ITALIANO ELETTRICO’ → Milieuzones vormen geen belemmering voor de elektrisch aangedreven Topolino, geïnspireerd op de tweedeurs FIAT 500. Het is de bedoeling dat dit bijzondere voertuig in de eerste helft van 2024 op de markt komt.

33

SIMULATIE Opensource-software

Tijdens de OpenRadioss User Days 2023 eind juni in Aken werd duidelijk dat opensource-ontwikkelingen het gebruik van simulatiesoftware zowel eenvoudiger toegankelijk als toepasbaar gaan maken. De basistechnieken van simulatiesoftware zijn niet ingrijpend veranderd, maar de opkomst van VR, AR en AI hebben het aantal toepassingen de laatste jaren enorm vergroot.

MACHINEVEILIGHEID DoeHetZelfVeilig.nl?

De Machinerichtlijn wordt op termijn vervangen door de Verordening machineproducten (EU 2023/1230). Leesvoer dus voor machinebouwers, CE-deskundigen, handelaren en juristen. Maar als je nu als doe-het-zelver voor je eigen hobby ‘iets bewegends’ in elkaar knutselt? Ben je dan ook ineens een ‘fabrikant’?

De volledig elektrische EV is slechts 2,53 meter lang en heeft een draaicirkel van 7,2 meter om ook in krappe ruimtes te kunnen manoeuvreren. De elektromotor van 6 kW moet voldoende zijn voor langzaam rijden in de stad. Gezien het kleine formaat is er een 5,5 kWh batterij met een beloofde actieradius van zo’n 75 km bij een topsnelheid van 28 km/u. Er is een model met gesloten deur en harde kap en een open, deurloze variant met zachte kap met de naam Topolino Dolcevita. Beiden krijgen dezelfde kleuropties, 14-inch wielen, twee zitplaatsen en verchroomde vintage spiegels. De gesloten versie heeft een zonnedak en stickers met houteffect. De open versie is uitgerust voor een zomerse omgeving met dorpels, deurkoorden en fris gestreepte stickers.

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.

33 → FIAT 34–35 → ÉÉNPITTER 36 → SIGNAAL

TEKST Walter Wijnhoven BEELD FIAT

56

Op de cover:

Lennino Cacace – ‘een perfectionistische, leergierige, hulpvaardige en zeer integere ras-ontwerper'. (Foto: Bart van Overbeeke)

MATERIALEN

Materiaalkeuze in het constructief ontwerp

Als we iets willen construeren, dan moeten we besluiten uit welke materialen onze constructie gaat bestaan. We kunnen daarbij gebruik maken van theoretische inzichten uit het vakgebied van de technische materiaalkeuze, dat vooral door professor Michael Ashby op de ingenieurskaart is gezet. Hoe pakt dat uit in de praktijk?

REMOTE I/O

‘Onze

klanten verlangen kwaliteit’

Apollo Engineering, uit Aldeboarn, op een steenworp oostelijk van Akkrum ten noorden van Heerenveen, kiest Festo's CPX AP-I decentraal I/O- platform voor een basket loader/unloader. De installatie verzamelt bussen met inhoud, brengt ze naar een autoclaaf en haalt ze ook weer op.

44 SENSOREN Intralogistieke oplossing leunt op sensoren

48 BESTURINGEN Zijn virtuele besturingen het antwoord op leverproblemen?

54 BESTURINGEN Safety modulair ‘hot pluggable’

61 PRODUCTNIEUWS

Nieuws

2,5 MILJOEN EURO VOOR STARTUP VILLARI

TU Delft-spin-off Villari heeft een vervolginvestering ontvangen van EUR 2,5 miljoen van FORWARD.one, samen met InnovationQuarter Capital en Delft Enterprises. De sensoroplossing van Villari spoort in real-time kleine breuken of vermoeidheidsscheuren op in stalen constructies. Tijdens zijn afstudeerproject aan de TU Delft heeft Villari-oprichter en ceo Olivier Baas een nieuwe technologie ontwikkeld om scheuren op te sporen door magnetische veldvariaties in een stalen constructie te meten. De resulterende gegevens worden met een hoge betrouwbaarheid gekoppeld aan de groei van scheuren, die klanten te allen tijde kunnen volgen via een gebruiksvriendelijk dashboard. “In tegenstelling tot handmatige inspectie kunnen onze klanten nu hun assets onbelemmerd blijven gebruiken terwijl de gegevens over scheuren continu worden verzameld en tegen veel lagere kosten, waardoor ze hun besluitvormingsproces met betrekking tot onderhoud of vervanging kunnen optimaliseren,” aldus Baas. De sensoroplossing van Villari is gepatenteerd en al geïnstalleerd bij verschillende klanten, waarbij assets zoals bruggen van de Nederlandse overheid en verschillende industriële kranen in havens en staalproductiesites in Europa worden beschermd.

WWW.VILLARI.NL

HYDRAULIEKTRAINING.NL ‘CETOP-APPROVED’

Hydrauliektraining.nl heeft recent het certificaat ‘CETOP-Approved Education Centre Hydraulics Level 3’ ontvangen uit handen van voorzitter Arjan Coppens van FEDA en auditor Arnaud Witlox van FEDAcademie. Daarmee is Hydrauliektraining.nl het eerste online opleidingscentrum in Europa dat zich op het gebied van hydrauliek een CETOP-Approved Education Centre mag noemen. Peter Albers, eigenaar van Hydrauliektraining.nl en Ingenieursbureau Albers: “Wij zijn zeer verheugd met deze certificering, waarmee onze trainingen gelijk ook de allereerste in Europa door CETOP erkende online E-learning voor hydrauliek is geworden. Deze certificering biedt onze afnemers meer kwaliteit en borgt een efficiënte kennisoverdracht.” Arjan Coppens, voorzitter van zowel FEDA als Europese brancheorganisatie CETOP, vertelt waarom deze CETOP-erkenning uniek is: “Wij zijn als FEDA en CETOP erg blij met de uitreiking van dit certificaat, omdat we nu ook de nieuwe digitale technieken kunnen combineren met de ‘oude’ wijze van persoonscertificering. De praktijkexamens kunnen afgenomen worden bij andere aangesloten opleiders en certificeerders.” CETOP is de parapluorganisatie voor hydrauliek en pneumatiek in Europa. WWW.HYDRAULIEKTRAINING.NL

Peter Albers (rechts) , eigenaar van Hydrauliektraining.nl, ontvangt het certificaat uit handen van FEDA-voorzitter Arjan Coppens (links) en Arnaud Witlox, auditor van FEDAcademie.

ONLINE TOOL VOOR POLYMEERCOATING

Igus heeft aan de reeks online configuratie- en rekenprogramma’s de iglidur coating designer toegevoegd, De tool helpt gebruikers om hun individuele component in drie eenvoudige stappen te coaten. Eerst wordt een CAD-model in de online tool geladen (stp, step en stl worden ondersteund). Vervolgens wordt het coatingmateriaal geselecteerd uit zes verschillende iglidur coatingpoeders die direct in de tool kunnen worden vergeleken en wordt de laagdikte gespecificeerd. Online worden vervolgens de prijs en levertijd berekend . Het uiterlijk van het uiteindelijke onderdeel na het coaten wordt ook direct weergegeven. De gebruiker kan het bijbehorende datablad downloaden door erop te klikken. In de laatste stap kan de gebruiker het winkelwagentje opvragen, doorsturen naar de verantwoordelijke inkoper of andere partijen die betrokken zijn bij het ontwerp- of inkoopproces of direct bestellen.

IGLIDUR-COATING-DESIGNER.IGUS.TOOLS

GEPRINTE STATOR ELEKTROMOTOR

Onderzoekers aan de Universiteit van Sheffield hebben samen met collega’s van de Universiteit van Wisconsin Madison een elektrisch

UPDATE CODESYS V3-PLATFORM

Cybersecurity-onderzoekers van Microsoft hebben serieuze kwetsbaarheden ontdekt in het CODESYST V3 software-ontwikkelplatform. Het gaat om alle softwareversies ouder dan versie 3.5.19.0. Laatstgenoemde versie die dus geen last heeft van de gevonden zwakheden is gratis te downloaden via de CODESYS-site. De 15 kwetsbaarheden zijn al vorig jaar september ontdekt. De onderzoekers

hebben met CODESYS samengewerkt en de noodzakelijke patches ontwikkeld. Wel hebben kwaadwillenden gebruikersauthenticatie nodig en diepgaande kennis van het eigen protocol van CODESYS V3 en de structuur van de verschillende services die het protocol gebruikt. Maar toch. Je kan het advies van CODESYS-downloaden wat te doen. Of je download de gratis versie 3.5.19.0 van het ontwikkelplatform.

TINYURL.COM/CODESYSADVIES

TINYURL.COM/CODESYSUPDATE

motor ontwikkeld met ge3Dpinte stator. Het resultaat zou in de toekomst kunnen leiden tot lichtere elektrische motoren met meer vermogen dan verwacht. Het prototypeontwerp bestaat uit een ge3Dprinte stator uit elektrisch staal met een hoger percentage silicium – 6,5 procent tegen de reguliere 3 procent – dan gebruikelijk om de energieverliezen te verminderen. De stator is uitgevoerd met tanden. Hier omheen wordt de draad gewikkeld om het elektrisch veld op te wekken. Het grootste verschil in ontwerp tussen het prototype en traditionele stators is te zien in de tanden zelf, die een ingewikkeld ontwerp van dunne geometrische lijnen hebben om energieverlies te beperken. Tijdens de tests van het geprinte prototype in oktober, bleek dat het meer koppel opleverde dan ze voor mogelijk hielden met minder materiaal en daardoor een 30 procent lagere massa. De netto-verbetering van de koppeldichtheid noemen de onderzoekers een potentiële ‘game-changer'.

WWW.SHEFFIELD.AC.UK

WWW.WISC.EDU

SIMULATIE

Ontwikkeling‘opensource‘-van simulatiesoftware

Simulatiesoftware helpt constructeurs, ontwerpers en engineers al sinds de jaren tachtig om complexe vraagstukken op te lossen en betere constructies, producten en systemen te ontwikkelen, in elke markt. Hoewel de basistechnieken van simulatiesoftware niet ingrijpend zijn veranderd, hebben de opkomst van virtual reality (VR), augmented reality (AR) en AI het aantal toepassingen de laatste jaren enorm vergroot. Tijdens de OpenRadioss User Days 2023 eind juni in Aken werd duidelijk dat opensource-ontwikkelingen het gebruik van simulatiesoftware zowel eenvoudiger toegankelijk als toepasbaar gaan maken.

OpenRadioss is de ‘opensource’-versie van de Altair Radioss-simulatiesoftware voor het evalueren en optimaliseren van productprestaties voor niet-lineaire vraagstukken onder dynamische belastingen. De software wordt al ruim dertig jaar gebruikt voor het verbeteren van de crashbestendigheid, veiligheid en maakbaarheid van complexe product- en systeemontwerpen, in elke markt. Door de broncode publiekelijk toegankelijk te maken en gebruikers proactief te ondersteunen, maakt Altair het voor elke ontwerper, constructeur en engineer mogelijk om op een laagdrempelige wijze vraagstukken op te lossen.

Sinds de introductie van OpenRadioss in september 2022 hebben er al ruim 5.500 gebruikers meer dan 1.300 ontwikkelingen met elkaar gedeeld en zijn er zo’n 200 inhoudelijke discussiegroepen actief. De ontwikkelingen van gebruikers variëren van praktische simulatietoepassingen tot ‘plug-ins’ en integraties met andere ‘open source tools’ en Altair HyperWorks voor ‘pre- and postprocessing’, met als gezamenlijke doel de innovatiecyclus te versnellen.

Ontwikkeling simulatiesoftware

Senior engineer Paul du Bois presenteerde tijdens de OpenRadioss User Days een overzicht van de ontwikkeling van simulatiesoftware sinds de eerste gepubliceerde FE-codes (Finite Element), medio jaren zeventig. Begin jaren tachtig kostte het een

VAX-computer van DEC nog 2.000 uren om een constructief model van Volkswagen met een grootte van zo’n 1.000 elementen door te rekenen. Vijf jaren later lukte dat met een Cray-supercomputer al binnen 30 minuten. Sindsdien heeft de continu toegenomen rekenkracht van computers het simuleren van 3D-ontwerpen revolutionair veranderd. Tegenwoordig zijn 3D-modellen met tientallen miljoenen elementen al binnen enkele minuten door te rekenen. Een andere ontwikkeling is het eenvoudiger maken van het tijdrovende ‘meshing’ met speciale tools, of zelfs volledig automatiseren zoals Altair SimSolid dat doet. De komende jaren gaan AI en ‘quantum-computing’ de ontwikkeling van simulatiesoftware en -toepassingen een nog grotere impuls geven.

Voordelen opensource-simulatiesoftware

Hoewel het werken met opensource-software uitdagend kan zijn, omdat het oplossen van ‘bugs’ en de toegang tot documentatie en ondersteuning minder gegarandeerd is dan bij commerciële software, wordt er steeds vaker gebruik van gemaakt. De Nederlandse overheid heeft in 2020 de beleidslijn: open, tenzij gepubliceerd, om het gebruik van opensource-software te stimuleren. Als voordelen worden genoemd:

• kostenbesparingen op licenties;

• flexibiliteit om code aan te passen voor de eigen

Met crashsimulaties en ‘Design of Expeirments’ in OpenRadioss en Altair HyperStudy is het structurele gedrag van de SkyCab eVTOL geoptimaliseerd.

behoeften en toepassingen;

• innovatie versnellen door in samenwerking sneller functies te verbeteren en toe te voegen;

• transparantie voor het valideren van de resultaten;

• veiligheid om de softwarekwaliteit te toetsen en op fouten of risico’s te onderzoeken.

Het initiatief van Altair om Radioss tevens via een ‘opensource-community‘ toegankelijk te maken, stimuleert de democratisering van simulatiesoftware en -toepassingen.

Crashbestendigheid Flying-V Tijdens de OpenRadioss-bijeenkomst deelde ook Saullo G.P. Castro, associate professor Aerospace Structure & Materials van de TU Delft, zijn simulatie-ervaringen. Hij is betrokken bij projecten om de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen door vliegtuigen te verminderen. Daarom ontwikkelt de TU Delft samen met Airbus, KLM en andere partners momenteel de Flying-V. Dat is een innovatief aerodynamisch vliegtuigontwerp met de passagierscabine, het vrachtruim en de brandstoftanks geïn-tegreerd in de vleugel. Met als beoogd re-sultaat zo’n 20 procent minder brandstof- verbruik dan de Airbus A350, een van de modernste huidige vliegtuigen.

Castro heeft met een team de crashbestendigheid van vier concepten voor de Flying-V met OpenRadioss onderzocht. Zijn ervaring is onder andere dat er voor onconventionele ontwerpen als de Flying-V meer iteraties en expliciete optimalisatiemethoden nodig zijn dan voor gangbare ontwerpen. Dit innovatieproject is een leerzame ervaring voor de gehele OpenRadioss-gebruikerscommunity.

SkyCab eVTOL

Een ander innovatieproject waaraan OpenRadioss in belangrijke mate heeft bijgedragen is de ontwikkeling van de SkyCab eVTOL (electrical Vertical Take-Off and Landing). Lukas Laarmann, research associate en promovendus Structural Design & Crash Safety van de University of Applied Sciences in Aken presenteerde daarover zijn simulatie-ervaringen. Als onderdeel van het SkyCab-project is tevens de ontwikkeling van een ‘vertiport’ (de locatie waar VTOLs kunen opstijgen en landen en de digitale integratie van multimodale mobility verkend. Wereldwijd zijn er momenteel tientallen eVTOL’s in ontwikkeling, waarvan er en-kele in 2024 op de markt worden verwacht. Zoals de in Raamsdonksveer ontwikkelde Liberty van Pal-V, waarvan er deze zomer enkele zijn besteld door het Oostenrijkse bedrijf Primus Aero, voor hun vliegtuigmonteurs. Laarmann vertelde hoe ze met behulp van MBD-gebaseerde crashsimulaties (Model Based Design) en DoE (Design of Experiments) in OpenRadioss en Altair HyperStudy het structurele gedrag van de SkyCab hebben geoptimaliseerd. Hij concludeerde onder andere dat eVTOL’s zowel nieuwe uitdagingen voor crashtests en -standaarden (CATS) met zich meebrengen, als het gebruik van simulatiesoftware een flinke impuls gaan geven.

De OpenRadioss-simulatiesoftware is gebruikt om de crashbestendigheid van vier concepten van de Flying-V te onderzoeken. (beeld: TU Delft)

ALLE PRESENTATIES ZIJN TE VINDEN VIA WWW.OPENRADIOSS.ORG/PRESENTATIONS

MACHINEVEILIGHEID

Ook voor doe-het-zelvers?

VERORDENING MACHINEPRODUCTEN

De Machinerichtlijn wordt op termijn vervangen door de Verordening machineproducten (EU 2023/1230). Deze Verordening is kortgeleden gepubliceerd inclusief de vertalingen voor de lidstaten. Leesvoer dus voor machinebouwers, CE-deskundigen, handelaren en juristen. Natuurlijk kunt u zich afvragen of deze wetgeving wel voor u bestemd is: immers, u bent een hobbyist en al helemaal geen fabrikant. Na het doorlezen van de definities in die Verordening krijgt u waarschijnlijk het gevoel dat u toch als ‘fabrikant’ wordt bestempeld wanneer u ‘iets bewegends’ in elkaar knutselt.

PAUL HOOGERKAMP, MECID

Dat ‘gevoel’ is terecht, want in die Verordening machineproducten (artikel 3.18) wordt de ‘fabrikant’ gedefinieerd als elke natuurlijke of rechtspersoon die:

a) producten die binnen het toepassingsgebied van deze verordening vallen, vervaardigt of deze producten laat ontwerpen of vervaardigen, en die die producten onder zijn of haar eigen naam of merk in de handel brengt; of

b) producten die binnen het toepassingsgebied van deze verordening vallen, voor eigen gebruik vervaardigt en in bedrijf stelt1

Een persoon die machines of verwante producten vervaardigt voor eigen gebruik, wordt als fabrikant beschouwd en moet verplicht worden aan alle daarmee verband houdende verplichtingen te voldoen. In dat geval wordt de machine of het verwante product niet in de handel gebracht, aangezien deze machine of dit product niet door de fabrikant aan een andere persoon wordt aangeboden, maar door de fabrikant zelf wordt gebruikt. Deze machines moeten echter aan deze verordening voldoen voordat zij in bedrijf worden gesteld.

Overweging 35 uit de Verordening machineproducten

1 “in bedrijfstellen”: eerste gebruik in de Unie van machines of verwante producten overeenkomstig het gebruiksdoel. (artikel 3.13)

2 Guide to application of the Machinery Directive 2006/42/EC edition 2.2 paragraaf 78 en 79

3 “in de handel brengen”: het voor het eerst in de Unie op de markt aanbieden van een product dat binnen het toepassingsgebied van deze verordening valt. (artikel 3.12). “op de markt aanbieden”: het in het kader van een handelsactiviteit, al dan niet tegen betaling, verstrekken van een product dat binnen het toepassingsgebied van deze verordening valt, met het oog op distributie of gebruik op de markt van de Unie. (artikel 3.11)

Voor degenen die de Machinerichtlijn (2006/42/ EG) kennen zal deze definitie geen verrassing zijn. Hoewel de definitie van fabrikant in die Machinerichtlijn niet helemaal correct was geformuleerd, gaf de toelichting2 alsnog die duidelijkheid. Belangrijk in de geciteerde definitie is het voegwoord en onder punt a, en het eigen gebruik onder punt b. De nieuwe Verordening is niet alleen van toepassing voor degene die ‘iets bewegends’ maakt EN in de handel brengt3, maar is ook van toepassing als u zelf een ‘iets bewegends’ of een zogenoemde ‘machine’ maakt EN deze in bedrijf stelt louter en alleen voor uzelf. De overweging 35 uit die verordening onderstreept dat eigen gebruik.

Moet u nu de op zolder in elkaar geknutselde machine documenteren en voorzien van CE-markering en ook nog een EU-verklaring ondertekenen? Dat gaat geheid problemen opleveren.

Helse treincombinatie

Voorbeeld4: er zijn modelspoorhobbyisten die in hun tuin een minispoorbaan (spoorbreedte ‘G’ of te wel 45 mm) hebben aangelegd. Het is dan een probleem als dat spoor niet onderhouden wordt en het onkruid tussen de dwarsliggers omhoog schiet of via de zijkanten over dit spoor hangt. Ik ken een treinliefhebber die een schuur- en maaimachine heeft gebouwd die al rijdend het roestige spoor schuurt en de ‘groene’ kanten trimt. Dit gaat natuurlijk met

4 Deze machine bestaat echt en spoort op een LGB-tuinbaan in Nederland; overigens zonder computersysteem, maar wel radiografisch bestuurd.

een stel snel draaiende hakselaars aan de zijkant op een wagon een schuurschijf aan de onderzijde. Dit alles uiteraard zonder afschermingen. Deze wagon wordt voorzien van een radiobestuurde locomotief die deze wagon als een sneeuwploeg over het spoor duwt en zodoende een doorgang door het groen forceert.

Deze helse treincombinatie is voorzien van een noodstop die op afstand bedienbaar is via een wifiverbinding van de Raspberry Pi minicomputer met een minicamera. Het geheel wordt gevoed door liion batterijen die eveneens in deze wagon zijn ingebouwd. Uiteraard is deze Raspberry Pi uitgerust met zelflerend en -evoluerend softwareprogramma, zodat via beeldherkenning automatisch onderscheid kan worden gemaakt tussen (landbouw)huisdieren, onkruid, exoten, echte planten of (wild)groei, zoals verborgen (egel)boterbloemen, (varkens)kersen, (koe)kruiden of (muizen- en katten)staarten. Met een camera kan je tot slot van rekening via een extern beeldscherm op afstand zien of kattenstaarten of de staart van de kat (van de buurman) wordt geraakt of dat een egel opgeschikt door deze lawaaierige hakselaars met schuurmachine, de spoorbaan kruist.

Machine-product of uitzondering?

Kortom, hier is sprake van een machine-product dat notabene is voorzien van een veiligheidsbesturing en software met kunstmatige intelligentie (AI), en dat alles geprogrammeerd met een minicomputer van nog geen honderd euro.

Wordt, door deze hobbyist als fabrikant – en tevens eindgebruiker! – te beschouwen, het principe van de vrije markt geschaad? De marktdeelnemers5 zijn volgens deze Verordening de fabrikant,

3.6 EINDGEBRUIKER:

In tegenstelling tot marktdeelnemers zijn eindgebruikers niet gedefinieerd in de harmonisatiewetgeving van de Unie en hebben zij geen verplichtingen.

Veel producten die onder de harmonisatiewetgeving van de Unie vallen, worden op de arbeidsplaats gebruikt en vallen dus tevens onder de wetgeving van de Unie inzake veiligheid op het werk.

Volgens de ‘Blue Guide’van de EU (paragraaf 3.6) is de eindgebruiker geen marktdeelnemer. Wel bij de Machinerichtlijn en dus ook de nieuwe Verordening.

de gemachtigde6, de importeur7 en de distributeur8. De eindgebruiker ‘end user’ wordt niet als marktdeelnemer9 beschouwd volgens de blue guide (zie kader), behalve bij de Machinerichtlijn en dus ook deze nieuwe Verordening.

Een slimme hobbyist die deze Verordening machineproducten of de Machinerichtlijn wel heeft bestudeerd kan wellicht concluderen dat zijn ‘machine of aanverwant product’ onder de lijst van uitzonderingen valt. De uitzondering in kwestie (artikel 2 onder punt m ):

5 “marktdeelnemer ”: de fabrikant, de gemachtigde, de importeur of de distributeur. (artikel 3.22)

6 “gemachtigde”: in de Unie gevestigde natuurlijke persoon of rechtspersoon die schriftelijk door de fabrikant is gemachtigd om namens de fabrikant specifieke taken te vervullen. (artikel 3.19)

7 “importeur”: in de Unie gevestigde natuurlijke persoon of rechtspersoon die een product dat binnen het toepassingsgebied van deze verordening valt, uit een derde land in de Unie in de handel brengt. (artikel 3.20)

‘machines of verwante producten die specifiek zijn ontworpen en gebouwd voor onderzoeksdoeleinden voor tijdelijk gebruik in laboratoria’

Laboratorium is dan de tuin en tijdelijk is een rekbaar begrip. Voor genoemde helse machine geldt deze argumentatie niet. Oftewel niets is zo definitief als iets tijdelijks!

Dat je – ook als hobbyist – geen overlast mag veroorzaken, schade aan andermans eigendommen moet vermijden, en dergelijke, is geregeld in het burgerlijk wetboek. U wordt immers geacht de wet te kennen en dus heeft u de omvangrijke wetteksten uiteraard punt voor punt doorgelezen. Toch?

CE-markeren: een nieuwe hobby?

Volgens deze wet zou dus iedere hobbyist die ‘iets bewegends’ maakt een risicobeoordeling moeten maken (op zich niet verkeerd!), een technisch dossier opbouwen, een handleiding maken, een CE-markering aanbrengen en een EU-verklaring ondertekenen.

De gemiddelde hobbyist zal waarschijnlijk de ei-

8 “distributeur”: andere natuurlijke persoon of rechtspersoon in de toeleveringsketen dan de fabrikant of de importeur, die een product dat binnen het toepassingsgebied van deze verordening valt, op de markt aanbiedt. (artikel 3.21)

9 Blue guide: Some Union harmonisation legislation covers also ‘putting into service’ (e.g. lifts) or ‘own use’ (e.g. machinery to be used by the manufacturer himself) as being equivalent to the ‘placing on the market’.

Wordt CE-markering straks een nieuw leuke hobby voor de doe-het-zelver? (Foto: Ronald Josy)

a. samenstel, voorzien van of bestemd om te worden voorzien van een aandrijfsysteem – maar niet op basis van rechtstreeks gebruikte menselijke of dierlijke spierkracht –, van onderling verbonden onderdelen of componenten waarvan er ten minste één kan bewegen, en die samengevoegd worden voor een bepaalde toepassing;

b. samenstel als bedoeld in punt a), waaraan slechts de componenten voor de montage op de plaats van gebruik of voor de aansluiting op kracht- of aandrijfbronnen ontbreken;

c. samenstel als bedoeld in de punten a) en b) dat gereed is voor montage en dat alleen in deze staat kan functioneren na montage op een vervoermiddel of montage in een gebouw of bouwwerk;

d. samenstel van machines als bedoeld in de punten a), b) en c) of van niet voltooide machines, dat – teneinde tot hetzelfde resultaat te komen – zodanig is opgesteld en wordt bestuurd dat het als één geheel functioneert;

e. samenstel van onderling verbonden onderdelen of componenten waarvan er ten minste één kan bewegen, die in hun samenhang bestemd zijn voor het heffen van lasten en waarvan de enige krachtbron rechtsreeks uitgeoefende menselijke spierkracht is;

f. samenstel als bedoeld in de punten a) tot en met e) waarop enkel de software voor de specifieke, door de fabrikant bedoelde toepassing ervan ontbreekt;

sen van de Machinerichtlijn, laat staan deze nieuwe Verordening machineproducten niet kennen en dus moet deze wetgeving breed onder de aandacht worden gebracht. Nu is dat te realiseren met een nieuwe overheidscampagne ’DoeHetZelfVeilig.nl’ naast de al lopende campagnes zoals ‘Week van de veiligheid’10. Motto: maakt u een product met bewegende delen zelf of stelt u bewegende delen samen tot een geheel en gebruikt u dit zelfgemaakte product voor uzelf, ook dan moet u voldoen aan de Europese regelgeving.

Vanzelfsprekend haken de opleidingsinstituten daarop in: ‘Eendaagse machineveiligheidstraining voor Doe-Het-Zelvers’, uiteraard met afsluitend een certificaat van deelname. Eens met het feit dat ook een hobbyist geen gevaarlijke of risicovolle machines zou moeten maken en gebruiken, maar of je als hobbyist nu gelijk wordt gesteld als fabrikant gaat wel ver. Gaat vervolgens de marktbewaking dan een huis-aan-huis controle uitvoeren om te kijken of die certificaten in orde zijn en of u wel veilige producten maakt? CE-markeren als nieuwe hobby; gekker moet het niet worden!

Maar nu de keerzijde

Vervang in de overweging het woord ‘hobbyist’ nu eens door ‘agrariër’ of ZZP’er die op zijn eigen bedrijf aan de eigen machine iets wijzigt of een geheel nieuwe machine maakt om het werk nog efficiënter te doen. Er gebeuren de nodige ongelukken op die eenmansbedrijven die te wijten zijn aan niet-doordachte en even snel in elkaar gezette ‘machines’. Voorbeeld: een grastrimmer geschikt maken voor

afkorten van de rietkanten door het as-eind te voorzien van een klepel/ketting. Uiteraard is dan de oorspronkelijke afscherming te klein en kan je deze beter weglaten; als jezelf geen last hebt van een wegvliegend onderdeel dan wellicht de buurman of een passant. Op het internet zijn genoeg voorbeelden te vinden van onveilige zelfgemaakte machines voor eigen gebruik.

De wetgever heeft de ondankbare taak een en ander zodanig te formuleren dat juist deze doelgroepen worden bedoeld en niet die treinliefhebber met een tuinbaan. Uiteindelijk blijkt alleen een ruimere formulering en een gids met een toelichting daarop een praktische oplossing te zijn. In de Machinerichtlijn en ook in deze Verordening is een ‘machine’ ruim gedefinieerd.\

Opa’s zakhorloge

In de Machinerichtlijn en ook in de Verordening machine-producten is een ‘machine’ ruim gedefinieerd.

10 https://www.maakhetzeniettemakkelijk.nl/ week-van-de-veiligheid

11 De communautaire voorschriften voor machines; Commentaar op de Richtlijnen 89/392/ EEG en 91/368/EEG Editie 1993 door Pierre Massimi en Jean-Pierre Van Gheluwe.

Deze definitie van een machine is zodanig ruim dat opa’s zakhorloge als ‘machine’ kan worden beschouwd. In de gids11 met toelichting op de Machinerichtlijn in 1992 is evenwel opgemerkt:

… het is duidelijk dat een machine die geen enkel risico oplevert, omdat zij volledig in een carter is opgesloten onder deze richtlijn valt, want zonder carter zijn er wel risico’s. Daarentegen valt een mechanisch zakhorloge niet onder de richtlijn, hoewel het een voor een bepaalde toepassing bestemd (het aangeven van de tijd) samenstel van onderling verbonden onderdelen of organen is waarvan er ten minste een kan bewegen, want zelfs zonder kast is er geen enkel van de in bijlage I bedoelde risico’s aan de mechanismen verbonden…

Duidelijk is nu wel dat de hiervoor besproken ‘helse machine’ een product is dat aan de wettelijke eisen zou moeten voldoen. De buren van deze treinliefhebber zouden dit aan een of andere inspectie anoniem kunnen melden. Echter, daar zal weinig animo zijn om deze melding met hoge prioriteit te onderzoeken. Mogelijk komt er wel een onderzoek als onze treinfanaat zijn spoorbaan midden in de nacht rijklaar maakt en daarbij de buren wakker houdt door het lawaai van zijn gierende slijpschijf en hakselende hakselaars.

Toelichting nodig?

Hopelijk dat nog binnen de overgangstermijn van deze verordening een toelichting verschijnt waarin klaarheid wordt gebracht waar de grenzen liggen bij deze overweging en met welke gedachte het Machi-

Praktische antwoorden op al uw vragen over machineveiligheid!

necomité heeft gespeeld. Mogelijk is die gedachte dat een hobbyist zijn hobby uitoefent en dit niet doet voor zijn of haar inkomen, tenzij je hobby je werk is. Dit in tegenstelling tot de eenmansbedrijf waar de zelfgemaakte machine wel degelijk bedoeld is om een inkomen te verwerven. In die situatie heeft (en had) de inspectie of markttoezichthouder het volste recht om even een (spreekwoordelijke) blik te werpen op uw zelfgemaakte machine(s). De verzekeringsinstanties hebben sowieso geen probleem bij een eventuele schadeafhandeling bij een ongeval met uw machine. Kosten van de schade zullen in de regel niet worden vergoed, want volgens de kleine lettertjes van de verzekeringsinstantie wordt niet aan de wetgeving voldaan. Toch wel een goed plan om voor het knutselen even naar de wet te kijken…

Datum: 29 november 2023

Locatie: 1931 Congrescentrum ’s Hertogenbosch

Prijs deelname: € 175.-

Betaalde abonnees gratis www.safetyevent.nl

Opa’s zakhorloge is wel een ‘machine’ maar valt in elk geval niet onder de Machinerichtlijn

HOOGERKAMP.ENGINEERING

Materiaalkeuze in het constructief ontwerp

(NOT) SAFE FOR DESIGNERS - XX

Als we iets willen construeren, dan moeten we besluiten uit welke materialen onze constructie gaat bestaan. We kunnen daarbij gebruik maken van theoretische inzichten uit het vakgebied van de technische materiaalkeuze, dat vooral door professor Michael Ashby op de ingenieurskaart is gezet.

ERIK TEMPELMAN, TU DELFT INDUSTRIEEL ONTWERPEN / NSFD ENGINEERING EDUCATION

GERBEN KRIELAART, AVANS HOGESCHOOL

Zijn kleurrijke ‘bubble plots’, zoals degene in afbeelding 1, maken hier deel van uit. U ziet hier voor diverse materialen de stijfheid c.q. elasticiteitsmodulus uitgezet tegen de dichtheid, met drie ‘indexlijnen’ waarop we in sectie 5 door zullen gaan. Ook schreef Ashby het lesboek ‘Materials Selection in Mechanical Design’, en verder is er de Cambridge Engineering Selector: een database met materiaaleigenschappen die de selectie volgens Ashby’s methode ondersteunt. Kortom, aan input geen ge-

Afbeelding 1 Ashby's ‘bubble plot van stijfheid tegen dichtheid'.

brek, en dan is deze formidabele hoogleraar nog lang niet de enige die u helpen wil.

1. Introductie

In de basis is Ashby’s benadering voor de materiaalselectie simpel:

(i) Bepaal de eisen waar het materiaal aan moet voldoen.

(ii) Laat alle materialen afvallen die niet aan deze eisen voldoen.

(iii) Sorteer de overblijvende materialen van gunstig tot ongunstig.

(iv) Kies ten slotte de meest gunstige optie.

Er kan direct aan worden toegevoegd dat de selectie zelden een lineair proces zal zijn. Doorgaans werken we iteratief: blijkt bijvoorbeeld uit een praktijktest dat onze eisen niet streng genoeg waren, dan gaan we terug naar stap (i). Menig constructeur zal zich hierin kunnen vinden; sterker nog, we kunnen dezelfde vier stappen, inclusief iteraties, toepassen op elk willekeurig aspect van onze constructie. Echter, bij materiaalkeuze komen er wel diverse specifieke problemen om de hoek kijken. Dat is waar secties 4 en 5 van dit artikel over gaan, met dan in sectie 6 enkele nieuwe inzichten om tot oplossingen te komen. Maar eerst moeten we een fundamenteler probleem aanpakken: is er wel sprake van een ‘typisch’ soort materiaalkeuze? U leest dit in secties 2 en 3.

2. Soorten materiaalkeuze: de functiedriehoek Centraal in het ontwerpproces staat de functie die onze constructie moet vervullen. Daartoe wordt een materiaal met een bepaald productieproces in een geschikte vorm gebracht – of, als het om meerdere constructiedelen gaat, de materialen, productieprocessen en vormen. Afbeelding 2 illustreert dit met wat bekend staat als de “functiedriehoek”. De klassieke beginnersfout is om de vier getoonde factoren sequentieel aan te pakken (links), maar dat levert slechts zelden succes op. Ervaren construc-

teurs zullen functie, vorm, materiaal en proces altijd in hun samenhang beoordelen en optimaliseren (rechts).

Deze driehoek impliceert dat er verschillende soorten van materiaalkeuzes bestaan. Neem bijvoorbeeld het ‘kikkertje’ uit afbeelding 3. Dit onderdeel heeft als functie om het carter tegen de onderkant van een motorblok te schroeven (afbeelding 4), en dan voor tienduizenden motoren per jaar1. De vorm ligt feitelijk vast en ook de productieprocessen zijn gegeven, te weten extrusie van het uitgangsprofiel gevolgd door zagen op lengte, boren van het gat, en ontbramen. Zelfs de materiaalkeuze is hier al grotendeels gemaakt: extrusie van metalen werkt immers het beste met aluminium kneedlegeringen, liefst uit de 6000-serie. Blijft over welke legering dit gaat worden en dat is geen triviaal probleem, maar is ook zeker niet moeilijk om uit te zoeken.

Stel dat functie en vorm nog steeds gegeven zijn, maar het proces niet. Naast extrusie komt dan bijvoorbeeld sinteren in beeld, of gieten, of verspanen, of 3D-printen. Nu is de materiaalkeuze een stuk moeilijker, want elk van deze processen heeft andere voorkeuren – denk aan de ‘onderlinge samenhang’ uit afbeelding 2. Laten we ook de vorm los, dan wordt omvormen uit metaalplaat denkbaar,

Afbeelding 3 Vier ‘kikkers’.

Afbeelding 2 De ‘functiediehoek’ en hoe die niet en wel te doorlopen.

1 De motor in kwestie was de 12,6-liter DAF vrachtwagenmotor uit 2002.

Afbeelding 4 Een CAD-illustratie van motorblok, carter, en kikkers. (Bron: DAF Trucks N.V.)

Gegeven: Te kiezen: Materiaalkeuze is… functie, vorm, proces materiaal … (zeer) eenvoudig functie, vorm materiaal, productie … niet al te moeilijk functie materiaal, productie, vorm … zeker niet makkelijk (niets) materiaal, productie, vorm, functie … (zeer) uitdagend

of bijvoorbeeld smeden, of zelfs spuitgieten uit vezelversterkte kunststof. Die processen hebben opnieuw hun voorkeuren qua materialen, maar ook qua vormvrijheid. De materiaalkeuze is nu allesbehalve eenvoudig! En u raadt het al, ook de functie kan ter discussie gesteld worden: wat als we niet alleen een duurzame verbinding tussen motorblok en oliepan willen realiseren, maar ook extra geluidsdemping, of radicaal snellere assemblage? In dit laatste geval is de ontwerpvrijheid maximaal, en is ook de selectie van het juiste materiaal maximaal uitdagend. Tabel 1 vat de vier soorten materiaalkeuze handig voor u samen.

In de praktijk van het industrieel ontwerpen is het ‘ontdekken’ van wat een nieuw product precies moet doen – dat wil zeggen, de functie(s) ervan –doorgaans deel van het ontwerpproces. Vandaar dat voor industrieel ontwerpers de materiaalkeuze vaak zo’n grote uitdaging vormt. Wat dat aangaat heeft de typische constructeur het makkelijker, want de functie die de nieuwe constructie moet gaan vervullen, is meestal reeds gegeven. Maar, zoals tabel 1 laat zien, er zijn dan nog steeds meerdere scenario’s. En zoals de volgende sectie laat zien, kunnen we de soorten materiaalkeuze ook nog op andere manieren van elkaar onderscheiden.

3. Soorten materiaalkeuze: de bedrijfscontext

Elke OEM van formaat heeft er belang bij om variatie in de bedrijfsvoering, in welk aspect dan ook, binnen de perken te houden. Dit beïnvloedt de materiaalkeuze, want zulke bedrijven hanteren vaak een lijst van toegestane materialen. Een constructeur die een materiaal van buiten deze lijst wil “bestellen”, zal dat grondig moeten motiveren2. Ook de leveranciers zijn in de regel vooraf door de OEM geselecteerd. Dit kan de productieprocessen beïnvloeden: heel mooi om zo’n kikkertje middels thixomoulding uit magnesium te maken3, maar dan moet daar wel een bestaande leverancier voor zijn. Selectie van nieuwe productiepartners gebeurt uiteraard ook niet zonder goede reden.

Verreweg het meeste constructiewerk vindt plaats binnen gebaande paden, dat wil zeggen binnen de vooraf geselecteerde materialen, leveranciers, en productieprocessen. We treden daar alleen buiten als het nieuwe materiaal van wezenlijk belang is voor de prestaties van het product. Om opnieuw terug te gaan naar dat kikkertje: jazeker, met een

aluminiumlegering uit de zeer sterke 7000-serie zouden we dezelfde functie met iets minder materiaal kunnen vervullen. Echter, voor regulier gebruik zijn de paar grammen gewichtswinst die dit oplevert volkomen onbelangrijk. Los daarvan is de corrosiebestendigheid van de 6000-serie beter, en omdat een carter spatwaterbestendig moet zijn, houdt dat sterkere materiaal een risico in. De kosten zijn uiteraard ook een barrière! Maar voor een race-versie van de motor valt de afweging wellicht anders uit, want daar telt wél elke gram, is duurzaamheid secundair, en is de prijs minder bezwaarlijk.

Op dit punt is het goed om stil te staan bij het multidisciplinaire karakter van materiaalkeuze. Stijfheid en sterkte, duurzaamheid, kosten, leverbetrouwbaarheid en ga zo maar door komen er allemaal bij kijken. Dit aspect alleen al maakt het onderwerp extra complex, want om tot een goed afgewogen keuze te komen, moet de constructeur dus samenwerken met meerdere experts. Dat vraagt een set vaardigheden die niet iedereen bezit. Sterker nog, voor radicaal innovatieve constructies ís de materiaalkeuze überhaupt niet door één persoon te maken. Het werk wordt dan niet multi- maar interdisciplinair (afbeelding 5). Effectief kunnen samenwerken in heterogene teams is dan een vereiste. Dat kunt u simpelweg niet van elke willekeurige constructeur verwachten – en trouwens ook niet van de doorsnee materiaalkundige.

2 Succes is hierbij niet te garanderen, want ook de branche zelf kan middels normering beperkingen opleggen: zo zijn er maar weinig materialen vrijgegeven voor toepassing in het interieur van vliegtuigen

3 Magnesium is niet alleen extra licht van gewicht, maar heeft ook goede dempende eigenschappen.

Tot besluit van deze sectie nog een ‘open deur’: de ene constructie is simpelweg de andere niet. Als een constructiedeel veiligheidskritisch is en/of torenhoge investeringen vraagt, dan krijgt de bijbehorende materiaalkeuze uiteraard veel aandacht. De belangen zijn immers torenhoog. Hetzelfde geldt als het materiaal een essentiële rol speelt voor de prestaties van het uiteindelijke systeem. Een goed voorbeeld vinden we in de turbineschoepen van een straalmotor, waarbij werkelijk alles uit de materiaalkundige kast wordt getrokken. Hoe anders is dit alles voor een bermpaaltje: dit is niet veiligheidskritisch, vraagt bescheiden investeringen, en vraagt weinig van het materiaal anders dan lage kosten. Afbeelding 6 illustreert dit verschil. De materiaalkeuze wordt zeer beslist anders ervaren als uw constructie in dit spectrum ter linker- dan wel rechterzijde zit.

4. Materiaalkeuze: eenvoudiger gezegd dan gedaan Terug naar Ashby’s plan met vier stappen. Stel dat

Tabel 1 Soorten materiaalkeuze.

de functie van onze constructie vastligt: kunnen we stap (i) dan gemakkelijk nemen en snel bepalen aan welke eisen het materiaal moet voldoen? Nee, in de regel niet. Dit komt doordat we een ‘vertaling’ moeten maken van constructie-eigenschappen naar materiaaleigenschappen, en dat is allesbehalve eenvoudig. Neem nou corrosiebestendigheid: de materiaalkunde onderscheidt zo’n twintig (!) verschillende vormen van corrosie4. Die zijn natuurlijk nooit allemaal tegelijk aan de orde, maar welke er wel relevant zijn, is vaak alleen door een expert te zeggen. Bovendien hangt de bestendigheid ook af van de detaillering van de constructie – iets waar sectie 5 van dit artikel op door zal gaan. Verder bestaan er synergistische combinaties van corrosie en mechanische belasting, zoals stress corrosion cracking (ook bekend als ‘spanningscorrosie’). Ook kunnen materialen in specifieke combinaties een vorm van corrosie uitlokken die ze in isolement niet tegen zouden komen: dit noemen we ‘galvanische corrosie’, of ook wel ‘contactcorrosie’.

Nu geldt corrosie als een wel zeer venijnig fenomeen, maar zelfs bij iets ogenschijnlijk simpels als ‘sterkte’ is de benodigde vertaling niet eenvoudig.

5 Doorgaans – niet altijd. Er zijn namelijk grote verschillen op het niveau van de smederijen en gieterijen, en de ene gietof smeedmethode is ook de andere niet.

Gaat het om de vloeigrens, hardheid, treksterkte, kerftaaiheid, of om alle vier tegelijk? En dan komt gelijk de volgende complicatie om de hoek kijken, want deze aspecten van sterkte worden mede bepaald door de gekozen productieprocessen. Het klassieke voorbeeld is ‘smeden versus gieten’, waarbij het eerste proces doorgaans5 een sterker en taaier materiaal oplevert dan het tweede. Maar, gieten biedt wel meer vormvrijheid, en dus meer ruimte voor het optimaliseren van de constructievorm. Bij harsinfusie is deze samenhang nog sterker, want daarbij ontstaat het materiaal – een composiet, c.q. vezelversterkte thermoharder – tegelijk met de vorm. Het 3D-printen trekt dit zo mogelijk nog verder door, en doet zelfs de grens tussen constructie en materiaal vervagen (afbeelding 7).

4 Niet overtuigd? Pakt u dan ASM Handbook Vol. 13 er maar eens bij, met 2.000 pagina’s over drie delen.

Door naar stappen (ii) en (iii): het screenen en ranken van materialen op grond van de vereiste eigenschappen. Dit kunnen we alleen doen als we beschikken over een betrouwbare en complete set data. En, alle lof voor die Cambridge Engineering Selector als hulpmiddel bij het technisch onderwijs, maar in de constructiepraktijk geeft deze database hooguit een suggestie voor het materiaal. Hetzelfde geldt voor vrijelijk toegankelijke databases zoals www.matweb.com. De beschikbaarheid van betrouwbare materiaalgegevens is in de praktijk een niet te onderschatten probleem! Dus, twee simpele stappen in theorie, maar in de echte wereld wacht ons een forse uitdaging.

En dan is er nóg een complicatie. Elk materiaal wordt getypeerd door een lange lijst van technische eigenschappen. Sommige daarvan kunnen we objectief tegen elkaar afwegen: afbeelding 1 gaf hiervan feitelijk al een voorbeeld. Maar hoe kunnen we >

Afbeelding 5 Mono-, multi- en interdisciplinair werk.

Afbeelding 6 Bermpaaltje of gasturbineschoep – waar zit uw materiaal?

de milieu-impact van een materiaal afwegen tegen, bijvoorbeeld, de total cost of ownership van de constructie die we ervan willen maken? Of tegen de arbeidsomstandigheden bij de winning van datzelfde materiaal? U kunt uiteraard oordelen dat dit geen ‘technische’ eigenschappen zijn en dat een andere afdeling er maar over moet beslissen, maar dan werpt u het vraagstuk over de spreekwoordelijke muur. Ten principale hebben we te maken met eigenschappen die geen gezamenlijke maat hebben – anders gezegd, die ‘incommensurabel’ zijn. De materiaalkeuze is daardoor niet langer objectief, maar wordt subjectief. En in die keuze moet ook de constructeur zich doen gelden.

5. Ashby’s ‘material indicators’ nader bezien

We keren zoals beloofd terug naar afbeelding 1, waarin voor diverse materialen de stijfheid E is uitgezet tegen de dichtheid ρ. We zien hier drie ‘indexlijnen’, gelabeld E/ρ, √E/ρ en 3√E/ρ. Deze uitdrukkingen zijn voorbeelden van wat Michael Ashby “material indicators” noemt. Ze helpen ons om materialen snel te vergelijken. Ter illustratie: stel, we hebben een constructiedeel dat op trek wordt belast, en dat bij een gegeven stijfheid zo licht mogelijk moet zijn (zie Afbeelding 8, links). Wat is dan beter: staal of aluminium? De stijfheden

6 Let op: er moet wel ruimte zijn voor die dikkere aluminium constructie. Per eenheid volume blijft staal drie maal zo stijf als aluminium.

van deze twee metalen zijn respectievelijk 210 en 70 GPa. Staal wint deze wedstrijd met gemak, maar heeft ook een driemaal hogere dichtheid dan aluminium: 7,8 tegen 2,7 kg/dm3. We kunnen het dwarsoppervlak van het aluminium constructiedeel, bij gelijk gewicht, dus driemaal groter maken dan dat van het stalen deel6. Dit compenseert keurig voor de lagere stijfheid – een opmerkelijk toeval. Anders gezegd, de materiaalindex E/ρ van beide materialen is gelijk. Als we een indexlijn met richtingscoëfficiënt 1 door aluminium trekken, zoals gedaan in Afbeelding 1, dan ligt staal ook op die lijn. Alle materialen erboven zijn in deze context lichter, en die eronder zijn zwaarder.

7 Deze sterkte valt in de praktijk binnen zekere toleranties, voorgeschreven door de betreffende norm, EN 755-2. Afhankelijk van de gekozen leverancier kan dit tolerantieveld kleiner zijn.

Voor een buigende balk (afbeelding 8) pakt de vergelijking anders uit. Nu is niet het dwarsoppervlak maatgevend voor de weerstand tegen vervorming, maar het oppervlaktetraagheidsmoment –en daar schuilt een vierde macht achter. Bij de aluminium balk hoeven we de afmetingen van de doorsnede dus slechts met een factor 4√3 op te schalen ten opzichte van de stalen balk om de driemaal lagere stijfheid op te vangen. De bijbehorende materiaalindex is dan √E/ρ. In afbeelding 1 kunt u zien hoe staal nu onder de door aluminium getrokken indexlijn ligt: het presteert in dit opzicht dus slechter. Hebben we te maken met buiging van platen, dan geldt 3√E/ρ, met een nog groter voordeel voor het lichtmetaal. De richtingscoëfficiënten van de tweede en derde lijn zijn overigens 2 respectievelijk 3; die van de eerste (E/ρ) is uiteraard gelijk aan 1.

Dit elegante stukje theorie suggereert een geleidelijke progressie van de ene naar de andere belastingvorm, van E/ρ = 1√E/ρ via 2√E/ρ naar 3√E/ρ. Maar laat dit 1-2-3’tje u niet betoveren! Belast op pure trek vervormt een constructiedeel namelijk nauwelijks. Reken maar na: aluminium 6082-T6 heeft een rekgrens van rond de 280 MPa7, en de Wet van Hooke voorspelt dan een maximale elastische rek van 0,4 procent. Bij normaal gebruik blijven de spanningen daar ruim onder, ervan uitgaande dat de constructeur weet wat hij of zij doet. Rekken van 0,1 procent of minder

Afbeelding 7 Materiaal of constructie – 3D-printen doet de grens vervagen. (Foto: Renishaw)

Afbeelding 8 Een op trek belaste staaf (links) en een buigende balk (rechts), met actie en reactie(s).

zijn de norm, en de bijbehorende vervormingen zijn haast altijd te klein om de constructiemoeite waard te zijn8. Echter, is er sprake van buiging, dan zijn de vervormingen wél relevant – sterker nog, ze zijn vaak het eerste probleem om te beteugelen. In de echte wereld is de progressie dus allesbehalve geleidelijk.

Er zijn ook ‘material indicators’ voor sterkte per eenheid gewicht. Voor belasting op trek geldt dan de materiaalindex σ/ρ = σ(1/1)/ρ, met toelaatbare spanning σ en dichtheid ρ. Voor buiging van balken geldt σ(2/3)/ρ, en voor buiging van platen is er √σ/ρ = σ(1/2)/ρ. Opnieuw zien we een geleidelijke progressie in de exponenten, maar weer is de praktijk anders: constructies zijn op trek immers veel sterker dan op buiging. Bovendien is voor sterkte vooral de detaillering van belang, en dat voert ons naar de volgende sectie.

6. Een handig onderscheid: hoofdvorm, details, oppervlak

Het wordt tijd om iets positiefs toe te voegen aan Ashby’s theorie, en dat gaan we nu doen. Het blijkt handig om de factor ‘vorm’ uit de functiedriehoek te splitsen in de globale en de lokale vorm – anders gezegd, we kunnen de hoofdvorm onderscheiden van de details. Dit geldt om te beginnen voor verbindingen, waarvan afbeelding 9 u er enkele toont. De concentratie van spanningen is bij elk weer anders, en daarmee de sterkte – vooral als we te maken hebben met herhaalde belasting en dus met vermoeiing. Nog een voorbeeld zijn afrondingsstralen, dik-dun overgangen, en punten waar een externe belasting wordt ingeleid. Sterkte hangt dus vooral af van de details, terwijl de stijfheid juist primair door de hoofdvorm wordt bepaald.

Er is nog een onderscheid te maken, namelijk tussen het volume en het oppervlak van de vorm.

8 In ‘Over bouten gesproken’ (Constructeur nr. 5, 2016, pag 6-9) vindt u een uitzondering: voor de schacht van een bout is de elastische verlenging wél van belang.

Vaak kunnen we ons constructiedeel voorzien van een coating om de corrosieweerstand ervan te verhogen, of simpelweg om het een ander uiterlijk te geven. Of wat denkt u van oppervlakte-warmtebehandelingen: deze kunnen de hardheid en slijtvastheid fors verhogen. En met ‘shot peening‘ kunnen we zelfs de weerstand tegen vermoeiing significant verbeteren. De beginner zoekt tevergeefs naar een materiaal dat alles kan, maar de ervaren constructeur maakt slim gebruik van technieken om het oppervlak te manipuleren. Overigens, merk op dat de corrosieweerstand ook gebaat kan zijn slimme details: wilt u ergens in uw constructie voorkomen dat er daar water blijft staan, dat biedt een simpel drainage-gaatje letterlijk een uitweg.

9 Sommige coatings kunnen de weerstand tegen scaling verhogen, dat wil zeggen. tegen versnelde corrosie bij hoge temperaturen. Zo zijn er altijd weer uitzonderingen die het construeren zo interessant maken.

Het is frappant hoe we de sterkte, hardheid, en weerstand tegen slijtage of corrosie van onze constructie doorgaans beter uit de details en/of het oppervlak kunnen halen dan uit de hoofdvorm. Omgekeerd is het juist die hoofdvorm die voor de stijfheid zorgt – een handig onderscheid om te kennen. In deze context is temperatuurbestendigheid ook interessant om te noemen, want dit hangt juist weer van geen van drieën af. Zo is aluminium 6082-T6 gewoon niet bestand tegen langdurig gebruik bij temperaturen van 180 °C of hoger, terwijl staal het prima uithoudt tot zo’n 330 °C. Daar kun je simpelweg niet voor compenseren via hoofdvorm, details, of oppervlak9. En ook dat is een goed inzicht om mee te nemen.

7. En de moeilijkste keuzes zijn…

We hebben u in dit artikel meegenomen in de wereld van de materiaalkeuze. Daarbij was ons streven om de theorie van Michael Ashby kritisch vanuit de praktijk te beschouwen. Dit heeft meerdere kanttekeningen opgeleverd die we u graag hebben meegegeven – met de opmerking erbij dat deze bijzondere hoogleraar de eerste was om het met ons eens te zijn, waarvan acte! Verder hebben we u een handig onderscheid meegegeven tussen de hoofdvorm, details, en oppervlak van alle ‘vormen’ die u construeert, en dat is dan weer een extra inzicht dat u hopelijk ten dienste zal staan. Tot slot nog deze overpeinzing: wat zijn nu eigenlijk de moeilijkste materiaalkeuzes om te maken? Daarop kan slechts één antwoord op worden gegeven, namelijk “de eerste twintig!”. Want alle theoretische inzichten ten spijt is en blijft er ook hier geen substituut voor ervaring.

Afbeelding 9 Verbindingstypen – de sterkte is steeds weer anders!

LIVEWORX 2023

PTC sluit de ‘digital thread’

Nee. Geen woord tegen Constructeur. Geen internationale ‘scoop’ voor de Nederlandse vakpers. Jim Heppelmann, ceo van PTC, had toch van die unieke kans gebruik kunnen maken in de wandelgangen van LiveWorx 2023. Helaas, bij onze toevallige ontmoeting tijdens het jaarlijkse PTC-congres in mei van dit jaar in Boston, bleef het bij het uitwisselen van de gebruikelijke vriendelijkheden. En hup, naar de volgende ‘meeting’. Die potentiële primeur – we komen er nog op terug – lijkt voor de continuïteit van de ‘digital thread’ geen rol te gaan spelen. Die lijkt PTC nu wel te hebben gesloten.

GE3DPRINTE MICROSTRAALMOTOR

Het was een fraai stukje 3D-printwerk wat Beni Cukurul op de vloer van Xtropolis, de bij Liveworx horende tentoonstellingshal, liet zien: een in Inconel 718 ge3Dprinte microstraalmotor waarvan de turbine 50.00 toeren per minnut maakt. Dat het apparaat functioneert wilde Constructeur zeker aannemen van zoals de foto te zien goedlachse Cukurul , die in het dagelijks leven ‘associate professor’ aan het Department of Aerospace Engineering van Technion Israeli Institute of Technology in Haifa is. Opstarten ging bij deze niet, want om de complexe inwendige geometrie te laten zien, was dit exemplaar door midden gezaagd. De straalmotor, geprint op een EOS-machine, is het gezamenlijk idee van Cukurul en dr. Ronen Ben Horin, die ‘senior research fellow’ aan het Technion ook een rol als vice president Technology bij PTC vervuld. Het ontwerp van de straalmotor is uiteraard gemaakt in Creo met behulp van functies als geavanceerde rastermodellering en generatief ontwerp (‘generative design’) om het ontwerp zo licht mogelijk te maken met behoud van sterkte, inclusief de hele voorbereiding voor de 3D-printklus.

Met rond de 7.000 aanwezigen in de zaal en een slordige 5.000 online had Heppelmann in elk geval niet te klagen over belangstelling voor zijn ‘keynote’ op de tweede dag van PTC’s gebruikerscongres LiveWorkx, dat van 15 tot en met 18 mei plaatshad in ‘hometown’ Boston . Dat heeft Constructeur hem ook niet horen doen. Maar iedereen wat wel getuige van een welgemeend ‘wow!’. Na de laatste LiveWorx in levende lijve in 2019 is het tenslotte toch altijd maar even afwachten. De reden dat het zolang heeft geduurd kennen we gevoeglijk allemaal wel. En als je het dan toch over – we vertalen het maar niet – ‘disruption’ hebt, dan kan je volgens de PTC-ceo wel stellen dat er in die afgelopen jaren het nodige is veranderd. Maar – een nieuwe ronde, nieuwe kansen.

Extra coupletjes

Want dit is als het om het potentieel van verandering voor alle industriële ondernemingen gaat, wel het geweldigste tijdsgewricht dat hij zich kan herinneren. Bij die veranderingen gaat het in wat voor vorm dan ook, bijna allemaal over digitale transformaties. En oh wat hadden we het in 2019 dan eigenlijk nog makkelijk. Want waar ging dat nou helemaal over? Die digitale transformatie? Dat riedeltje kennen we volgens Heppelmann wel: sneller op de markt komen met je product, tegen lagere kosten en een met een hogere kwaliteit. Dat is niet veran-

ROBIN ZANDER

MEDE DANKZIJ 3 MILJARD DOLLAR AAN INVESTERINGEN

derd. Maar er zijn wel een paar coupletjes bij gekomen.

Product en dienst

Want hoe denken we nu, vier jaar later, inmiddels over produceren aan de andere kant van de wereld? Wat we trouwens (laten) maken moet bovendien intelligenter worden, je fabrieken moeten efficiënter en je toeleverketen moet beter tegen onverwachte optaters kunnen. Voeg daar nog de regels en standaarden aan toe die voor je producten én je fabrieken gelden. En we hebben het wel over producten, maar vergeet ook niet dat een product maar een ding is en welke diensten weet je daar te koppelen?

Anno 2023

En voilà – daar heb je volgens de man een beeld van de noodzaak voor digitale transformatie anno 2023. Voor wie het nog niet wist. PTC en hun ecosysteem van partners zoals hij het noemde kunnen jij bij die nieuwe digitale manier van zaken doen helpen. Daarvoor hebben ze sinds LiveWorx 2019 in elk geval 3 miljard dollar geïnvesteerd in organische groei en acquisities. Het lijstje aankopen is indrukwekkend. In 2019 telde PTC 470 miljoen dollar neer voor Onshape (In de wolken; Constructeur 11/12, 2019, pag. 6-7) met hun gelijknamig ‘native-cloud’ 3DCAD-pakket.

Een jaar later is Arena Solutions het volgende – dit keer PDM/PLM – pareltje, met een prijskaartje van 715 miljoen dollar. Met die beide aanwinsten geeft PTC handen en voeten aan de ambitie hun huidige en toekomstige klanten bij te staan in hun digitale transformatie. Want heb je over fysieke producten dan heb je het hoe dan ook over ‘digitaal’. Dat is PTC’s overtuiging. En de digitale producten biedt je – het is 2023 – aan ‘as a Service’.

Aan het rijtje acquisities voegt PTC in de eerste helft van vorig jaar voor pakweg 280 miljoen dollar Intland Software uit Stuttgart toe. Want zoals elke machinebouwer weet zit de productinnovatie in

software en het aanbieden van digitale diensten. Maar ook die software en de bijbehorende softwareontwikkeling moet je kunnen beheren. Application Lifecycle Management heet dat en laat ze daar in Stuttgart een hele reeks aan software voor te hebben onder de noemer Codebeamer.

‘Digital thread’

Maar de in januari van dit jaar afgeronde overname van ServiceMax spant met een prijskaartje van 1,46 miljard dollar toch wel de kroon. Maar dan heb je ook wat. Zeker als je dus je producten moet ‘opplussen’ met diensten. Want aan de basis van het de hele ‘digital thread’-visie van PTC ligt de gedachte dat er een constante stroom van data en informatie afkomstig van zoiets als een productiemachine door elke fase van de levenscyclus beweegt. Heb je het over levenscyclus dan heb je het dus niet alleen over de ontwerp en de productiefase, maar ook over de gebruiksfase. En alle data over de prestaties en de toestand van de hiergenoemde productiemachine, maar het kan over elk willekeurig intelligent pro-

Brian Thompson, division vice president en general manager van het CAD-segment bij PTC, mocht de SaaS-versie van Croe aankondigen.

PTC-ceo Jim Heppelman mocht ongeveer 7.000 fysiek en pakweg 5.000 online aanwezigen verwelkomen op LiveWorx 2023.

Met de aankoop van ServiceMax voor Service Lifecycle Management heeft PTC de informatiestroom tussen alle aspecten van de productlevenscyclus gesloten.

duct gaan, zijn een onderdeel van die doorlopende ‘digital thread’.

Geen steekje laten vallen

Dat wordt alleen maar belangrijker naar mate je bedrijfsmodel niet meer draait om de ‘machine’ of het ‘product’ maar om het gebruik, de functie die het vervult voor jouw klant. Excuses, niet ‘klant’ maar ‘partner’. Kortom, als je inkomsten voor een belangrijk deel of wellicht zelfs helemaal afhangen van de prestaties van jouw product. Omdat je inkomsten niet meer komen van de kapitaalgoederen die je verkoopt maar wat je er mee kan. Op veel meer verschillende manieren kunnen we het niet zeggen. Dan wordt beschikbaarheid alleen nog maar belangrijker en kan je geen steekje laten vallen. Die processen kunnen nu door PTC met ServiceMax worden beheerd en de voormalig ceo, Neil Barua, is nu de baas van de Service Lifecycle Management-tak van PTC. Of is dat dan eigenlijk ‘Service-life Management’? Hoe dan ook, ze hadden er een flinke duit voor over om zelf die laatste digitale stap te zetten om nu de beide cycli die de digitale en de fysieke wereld omvatten te koppelen tot een doorlopend geheel.

Creo+

Brian Thompson, division vice president en general manager van het CAD-segment bij PTC, werd op

Creo+ – net zo krachtig als Creo 10 maar met tegelijkertijd met meer personen ‘CADten’ aan hetzelfde model en bijna helemaal in de cloud.

het podium geroepen om Creo+ aan te kondigen. Die + wordt door PTC gebruikt om software uit hun ‘historische aanbod’ aan te duiden die zijn aanbieden ‘as a Service’ en derhalve naar de cloud verhuist. Of is het nu andersom? Hoe dan ook - SaaS / cloud is waar we naartoe gaan. PTC in elk geval, heeft Heppelmann al meermaals duidelijk gemaakt. En wie daar niet aan mee doet, moet het zelf maar weten.

In zijn algemeenheid betekent die SaaS-toekomst dat de software draait in de cloud, jij die als dienst gebruikt en daar maandelijks – of welke termijn dan ook de rekening voor ontvangt. En daar krijg je dan voor terug dat iedereen altijd de laatste versie van de software gebruikt en je IT-afdeling van het updaten af is. De schaalbaarheid van je bedrijf is een ander vermeend pluspunt. Licentie aanschaffen – of opzeggen – zou ook een makkie moeten zijn. Of dat aftikken per maand ook voor Creo+ gaat gelden, is de vraag. Maar in elk geval was Thompson behoorlijk verguld met die ‘+’ en we vertalen zijn woorden even niet: “I'd like to get right to the point and one of the most exciting developments that I've seen in my 15 plus years in the CAD space, PTC is bringing Creo into the SaaS-era using Atlas.- So today alongside an incredibly feature rich release of Creo 10. I'm thrilled to announce Creo+ - our first ever SAaS version of Creo. We call it Creo+ because it is everything you love about Creo plus a lot more.”

Vervolgens ontvouwde zich op het scherm achter Thompson een demonstratie van dat ‘more’ in Creo+: vier engineers die tegelijkertijd aan het ontwerp van de hoofdrotor van een helikopterontwerp aan het werk waren. Let wel – dat is dan het zelfde CAD-model en niet een door een van hen stiekem lokaal opgeslagen versie. Ze konden de voorgestelde ontwerpwijzigingen van hun collega’s direct bekijken en beoordelen om vervolgens de beste oplossingen samen te brengen in het ontwerp. En passant werd een ANSYS-simulatie gedraaid op de behuizing van de hoofdrotoroverbrenging in de hoofdrotorkolom. Tegelijkertijd wijzigde een ander het ontwerp van de behuizing, weer een was bezig met composietontwerp en een ‘volgende’ – slechte woordkeuze want het gebeurt simultaan – was met montageopties aan de gang.

Simultaan ‘CADten’ en nog een SaaS-plus

Simultaan ‘CAdten’ aan hetzelfde model is een technologie die afkomstig is uit Onshape, voor zo-

Voor wie niet weet waar het naartoe gaat volgens PTC (Foto: PTC)

ver bekend bij Constructeur nog steeds het enige serieuze 3DCAD-pakket dat van meet af aan is ontworpen als ‘native cloud’-applicatie. Dat fundament onder Onshape luistert dan weer sinds 2020 – na de overname door PTC eind oktober 2019 –naar de naam Atlas (Atlas ‘at your Service’; Constructeur 10/11, 2020 pag. 10 t/m 13).

Ook die andere SaaS-plus aan Creo+ komt voor rekening van het Atlas-platform. Met behulp van de PTC Control Center-applicatie is het beheer van licenties en het versiebeheer van Creo+ een gecentraliseerde aangelegenheid. Het is dus wel de ‘administrator’ die bepaalt wanneer updates op werkstations van de gebruikers beschikbaar komen beschikbaar komen, maar regelt dat centraal en hoeft niet meer elk werkstation langs te gaan. Voor wie tussen de regels doorleest – dit betekent inderdaad dat Creo+ toch in eerste instantie toch nog ‘gewoon’ moet worden geïnstalleerd op je Windows-gebaseerde machine. Een versie die draait in je browser moet er wel komen maar daar ligt het exacte tijdpad nog niet voor vast.

Zelfde basiscode

Het zijn dus vooral de administratieve taken en het simultaan ‘CADten’ zonder je druk te hoeven maken of je wel aan de laatste versie van het ontwerp werkt, die het onderscheid maken met Creo 10. Want die versie werd ook nog aangekondigd in Boston. Creo+ en Creo 10, zoals Constructeur het heeft begrepen tenminste, maken gebruik van dezelfde basiscode. Wel schijnt het zo te zijn dat je Creo-bestanden wel in Creo+-kan lezen, maar dat dit feest andersom niet opgaat. Dat zou dan wel eens de schuld van Atlas kunnen zijn. Maar ook Creo 10 beschikt bijvoorbeeld over de mogelijkheid te ontwerpen met composietmaterialen, zoals Thompson in zijn Creo+-aankondiging liet zien. En Creo 10 heeft uit de samenwerking met ANSYS nu ook de mogelijkheden voor thermische spannings- en niet-lineaire materiaal- en contactsimulatie binnengesleept.

Flexibiliteit

Dus onderscheid tussen beide Creo-oplossingen is er wel, ondanks de identieke ontwerpmogelijkheden. Je zal er apart voor moeten betalen – de een komt niet als extraatje bij de ander. Wat je dan voor Creo+ moet gaan betalen en of dat dan per maand is, werd er in Boston niet bij gezegd. En als het dan hetzelfde kan – vanuit het CAD-perspec-

DIE POTENTIËLE SCOOP

Constructeur liep PTC-ceo Jim Heppelmann dus tegen het lijf, nadat we beiden werden opgehouden bij de ‘security’. Je moest daar nu eenmaal langs wilde je bijvoorbeeld naar de veelvoud aan sessies rondom het plenaire programma. Of naar Xtropolis waar PTC en partners lieten zien wat digitale transformatie nu concreet betekent en brengt.

Het is natuurlijk een leuke opening maar ben je beursgenoteerd dan gaan je ook Constructeur niet aan de redactionele ‘gok’ hangen dat je over twee maanden je functie als ceo neerlegt. Want het blijft een gok of dat beursgevoelige informatie is of niet. Dus erg vreemd vindt Constructeur het niet echt.

Hoe dan ook – pakweg twee maanden na LiveWorx kwam het officiële bericht dat Jim Heppelmann zijn functie als ceo van PTC volgend jaarfebruari bij de jaarlijkse aandeelhoudersvergadering neerlegt. Na 26 jaar PTC waarvan 13 als ceo. Overigens is hij wel met onmiddellijke ingang benoemd tot voorzitter van de Raad van Bestuur van PTC. En wie is dan zijn opvolger?

Die had Constructeur en overigens iedereen die tijdens de openingspresentatie lijfelijk of online aanwezig was dus wel al gezien en gehoord. Want dat is namelijk Neil Barua (foto: PTC), voormalig ceo van PTC’s acquisitie ServiceMax en op LiveWorx gepresenteerd als ‘baas’ van PTC’s Service Lifecycle Management-tak. Maar nu is hij dan de gedroomde ‘PTC-eindbaas’ en als ‘ceo-elect’ ook met directe ingang lid van de Raad van Bestuur. In de officiële berichtgeving werd niet meegedeeld wat Heppelmann ging doen en wat zijn reden was om er als ceo na net iets meer dan een kwart eeuw mee op te houden. Wellicht vindt hij het welletjes nu de ‘digital thread’ gesloten lijkt.

tief - voor wie is het dan? Nou, voor de op Creo-ingestelde ontwerpafdeling die de nodige flexibiliteit aan de club wil kunnen toevoegen, maar net zo snel van de licenties af wil als ze eraan kunnen komen. En andere mogelijk doelgroep zijn de professionele Onshape-gebruikers die behoefte hebben aan toch wat ontwerpmogelijkheden dan hun native-cloud-pakket ze te bieden heeft. Kunnen ze nu kiezen voor iets minder ‘native’ met de verwachting dat het uiteindelijk toch allemaal naar de cloud gaat. Want – zo zegt PTC – SaaS is de toekomst. WWW.PTC.COM

Van scheepswerktuigbouwkunde tot optomechatronica

IR. A. DAVIDSON AWARD – VII: LENNINO CACACE

Lennino

Cacace ontwierp

een optische sensor voor de hoognauwkeurige meetmachine NANOMEFOS en promoveerde op het proefontwerp. De sensor ligt bovenin de linker vitrinekast. In Cacace’s hand de trofee die bij de Ir. A. Davidson Award hoorde. De trofee is gemaakt door de Leidse instrumentmakers School: Davidson’s handboekenreeks voor de fijnmechanische techniek. (Foto: Bart van Overbeeke)

In 2018 won Lennino Cacace de Ir. A. Davidson Award van de Nederlandse precisietechnologenvereniging DSPE. De jury betitelde hem als een ras-ontwerper in optomechanica en precisietechniek. “Er zijn weinig werktuigbouwers die zich al tijdens hun studie zo goed hebben verdiept in de optica. Tegelijk is Lennino een goede constructeur.” Door zijn vader ingewijd in de scheepswerktuigbouwkunde, heeft hij zich ontwikkeld tot ontwerper in de precisietechniek en universitair docent optomechatronica.

Lennino Cacace (Middelburg, 1980) groeit op met een vader die scheepswerktuigbouwkundige is op een bunkerschip in de binnenvaart. Eén of twee keer per jaar gaat hij samen met zijn moeder een week mee aan boord. “Dan zat ik de hele tijd met mijn vader in de machinekamer. Een van de eerste herinneringen is dat ik door hem word opgetild om met een ouderwets oliepompje de tuimelaars te smeren die door de nokkenassen van die grote scheepsmotor werden bediend.” Thuis zijn ze samen ook de hele tijd met techniek bezig. “Verbouwingen, elektra en de auto. Voor de vakantie deden we een grote beurt en als we tijd overhadden, ging mijn vader de motor ‘saboteren’. Bijvoorbeeld een bougie verbuigen, er een kapotte verdeler inzetten of opzettelijk een filter verstoppen. ‘Start de auto maar’, zei hij. ‘Wat hoor je en waar denk je dat het zit?’ Dan ging ik storingzoeken en dat vond ik al heel leuk om te doen toen ik tien, elf jaar was. Zo kreeg ik techniek met de paplepel ingegoten.”

‘Met de handen bezig blijven’

Op zijn tiende weet hij al dat hij werktuigbouwkundige wil worden. Omdat de jonge Lennino heel slecht in spelling is, lijkt na de basisschool de LTS zijn bestemming. Maar hij krijgt toch een advies voor havo/vwo en gaat daarheen met het idee om na drie jaar over te stappen naar de MTS. Uiteindelijk gaat vwo zo goed dat het zonde lijkt om niet door te gaan en komt uiteindelijk de universiteit in beeld. Werktuigbouwkunde is nog steeds de voordehandliggende studiekeuze. “Als ik iets heb ontworpen, vind ik het leuk om het zelf in elkaar te sleutelen.” Vanuit Middelburg moet Cacace alleen nog tussen Delft en Eindhoven kiezen. “Delft was wat corporaler ingesteld, dat trok mij niet. Eindhoven was juist lekker ‘down to earth’.” Op de TU Eindhoven (TU/e) voelt hij zich thuis. Naast zijn studie is hij onder meer actief met de organisatie van de Createch roboticawedstrijd. Ook volgt hij, via de studievereniging, praktische cursussen voor lassen, draaien en frezen. “Ik wilde toch met de handen bezig blijven.”

‘Optica interessant, maar constructieprincipes ook’

Als het afstuderen in zicht komt, moet Cacace weer kiezen. Metrologie is een optie. “Als kind had ik al een microscoop en een telescoop; als tiener kreeg ik in fotografie een hobby. De optica daarvoor vond ik interessant, maar constructieprincipes ook.

Daarom heb ik gekeken of ik het kon combineren. In optische systemen moeten de verschillende elementen immers goed op hun plek staan om de beste afbeelding te krijgen. Als je de ontwerpregels dan niet correct volgt, loop je kans dat het misgaat. Ik heb toen nog vakken als Optica voor werktuigbouwkunde en Microscopische meettechnieken gevolgd. Daarmee had ik een vakkenpakket dat we nu als optomechatronica zouden omschrijven.” Uiteindelijk komt Cacace in 2005 terecht in de groep van hoogleraar Regeltechniek Maarten Steinbuch. Daar is Nick Rosielle de cultuurbewaker van de Nederlandse school van constructieprincipes voor nauwkeurig bewegen en positioneren, zoals vastgelegd door Wim van der Hoek en diens opvolgers. Cacace gaat afstuderen bij Rosielle – “een begenadigd ontwerper die heel goed associatief kan denken” – en krijgt tot zijn genoegen twee stage- en één afstudeeropdracht die alle drie een optische insteek hebben. Voor zijn afstuderen mag hij een optische sensor ontwerpen voor de ongelooflijk nauwkeurige meetmachine voor freeform optiek NANOMEFOS. Rens Henselmans ontwikkelt die voor TNO en promoveert aan de TU/e op een proefontwerp (zie Constructeur nr. 1 van dit jaar).

‘Veel mazzel gehad’

Na zijn afstuderen wil Cacace in eerste instantie niet gaan promoveren maar graag de industrie in. Met dank aan de tien voor zijn afstuderen krijgt hij royaal aanbiedingen. Dat zet hem aan het denken. “Als er zoveel opties zijn, dan kan ik ook voor mezelf beginnen en als freelancer de opdrachten kiezen die ik leuk vind.” Dus begint hij z’n eigen bedrijf, AC Optomechanix, een ingenieursbureau dat gespecialiseerd is in optomechanica en precisietechniek. Als eerste grote opdrachtgever meldt zich TNO, dat hem vraagt om verder te werken aan de sensor. In twee jaar levert hij voor het prototype van NANOMEFOS een gekwalifi-

MET EEN OUDERWETS

OLIEPOMPJE DE TUIMELAARS SMEREN

ceerde sensor op (zie het volgende artikel). “Toen vroeg Maarten Steinbuch mij nog één jaar terug te komen om een proefschrift te schrijven. Met die kans om alsnog te promoveren heb ik veel mazzel gehad. Want anders was het veel moeilijker geweest om de functie te krijgen die ik nu aan de universiteit heb.”

Bij de commercialisering van de NANOMEFOS tien jaar later is Cacace niet meer betrokken, maar hij is wel trots op het prototype dat jarenlang dienst heeft gedaan bij TNO. “De machine gold toen als de gouden standaard voor het meten van freeform optiek; dat was natuurlijk leuk. Ik vond het heel tof dat er optieken mee zijn gevalideerd voor NASA en big-science-projecten als de Very Large Telescope en Tropomi (instrument dat vanuit een satelliet emissies van vervuilende gassen meet, red.).”

‘Veel licht erop gooien met een batterij lasers’

Na zijn promotie kan Cacace met AC Optomechanix weer nieuwe grote opdrachten oppakken. Zo werkt hij voor ASLM >

TEKST: HANS VAN EERDEN

Research aan de optische detectie van minuscule deeltjes (vanaf 20 nanometer ‘groot’) die de wafermaskers voor EUV-lithografie vervuilen. “De uitdaging was dat de maskerstructuren zelf licht verstrooien, waardoor het moeilijk was om het licht dat van zo’n deeltje kwam te onderscheiden. Om niet al te lang te hoeven meten, gooiden we er ontzettend veel licht op met een batterij lasers. De kunst was vervolgens om door middel van tientallen optische trucs alleen de fotonen op te vangen die iets konden vertellen over de samenstelling van de deeltjes, terwijl alle andere niet op de detector kwamen.”

Een andere klant is start-up Liteq, inmiddels onderdeel van Kulicke & Soffa. Daar vervult hij de rol van optomechatronisch systeemarchitect voor een waferstepper voor de packaging van chips. In die functie verzorgt hij de metrologie-architectuur van de machine, inclusief alle kritische metrologiemodules. “Recent heb ik nog een nieuw concept bedacht voor de level sensor (die variaties in hoogte van het waferoppervlak meet, red.) en gewerkt aan stabilisatie van de laserbundel.”

Tussendoor raakt Cacace toch nog verzeild in Delft, waar hij eerder de TU had afgewezen bij zijn studiekeuze. Hij helpt er bij het opzetten van een mastertrack Optomechatronica, wordt hoofddocent voor het gelijknamige vak en begeleidt afstudeerders. Het is een succesvol initiatief, maar na een strategische heroriëntatie van de faculteit komt het op een lager pitje te staan.

‘Theoretisch, praktisch en experimenteel zeer vaardig en handig’

Zo ontwikkelt Cacace zich tot een veelzijdig ontwerper, onderzoeker en onderwijzer. Dat blijft niet onopgemerkt bij de jury van de Ir. A. Davidson Award. In 2018 krijgt hij de prijs toegekend voor zijn hoogstaande ontwerpen van complexe optische systemen en sensoren en zijn bijdragen aan het onderwijs. “In zijn college Optomechatronica geeft hij een goed overzicht van zowel de systeemaspecten als de constructieve, optische en zelfs elektronische

aspecten van het ontwerpen van een optisch systeem. Er zijn weinig werktuigbouwers die zich al tijdens hun studie zo goed hebben verdiept in de optica. Tegelijk is Lennino een goede constructeur. Bijzonder is ook dat hij duidelijk een visie op het vak heeft en die succesvol in de master en het vak Optomechatronica heeft weten in te brengen” aldus de jury, die hem kenschetst als een perfectionistische, leergierige, hulpvaardige en zeer integere rasontwerper. “Hij is zowel theoretisch als praktisch en experimenteel zeer vaardig en handig en wil zijn kennis graag doorgeven.”

NAAR EEN OVERKOEPELENDE STRUCTUUR VOOR DE OPL OSSINGEN KIJKEN

‘Studenten echt het vak leren’

Of Cacace een echte onderwijzer is? “Dat weet ik niet, maar ik vind het in ieder geval heel erg leuk om les te geven. En misschien nog wel leuker om studenten te begeleiden bij hun stage of afstuderen, om ze echt het vak te leren. Ontwerpen leer je niet tijdens college, maar zonder begeleiding in het diepe worden gegooid is ook niet ideaal. Een meester-gezelstructuur zou geschikt zijn, maar die is niet gebruikelijk in Nederland.” Het ‘maandagoverleg’ dat Cacace meemaakte tijdens zijn eigen afstuderen bij Nick Rosielle komt er wel dichtbij. Zelf brengt hij het nu ook weer in de praktijk aan de TU/e, waar hij een aanstelling als universitair docent Optomechatronica heeft gekregen. “Elke twee weken zitten we samen met de afstudeerders en promovendi om hun projecten te bespreken. Daar kunnen we hun leren ontwerpen en samen brainstormen. Het begint natuurlijk met de requirements, maar als je verder doorvraagt en de klant leert begrij-

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. Lennino Cacace was in 2018 de zevende winnaar.

WWW.DSPE.NL/EVENTS/AWARDS

pen, blijkt vaak dat die al een oplossing in z’n hoofd had toen hij de requirements opstelde. Denkt hij in een andere richting, dan komen er misschien andere requirements uit. Je moet dus eerst echt je klant gaan begrijpen, een conceptstudie doen en een conceptselectie uitvoeren, hetgeen deels parallel en iteratief gebeurt. Vervolgens ga je het high-level ontwerp en het detailontwerp uitwerken, spullen maken en testen. Dat is heel veel, maar we proberen wel om het in één jaar te doen. We geven studenten daarom vaak voor hun stage al hetzelfde onderwerp, zodat ze daar in hun afstudeerdopdracht mee verder kunnen.”

‘Een aanvullende set van ontwerpregels’

De aanstelling als docent is deeltijd, zodat Cacace actief kan blijven met z’n eigen bedrijf. Want hij wil met één voet in de industrie en één voet in de academische wereld staan. “In deze regio loopt een aantal bedrijven voorop en komt dus ook als eerste een nieuw probleem tegen. In de industrie zetten we daar een bus ingenieurs tegenaan en is het probleem opgelost dan wordt die bus naar het volgende probleem gereden. Zo worden veel problemen aangepakt, want dat past bij ons doel in de industrie. Wat er vaak niet gebeurt, is naar een overkoepelende structuur voor de oplossingen kijken of een soort taxonomie (classificatie, red.) maken van de problemen die men tegenkomt.” Een voorbeeld zijn thermo-optische effecten: lenselementen en spiegels warmen op door het licht dat er doorheen gaat en daardoor wordt hun performance beïnvloed. “Je zou bijvoorbeeld naar schalingswetten kunnen

In 2018 won Lennino Cacace de Ir. A. Davidson Award voor zijn hoogstaande ontwerpen van complexe optische systemen en sensoren en zijn bijdragen aan het onderwijs in de optomechatronica. Nu geeft hij daar weer college in aan de TU/e. (Foto: Bart van Overbeeke)

kijken of een taxonomie maken van mechanismes die een rol spelen, zodat je vervolgens kunt bepalen welke oplossingen op welke schaal gelden en in welk domein ze wel of niet werken. Zoiets wordt in de industrie eigenlijk te weinig gedaan.” Of neem de stabiliteit van positionering in nauwkeurige systemen. Op micrometer- en nanometerschaal werken de huidige constructieprincipes goed, maar tegenwoordig gaat het naar subnanometer- en zelfs picometerstabiliteit. “Dan worden interfaces tussen materialen van belang en gaan spanningen en kruip in materialen een rol spelen. Daarvoor moet een aanvullende set van ontwerpregels komen.”

‘Een vliegende start’

Als docent is Cacace verhuisd van Delft naar Eindhoven. Daar heeft het Optomechatronica-onderwijs een ‘zachte landing’ in de groep van Steinbuch gekregen en wordt het doorgetrokken naar het onderzoek. “Dankzij de steun van de industrie konden we een vliegende start maken. Promoveren op een proefontwerp zit hier veel meer ingebed in de faculteit. Bedrijven hebben samen met TKI-HTSM al projecten van PhD’s gefinancierd, ASML vier en Prodrive Technologies twee.” Precies op dat snijvlak van industrie en academia ligt de ambitie van Cacace. “Twee PhD’s van ASML werken bij ons nu aan de onderwerpen die ik noemde: thermo-optische effecten en picometerstabiliteit. Maar er zijn meer bedrijven en instellingen waar dit speelt; denk aan Thermo Fisher en TNO. Als we nieuwe mensen willen opleiden in deze competenties, moeten we daarvoor een kader hebben. Ik denk aan een soort naslagwerk waarin ingenieurs kunnen kijken welke effecten een rol spelen, op welke tijdschaal, bij welk type materiaal, enzovoort, en welke oplossingen daarvoor zijn. Onze PhD’s werken daaraan, waarbij ik vanuit mijn industriële ervaring graag meedenk en -werk. Het is heel leuk om voor dit soort onderzoek de lijnen uit te zetten.”

WWW.TUE.NL

Tweetraps scheef meten aan vrijevormoptiek

Lennino Cacace promoveerde in 2009 aan de TU Eindhoven op een optische sensor voor de contactloze meting van vrijevormoptiek. In zijn ontwerp combineerde hij een korte en een lange slag en voegde hij een correctie toe voor het geval de meetrichting niet loodrecht op het oppervlak staat. Zo behaalde hij nanometernauwkeurigheid over een millimeterbereik, ook voor scheefstaande oppervlakken.

TEKST: HANS VAN EERDEN

Sferische optiek in microscopen, telescopen, lithografiemachines en andere optische systemen bestaat uit lenzen en spiegels met bolle of holle sferische oppervlakken. Die zijn relatief eenvoudig te maken en te meten. Keerzijde vormen de aberraties die inherent zijn aan sferische oppervlakken. Verminderen van die aberraties kan met complexere optiek. Als de optiekoppervlakken niet meer sferisch en rotatiesymmetrisch zijn, spreekt men van vrijevormoptiek. In de praktijk blijven de afwijkingen van bolvorm en rotatiesymmetrie beperkt tot enkele millimeters. (Voor de duidelijkheid: er wordt gemeten aan het oppervlak van optiek, oftewel optische componenten, en voor die meting wordt ook weer optiek gebruikt.)

NANOMEFOS

TNO was begin deze eeuw een voorloper in het ontwerpen en produceren van vrijevormoptiek. Het ontbrak echter nog aan een geschikte meetmachine. In 2004 startten TNO, TU Eindhoven (TU/e) en nationaal meetinstituut VSL daarom, met subsidie van het IOP Precisietechnologie, een project. Het doel: Nanometer Accuracy Non-contact Measurement of Freeform Optical Surfaces (NANOMEFOS). Rens Henselmans promoveerde in 2009 aan de TU/e op zijn proefontwerp voor de NANOMEFOS-meetmachine (zie Constructeur nr. 1 van dit jaar). Vanwege de beperkte afwijking van rotatie-

symmetrie die vrijevormoptiek meestal heeft, gaf hij de machine een cilindrische uitvoering. Voor meting zit het optische component op een roterende luchtgelagerde spil en draait onder een optische sensor door. Deze afstandssensor scant in een spiraal contactloos het oppervlak om de variatie in hoogte te meten. Daaruit is de vrije vorm te reconstrueren als de posities van de sensor en het te meten component bekend zijn. Deze posities worden ten opzichte van een apart metrologieframe gemeten met interferometers en capacitieve sensoren, terwijl een hoeksensor de Ψ-rotatie van de sensor meet. Voor het hart van dit metrologiesysteem, de optische afstandssensor, maakte Lennino Cacace het ontwerp (zie ook het vorige artikel).

Uitdagende specificaties

NANOMEFOS moest contactloos de afstand kunnen meten tot oppervlakken met een reflectiviteit tussen 3,5% en 99%, over een bereik van 5 millimeter (mm) en met een resolutie van 1 nanometer (nm). De eis voor de meetonzekerheid werd ambitieus gesteld op 10 nm bij meting loodrecht op het oppervlak van het optische component. Bij scheefstand (tilt) van het oppervlak neemt de meetonzekerheid snel toe. Dat komt doordat de gereflecteerde lichtbundel door een ander deel van de apertuur van de meetoptiek gaat en daarbij andere fouten (aberraties) tegenkomt dan de heengaande bundel.

Om dit effect zoveel mogelijk te beperken, moest de sensor ‘tilt-robuust’ worden gemaakt. Voor meting tot een tilt van 5° werd een meetonzekerheid van maximaal 35 nm gespecificeerd. Sensoren die commercieel beschikbaar waren of bekend uit de literatuur, kwamen niet lager dan 500 nm. Hier lag dus een flinke uitdaging.

Korte slag, lange slag

Op basis van deze specificaties kwam Cacace uit op een tweetrapsmeetsysteem. Een eentrapssysteem met interferometrie, een populaire oplossing voor nauwkeurige afstandsmeting, zou te complex worden als aan alle eisen moest worden voldaan. Het concept van het tweetrapsmeetsysteem lijkt op dat van ‘korte slag, lange slag’ voor nauwkeurige positionering in high-tech systemen. In Cacace’s concept bestrijkt de lange slag een groot bereik met lage meetonzekerheid, maar kan deze geen scheefstand van het te meten oppervlak aan. De korte slag heeft ook een lage meetonzekerheid, maar een bereik dat drie ordes kleiner is; daarmee kan het wel bij scheefstand meten. In de optische sensor voor NANOMEFOS verzorgt een primair meetsysteem met een zeer gevoelige laserfocussensor de afstandsmeting tot het oppervlak over een bereik van micrometers (korte slag). Deze probe kan met een lineaire geleiding bewegen over het meetbereik van 5 mm (lange slag); de verplaatsingsafstand wordt gemeten door een secundair meetsysteem. Met beide afstanden opgeteld wordt de hoogte van het oppervlak berekend. Dankzij snelle regeltechniek voor de aansturing van de lineaire geleiding moet de sensor hoogtevariaties kunnen volgen bij het roterend scannen van de optiek. De probe wordt als het ware aan het oppervlak ‘gelockt’ (zoals bijvoorbeeld ook in een cd-speler gebeurt).

Het kwam nu aan op het kiezen van de juiste meetprincipes voor het tweetrapssysteem. Voor de lange slag lag interferometrie voor de hand en voor de korte slag een methode die werkt met het focusseren van licht op het te meten oppervlak. Daarvoor zijn

verschillende principes bekend, zoals triangulatie, wit-lichtinterferometrie, autofocus en confocale afstandsmeting. Cacace besteedde veel tijd aan een grondige vergelijking en zette de plussen en minnen op een rij.

Differentieel confocaal

Uiteindelijk viel de keuze op differentieel confocale afstandsmeting. Bij enkelvoudige confocale meting (niet differentieel) wordt licht gereflecteerd door een oppervlak en afgebeeld op een kleine pinhole die zich in het brandpunt (focus) van de meetoptiek bevindt. Is het oppervlak in focus, dan valt op de pinhole een gefocuste bundel met minimale doorsnee. Bijgevolg gaat een maximale lichtintensiteit door de pinhole en valt op de detector, een fotodiode. Is het oppervlak uit focus, dan geldt dat ook voor de gereflecteerde bundel die op de pinhole valt; een deel van het licht wordt tegengehouden en er gaat minder licht door de pinhole. Het signaal valt daardoor kleiner uit, maar er is niet uit af te lezen of het oppervlak boven of onder focus ligt. Om dat euvel te verhelpen wordt differentieel gemeten, met twee pinholes, die allebei iets uit focus staan. Het verschilsignaal van de twee detectoren achter die pinholes geeft dan ‘best focus’ aan en ook de richting

Principe van de optische afstandssensor.

Voorbeeld van een vrijevormoppervlak. Machineconcept van NANOMEFOS.

van ‘defocus’. Het verschilsignaal vertoont bovendien een redelijk lineair verloop over enkele micrometers, zodat hiermee in dat bereik de afstand nauwkeurig kan worden bepaald. Als extra bonus is het verschilsignaal door normering ook nog eens ongevoelig te maken voor ruis in het laserlicht en variaties in reflectiviteit van het meetoppervlak. Voordeel van (differentieel) confocaal is verder dat de meting nagenoeg ongevoelig is voor strooilicht in de meetopstelling en voor omgevingslicht. Ook is bij dit principe meting van de scheefstand eenvoudig mogelijk. Een deel van het gereflecteerde licht wordt met een bundelsplitser (beam splitter) ‘afgetapt’ en valt op een positiegevoelige detector. Hiermee kan worden bepaald door welk deel van de apertuur de teruggaande lichtbundel gaat. Na voorafgaande kalibratie kan dit signaal worden gebruikt om de metingen hiervoor te corrigeren. Zo wordt de sensor tilt-robuust.

Principe voor confocale (links) en differentieel confocale afstandsmeting (FES = focus error signal). Bij afwijking van ‘best focus’ is er geen richtingsgevoeligheid bij enkelvoudig confocaal meten (het signaal is symmetrisch ten opzichte van de piek) en wel bij differentieel confocaal meten (het signaal is asymmetrisch en bovendien lineair over enkele micrometers).

2. Pinhole

3. Detector

4. Bundelsplitser

Luidsprekerspoel en drijfstang

De sensor bestaat uit twee hoofdonderdelen, een focusseerunit en een optiekunit. De focusseerunit bevat een objectief waarmee het licht op het oppervlak wordt gefocusseerd. Om focus te bereiken zou de hele unit kunnen worden verplaatst of alleen het objectief. Dit laatste heeft als voordeel dat niet veel massa hoeft te worden verplaatst door de actuator die de snelle focussering aandrijft. Dat betekent een hogere regelbandbreedte en daarmee een kleinere volgfout en meetfout. Bovendien is er minder energiedissipatie door de actuator en dus minder verstoring door thermische effecten op de mechanica en optica; denk aan verandering van brekingsindex door opwarming. Op deze optie baseerde Cacace daarom zijn ontwerp. Hij koos als actuator een voicecoil (luidsprekerspoel) vanwege de hoge nauwkeurigheid en bandbreedte en de geschiktheid voor direct-drive. Aandrijving gebeurt middels een ‘drijfstang’, een holle

Meting van de tilt van het oppervlak met een positiegevoelige detector; hiervoor wordt een deel van de lichtbundel ‘afgetapt’ met een bundelsplitser. Als het te meten oppervlak niet scheef staat, valt de bundel midden op de detector.

Ontwerp van de focusseerunit:

1. Drievoudige gevouwen bladveer, boven en onder

2. Holle buis (‘drijfstang’ en lichtgeleider)

3. Magneetveldmodule van voicecoil

4. Spoelmodule van voicecoil

5. Verbinding met interfaceplaat tussen focusseer- en optiekunit.

6. Objectiefsamenstelling

7. Beschermkap

1. Lens

1. Bundelsplitser

2. Positiegevoelige detector

buis die tegelijkertijd het optische pad afschermt, ter bescherming van de meetbundels. Een punt van aandacht was de ophanging van deze buis. Bij aandrijving in één richting blijven er vijf vrijheidsgraden over die moeten worden vastgelegd. Omdat de toegestane error motions van de rechtgeleiding zo klein waren, koos Cacace echter uit symmetrie-overwegingen voor een ophanging aan weerszijden met twee drievoudige gevouwen bladveren. Daarmee creëerde hij een rotatiesymmetrische elastische rechtgeleiding. Die legt echter zes (twee keer drie) vrijheidsgraden vast, wat resulteert in een overbepaalde constructie; de rotatie om de optische as is namelijk twee keer vastgelegd. Dat is acceptabel, mits de componenten nauwkeurig worden gefabriceerd en zorgvuldig worden geassembleerd. Om die reden zijn de twee drievoudige bladveren elk door vonken uit één stuk gefabriceerd. De twee zo verkregen monolieten werden met elkaar verbonden door middel van een lijmstap waarbij ze zich in de overbepaalde vrijheidsgraad op elkaar konden uitrichten.

Gevoeligheden en constructieprincipes

Bij het ontwerpen van het optische meetsysteem

Het uiteindelijke ontwerp van de focusseerunit met daarboven de optiekunit. Rechts een meting aan een vlakke spiegelende plaat, die in weerschijn de probe boven het oppervlak toont.

was een belangrijke opgave om het geheel compact te houden. Cacace integreerde daarom de korte en lange slag in één systeem. Bijkomend voordeel was dat verstoringen op beide systemen werken en hun effecten dan in sommige gevallen tegen elkaar wegvallen in het eindresultaat. De lichtpaden van beide systemen hebben bijna dezelfde golflengte en zijn daarom iets ten opzichte van elkaar verschoven om interferentie te voorkomen. Verder gebruikte hij spiegels en prisma’s om het lichtpad ‘op te vouwen’ in een kleine ruimte.

Waar mogelijk maakte Cacace gebruik van de bekende constructieprincipes voor nauwkeurig bewegen en positioneren. Om dat slim en efficiënt te kunnen doen, analyseerde hij de gevoeligheden van de verschillende optische componenten. Als een spiegel verschuift in z’n vlak gebeurt er niets met de reflectie, bij kanteling juist heel veel. Bij een lens is het andersom; die is gevoelig voor verplaatsing, maar ongevoelig voor tilt. Daarmee werd duidelijk in welke richting een component nauwkeurig moest worden gepositioneerd en in welke richtingen verstoringen, zoals trillingen of

drift, weinig invloed zouden hebben. Uitlijning is altijd een punt van aandacht in optomechanische constructies. De pinholes bijvoorbeeld moesten tot op de micrometer nauwkeurig op hun plek worden gezet en daar blijven staan. Een uitlijnmechanisme kent echter vaak een risico op drift. Bovendien was er weinig ruimte voor. Cacace besloot daarom een externe xy-manipulator te gebruiken om de pinholes op hun plek zetten. Een elastisch mechanisme met een soort hefboompje klemde de pinhole vervolgens in. Daardoor werden precies de juiste vrijheidsgraden vastgelegd, terwijl parasitaire verplaatsingen die vaak het gevolg zijn van het aandraaien van een bout werden geïsoleerd van de pinholes. De manipulator kon daarna worden losgeschroefd.

Shimmen en lijmen

Soms moest Cacace vooral pragmatisch zijn. Op plekken waar te weinig ruimte was voor een elastisch mechanisme voor uitlijning, koos hij voor shimmen: met plaatjes van verschillende dikte een ruimte precies opvullen. Typisch een tijdverslindende actie voor prototyping en veel minder geschikt voor serieproductie. Een meer principiële, slimme keuze was lijmen. Meerdere optische elementen werden verlijmd tot een monolithische component. Dat maakte het geheel stabieler, verminderde de uit-

lijninspanning en beperkte tevens de invloed van zogeheten valse reflecties. Die treden op bij elke overgang van optiek naar lucht en vice versa vanwege het verschil in brekingsindex. Omdat het verlijmen gebeurde met een lijm die (ongeveer) dezelfde brekingsindex had als de optiek, was er geen sprake van overgangen in brekingsindex en dus ook niet van ongewenste reflecties.

Grote hoogten

Cacace werkte zijn ontwerp uit, deed modelstudies voor optimalisatie en realiseerde een complete sensor die in het prototype van de NANOMEFOS werd ingebouwd. Na kalibratie werden eerste metingen uitgevoerd aan optiek waarvan de vorm met hoge nauwkeurigheid al bekend was. Daaruit werd een meetonzekerheid afgeleid van ruim 4 nm voor rotatiesymmetrische oppervlakken en – afhankelijk van de mate van ‘freeform’ – maximaal 34 nm voor vrijevormoppervlakken. In 2009 promoveerden

Henselmans en Cacace op hun bijdragen aan de meetmachine, die vervolgens naar TNO in Delft verhuisde. Daar deed hij jarenlang trouwe dienst voor de validatie van optieken. Zo reikte de Nederlandse precisiemechanica en -optica voor hoogtemeting op nanometerniveau tot grote hoogten.

Product 3

‘ITALIANO ELETTRICO’ → Milieuzones vormen geen belemmering voor de elektrisch aangedreven Topolino, geïnspireerd op de tweedeurs FIAT 500. Het is de bedoeling dat dit bijzondere voertuig in de eerste helft van 2024 op de markt komt.

De volledig elektrische EV is slechts 2,53 meter lang en heeft een draaicirkel van 7,2 meter om ook in krappe ruimtes te kunnen manoeuvreren. De elektromotor van 6 kW moet voldoende zijn voor langzaam rijden in de stad. Gezien het kleine formaat is er een 5,5 kWh batterij met een beloofde actieradius van zo’n 75 km bij een topsnelheid van 28 km/u. Er is een model met gesloten deur en harde kap en een open, deurloze variant met zachte kap met de naam Topolino Dolcevita. Beiden krijgen dezelfde kleuropties, 14-inch wielen, twee zitplaatsen en verchroomde vintage spiegels. De gesloten versie heeft een zonnedak en stickers met houteffect. De open versie is uitgerust voor een zomerse omgeving met dorpels, deurkoorden en fris gestreepte stickers.

‘COOLE’ ACCESSOIRES

Optionele accessoires zijn een bagagetas (tussen bestuurder en passagier), usb-ventilator, bluetooth-luidspreker, thermische waterfles, bagagerek achterop en stoelhoezen annex strandhanddoeken. Strandgangers kunnen zelfs kiezen voor een kleine douche. In het interieur is 63 liter aan

opbergruimte beschikbaar voor andere spullen. De tijd zal leren of de beoogde catalogusprijs van € 9.890,- de belofte van betrouwbaar woon-werkverkeer in de stad waarmaakt. Het zal in ieder geval een jonge doelgroep aanspreken want het model mag bestuurd worden door iedereen vanaf 16 jaar met een bromfietscertificaat of rijbewijs-B. www.fiat.nl

TEKST Walter Wijnhoven BEELD FIAT

DE ÉÉNPITTER: JAN DIJKSTRA → Nederland telt vele ontwerpbureaus, maar er zijn ook ontwerpers die ‘voor zichzelf’ werken. Zoals Jan Dijkstra.

HET DAGELIJKSE LEVEN

WW Welke opleiding(en) heb je gedaan?

JD The Design Academy in Eindhoven, afdeling Living. Afgestudeerd met een keuken volledig gemaakt van metaaldraad, een soort groot droogrekje.

WW Wanneer ben je voor jezelf begonnen?

JD Meteen na mijn afstuderen, in juni 2005, met ernaast enkele bijbaantjes. Vervolgens enkele jaren een ontwerpbedrijf gehad samen met een vriendin. Sinds 2013 weer volledig zelfstandig als studio JanJannes.

WW Waar is je werkplek?

JD Ik werk vanuit huis. Ik heb niet veel meer nodig dan een goed bureau, mijn computers en een plek om af en toe een schaalmodel te maken. Na vele jaren Eindhoven ben ik verhuisd naar een jaren 50 huis in Sterksel met veel buitenruimte.

WW Wat doe je precies?

JD Ik ontwerp producten en meubelen voor merken die het dagelijkse leven net wat leuker en mooier maken. Altijd met een tikkeltje eigenzinnig karakter.

LEUKER ENMAKENMOOIER

WW Wat vind je het belangrijkste aan een ontwerp?

JD Allereerst moet ik er enthousiast van worden. Dat begint vaak met een simpel schetsje waarin ik allerlei mogelijkheden zie. Dat kan puur het gebruik van bepaalde vormen zijn of de combinatie van materiaal met het type ontwerp. Mijn ontwerpen spelen vaak met verhoudingen waardoor een soort grafisch lijnenspel ontstaat.

WW Waarom werk je graag met metaaldraad?

JD Omdat je heel erg tot de basis van een ontwerp komt en met slechts enkele lijnen iets neerzet. Dan ontstaat er een soort spel met de functie en tot hoever je kunt gaan dat het nog steeds een functioneel ontwerp is.

WW Wat zijn de ontwerpen waar je het meest trots op bent?

JD Mijn eerste draadframe stoel, de Ylfi, omdat het de eerste stoel in een collectie van een merk was en volledig van metaaldraad. De Flip stoel, die voor mij onverwacht heel goed in de smaak valt bij de consument. En de Fioli stoel die heel uitdagend was om te maken, er zijn bijvoorbeeld geen zichtbare bevestigingsschroeven. Maar over het algemeen ben ik trots op al mijn ontwerpen.

WW Hoe kom je tot een goed ontwerp?

JD Ontwerpen ontstaan soms vanuit mezelf maar vaak ook in gesprek met een merk. Dan is het de kunst om binnen

TEKST Walter Wijnhoven BEELD Jan Dijkstra

Fioli stoel voor Satelliet Originals

Flip armstoel voor Bert Plantagie

de wensen en mogelijkheden van een merk met iets nieuws te komen, waar een merk meteen enthousiast van wordt. Dat vind ik het leukst om te zien, het enthousiasme van een merk. Dat je iets hebt ontworpen wat precies bij hen past. Dat is soms best een zoektocht.

WW Wat is je laatste gerealiseerde ontwerp?

JD Voor Spoinq de Simo stoelfamilie, een heel basic stoeltje met veel mogelijkheden en geheel in Nederland gemaakt. En voor Pols Potten het Ososo Folding Screen, een statement roomdivider. Iets heel anders dan wat mensen van mij gewend zijn en leuk dat het een keer geen stoel is…

WW Waar werk je op dit moment aan?

JD Voor Creafort is een tafel en stoel volledig van hout in ontwikkeling. Voor Jame worden binnenkort nieuwe houten bijzettafeltjes geïntroduceerd en daarnaast is er een stoelfamilie in ontwikkeling.

WW Waar is je werk te zien?

JD Ik maak geen ‘galerie werk’, mijn ontwerpen zijn voor iedereen beschikbaar in verschillende prijscategorieën. Dat vind ik ook belangrijk. Ik ontwierp bijvoorbeeld ook houten vogeltjes (birdies) voor een nieuw jong Nederlands merk, They&me. Een leuk woonobject met een aantrekkelijke prijs en ideaal om cadeau te doen.

WW Welke samenwerkingen zijn er?

JD Ik werk voornamelijk samen met Nederlandse merken, maar ook met een Duits outdoor meubelmerk. Voor Satelliet

Originals ontwierp ik meerdere stoelen, Norwe, Olyn, Fioli, Cozito. Bij Bert Plantagie zitten de Flip en de Olly bijzettafeltjes in de collectie en bij Jan Kurtz de Ferly stoelfamilie. Bij Pols Potten de Drop Stools en het Ososo Folding Screen, bij Label Van den Berg de ronde en rechte Jan bijzettafeltjes en bij Spoinq de Simo stoelfamilie.

WW Ben je te zien op beurzen?

JD Tijdens Design District in Rotterdam werd de Simo stoelfamilie voor Spoinq geïntroduceerd. Bij Satelliet Originals stond de Cozito stoel en bij Bert Plantagie de Olly tafeltjes op de stand.

WW Wie is je favoriete designer?

JD Sebastian Herkner ontwerpt mooie dingen. Verbazingwekkend voor hoeveel merken hij ontwerpt. Maar ook Dirk van Sliedrecht die voor Rohe in Noordwolde zoveel in rotan heeft ontworpen, erg gaaf. Mijn oma had vroeger de hele woonkamer vol staan met Rohe meubelen.

WW Wat zou je weleens willen (her)ontwerpen?

JD Een bed, daar heb ik al meerdere ideeën voor. En natuurlijk een bank maar dan wel voor een merk. Eentje waarin het vakmanschap van stofferen goed tot uiting komt.

WW Waarom is jouw vak zo leuk?

JD Omdat het vakgebied zo breed is; van stoel tot kapstok, of van kast tot bank of een deurgreep. Alles wat je om je heen ziet is een keer ontworpen. Daar heeft iemand over nagedacht. Genoeg mogelijkheden om nog te ontdekken voor mij als ontwerper!

WW Waar ben je online te vinden?

JD www.janjannes.com

Flip fauteuil en Olly bijzettafel voor Bert Plantagie

OPBLAASBARE FIETSHELM

Eerder ontwierp Bumpair al een opblaasbare helm voor een Frans bedrijf in deelscooters met een innovatieve functie — zodra je een van hun scooters ontgrendelt, hoef je alleen maar op een knop op de app te drukken en de helm wordt automatisch opgeblazen. Nu introduceert Bumpair versie 2.0, een draagbare fietshelm die ‘tot 4 × meer [bescherming] biedt dan een klassieke helm’. Als je de helm wilt gebruiken blaas je hem gewoon op met een handpomp, en als je hem niet meer gebruikt berg je hem plat op en laat je hem leeglopen. De helm heeft een geïntegreerde drukindicator die je opent door simpelweg op een knop te drukken, waarmee je de juiste druk van de helm controleert voordat je fietstocht begint.

GRILLIGE GIETER

De Coil is ontworpen om de gieter er wat minder alledaags uit te laten zien. ‘Een eigentijdse kijk op een eeuwenoud gereedschap’ aldus Robert Shudra en Markus Melcher, de ontwerpers van Plural Creative. Het ontwerp heeft een behuizing uit één stuk waarbij de tuit zichzelf in een cilinder wikkelt, voordat hij vertakt tot een handvat. Coil vult zich via een spiraalvormige waterglijbaan en lijkt op een combinatie van delicate scheikundige apparatuur en de ‘gekke rietjes’ uit onze jeugd. Alleen het afgesloten handvat bevat geen water. De enige manier om dit product te realiseren is door middel van 3D-printen. Het 3D-geprinte product heeft een smokey doorschijnende textuur en een zorgvuldige afwerking die alleen via dit productieproces kan worden bereikt. De binnenkant is vrij van ondersteunende structuur, waardoor de gieter er bijna magisch uitziet.

ULTRASONE TOILETREINIGER

Zojuist binnen: de Goed Industrieel Ontwerp top 100 van 2023. De G100 is een representatieve weergave van het beste wat Nederland te bieden heeft op het gebied van industrieel productontwerp. Van groot tot klein. Zoals de BubbleFlush toiletreiniger van TranZero. De gepatenteerde techniek maakt gebruik van ultrasone trillingen om het toilet te reinigen. Je hoeft de BubbleFlush alleen maar in het toiletwater te houden, te activeren en rond te bewegen. Het ultrasone geluid reinigt het toilet en de sifon automatisch. Tegelijkertijd reinigt de BubbleFlush zichzelf. Alles zonder gebruik te maken van agressieve schoonmaakmiddelen. Het principe van ultrasoon reinigen is gebaseerd op de voortplanting van geluid door een geleidend medium. Hierdoor ontstaan dampbelletjes die zodanig trillen dat ze imploderen, wat tot cavitatie leidt.

VIERKANTE UNPLAYABALL

Ondanks het succes van het recente WK heeft vrouwenvoetbal nog steeds te maken met ongelijke behandeling, ongelijke financiering en beperkte kansen vergeleken met mannenvoetbal. Alsof je met een vierkante bal speelt. Met de UNPLAYABALL, de onofficiële wedstrijdbal van het WK 2023 voor vrouwen, vestigt wereldvoetbalbond FIFA de aandacht op deze problematiek. Het creatieve duo Oliver Binnian en Willem Slegers ontwierp deze onbespeelbare bal. Door de geschiedenis heen is de ronde voetbal een iconisch symbool van de sport geweest, dat eenheid en inclusiviteit symboliseerde. Het ontwerpersduo gelooft echter dat een dergelijke eenheid alleen volledig kan worden bereikt als vrouwen zowel op als buiten het veld gelijkwaardig worden vertegenwoordigd en gerespecteerd. Hoewel de UNPLAYABALL niet bedoeld is om mee te spelen, hoopt de FIFA dat de bal zijn doel niet voorbij schiet.

Waterglijbaan

Ballorig

Just Bubble and Flush

Valhelm, Hoofdza(a)k

Temperatuur is ons specialisme

Temperatuur is een belangrijke parameter in veel processen, systemen en machines. Tem pe ratuurvariaties, drift of ongewenste temperatuurverschillen kunnen het proces en de prestaties ongewenst beïnvloeden. Het goed kunnen meten en regelen van temperatuur zorgt voor minder uitval en heeft een positief effect op de levensduur van machines.

Klantspecifieke temperatuursensoren

Tempcontrol ontwikkelt en produceert temperatuursensoren op klantspecificatie en in standaard uitvoering. Met ruim 45 jaar ervaring is het ons specialisme om voor elke specifieke toepassing de juiste oplossing te vinden. Bijna alles behoort tot de mogelijkheden: een snelle responsietijd, hoge nauwkeurigheid, lange termijnstabiliteit, bestand tegen hoge of juist lage temperaturen.

Productie, cleanroom, kalibratielab

Wij beschikken over een eigen productieafdeling, cleanroom en kalibratie- en researchlab waar we o.a. kunnen meten, optimaliseren, kalibreren en stabiliseren. Ook (lange termijn) testen, responsietijdmeting en onderzoek van temperatuursensoren en onderdelen behoort tot de mogelijkheden.

Instrumentatie

een breed scala instrumenten voor het meten, regelen en registreren van temperatuur, vocht en dauwpunt. Ook is vaak maatwerk mogelijk voor een klantspecifiek eindproduct.

Vraag ons naar de mogelijkheden.

Temperatuursensoren in vele uitvoeringsvormen

Handheld apparatuur

Klimaatkamers, kalibratiebaden

Transmitters, isolators, regelaars Indicators

Tempcontrol levert aan bijna alle industrieën waar temperatuur een kritische factor is: medische en voedingsmiddelenindustrie, lucht-, ruimte- en scheepvaart, halfgeleider-, kunststoffenindustrie en defensie, pharma- en petrochemie, machine- en apparatenbouw, installatie bedrijven en laboratoria etc. Bezoek tempcontrol.nl voor ons volledige productportfolio.

Precisie meetapparatuur

PRODUCT LIFECYCLE MANAGEMENT

Van systeem naar strategie

Er staat iets te gebeuren in de PLM-wereld. Jos Voskuil, de gerenommeerde PLM-trendwatcher, gaf zijn eerste weblog na de zomervakantie als titel: “Do the big PLM players need to change their strategy?” De grote spelers zijn in de eerste plaats de drie grote PLM-softwareleveranciers: PTC, Siemens en Dassault Systèmes. Daarnaast spelen de grote klanten uit met name de automotive&aerospace industry, denk maar aan Volkswagen en Airbus, een grote rol. Zij bepalen wat het systeem moet kunnen.

De onrust betekent dat lopende ontwikkelingen tegen de grens van hun mogelijkheden aan lopen en dat er structurele veranderingen nodig zijn om verder te kunnen. De onrust blijkt vooral uit een aantal omslagen die volgens trendwatchers nodig zijn:

• document based – data based;

• system of record – system of engagement;

• coordinated – connected;

• single system – system of systems;

• system -- strategy;

• single vendor – multiple vendors;

Ik zal proberen, uit te leggen waar het in deze omslagen om gaat.

Van document naar data

Vóór PDM werd product data beheerd op papier. De eenheid van informatie was het document. Een document kun je opslaan, een versienummer geven, een status geven en printen. Documenten hebben betrekking op artikelen, waarvan de samenhang vastligt in de stuklijst. Het beheer van documenten in een PDM systeem is eenvoudig een kopie van de manier waarop papieren documenten beheerd werden. Inmiddels wordt alle productdata gecreëerd in digitale systemen, met name CAD en Word, maar ook als resultaat van b.v. simulaties. Versiebeheer laat zich in een CAD-omgeving niet op dezelfde manier organiseren als in een papieren wereld. Met name zijn de brokken informatie die een versiehistorie doorlopen veel kleiner dan de oude documenten. Doordat de computer het werk doet is het niet moeilijker om die structuren te onderhouden, maar de gemiddelde engineer zal er toch even aan moeten wennen.

Van system of record naar system of engagement

Het klassieke PDM-systeem is typisch een database systeem. Het is bedoeld om data gestructureerd vast te leggen en te presenteren. Om fouten bij het invoeren te voorkomen zijn er veel controles en moeten vaak gegevens in samenhang

worden ingevoerd, opdat na elke wijziging de data compleet en consistent is. Dat maakt het invoeren van data lastig en vraagt een hoop boekhoud-achtige acties die voor de engineer niet relevant lijken. Bij opvragen wordt data altijd gepresenteerd in tabellen, met als gevolg dat je meestal veel meer data op je scherm krijgt dan waar je om vroeg. Als je data uit verschillende tabellen in samenhang wilt zien heb je een probleem, want het systeem kan meestal maar één tabel tegelijk presenteren.

Een system of engagement is geïnspireerd op de moderne app op het mobieltje. Die gebruik je vooral om kleine transacties in te voeren en kleine clusters data te presenteren. De manier waarop dat gebeurt sluit direct aan bij het werk wat je aan het doen bent, waardoor je tijdens het werken met het systeem betrokken (engaged) blijft met je eigenlijke werk. Nu moet ik bekennen dat mijn ervaringen met apps tot nu toe mij niet echt doen verlangen naar die vorm van engagement, al heb ik wel al jaren een sterke behoeft aan een manier van werken die beter aansluit bij waar mijn gedachten mee bezig zijn dan de starre tabelstructuur waar de relationele database onder het systeem nog altijd toe dwingt.

Coordinated – connected

Zoals ik al vaker heb opgemerkt: databases zijn bedacht om de gemeenschappelijke datakluis voor het hele bedrijf te zijn. De praktijk bleek anders. Het bleek goedkoper om een softwarepakket te kopen, dan om je eigen databasesysteem te bouwen. Dat leidde ertoe dat voor elk managementgebied (ERP, PLM, HRM, …) een apart softwarepakket in huis kwam en er ontstonden datasilo’s die onderling niet communiceerden. Als oplossing daarvoor werden koppelprogramma’s aangeboden die data tussen de silo’s heen en weer sleuren om de overlap te synchroniseerden. Dat wordt een coordinated informatiesysteem genoemd.

Coordinated informatie

De coördinated oplossing blijkt in de praktijk erg duur te zijn. Bij elke wijziging in één van de twee gekoppelde silo’s moet het koppelprogramma worden aangepast. Dat kost tijd en geld en dus zijn er altijd koppelingen die nog niet aan de beurt zijn en dus niet goed werken. Daarom wil de wereld naar een connected systeem. In een connected systeem zijn geen overlaps meer toegestaan. Elk gegeven staat dus maar in één silo en gebruikers, of hun apps, krijgen de mogelijkheid om data uit verschillende silo’s te halen. Elke silo heeft een datatuin waarvan een stukje gedeeld wordt met de buren. Die mogen dus uit dat stuk bloemetjes plukken. Om dat mogelijk te maken moet je wel een gemeenschappelijk platform hebben. Dat wordt een federated oplossing genoemd. Dat klinkt leuk, maar een federatie veronderstelt een ‘federal controller’, een centraal gezag dat het platform bewaakt en beheert. En wie zal dat leveren? De ERP- of de PLM-leverancier of nog iemand anders? Dat probleem zal de eerste jaren nog niet worden opgelost.

Wat voor besturingssysteem heb je nodig? Voor een luchtballon is dat heel anders dan voor een Formule1-wagen. Als je dat weet kun je de software kiezen waarmee je gaat sturen. Dat zal niet één pakket zijn, want er zijn meerdere dimensies waarin gestuurd moet worden. Leveranciers die hun product als unieke totaaloplossing bieden mag je onmiddellijk de deur uit schoppen, want zij zijn niet bij de tijd. De eerste vraag aan een systeem moet niet zijn wat het kan, maar met wie het kan samenwerken.

Single vendor – multiple vendors

De realiteit is dat een single vendor PLM-oplossing niet meer de optimale kan zijn. Uw stuklijstproblematiek is specifiek, net als uw productconfiguratie-benadering. Zelfs als een leverancier beide aanbied, is het zeer onwaarschijnlijk dat ze samen voor u optimaal zijn. Eis dus van leveranciers dat ze deeloplossingen bieden die kunnen samenwerken met deeloplossingen van anderen. Het is zeer de vraag of de groten die draai op tijd kunnen maken. Let dus op startups die geavanceerde deeloplossingen bieden en help die om hun oplossingen goed te integreren met deeloplossingen van andere aanbieders. Zo kan een informatiewereld ontstaan waarin we ons bedrijf de toekomst in kunnen sturen en wie dat het eerst op orde heeft kan als eerste de finish bereiken.

Wanneer begint die mooie toekomst?

Single system – system of systems

Het wordt tijd dat de softwareleveranciers gaan beseffen dat er geen single systems meer bestaan. Alle informatiesystemen in de wereld vormen eigenlijk één groot systeem, waarin elk element met ten minste één ander verbonden is, zodat uiteindelijk alles met alles verbonden is. Net als in een samenleving zal een ieder-voor-zich aanpak alleen maar tot ongemak, conflict en chaos leiden. Elke software aanbieder moet zich realiseren dat hij maar een heel klein deeltje is van het grote geheel, zelfs al heet je SAP of Siemens, de wereld is duizenden keren groter dan jij. Dat betekent dat je de gemeenschap nodig heb en eraan moet bijdragen, zodat er plaats is voor jouw kleine dingetje. De wereld is al een system of systems, maar er is nog veel nodig om die echt bruikbaar te maken.

Systeem – strategie

Tot nu toe ging PLM meer over het informatiesystemen dan over het effect daarvan op de omgeving, maar de wereld is veel meer dan informatie alleen. Informatie is slechts een hulpmiddel om te kunnen sturen. Je moet wel eerst bedenken waarheen je wilt sturen en dat heet strategie. Het begin van een strategie is dat je bepaalt waar je staat en waar je grenzen liggen. Vervolgens ga dromen over waar je over 5 jaar wilt staan en wat dan je grenzen zijn. Dan maak je een plan hoe je daar wilt komen. Daarbij zal je informatiesystemen nodig hebben. De zijn deel van je besturingssysteem.

Er is een optimistisch en een pessimistisch antwoord. Het pessimistische antwoord is dat het besef weliswaar begint door te dringen maar voordat een ‘world of single systems’ is omgebouwd naar een ‘world system of systems’ is er nog een lange weg te gaan. Eén grote database in de cloud voor alle behoeften is zeker niet de oplossing. Een federatie zal niet gaan lukken want de wereld kan niet leven met één federatie-centrale. Hoe meer vensters tussen systemen, hoe meer problemen van beveiliging en integriteit: zijn mijn privégegevens goed beschermd en kan ik de gegevens van anderen vertrouwen?

Het optimistische antwoord is dat de toekomst al is begonnen. Aan de discussies onder professionals zie ik dat het probleem leeft en dat er een brede behoefte is aan een oplossing. Het kan niet anders of er zijn al jonge gasten begonnen in garages of op zolders met het bouwen van de benodigde infra structuur. Wetend dat een enkele wereldstandaard veel tijd en geld kost, zal een slimme startup proberen snel een grote gebruikersbasis te bouwen en daarmee kapitaal aan te trekken voor uitbreiding. Zo is Microsoft begonnen en zo kan de Amazonhistorie zich herhalen voor PLM, niet als product, maar als strategie.

HENK JAN PELS

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

H.J.PELS@OUTLOOK.COM

Conclusie

PLM heeft een hele boeiende toekomst.

Connected informatie

Glijlagers

Lagers zijn fundamentele componenten in de meeste soorten industriële apparatuur en maken wrijvingsarme bewegingen mogelijk voor handelingen als positionering, transport en de geleiding van lasten. Vaak beschouwen gebruikers lineaire geleidingen als vanzelfsprekend, omdat ze ofwel in de machine verborgen zitten ofwel zo alom vertegenwoordigd zijn geworden dat we hun waarde vergeten. In werkelijkheid zijn ze essentieel voor de aansturing van de beweging.

TEKST EN BEELD: ELTREX MOTION

De meeste lineaire geleidingen maken gebruik van een van de drie soorten lineaire lagers: glijlagers, loopwielgeleiders of kogelomlooplagers. Binnen elke categorie van lagertypes bestaat een grote verscheidenheid aan ontwerpopties en variaties, die unieke voordelen bieden aan ingenieurs. In dit artikel richten we ons vooral op het glijlagerontwerp en zijn kracht in zowel veelvoorkomende als unieke toepassingen.

Ontwerp

Glijlagers berusten op glijdend contact tussen zachtere lagermaterialen zoals kunststof, composiet of brons, en een relatief harder geleidermateriaal zoals aluminium of staal. Een belangrijk verschil in de constructie van glijlagers ligt in de lagerschalen.

Sommige lagerproducenten bieden gespuitgiete plastic voeringen aan die mechanisch aan de schaal worden bevestigd. Deze zijn doorgaans goedkoop, maar moeten vaker worden vervangen. Een tweede type voering wordt gevormd uit een materiaal met polytetrafluorethyleen (PTFE). De Frelon-voering is een combinatie van PTFE en vulstoffen die aan de binnenkant van de lagerschaal wordt gehecht. De Frelon-voering zet een microscopische film af op de as, vult de dalen in het oppervlak op en creëert een Frelon-op-Frelon-loopconditie die wordt beschouwd als echte zelfsmering. Nu zijn zowel plastic als Frelon zelfsmerend. Wel hebben verschillende studies aangetoond dat de Frelon-voering superieure prestaties laat zien ten opzichte van plastic-voeringen die zijn vervaardigd

EENVOUDIG ONTWERP VOOR GEAVANCEERDE TOEPASSINGEN

Grafische weergave van de overdracht van Frelon van een glijlager naar de as.

middels spuitgieten als je de totale slijtage en PV-waarde beschouwt.

Voordelen

Glijlagers bieden veel van de behuizingskenmerken en opties die aanwezig zijn in kogel- of rollenlagers, met inbegrip van flens, lagerblokken en meer geavanceerde lineaire geleidingen. Profielen voor glijlagersystemen kunnen gebruik maken van een ronde as met ronde lagers, of een vierkante of geprofileerd rail met een bijbehorend vierkant of geprofileerd lager. Glijlagers met Frelon voeringen bieden vele voordelen zoals:

• ze absorberen schokbelastingen zonder schade aan componenten;.

• ze blinken uit in vervuilende omgevingen die vaak schadelijk zijn voor lineaire kogellager;

• dankzij de zelfsmerende lagervoering is geen extra smering vereist;.

• ze blinken uit in toepassingen die nat of ondergedompeld zijn;

• ze zijn geschikt voor cleanroom- of laboratoriumtoepassingen waar geen natte smeermiddelen kunnen worden gebruikt.

Glijlagers hebben een relatief eenvoudige constructie, waardoor ze gemakkelijk te installeren, te onderhouden en indien nodig te vervangen zijn. Over het algemeen bieden glijlagers hogere snelheden en belastingen bij toepassingen met een kortere slag. Ze presteren ook goed in verschillende oriëntaties (verticaal/horizontaal) en zijn uitstekend bestand tegen zwaardere omgevingsomstandigheden.

Belasting

Bij het overwegen van het draagvermogen is het belangrijk om te praten over het berekenen van PV-waarden voor dynamische belastingen. Glijlagers moeten beoordeeld worden op hun geschiktheid voor toepassingen op basis van hun druksnelheidswaarde of PV-waarde, die een combinatie is van belasting over een bepaalde oppervlakte en snelheid. De PV-waarde is het product van druk (P) en snelheid (V) en geeft de hoeveelheid warmte aan die in het lager wordt ontwikkeld tijdens de gewenste beweging:

PV = P x V

P is de maximale druk of belasting in kilogram per vierkante centimeter (kg/cm2). De P-waarde wordt als volgt berekend:

P = W/A (kg/cm2)

• A = geprojecteerde contactoppervlakte

• W = maximale belasting

De geprojecteerde contactoppervlakte wordt als volgt berekend:

A = L x d

• L = lagerlengte

• d = schachtdiameter

De lineaire snelheid is de totale afgelegde afstand in één minuut. De rotatiesnelheid V is de maximumsnelheid of oppervlaktesnelheid in vierkante voet per minuut (sfm) of meter per minuut (m/min):

V = π x d x n / 12

• n = rotatiesnelheid

Vervolgens kan de PV-waarde worden berekend.

Washdown bottelautomatisering

Lagers die in deze omgevingen worden gebruikt, moeten bestand zijn tegen een hogedrukspray met bijtende chemische oplossingen en mogen geen scherpe hoeken hebben waardoor deeltjes worden ingesloten. Het doel is het doden en elimineren van bacteriën of andere micro-organismen die ziekten kunnen veroorzaken en verspreiden. Washdown-toepassingen zijn onder meer essentieel bij bottelen, voedselverwerking en farmaceutica. Een fabrikant van bottelapparatuur ondervond problemen met kogelbussen na het reinigingsproces van zijn machine. Het reinigingsmiddel dat werd gebruikt, waste de smering uit de lineaire kogellagers. Wanneer de smering van de onderdelen en oppervlakken werd verwijderd, zetten de lineaire lagers zich vast op de as, waardoor zowel het lager als de as werden vernietigd. De kosten omvatten de uit- >

Verschillende soorten glijlagerprofielopties van PBC Linear die geschikt zijn voor een groot aantal ontwerptoepassingen.

eindelijke vervanging van onderdelen en een aanzienlijke stilstand.

De glijlagers met Frelon-voeringen creëerden een soepele interactie tussen het lager en de as, waardoor een zelfsmerende toestand ontstond. Het vastlopen van het lager op de as werd geëlimineerd, zonder dat er afdichtingen nodig waren.

Medische diagnostiek

Bij het ontwerpen van nieuwe medische diagnostische instrumenten kan de bekwaamheid om ze zo te vervaardigen dat ze gemakkelijk te monteren zijn, net zo belangrijk zijn als de prestaties. Een ingewikkeld assemblage- en installatieproces kan leiden tot minder precisie, hogere kosten en meer onderhoud in het veld. Voor een zo’n toepassing is vooraf een vergelijkend onderzoek uitgevoerd tussen een tweedelige glijlagergeleider (met Frelon-voering) en een lineair kogellager en rail met in totaal 15 onderdelen. De totale lengte van de rail was 32”, met een theoretisch nulpunt aan het begin van de rail en gecontroleerd met intervallen van 2”.

Testparameters

Consistentie in beweging is een essentiële factor bij het ontwikkelen van een succesvol scannerontwerp. Een belangrijke factor die mee-

speelt bij het produceren van consistentie in lineaire be wegingen voor beeldvormingstoepassingen is positienauwkeurigheid versus herhaalbaarheid. De hoeveelheid fouten in een lineaire slede is terug te voeren op het fabricageproces van de afzonderlijke componenten. Elke component wordt vervaardigd binnen zijn eigen tolerantiebereik, maar hoe meer componenten nodig zijn, hoe groter de gecombineerde tolerantie of foutmarge die inherent is ingebouwd in het eindproduct. In het geval van beeld-, scan- of uitvoertoepassingen zullen de excessieve en onvoorspelbare variaties in de beweging van de slede resulteren in artefactlijnen op de uitvoer. Daarom is het van cruciaal belang de in de basiscomponenten ingebouwde variantie te beheersen.

Resultaat

Tweedelige glijlagerassemblages vertoonden minder afwijking langs zowel de X- als de Y-as dan de kogelomloopcomponenten (zie tabel). Het Frelon-voeringsmateriaal elimineerde niet alleen trillingen en feedback door alle metaal-op-metaalcontact te elimineren, maar zorgde ook voor consistente wrijvingskarakteristieken gedurende de levensduur van de slede. Het resultaat is een voorspelbare beeldkwa-

Afwijkingstabel voor glijlagers (links) en eenzelfde tabel voor kogellagers (rechts) in een medische scannerapplicatie.

liteit zonder storende artefactlijnen.

Biologische landbouw

Een mooi voorbeeld van hoe lineaire geleidingen met glijlagers in een lastige, vuile omgeving weinig onderhoud vergen, is te vinden in een biologische landbouwtoepassing in Nederland. Het verwijderen van onkruid in de biologische landbouw vereist traditioneel, maar moeilijk vindbare, handarbeid. Om die last wat te verlichten, levert een bedrijf uit Nagele in de Noordoostpolder al bijna vijftien jaar hun ‘Solar Weeder’ voor onkruidbestrijding in de biologische teelt. De machine wordt aangedreven door zonne-energie en heeft tot 15 liggende glijders. In liggende positie kunnen medewerkers onderweg snel onkruid trekken tussen de gewassen. Hoewel dit efficiënter is, vereist het nog steeds menselijke arbeid. Klanten uit de hele wereld vroegen dan ook steeds vaker of de machinebouwer ook de mensen kon leveren om met de machines te werken. Dit is het moment waarop Andela Techniek & Innovatie, de bedenker van de ‘Solar Weeder’, ‘de handen’ ontwikkelde.

Autonome zelfrijdende wieder

Bas Andela, de technisch tekenaar bij Andela Techniek & Innovatie, ging aan de slag met een volledig gerobotiseerde en autonome zelfrijdende wieder genaamd de ARW-912. De wiedmachine gebruikt 12 camera’s om onderscheid te maken tussen onkruid

Bas Andela van Andela Techniek & Innovatie: “Nadat we ons realiseerden dat we rails nodig hadden voor de geleiders, werden we geconfronteerd met verschillende opties. Eltrex kwam met een lineaire geleider van PBC Linear als oplossing.”

en gewas. De camera’s geven vervolgens de coördinaten van het onkruid door aan 12 robotarmen die zich verplaatsen om het onkruid met hitte uit te roeien. Met deze methode blijft de bodem ongestoord en ontstaat er geen nieuw kiembed voor onkruid. De robotarmen moeten traploos worden ingesteld op verschillende afstanden. Dit moet zeer nauwkeurig gebeuren zonder dat de robotarmen draaien. Bij de ontwikkeling van de ARW912 waren de geleiders dan ook een belangrijk aandachtspunt. Ze moesten licht zijn om de bodemstructuur niet aan te tasten, onderhoudsvrij en bestand tegen stof en vuil van de velden.

Dit jaar geleverd

Eltrex Motion werd benaderd om aan de behoeften van de ARW-912 motion control te voldoen. De specifieke parameters van het ontwerp sloten een geleider met kogellagers uit, dus werden voor de oplossing glijlagers van PBC Linear gekozen. Gekozen werd voor de ‘Low Profile Uni-Guide (UGA)’-lagers vanwege hun lage gewicht, tweedelige assemblage en FrelonGOLD zelfsmerende voering. De lineaire geleider is zelfreinigend en niet onderhevig aan onderhoud zoals veel andere lineaire geleideroplossingen, zodat de robotarmen nauwkeurig en langdurig kunnen bewegen. De eerste ARW-912’s zijn besteld en zullen dit jaar worden geleverd.

WWW.ELTREX-MOTION.COM

INTRALOGISTIEK

Sensoren sleutel in genetwerkte materiaalstroom

INTRALOGISTIEKE OPLOSSING TRUMPF LEUNT OP SENSOREN VAN LEUZE

Trumpf is binnen de plaat- en laserbewerking een gerenommeerde gereedschapmachinefabrikant. Maar behalve met gereedschapmachines en lasertechnologie ondersteunt Trumpf klanten wereldwijd niet alleen met individuele machines, maar tilt desgewenst het complete intralogistieke systeem van productiebedrijven naar een geheel nieuw niveau. Sensoren van Leuze dragen bij aan de betrouwbare, veilige en efficiënte implementatie van een volledig genetwerkte materiaalstroom.

Niet-waarde toevoegende activiteiten, zoals het zoeken naar materialen, het transport van plaatdelen of administratieve orderboekingen, nemen tot 40 procent van de middelen voor hun rekening bij conventionele productieactiviteiten. Trumpf verwacht dat zijn slimme intralogistieke oplossing een tijdsbesparing tot 25 procent oplevert op de doorlooptijden van de productie.

‘Alles een rol’

Manuel Schwestka weet dat een slimme materiaalstroom de zaken aanzienlijk verbetert. De productmanager Software & Automatisering bij Trumpf is expert op het gebied van intelligente automatiseringsoplossingen: “In onze aanpak speelt alles een rol, van machines en processen, tot interfaces en vooral mensen. Wij brengen alles met elkaar in harmonie.” Een digitale weergave van de productiefaciliteit, inclusief alle componenten en opslaglocaties, vormt het fundament. Op basis daarvan kan het hele productieproces systematisch worden gepland en aangestuurd.

Wie een indruk wil krijgen van deze slimme materiaalstroom, moet een bezoek brengen aan één van de 16 Trumpf Customer Centers in de wereld. Bij het centrum bij het hoofdkantoor in Ditzingen, ten noordwesten van Stuttgart ,presenteert het bedrijf sinds 1987 de

hele procesketen voor plaatstaal, gebaseerd op het huidige productassortiment, van afzonderlijke gereedschapsmachines tot volautomatische productieoplossingen. Machines met verschillende technologieën worden gedemonstreerd aan klanten. Ook tijd- en haalbaarheidsstudies en de productie van monsters behoren tot de kernactiviteiten van het team.

Docking station

De procesketen voor plaatstaal bestaat uit onder meer de volgende stappen: ponsen, snijden, buigen en lassen. Voor elk van deze stappen heeft Trumpf passende machines, zoals 2D- en 3D-lasersnijmachines, kantbanken, zwenkbuigen ponsmachines en laserlasinstallaties. Docking stations vormen het element dat alle werkplekken met elkaar verbindt. Ze zijn een belangrijk onderdeel van een slim intralogistiek systeem. “Een docking station kan het best worden omschreven als een ‘materiaaldepot’ voor werkplekken en gereedschapsmachines”, vertelt Manuel Schwestka. “Het is dan ook de plek waar, in combinatie met de Trumpf-software Oseon, alle materiaalbewegingen tussen de werkplekken automatisch kunnen worden vastgelegd en geregistreerd. Daarnaast dient het docking station ook als een veilige en gedefinieerde overdrachtsloca-

tie voor automatisch geleide voertuigen.”

Passende sensoroplossingen

De automatisch geleide voertuigen (AGV’s) leveren pallets met of zonder materiaal af bij de aan hen toegewezen docking stations. Om ervoor te zorgen dat de overdracht automatisch en efficiënt verloopt, zijn passende sensoroplossingen nodig. Tijdens de ontwerpfase heeft Leuze het bedrijf met raad en daad bijgestaan. Op het gebied van intralogistiek beschikt Leuze niet alleen over grondige applicatiekennis, maar ook heeft het bedrijf uitgebreid ervaring met innovatieve en betrouwbare sensoroplossingen voor gebruik in geautomatiseerde omgevingen. Uitgaande van de eisen van de klant zijn alle docking stations langs de plaatverwerkingsketenin het Customer Center in Ditzingen uitgerust met sensoren.

Digitale informatiebron

De processen bij een docking station verlopen als volgt: een AGV – of anders een handbediende heftruck –laadt een station met een lege of volle pallet. De pallet wordt op zijn beurt op een rolwagen geplaatst die de medewerkers uit het docking station kunnen trekken naar bijvoorbeeld hun werkplek of bewerkingsmachine in de

MARTINA SCHILI, CORPORATE COMMUNICATIONS MANAGER LEUZE ELECTRONIC GMBH & CO

van een pallet. Deze bewegingen worden ingevoerd in het Oseon-transportbesturingssysteem via gegevensuitwisseling over OPC-UA. Het docking station is dus ook een informatiebron voor inkomende en uitgaande materiaalbewegingen en tevens een tijdelijke opslaglocatie in de directe omgeving van meerdere werkplekken.

Slimme materiaalstroom

De sensoren van Leuze worden gebruikt voor de bediening van het docking station en voor het doorgeven van data aan het systeem. Een docking station heeft doorgaans drie sensoren. Een HT5.1/4X sensor is geplaatst aan de onderkant van het station en detecteert de aanwezigheid van een wagen. Een

buurt. Op die manier kunnen werkplekken makkelijk van de nodige onderdelen worden voorzien. Werknemers hoeven niet ver te lopen als ze meer onderdelen nodig hebben. Een groot voordeel is de digitale weergave van de processen: elk docking station registreert automatisch materiaalbewegingen bij het plaatsen of verwijderen >

Een TruBend Center volautomatisch zwenkbuigsysteem in het Customer Center van Trumpf in Ditzingen.

andere sensor van dit type bevindt zich bovenop het docking station. Deze heeft tot taak de aanwezigheid van pallets te registreren.

Als een pallet wordt gedetecteerd, start de HT5.1/4X de identificatie van de pallet via weer een andere sensor. Hiervoor is een DCR202iC aangebracht, deze scanner registreert order- en materiaalgegevens via de 2D-code op de pallet en stuurt de gegevens door naar het transportcontrolesysteem. Op basis van

de informatie van de docking stations informeert de Oseon-software de medewerkers op de werkvloer over wanneer en waar precies welke order moet worden opgehaald, tijdelijk moet worden opgeslagen, of naar een bepaalde werkplek moet worden getransporteerd. Hiervoor hanteert het systeem bestaande ordergegevens uit het productieplan. Hieruit genereert Oseon vervolgens automatisch de transportprocessen van A naar B en stuurt deze door naar mede-

werkers of AGV’s. Samen met de bijbehorende docking stations op de werkplekken resulteert dit in een daadwerkelijk slimme materiaalstroom.

Aanzienlijke voordelen

Voor de intralogistiek brengt deze interactie tussen sensortechnologie en software aanzienlijke voordelen met zich mee, aldus Mario Mörk, groepsmanager Software en Process Solutions bij TRUMPF: “Dankzij het sensorsysteem

Een AGV aan het werk. Het automatisch geleide voertuig laadt een docking station met materiaal.

Een docking station waar de rolwagens voor de pallets worden geplaatst. Afhankelijk van de order, worden de pallets door AGV's opgehaald of worden nieuwe pallets geladen op de in het docking station geparkeerde rolwagens.

Meerstraals beveiligingsapparatuur uit de Leuze MLD 500-serie beveiligt de toegang tot de gevarenzone.

van de docking stations weten we altijd of er nog plaats is in het materiaaldepot van het volgende werkstation. Zo ja, dan zorgt de Oseon productieplanningssoftware ervoor dat de volgende lading benodigd materiaal naar het werkstation wordt gebracht of dat er een transportorder wordt gegenereerd. De opdracht wordt dan doorgegeven aan iemand met een tablet of aan een AGV en volgens een dynamische volgorde verwerkt.” De volgorde waarin taken worden uitgevoerd, hangt af van bijvoorbeeld de prioriteit van de klantorders.

Flexibiliteit gewaarborgd

Dankzij de sensoren van Leuze worden pallets op de werkplek automatisch geboekt of geregistreerd. Dit bespaart tijd. Bovendien is een zekere mate van flexibiliteit gewaarborgd, omdat medewerkers desgewenst ook via het systeem aan het proces kunnen worden toegevoegd. Dit kan bijvoorbeeld nodig zijn als een bedrijf producten vervaardigt in verschillende, fysiek gescheiden gebouwen. In zo’n geval transporteert de AGV materiaal tot aan de grens van het gebouw, waarna iemand dit materiaal via het buitenterrein tussen de gebouwen overdraagt. Ook spoedorders kunnen op elk moment door de verantwoordelijke medewerkers worden ingevoegd in de workflow.

‘Ruggengraat’

“De geïnstalleerde sensoren van Leuze vormen als het ware de ruggengraat van deze intelligente intralogistieke oplossing”, zegt Jörg Beintner, key account manager gereedschapsmachines bij Leuze. Hier toont elke sensor zijn kracht. De HT5.1/4X voor de detectie van wagens en pallets is een diffuse LED-sensor met achtergrondonderdrukking. Hij detecteert objecten betrouwbaar en onderdrukt tegelijkertijd de achtergrond. Het detectiebereik kan intuïtief worden ingesteld. Voor TRUMPF was de HT5.1/4X de ideale keuze. Leuze levert ook andere modellen van de sensor, afgestemd op de eisen en toepassing van de klant. De diffuse sensor met achtergrondonderdrukking is bijvoorbeeld ook leverbaar met een laser of als sensor voor het detecteren van zeer kleine objecten. Ook zijn er sensoren met extra grote of kleine lichtpunten of sensoren die zijn geoptimaliseerd voor hoogglans en gepolijste oppervlakken.

2D-codelezer

“Als tweede belangrijk onderdeel voor de intralogistieke oplossing van TRUMPF hebben we gekozen voor onze stationaire 2D-codelezer DCR 202iC”, legt Beintner uit. De sensor registreerten betrouwbaar de 1D- en

2D-codes. In het Customer Centre heeft TRUMPF de 2D-codes op twee kanten van elke pallet aangebracht, op schuin tegenover elkaar liggende posities. Daardoor maakt het niet uit welke kant van de pallet als eerste in het docking station wordt geladen, zodat de code altijd door slechts één sensor kan worden vastgelegd. De DCR 202iC camera-gebaseerde codelezer is hiervoor ideaal: hij leest codes die, afhankelijk van het type, gedrukt of direct gemarkeerd zijn, zelfs omnidirectioneel. De codelezer is leverbaar in verschillende versies voor wat betreft afmetingen, beschermingsklassen IP 67 of 69K, snelheid en interfaces.

Op stapel

Overigens zijn de detectiesensoren niet de enige Leuze-producten die Trumpf in Ditzingen toepast. Zo zijn bij de mechanische vergrendeling van de plaatbewerkingsmachines veiligheidslichtschermen geïnstalleerd. Deze verhinderen op betrouwbare wijze dat personen de gevarenzone betreden. Ook hier bood Leuze uitgebreide ondersteuning bij ontwerp en uitvoering. Andere gezamenlijke projecten staan al op stapel.

WWW.LEUZE.COM

WWW.TRUMPF.COM

Links een docking station met kap. Door de twee vensters detecteren de sensoren de aanwezigheid van een pallet en de geprinte 2D-code. Rechts met de kolomkap verwijderd is links voor aanwezigheidsdetectie een HT5.1/4X geïnstalleerd. De DCR 202iC-codelezer (midden) registreert order- en materiaalgegevens via de 2D-code op de pallet. De signaallamp rechts geeft de huidige status.

BESTURINGEN

Net als een echte PLC

ZIJN VIRTUELE BESTURINGEN HET ANTWOORD OP LEVERPROBLEMEN?

Industriële besturingen worden door gebruik van moderne technologieën steeds meer geabstraheerd. Hierdoor worden ze compacter, flexibeler en eenvoudiger te onderhouden. Deze ontwikkeling leidt uiteindelijk tot ‘Control 5.0’ – de virtuele PLC. Hoe ziet een dergelijke virtuele besturing er in de praktijk nu uit en hoe kan je ze gebruiken? We leggen het uit aan de hand van het IEC 61131-3-platform CODESYS.

ROLAND WAGNER, HOOFD PRODUCT MARKETING CODESYS GROUP

Virtuele besturingen maken gebruik van softwarecontainers of hypervisors om de hardware te scheiden van de daarop draaiende software. Zo kunnen op de hardware verschillende besturingen volledig onafhankelijk van elkaar functioneren.

Iedereen kent virtuele schijven en zelfs virtuele computers. Met dergelijke virtuele machines apparaten, bijvoorbeeld harde schijven of Windows pc’s, kunnen we de functies gebruiken zonder dat de apparaten zelf aanwezig zijn. De virtuele appraten komen tot stand met behulp van software op computerarchitecturen die krachtig genoeg zijn. In de IT zijn dergelijke virtualisaties nuttig:

• voor het verhogen van de gegevensbeveiliging van systemen door slimme toegangsbeperkingen;

• om onafhankelijke configuraties mogelijk te maken voor verschillende gebruikers of toepassingen.

Hetzelfde geldt voor virtuele besturingssystemen: Allereerst is krachtige hardware nodig als substructuur. Zelfs als de PLC geabstraheerd is, moet deze natuurlijk ergens worden gehost en draaien. In dit opzicht verschilt de virtuele PLC in eerste instantie

VIRTUELE

niet van een industriële computer met daarop een besturingssysteem en een SoftPLC. Maar om dergelijke virtuele besturingen in willekeurige aantallen en onafhankelijk van elkaar op de hardware te kunnen gebruiken, moet een verdere abstractie plaatsvinden.

Softwarecontainers

Daarvoor kunnen softwarecontainers of hypervisors worden toegepast, die de hardware en het daarop draaiende besturingssysteem scheiden. Voordat een container of een virtuele machine wordt gecreëerd, definieert de gebruiker de functionaliteit en prestaties ervan in containerbeschrijvingen of configuratiebestanden – inclusief de overeenkomstige configuratie voor de SoftPLC, zoals CODESYS Virtual

Implementatie van drie virtuele controllers en een gateway via Linux-script

Control SL. Bovendien wordt gespecificeerd tot welke hardware-bronnen de container toegang heeft. Dit is verplicht om I/O-toepassingen van de besturing te kunnen realiseren. Hiervoor zijn met name op Ethernet gebaseerde communicatieprotocollen en veldbussystemen geschikt. Zo kunnen in de container virtuele LAN-poorten worden gedefinieerd, die in de containerbeschrijving met fysieke poorten worden verbonden. Dankzij hardware-ondersteunde virtualisatie is dit mogelijk met hoge prestaties op moderne systemen. Dit betekent dat door een betere afbakening van de processen en hardware-ondersteuning zelfs betere realtime waarden kunnen worden bereikt dan met SoftPLC’s die native op het hostsysteem draaien.

Implementatie of orkestratie

Als het configuratiebestand beschikbaar is, kan daaruit een willekeurig aantal virtuele controllers worden gecreëerd / ‘ingezet’. In tegenstelling tot de SoftPLC wordt echter een compleet image van een fysieke component gemaakt in plaats van software te installeren. Dit kan op verschillende manieren:

Containerconfiguratie-informatie voor een virtuele PLC van CODESYS

• door het handmatig uitvoeren van functies van het besturingssysteem of het virtualisatieplatform, zoals Docker-containers. Dit is een aanpak die met name systeembeheerders alle vrijheid geeft bij de inzet. De functies kunnen ook worden gegroepeerd als scripts en zo aanzienlijk worden vereen- voudigd;

• via generieke softwareplatforms zoals Kubernetes of Open Shift, die geautomatiseerde configuratie, beheer en coördinatie van computersystemen, toepassingen en diensten mogelijk maken – kortom orkestratie – zijn zij beschikbaar als producten en bieden zij de mogelijkheid op gebruik gebaseerde factureringsmodellen (platform as a service) in te voeren voor de aldus gecreëerde virtuele bestu- ringen;

• via eigen platforms met extra voordelen voor automatiseringstechnologie, zoals de CODESYS Automation Server – ook al is de functie voor het inzetten van de virtuele PLC in CODESYS’ eigen Industry 4.0-platform momenteel nog in ontwikkeling, toch leent het zich hiervoor. Behalve de inzet van virtuele controllers kan namelijk een aantal typische taken voor automatiseringsingenieurs nog eenvoudiger worden uitgevoerd.

Twee verschillen

In het PLC-programmeersysteem presenteren de op

deze wijze gecreëerde besturingen zich op exact dezelfde wijze als elke specifieke, fysiek beschikbare PLC. Dit betekent dat zodra de gewenste apparaatbeschrijving is ingesteld in een PLC-project, de gebruiker kan zoeken naar geschikte systemen in het netwerk. Er zijn echter twee verschillen met de dedicated besturing:

• Door de PLC in te bedden in een container of hypervisor wordt deze ook extern ingekapseld. In het geval van CODESYS betekent dit dat de lokale gateway als communicatiedienst tussen de configuratie-PC en de PLC alle controllers in het netwerk vindt. Als er echter hardware is aangesloten waarop per container of virtuele machine virtuele PLC’s draaien, worden deze controllers niet gevonden. ‘It’s not a bug – it’s a feature’: ongewenste of ongeautoriseerde toegang is van meet af aan uitgesloten! Toegang is alleen mogelijk wanneer naast de containers met de virtuele controllers een gateway is ingezet. Op de configuratie-PC wordt in plaats van de lokale gateway deze externe gateway geselecteerd voor toegang tot het doelsysteemplatform – hetzij via zijn IP-adres of hostnaam.

• Hardware-specifieke eigenschappen moeten generiek worden geadresseerd, vooral wanneer het gaat om industriële apparaten die bijvoorbeeld lokale I/O’s hebben. Daartoe moeten deze generieke interfaces afzonderlijk van het proces worden geadresseerd.

Net als een echte PLC

Maar dat zijn de verschillen! Met device-search worden alle beschikbare virtuele controllers gevonden zoals voorheen. Het CODESYS Development System maakt het helemaal niks uit welke controller momenteel wordt geprogrammeerd of geconfigureerd. Als in het configuratiebestand virtuele ethernetpoorten zijn aangemaakt of verbonden met fysiek beschikbare poorten, kunnen deze ook in het CODESYS-project worden geïntegreerd en bijvoorbeeld als EtherCAT, Profinet of EtherNet/IP worden geconfigureerd en gebruikt. De container of hypervisor doorloopt de virtuele poorten zonder problemen en zorgt voor een deterministische uitvoering van de buscycli – net als een ‘echte’ PLC.

Case: vervanging specifieke besturingen

In een demonstratiefabriek van een bekend Duits bedrijf vervangt een enkele fabrieksgerelateerde IT-server met 128 CPU-kernen 32 conventionele

Selectie van de gateway in de container van het basisplatform.

Zoeken naar geschikte controllers in het CODESYS-ontwikkelingssysteem: virtuele PLC's kunnen op dezelfde manier worden gevonden en gebruikt als fysiek beschikbare apparaten.

industriële controllers en communiceert met 320 busdeelnemers onder realtime omstandigheden. De toepassing draait stabiel op alle besturingsinstanties met een cyclus van 8 ms en een jitter van minder dan 50 µs. De voordelen bij deze toepassing liggen voor de hand: hoewel de aanschaf van een bijbehorende IT-server een niet onaanzienlijke investering betekent, bedragen de kosten daarvoor slechts een fractie van het totale volume van de vervangen PLC’s. Daarbij komt nog de vereenvoudigde installatie, bijvoorbeeld met betrekking tot de voeding en de bekabeling, en het centrale onderhoud, in dit geval door IT-specialisten in plaats van automatiseringsspecialisten. Dit betekent dat updates van de firmware en de PLC-applicatie voor de virtuele controllers zonder problemen vanaf een centrale locatie kunnen worden uitgerold. En als om een of andere reden extra functies via PLC moeten worden gerealiseerd, kunnen heel eenvoudig nog meer virtuele controllers worden gecreëerd en gebruikt - zonder gevolgen voor de reeds draaiende systemen.

Voith Paper splitst toepassing

In een tweede toepassing heeft Voith Paper een bestaande applicatie opgesplitst in verschillende logische onderdelen en laat deze logische eenheden op een IT-server draaien op vijf procestechnisch geïsoleerde besturingsinstanties. Omdat deze instanties gemakkelijk met andere diensten kunnen samenwerken via gedefinieerde interfaces, worden zij ‘microservices’ zoals dat in de IT heet. Bovendien is deze applicatie nu flexibel aanpasbaar en eenvoudig

te onderhouden. De afzonderlijke onderdelen van de applicatie vervullen onafhankelijk van elkaar hun taken, kunnen worden in- en uitgeschakeld, uitgewisseld of zelfs uitgebreid. Zo is Voith Paper optimaal voorbereid op alle toekomstige eisen, zonder dure en vooral riskante omschakeling naar gedistribueerde besturingsconcepten.

Voordeel bij leveringsproblemen

Waarom kunnen virtuele besturingen dan nuttig zijn bij leveringsproblemen? Heel eenvoudig: omdat machine- en installatiebouwers door de abstractie van de hardware echt moeiteloos kunnen overschakelen op andere beschikbare platforms. En het maakt niet uit of deze platforms voldoen aan de industriële eisen. Dat kan natuurlijk een IPC in de schakelkast zijnmaar nu ook een IT-server in een serverruimte bij de installatie. Of heel flexibel vandaag zo en morgen zo! Het belangrijkste is: de besturingsfunctie wordt daar verwerkt waar de bijbehorende middelen beschikbaar zijn. Bestaande middelen kunnen beter worden benut omdat ze niet exclusief worden toegewezen, maar flexibel kunnen worden uitgebreid. Dit schept vrijheid, waardoor machines en systemen kunnen worden geleverd, zeker met de huidige leveringsproblemen van besturingshardware. Als dat al geen meerwaarde op zich is? Bovendien kan deze hardware-abstractie worden gebruikt voor een andere interessante toepassing. Wordt vervolgd.

Met virtuele PLC’s kunnen besturingstaken van ‘n’ specifieke regelaars ongewijzigd worden uitgevoerd op ‘1’ hardware.

Veilige controllerfamilie

TÜV SÜD CERTIFICIEERT PLCNEXT CONTROLLER-PRODUCTFAMILIE

Phoenix Contact is het eerste bedrijf dat een certificering heeft ontvangen voor een controller (PLC) volgens IEC 62443-4-1 ML 3 Full Process Profile in combinatie met IEC 62443-4-2. Bij de ontwikkeling van de PLCnext Controllers is een volledig veilige ontwikkelingslevenscyclus toegepast.

TEKST EN BEELD: PHOENIX CONTACT

NIS2

Het industriële automatiseringslandschap verandert en wordt steeds meer gedreven door data en connectiviteit. Daarmee wordt ook cybersecurity steeds belangrijker, enerzijds omdat we dat zelf willen, anderzijds omdat de overheid ons hiertoe oproept of verplicht.

Om Europa beter te beschermen tegen cyberaanvallen komt er een nieuwe Europese cybersecuritywet: de NIS2. NIS staat voor Netwerk en Informatie Systemen. Op dit moment is NIS1 in werking die geldt bedrijven die ‘essentiële diensten’ leveren aan consumenten. Dit is een nogal arbitrair begrip. Versie 2 van de wet gaat voor veel meer – en ook kleine – bedrijven gelden, ongeacht het aantal werknemers en bestuurders van deze bedrijven zijn ook verantwoordelijk.

Op 28 november 2022 is de NIS2-richtlijn vastgesteld door de Europese Raad en op 27 december gepubliceerd in de Official Journal van de Europese Unie. In januari 2023 is de implementatietermijn van 21 maanden voor de opname in de nationale wetgeving gestart. Deze zomer start een internetconsulatie-periode van zes weken via internetconsltatie.nl. Burgers, bedrijven en overheidsinstellingen kunnen dan mogelijke verbeteringen aandragen in wet- en regelgeving die in voorbereiding is. De resultaten van de consultatie worden vervolgens gepubliceerd en waar mogelijk verwerkt in het wetsvoorstel, dat wordt gepubliceerd op internetconsultatie.nl.

De exacte datum waarop de consultatie start is nog niet bekend. Naar verwachting zal de wet eind 2024 in werking treden, na behandeling door het parlement zijn behandeld. De organisaties die onder de NIS2-richtlijn vallen moeten vanaf dat moment aan de zorgplicht en meldplicht voldoen.

Als gevolg hiervan is de PLCnext Controller-productfamilie (AXC F 1152, AXC F 2152 en AXC 3152) gecertificeerd door TÜV SÜD. Door het beveiligingsprofiel te activeren, hebben gebruikers toegang tot een uitgebreider bereik van SL2-functies (Security Level 2). Deze certificering benadrukt de strategie van Phoenix Contact om Security conform een internationale norm aan te bieden in producten, brancheoplossingen en adviesdiensten om de toekomstbestendige werking van machines, systemen en infrastructuren te garanderen.

Ethische hackers

Behalve dat dit getest en gecertificeerd is door TÜV SÜD, hebben ook ethische hackers van Ordina de beveiliging van de PLCnext Controller uitgebreid getest. Tijdens deze pen(etratie)testen lukte het de ethische hackers niet om het systeem te compromitteren.

Wouter Doderer, Practice Lead | Red Team bij Ordina Cybersecurity & Compliance: “Als ethische hackers testen we veel systemen, ook in de industriele automatisering. Wat de PLCnext Technology uniek maakt is dat er al vanaf het ontwerp is uitgegaan van een smart device wat aan het internet gekoppeld kan worden en cybersecurity daarin een van de belangrijkste speerpunten was. Dat zien we in de resultaten van onze pentest ook direct terug.”

Holistische strategie

“De ethische hackers hebben het systeem flink aan de tand gevoeld”, vertelt Rudy Bun. “De samenwerking met Ordina heeft ons zeker wat opgeleverd. In

het rapport van de pentest stonden een paar kleine verbeterpunten, die direct zijn doorgevoerd of waaraan wordt gewerkt.”

De certificering en pentest benadrukken bovendien de holistische strategie van Phoenix Contact rondom cybersecurity, omdat die beveiliging benadert vanuit het perspectief van de operator, systeemintegrator en fabrikant. “Als Phoenix Contact zijn we namelijk ook in staat om advies en oplossingen te bieden conform Europese cybersecuritynormen om zo machines, systemen en installaties te beschermen tegen cybersecuritybedreigingen.”

Echte uitdaging

Hoe meer producten op de lange termijn worden ontwikkeld in overeenstemming met IEC 62443, hoe gemakkelijker het voor operators en systeemintegrators is om beveiliging te implementeren bij het samenbouwen en bedienen van automatiseringssystemen. En om de veiligheid gedurende de hele levenscyclus van de installatie te waarborgen.

Klittenbandhouders voor veilige kabelgeleiding

Universele schroefmontage of veelzijdige 90° twist-lock montage op Rittal VX25 / AX ponspro elen, 23 x 23 mm montagerails of pro elen van Bosch Rexroth, MiniTec en item.

icotek.com | ccned.nl

“De IEC 62443-normenreeks beschrijft de beveiligingsvereisten voor het ontwikkelingsproces en de functionele productkenmerken. Het integreren hiervan in een open platform zoals PLCnext was een echte uitdaging, die elegant werd opgelost door de introductie van het beveiligingsprofiel”, legt Enrico Seidel, Senior OT Security Expert bij TÜV SÜD, uit. “De samenwerking met TÜV SÜD tijdens de ontwikkeling was zeer doelgericht, waardoor op individuele basis rekening kon worden gehouden met de tijdsvereisten van het complexe project.”

“Productcertificering volgens IEC 62443-4-1/-4-2 toont gebruikers dat een product veilig is ontwikkeld en geeft informatie over welke technische beveiligingsvereisten zijn geïmplementeerd. Ons certificaatrapport beschrijft welke productkenmerk welk beveiligingsniveau heeft bereikt”, voegt Heiko Adamczyk van TÜV SÜD toe.

WWW.PHOENIXCONTACT.COM

Interesse gewekt?

Bestel gratis samples

De PLCnext Controller productfamilie is gecertificeerd door TÜV SÜD. volgens IEC 62443-4-1 ML 3 Full Process Profile in combinatie met IEC 62443-4-2.

Safety modulair ‘hot pluggable’

PRODUCTIEMACHINES EN -LIJNEN ‘INBEDRIJF’

De ‘Safety Hot Swap’-functie voor het S-Dias Safety System van Sigmatek vereenvoudigt de ombouw van modulaire machines tijdens een lopend productieproces. Via een op software gebaseerde oplossing kunnen afzonderlijke onderdelen of modules van een machine met een eigen veiligheidsCPU in en uit het systeem kunnen worden geconfigureerd. Zonder extra hardware kunnen tot 70 sub-stations met noodstopfunctie worden beheerd door een centrale ‘highlevel’ safety-controller.

TEKST: INGRID TRAINTINGER, MARKETING & COMMUNICATIE, SIGMATEK

Bij moderne modulaire machine- en installatieconcepten worden ook de eisen die aan de safety-technologie wordt gesteld steeds hoger. Het moet flexibel aanpasbaar en gemakkelijk te hanteren zijn – uiteraard altijd in overeenstemming met de hoogste veiligheidsnormen. S-Dias Safety is een compact, flexibel veiligheidssysteem, geschikt voor modulaire productiemachines of -lijnen. Zowel standalone als geïntegreerd in een totale besturingsoplossing, geeft het systeem de gebruiker grote vrijheid in de configuratie van het veiligheidsconcept. Met een modulair ontwerp als basis is het daarom ideaal voor bij het ontwikkelen van productiemachines of -lijnen met standaarduitrusting en optionele modules zoals laad- en loseenheden en handlingen transportsystemen.

Hot swapping 2.0

Een hot-plug van units die alleen optioneel nodig zijn, was al mogelijk met S-Dias Ssafety, maar de mogelijke opstelling in de lijn moest bekend en stevig verankerd zijn in het programma. Met de nieuwe firmware-uitbreiding in de safety-controller van het S-Dias-systeem is de flexibiliteit sterk verhoogd dankzij ’Flex Con met Hot Swap’. De uitgebreide veiligheidstoepassing wordt eenmaal geconfigureerd met alle mogelijke deelnemende units in het machinenetwerk; hoeveel safety-slave-CPU’s in het productieproces worden gebruikt is het enige dat bekend moet zijn. Een exacte positie is niet meer nodig. De sub-stations kunnen naar wens en in een

breed scala aan opstellingen worden geassembleerd – zonder de veiligheidstoepassing te wijzigen. Voorwaarde voor hot swapping is dat de machinemodules zijn uitgerust met eigen veiligheidsbesturingen. Deze communiceren met de safety-controller op een hoger niveau via de Varan Industrial Ethernet-bus. De centrale veiligheidsbesturing kan tot 70 optionele sub-stations met noodstopfunctie beheren voor dynamische safety-toepassingen met een buscyclustijd van 5 ms).

In een dergelijke flexibele veiligheidsconfiguratie kunnen optionele systeemmodules die zijn uitgerust met een geïntegreerde noodstopfunctie, aan machines en systemen worden toegevoegd. Dat kan dan tijdens een lopend proces, zonder opnieuw op te starten of te worden afgemeld en elders in het machinenetwerk opnieuw te worden geregistreerd.

Actief erkennen

De dynamische verbinding wordt tot stand gebracht via een eenvoudig functiegericht inlogmechanisme – zonder hardware-schakelaar. Het concept bepaalt dat de operator de registratie actief moet erkennen om een onbedoelde registratie van het sub-station uit te sluiten. De ontkoppeling wordt geactiveerd via een beveiligde ingang. In het geval dat een unit wordt losgekoppeld van de centrale safety-controller zonder voorafgaande uitschrijving door de machinebediener, treedt een noodstop op alle bijbehorende machinemodules op nadat de configureerbare watchdog-tijd is verstreken.

WIJZIGEN

Behalve de veiligheidsbesturing omvat het modulaire safetysysteem in zakformaat – de basismodule is maar 12,5 mm breed – verschillende digitale en analoge safe-I/O’s en aandrijvingen met veiligheidsfuncties. Op deze manier kan de oplossing precies worden afgestemd op de safety-relevante toepassing.

Tot SIL3 en PL-e/Cat.4

S-Dias Safety-toepassingen kunnen eenvoudig worden geconfigureerd via de uitgebreide bibliotheek in de Lasal Safety Designer – onderdeel van de alles-ineen Lasal-engineeringsoftware van Sigmatek. De gebruiksklare, gecertificeerde safety-functieblokken zijn gebaseerd op de PLCopen-standaard en kunnen, net als de veilige in- of uitgangen, eenvoudig worden geplaatst met drag&drop. De geïntegreerde

De veiligheidsrelevante gegevens kunnen bij het S-Dias- veiligheidssysteem samen met de standaard data via de kabel of draadloos worden verzonden volgens het ‘Black-Channel’-principe.

debugger maakt de grafische weergave van alle waarden mogelijk en geeft duidelijk de status en signaalstroom van de veiligheidsfuncties weer.

Door het S-Dias Safety System te gebruiken, hoeven noch de machinefabrikant noch de machinegebruiker precies te weten welke extra modules of sub-units in de loop van de levenscyclus van de machine zullen worden toegevoegd. Tijdens het lopende productieproces bespaart de plug & play-functionaliteit de machineoperator kostbare tijd en verhoogt tegelijkertijd de output. S-Dias Safety kan volledig worden geïntegreerd in het S-Dias besturingssysteem of standalone en voldoet aan alle eisen tot SIL3 volgens EN 62061 en PL-e/Cat.4 volgens EN ISO 13849-1/-2.

WWW.SIGMACONTROL.EU

Met de Safety Hot Swap-functie van het S-Dias Safety System kunnen modulaire machines en productielijnen met noodstopfunctie flexibel worden gegroepeerd of omgebouwd.

‘Onze klanten verlangen kwaliteit’

“Oh, ik zeg net dat het een in- en uitkorfinstallatie is”, grapt Bauke van den Akker lachen als reactie op collega Gerard Lourens die de installatie even daarvoor een ‘basket loader/unloader’ noemde. Hoe het beestje ook mag heten – het is een van de jongste automatiseringsopdrachten van Apollo Engineering.

De installatie verzamelt bussen – met inhoud – en brengt ze naar een autoclaaf voor sterilisatie en haalt ze ook weer op.

Van de Akker is een van de directeuren – “ik houd niet zo van die titel” – van het engineeringbureau uit het Friese Aldeboarn en Lourens is een van de engineers. De gespeelde ‘taalstrijd’ tussen beiden heeft trouwens wel een reden, legt Lourens uit. Officieel gaat het om een basket loader/unloader en zo zal de installatie na de ingebruikname te boek staan. Want ook dit Friese kunststukje wacht een aardige reis naar de eindbestemming, dit keer in Ivoorkust. Dat had trouwens net zo makkelijk Indonesië of Nieuw-Zeeland kunnen zijn – om maar een paar andere regio’s te noemen – want de clientèle van Apollo Engineering is actief over de hele wereld. En dan praat het ter plaatse in het min of meer ‘universele’ Engels toch wat makkelijker.

Basket loader/unloader

Zoals de naam al zegt is de modulaire basket loader/unloader bedoeld voor het volladen en ontladen van korven. Die korven worden gevuld met bussen met inhoud die moeten worden gesteriliseerd. Dat gebeurt onder druk en met stoom in een autoclaaf. Is dat proces afgelopen dan worden de korven met de

bussen uit de autoclaaf gehaald en kunnen de bussen worden uitgeladen. In de bestaande situatie zijn het volladen en het leeghalen van de korven handmatige processen. Nu weegt zo’n bus met inhoud pakweg een kilogram maar in een korf zitten afhankelijk van het formaat tot 400 bussen, gestapeld in lagen met tussenlegvellen. Dat zijn handelingen die je ook geautomatiseerd kan uitvoeren heeft de klant gedacht. En als je dan al goede ervaringen hebt met Apollo Engineering gooi je daar een balletje op met de basket loader/unloader als resultaat.

In de modulaire machine worden de bussen automatisch aangevoerd via een transportbaan. De bussen lopen tegen een aanslag en zodra voldoende bussen zijn verzameld voor een complete laag worden nieuwe bussen tegengehouden. Vervolgens wordt de verzamelde laag verder getransporteerd tot de bussen vrij onder een constructief weggewerkte magneetplaat komen te staan. De magneetplaat pakt met hulp van Festo DSBC-cilinders voor het omhoog en omlaag bewegen de bussenlaag op en plaatst die op een tussenvel in de gereed-

staande korf. De laag bussen wordt weer afgedekt met een tussenvel dat met behulp van vacuüm wordt opgepakt en neergelegd en zo herhaalt het proces zich tot de korf geheel is gevuld. Voor het met behulp van vacuüm ‘handlen’ van de tussenvellen is de installatie uitgerust met een OVEM-vacuumgenerator, die actief het vacuüm bewaakt met een ingebouwde vacuümsensor met IO-Link. Bovendien schakelt de ingebouwde luchtbesparingsfunctie de perslucht af zodra het ingestelde vacuümniveau is bereikt. Zo wordt het persluchtverbruik tot een minimum beperkt.

Traverse

Zit de korf vol met bussen, dan wordt deze met behulp van een kettingbaan afgevoerd. Zo komt ruimte vrij voor de volgende korf die ook via een kettingbaan wordt aangevoerd. Maar het transport van de gevulde korven naar de autoclaaf – en er weer uit – is daarmee nog niet geregeld. Lopende de opdracht is daarom ook die aanvullende vraag bij Apollo Engineering beland, aangezien het verslepen van een gevulde korf

ROBIN ZANDER

APOLLO ENGINEERING KIEST FESTO CPX AP-I DECENTRAAL I/OPLATFORM VOOR BASKET LOADER/UNLOADER

APOLLO ENGINEERING

Bij Apollo Engineering in Aldeboarn, op een steenworp oostelijk van Akkrum ten noorden van Heerenveen, klop je aan voor turnkey-projecten – van idee tot realisatie, installatie, service en onderhoud – zoals in het geval van de basket loader/unloader. Maar ook voor pure engineering, zowel mechanisch al elektrisch, draaien ze de hand niet om en verschillende verpakkingsproducenten maken daar dankbaar en vaak gebruik van. De Friezen zijn ook nog eens importeur en dealer voor de Benelux van onderdelen van inpakmachines en de grijpers en zuignappen van het Italiaanse Orobica Plast-Gom uit de omgeving van Bérgamo. En dat is minder vreemd dan het lijkt Niet zelden gaat het bij het maatwerk dat Apollo Engineering aflevert om automatiseringsoplossingen die direct of indirect met verpakken te maken hebben – en dan vooral in de voedingsmiddelensector. Dat is min of meer historisch. In 1986 wordt het

bedrijf in Aldeboarn opgericht door Martinus van der Meulen en Frits de With. Beiden beschikken over een behoorlijke staat van dienst in het ontwerpen van inpakmachines en besluiten de sprong naar zelfstandigheid ondernemerschap te wagen. Met succes want al snel hebben ze een aardig stel grote klanten binnengehaald.

In eerste instantie Is Apollo Engineering zoals Van den Akker het zegt “tussen kroeg en kerk” gevestigd in een verbouwd winkelpand. Tien jaar later verhuizen ze dan ook naar een nieuw pand aan de rand van Aldeboarn. Daar zitten ze nu nog steeds met pakweg 30 werknemers, met sinds 2010 Van den Akker en compagnon Erik Zwaagstra aan het roer na het terugtreden van de oprichters. Alle disciplines van sales tot engineering en service heeft Apollo in huis. De productie van de onderdelen wordt buiten de deur lokaal uitbesteed, maar de assemblage wordt wel in huis uitgevoerd.

De constructief weggewerkte magneetplaat pakt met hulp van Festo DSBC-cilinders voor het omhoog en omlaag bewegen een complete laag bussen op en plaatst ze in een korf. Aan de andere kant van de installatie worden ze er op dezelfde wijze weer uitgehaald.

De basket loader/unloader verzamelt bussen met inhoud en plaatst ze in korven die naar een autoclaaf worden gebracht. De retourmodule bevindt zich links en in het midden is een bufferbaan beschikbaar voor lege korven.

Voor het met behulp van vacuüm ‘handlen’ van de tussenvellen is de installatie uitgerust met een OVEM-vacuümgenerator die ook beschikt over IO-Link.

REMOTE IO-SYSTEEM CPX-AP-I

Met het decentrale IO-systeem CPX-AP-I zijn I/O-modules en decentrale ventielterminals van Festo flexibel en schaalbaar te verbinden met alle gangbare controllers (PLC-systemen) via bijvoorbeeld EtherCAT, Profinet, Profibus en Ethernet/IP. Onder een enkele busnode kan je tot 79 devices koppelen en dat levert een aanzienlijke besparing. Tussen de verschillende modules - met IP65/IP67-classificatie – is een maximale afstand van 50 m toegestaan en dit alles met real-time communicatie. Ventieleilanden zoals VTUG- eilanden zijn eenvoudig te integreren en zo blijft voor de pneumatische besturingsketen alles bij het oude. Ook IO-Link-masters kunnen binnen de AP-technologie worden opgenomen. Zo kan je in real-time met slimme componenten met IO-Link communiceren voor bijvoorbeeld ingebruik-

name en diagnosestelling, , zoals met de OVEM-vacuümgenerator in deze applicatie. Een plug-in voor Festo Automation Suite is

De elektrisch aangedreven traverse brengt een ‘treintje’ van maximaal vijf gekoppelde korven van de basket loader/unloader naar de autoclaaf en weer terug.

beschikbaar en via Festo’s IoT-gateway CPX-IOT kunnen statusgegevens met cloudsystemen worden uitgewisseld.

een behoorlijk zware klus is. En ook daarvoor is een oplossing bedacht in de vorm van een elektrisch aangedreven traverse. De traverse is in staat een ‘treintje’ van maximaal vijf gekoppelde korven van de basket loader/unloader naar de autoclaaf te brengen. Na het sterilisatieproces brengt de traverse de korven weer terug naar de installatie.

Modulair en decentraal bouwen

Behalve dat de machine die bussen in de korven plaatst, is de tweede functie ze er ook weer uit te halen. Dat gebeurt dan ook aan een de andere zijde van de installatie, alleen worden daar de genoemde stappen in omgekeerde volgorde doorlopen. Hoewel op detailniveau de opbouw verschilt, heb je het eigenlijk over twee functioneel identieke modules – met daartussen nog de ruimte om lege korven te bufferen.

De modulaire opzet wordt door Apollo Engineering nadrukkelijk nagestreefd hoewel Van den Akker ook moet toegeven dat een eerder ontwerp zelden een op een voor een andere opdracht bruikbaar is. Maar, zo benadrukt hij, het

maakt het wel makkelijker om op voort te borduren. Direct aan die opzet gekoppeld is de toepassing van decentrale signaalafhandeling. Lourens is daar een absolute voorstander van en dit wordt ook intern gedragen: ”Kijk naar zo’n conveyor die moet worden ingebouwd. Hoe mooi is het niet als je die helemaal op de bank kan bouwen met alle componenten die daarbij horen – inclusief remote I/O. Je hebt dat allemaal voorbereid en je hangt hem erin, dan hoef je alleen nog maar te koppelen en ben je klaar.”

‘Zo simpel mogelijk houden’ Dat scheelt een hoop bekabelen stelt Van den Akker en dat wordt beaamd door Lourens: “Altijd zijn we aan het bedenken hoe we het zo simpel mogelijk kunnen houden. Sensoren moeten nu eenmaal worden bekabeld, daar ontkom je niet aan. Dat is ook een van de redenen dat we op CPX AP-I zijn uitgekomen.”

Apollo Engineering gebruikte altijd al heel veel CPX-ventieleilanden van Festo. De modulaire architectuur maakt

het mogelijk zowel busnode, remote I/O als ventielen in één component te integreren. Deze ventielelanden kan je daarom centraal en decentraal toepassen en allerlei zaken op uitbekabelen. Maar was dat ook de beste technologie voor de basketloader/unloader?

Festo zette de Friese engineers voor deze applicatie op het spoor van CPX AP-I decentraal I/O-platform dat I/O-modules en decentrale ventielterminals van Festo flexibel en schaalbaar verbindt met alle gangbare controllers. Met de CPX-AP-I-technologie kan je modulair en decentraal bouwen op de ‘maat’ van je machineontwerp. Lourens kan dat beamen: “Met CPX AP-I kan ik bijvoorbeeld twee units pakken en op de een vier sensoren aansluiten en op de andere twee. Je hangt ze in de machine, koppelt ze met de rest en je bent klaar.” De VTUG-ventieleilanden in de basket loader/unloader beschikken intern bovendien over de dezelfde AP-bus als het CPX-AP-I-platform, zodat ze zonder probleem in het systeem kunnen worden op genomen.

Ook Van Akker ziet hoe het decentrale

Gerard Lourens van Apollo Engineering (links) en Mark van Meurs (key accountmanager, Festo) bij een ventieleiland met elektrische CTX-AP-I-interface.

CPX AP-I platform de werkwijze van Apollo Engineering ondersteunt. In het veld is het eigenlijk alleen nog maar een kwestie van koppelen en de energietoevoer aansluiten. De verschillende functionele taken van de machine kunnen helemaal worden voorbereid tijdens de opbouw bij Apollo Engineering met de benodigde I/O-terminals en ventieleilanden. Bekabelen in het veld wordt zo tot een minimum teruggebracht.

Primeur

Apollo Engineering zoekt voortdurend naar oplossingen om het leven voor de klant en henzelf zo eenvoudig mogelijk

te maken. Het gebruik van het CPX AP-I platform is voor de Friezen een primeur. Lourens raakte na een bezoek aan het Festo Experience Center in Delft en gesprekken met de productspecialisten overtuigd van de toegevoegde waarde van het in 2020 geïntroduceerde systeem. En dat terwijl de eerste ‘contouren’ van de basket loader/unloader in Aldeboarn al zichtbaar werden. Dat tekent het onderling vertrouwen. Lourens: “Je doet zaken met een toeleverancier, dat is één, maar je doet zaken met mensen, met vertegenwoordigers.”

Van den Akker vult aan: “Wij doen zaken met de mensen van Festo en dat is

gewoon heel belangrijk. We krijgen goede ondersteuning en ze staan altijd klaar om ons te helpen en zijn enthousiast om naar ons toe te komen. Het uitzoeken van ventielelanden is bijvoorbeeld altijd wel een dingetje.”

Punt uit

Daarmee past Festo ook prima bij Apollo Engineering dat zoals Lourens stelt niet al te groot is en zodoende de kracht heeft om snel te schakelen. En dan moet je toeleverancier wel kunnen volgen. “De spullen zijn ook nog goed”, zegt Van den Akker lachend. “We proberen goed werk te leveren, zodat klanten bij ons blijven. Onze klanten verlangen kwaliteit en die geven we ze – door alleen maar met kwaliteitsmerken te werken. Festo is daar een voorbeeld van en we houden van de goede contacten met de mensen die achter het merk staan. Het is een A-merk. Punt uit.”

WWW.APOLLO-ENGINEERING.NL

WWW.FESTO.NL

Bauke van den Akker van Apollo Engineering (rechts): “Onze klanten verlangen kwaliteit en die geven we ze –door alleen maar met kwaliteitsmerken te werken.”

ELEKTROPNEUMATISCHE REDUCEERVENTIELEN MET IO-LINK

De ITV#-IL serie elektropneumatische reduceerventielen met IO-Link kent drie bouwgroottes: de ITV1000-serie met een maximaal debiet van 200 l/min (ANR), de ITV2000-serie met een maximaal debiet van 1.500 l/min (ANR) en ITV3000-serie met een maximaal debiet van 4.000 l/min (ANR). Alle modellen kunnen de druk dynamisch aanpassen en automatisch op de optimale waarde instellen. Via de IO-Link-poort kunnen de regelaars uit de ITV#-IL serie worden aangestuurd via veldbussystemen. Gebruikers kunnen zo verbinding maken met bestaande regelaars. Via het display op de IO-Link-versies kunnen de gegevens van de van de controller ook op locatie worden geraadpleegd en gemonitord. Door IO-Link-communicatie kan behalve de drukregeling ook de informatie van het apparaat en de systeemstatus worden gemonitord.

WWW.SMC.NL

KABELRUPS VOOR VRIJDRAGENDE TOEPASSINGEN

De E4Q, een wereldwijd beproefde kabelrups voor toepassingen met grote vrijdragende lengtes en een hoog vulgewicht, heeft nu een nieuwe variant: de ‘L’. Afhankelijk van de breedte kost deze versie van de kabelrups tussen de 15 en 20 procent minder dan de E4Q. Om kosten te besparen is , hebben de ontwerpers van igus het ontwerp van de E4Q aangepast. De kabelrupsschakels zijn smaller, zodat de massa lager is. Het aanslagsysteem is herontworpen: De E4Q.64L is de eerste kabelrups van igus met drie aanslagen per kabelrupsschakel. De dwarsbalken zijn niet veranderd. Via twee inkepingen in de dwarsverbinders kunnen de vergrendelingshaken met twee vingers worden geopend en kan de dwarsverbinder met weinig moeite worden opgetild. De E4Q.64L wordt in 29 breedtes tussen 100 en 500 millimeter aangeboden.

WWW.IGUS.NL

Precisie

Beurs PRECISIEBEURS

De vakbeurs voor de gehele precisietechnologie waardeketen

15 & 16 NOVEMBER 2023

BRABANTHALLEN | ‘S-HERTOGENBOSCH

Maak kennis met experts en ontdek oplossingen op het gebied van de volgende thema’s:

• Mechatronic Engineering & Systems

• Metrology

•

• Vacuum & Clean

•

• Production for high precision

DIRECT GRATIS AANMELDEN | WWW.PRECISIEBEURS.NL

EX-I-SCHEIDINGSVERSTERKERS EN -MEETWAARDEOMVORMERS

De nieuwe intrinsiekveilige varianten van de MINI Analog Pro-scheidingsversterkers en -meetwaardeomvormers hebben vele internationale Ex-toelatingen voor het gebruik tot in alle Ex-zones. Bovendien maken de mijnbouwtoelating, een uitgebreid temperatuurbereik van -40 tot +70 °C en gedocumenteerde vereisten voor de toepassing tot een hoogte van 5000 m het gebruik in bijzonder veeleisende omgevingen mogelijk. Alle Ex-i-scheidingsversterkers uit de productfamilie MINI Analog Pro zijn volledig SIL-gecertificeerd en bieden u een uitgebreid portfolio voor alle toepassingen tot SIL 3 1oo1 (one out of one). Met de gateways van de productlijn kunnen tot acht verschillende analoge en digitale signalen storingsvrij in industriële bussystemen en netwerken worden geïntegreerd. De Signal Conditioner App ondersteunt eenvoudige identificatie en parametrisering van de producten en bewaking van de proceswaarden. Andere digitale functies zijn digital tagging via NFC (Near Field Communication), een digitaal typeplatje en optioneel opvragen van het fabriekskalibratiecertificaat via QR-code.

PHOE.CO/T56BNL

VEERKOPPELINGEN

Ruland maakt vierdelige veerkoppelingen (P- en MW-serie) voor encoders en zesdelige veerkoppelingen (F-serie) voor lichte krachtoverbrenging, zoals bij het aansluiten van een stappen- of servomotor op een schroef. De koppelingen worden gemaakt uit één stuk aluminium 7075 voor een lagere massatraagheid of rvs 303 voor een hoger koppelvermogen. De koppelingen kunnen verschillende soorten uitlijnfouten opvangen, waaronder hoekfouten, parallelle fouten, axiale fouten, en complexe fouten die worden veroorzaakt door frequent starten en stoppen. Het ontwerp met meerdere veren maakt ook een hogere koppel- en een grotere torsiestijfheid mogelijk dan gewone koppelingen met slechts één veer. De zesdelige veerkoppelingen uit de F-series met twee sets van drie beams bieden een hogere koppel- en meer torsiestijfheid. Ze worden geleverd met Nypatch anti-vibratiehardware om te voorkomen dat schroeven loskomen tijdens het gebruik. De vierdelige veerkoppelingen uit de P- en MW-Series hebben twee sets van twee beams. Hierdoor bieden ze meer flexibiliteit en minder lagerbelasting dan het type met zes beams. Ze hebben ook kortere lengtes, waardoor ze geschikt zijn voor toepassingen met beperkte ruimte, zoals encoders.

WWW.SPRUIT.NL

HOOGKOPPEL TANDWIELKASTEN

De GP42, GP56 en GP80 planetaire tandwielkasten met hoog koppel zijn aan te passen aan individuele vereisten en de maker meldt een lange levensduur. De tandwielkasten zijn verkrijgbaar in één- en tweetraps uitvoeringen. De tandwielen met rechte vertanding zijn gemaakt van gehard staal voor een hoger nominaal koppel van 1,8 tot 47,85 Nm, afhankelijk van de grootte van de tandwielkast. In alle drie de varianten (42/56/80 mm flens) is de zonnewieloverbrenging op de motoras gemonteerd om ruimte en kosten te besparen. Op verzoek kan voor het GP80-model een klemsysteem voor de tandwielkastverbinding worden besteld. Nanotec levert de reductoren in combinatie met BLDC- en stappenmotoren. Vierkante en ronde flenzen en verschillende overbrengingsverhoudingen zijn mogelijk, evenals Verdere aanpassingen zijn mogelijk. WWW.NANOTEC.COM

VACUÜMGRIJPERS

Het assortiment vacuümgrijpers van COVAL bestaat uit de CVGL en de MVG. De CVGL is standaard verkrijgbaar in verschillende lengtes, vermogensniveaus en grijpinterfaces. De MVG kan je configureren voor elke toepassing door de lengte, breedte, grijpinterface en vacuümgenerator te variëren. De nieuwe generatie vacuümgrijpers van COVAL omvat de CMS HD-serie vacuümpompen – onder ruwe omstandigehden (IP65) goed voor 50 miljoen cycli. De nieuwe vacuümgrijpers zijn verkrijgbaar met drie multi-stage vacuümpompconfiguraties: zonder sturing, met vacuum- en blow-off sturing en communicerend (IO-link Mode). De laatste configuratie, die het makkelijker maakt de vacuümgrijpers te gebruiken en te parametriseren, wordt verkregen door de CMS HD VX-versie van de multi-stage pomp te integreren. De configuratie beschikt over een IO-Link communicatie-interface, die voldoet aan de IEC 61131-9-norm. WWW.COVAL-INTERNATIONAL.COM

‘WASH-DOWN’ FREQUENTIEREGELAAR

De NORDAC ON PURE SK 35xP-frequentieregelaar (IP69) is speciaal ontworpen voor transporttoepassingen in de voedingsmiddelen- en drankenindustrie tot vermogens tot 1,5 kW. Dankzij het ‘wash-down’-ontwerp met ronde en gladde oppervlakken kan deze uitvoering snel en eenvoudig worden schoongemaakt – beschermingsklasse IP69 betekent dat dit ook geldt bij uiterst strenge hygiëne-eisen. De nsd tupH-oppervlakteveredeling biedt een efficiënte bescherming tegen corrosie. Om het schoonmaken nog verder te vereenvoudigen, zijn de benodigde aansluitingen teruggebracht tot een minimaal aantal stekkers voor het aansluiten van hybride kabels via één kabel. De omvormers zijn geschikt voor directe motormontage of voor wandmontage. Diverse omvormers kunnen eenvoudig via serieschakeling worden aangesloten. Alle frequentieregelaars uit de reeks

NORDAC ON, NORDAC ON+ en NORDAC ON PURE – hebben een temperatuurbereik van -30 °C tot +40 °C en zijn daarmee ook geschikt voor diepvriestoepassingen. Alle frequentieomvormers hebben een overbelastingsvermogen van maximaal 150 procent gedurende 60 s en van 200 procent gedurende 5 s.

WWW.NORD.COM

ROTERENDE SLUITINGEN

Southco breidt het programma roterende sluitingen uit met nieuwe versies met elektronische bediening en een elektronisch deurstatussignaal. Deze nieuwe producten moeten zorgen voor betere beveiliging en toegangscontrole onder zware omstandigheden. Dankzij het symmetrisch ontwerp kan hetzelfde product zowel met rechter- als linkerhand worden bediend. De geïntegreerde kabelbevestigingsbeugel de aanschaf of ontwerp van een aparte kabelbevestigingsbeugel overbodig. De nieuwe R4-25-producten zijn het antwoord op de vraag van klanten naar elektronische besturing en bewaking in veeleisende toepassingen. Met een 12V-actuator kan de sluiting worden bediend met een signaal vanaf het klantbesturingssysteem of vanaf een Southco- controller. De R4-25 is goed te combineren met Southco’s Bluetooth-controller voor draadloze bediening. Een geïntegreerde sensor signaleert als de schootplaat aangeeft dat de deur gesloten is.

WWW.SOUTHCO.COM

SERVOAANDRIJVING

De AKD2G 24A van Kollmorgen is voor één kabel geoptimaliseerde servoaandrijving is ontworpen voor toepassingen in meerassige precisie-servosystemen en beschikt over verbeterde veiligheidsfuncties, SD-kaart back-up en een grafisch display met een hoger ampèrage voor toepassingen met hogere vermogens zoals transportbanden en verticale hijstoepassingen. De AKD2G 24A levert drie keer de nominale continustroom tijdens piekbedrijf gedurende 5 s – volgens de fabrikant ideaal voor servomotoren met intermitterend gebruik en hoog vermogen. In deze piekafhankelijke toepassingen kunnen klanten hun servoaandrijving downsizen naar deze nieuwe 24A-uitvoering. De servoaandrijving biedt configureerbare opties zoals veiligheidsniveau, I/O, feedback en veldbuskeuze. Het ondersteunt een secundaire rem via een standaard X4-connector en maakt snellere bedrading van de Smart Feedback Adapter (SFA) mogelijk via een standaard X5-connector.

WWW.KOLLMORGEN.COM

ABSOLUTE KIT-ENCODER

De SMAB off-axis modulaire kit-encoder van LIKA electronics heeft een nieuwe variant met tot 24 bits resolutie met BiSS of SSI interface. De encoder is gekoppeld aan een MRAB axiale ring en werkt met een contact- en slijtagevrij magnetisch scankop. De toegepaste ring is 6 mm dik, met een grote doorlopende holle as Ø 80 mm (tot Ø 95 mm op aanvraag). De leeskop van de encoder is buiten de as geplaatst over de ring, de polen zijn axiaal gemagnetiseerd. Door het asloze, lage profiel en de off-axis uitvoering kan het meetsysteem in kleine en compacte ruimtes ingebouwd worden. De elektronica is volledig omspoten en de mechanische behuizing garandeert een bescherming tot IP69K. Hierdoor is de SMAB bestand tegen stof, olie en vloeistoffen en biedt uitstekende duurzaamheid onder zware gebruiksomstandigheden. De SMAB encoder is uitgerust met een geïntegreerde LED voor diagnostische functies. Tevens is het mogelijk de SMAB encoder zowel met kabel als met M12 connector aansluiting uit te voeren.

WWW.TEVEL.NL

ZUIGERSTANGLOZE CILINDERS

De zuigerstangloze cilinder SRL3 van CKD is dankzij het speciale ontwerp met een vlakke zuiger en een platte constructie bestand tegen hoge belastingen. De SRL3 is leverbaar in diameters tot 100 mm en slaglengtes tot 5000 mm, met verschillende montagemogelijkheden en diverse soorten einddemping. Aansluitingen variëren van M5 t/m ½”. Tevens is het mogelijk om de SRL3 uit te voeren met een volledige verstelbare slag. De cilinder is met behulp van de juiste ventielen op elke gewenste positie blokkeerbaar. Door de slede en de zuiger magnetisch te koppelen, kan de slede de positie van de ovale zuiger volgen. Ook als deze zich naar links of rechts beweegt. De diameter van de ovale zuiger kan, afhankelijk van de uitvoering van de zuigerstangloze cilinder, varieren 12 tot 100 mm. Door het gebruik van een speciale stofwerende band en stofwisser is de SRL3 geschikt voor toepassing in diverse omgevingen.

WWW.BIBUS.NL

INSTALLATIEAUTOMATEN

De nieuwe serie S300P-installatieautomaten vervangt de bestaande S200P-serie en biedt tal van nieuwe functionaliteiten, waaronder de Trip Position Indicator voor vereenvoudigde identificatie van tripping events (zoals overbelasting, kortsluiting, e.d.) en een dubbele DIN-railclip waarmee de module snel, eenvoudig en gereedschaploos kan worden verwijderd, zelfs wanneer deze op een rail is gemonteerd. Een QR code op de installatieautomaat geeft snel toegang tot documentatie, certificaten en technische gegevens. Het vernieuwde ontwerp van de aansluiting ondersteunt nu ook grotere kabels tot 35 mm². De S300P onderscheidt zich verder door een compact ontwerp in een modulebreedte. In combinatie met het ingebouwde hulpcontact zorgt dat voor besparingen op de installatieruimte. Ten opzichte van voorgaande modellen kent de S300P een hogere impulsweerstandsspanning en een lagere interne weerstand. Hierdoor blijven de vermogensverliezen beperkt en biedt de nieuwe installatieautomaat meer veiligheid en energie-efficiëntie. De S300P heeft met 25kA een hoog niveau aan overspannings- en kortsluitbeveiliging voor de volledige serie (0,2A - 63A).

WWW.ABB.NL/LOWVOLTAGE

250 VDC VOEDING

De FETA3000BC 3000 W AC/DC-gesloten voeding met een instelbare uitgangsspanning van 100 tot 350 VDC is bedoeld voor toepassingendie een snelle respons op uitgangsspanning vragen. De voeding beschikt over COSEL's ingebouwde digitale microprocessortechnologie en bevat actieve stroomdeling, waardoor het eenvoudig is om tot tien units parallel te. De FETA3000BC heeft een actief filter en maakt gebruik van een fullbridge topologie met faseverschuiving. Om het hoorbare geluid te verminderen is de FETA3000BC-serie uitgerust met een thermisch geregelde ventilator waarvan de snelheid automatisch wordt aangepast om de koeling te optimaliseren op basis van de actuele behoeften. De voeding bevat stroombegrenzingsschakelingen, overstroom- en overspanningsbeveiliging en thermische beveiliging. Power Good- en Alarmsignalen zijn beschikbaar via het interfacepaneel en de status hiervan wordt aangegeven door een LED. De unit kan op afstand worden bediend via een RC-pen. De FETA3000BC-serie is bedoeld voor gebruik in industriële omgevingen voor een temperatuurbereik van -10 tot +70 °C, 20 – 90 procent relatieve vochtigheid (niet condenserend) en een maximale hoogte van 3000m. Afhankelijk van de koelings- en assemblagemethode kan een vermogensderating van toepassing zijn.

WWW.COSELEUROPE.EU/PRODUCTS/AC-DC/FETA

Services Specials Controls Drives

‘HARSH ENVIRONMENT’-CONNECTOR

De HEC-serie 696 (‘harsh environment connector’) is bedoeld voor gebruik in de openlucht bij extreem weer, stof, vocht, contact met vloeistoffen en extreme temperaturen of trillingen. De voedingsconnector is ontworpen voor flexibele stroomlevering in hoog- en laagspanningssytemen. De connectors met bajonetvergrendeling zijn compact. In de hybride uitvoering kunnen voedings- en signaalverbinding heel efficiënt in één keer worden gemaakt. De toepassingsgebieden van de HEC zijn installaties in de procesindustrie, inclusief chemische en non-contact voedingsmiddelentechnologie, lopende bandsystemen en machines in de landbouw, bouw of mijnbouw. Om bestand te zijn tegen de mechanische, chemische en weersinvloeden bij die toepassingen zijn de componenten van de 696-serie (kabelconnectors en vierkante chassisdelen) ook leverbaar met beschermkappen. De voedingsconnector heeft zodoende een IP68-beschermingsgraad wanneer niet aangesloten en IP69K wanneer wel aangesloten. Dankzij de geïntegreerde afdichting zijn alle aders in de beschermende huls beschermd tot IP67.

WWW.BINDER-CONNECTOR.DE

3D-CAMERA VOOR OBJECTDETECTIE

De safeVisionary2 is een veilige 3D Time-of-Flight camera met Performance Level c / SIL1 voor objectdetectie en onder andere bruikbaar voor de bewaking van gevarenzones rond een machine, maar ook voor de 3D-beveiliging van mobiele platforms. Denk bij dat laatste aan onder meer de rijrichting bewaken voor bescherming van de zijkanten. Ook klifdetectie behoort tot de mogelijkheden: de safeVisionary2 kijkt in drie dimensies. Hierdoor zijn obstakels zoals trappen, maar ook vallende ladingen en kantelende voertuigen direct zichtbaar. Dat voorkomt botsingen en ongelukken. De veilige camera is volgens SICK makkelijk in bedrijf te nemen en te configureren via de SICK Safety Designer. De camerabehuizing meet 70 x 80 x 77 mm. Het 3D-veiligheidsveldbereik loopt van 2 m tot 4 m met achtergrond als referentie (horizontaal: 68°,verticaal: 42°. Het bereik van het 3D-waarschuwingsveld loopt tot 7,3 m ( horizontaal: 68°, verticaal: 52°). De safeVisionary2 kan van maximaal drie velden /acht gevallen tegelijk bewaken. De 3D-meetgegevens kunnen via Gigabit Ethernet tot 16 m bereiken. WWW.SICK.NL

SCHROEFDRAADVERLENGING

De standaard icotek producten met metrische schroefdraad worden bij de montage met een contramoer geschroefd. Zijn de draadlengtes niet voldoende dan zijn er nu de icotek TE schroefdraadverlengingen. De icotek draadverlengingen zijn verkrijgbaar in twee maten (M32, M50) en in drie lengtes (35 mm, 60 mm, 120 mm). Ze zijn flexibel met elkaar te combineren. Door de stabiele constructie kan bijna elk aantal draadverlengingen aan elkaar worden geschroefd. De lengtes kunnen ook eenvoudig worden ingekort op de daarvoor bestemde punten. De IP-bescherming blijft behouden. Door het gebruik van polyamide als materiaal en een brandklasse van UL94-V0 zijn de draadverlengingen zelfdovend en bieden ze een temperatuurbereik van -40°C tot 140°C. Bovendien is het siliconen- en halogeenvrij. WWW.CCNED.NL

AC-OMVORMERS

De AC15- en AC20-omvormers beschikken over een een onboard webserver, SD-kaartsleuf, brandmodus, twee onafhankelijke PID-lussen en meertraps sequentiële functies. De omvormers zijn bedoeld voor het industriële middensegment. De AC15-serie (foto) is compatibel met de AC10-serie en diens voorgangers. De omvormers beschikken standaard over Safe Torque Off voor SIL2/PLd en ethernetcommunicatie. De reeks is bedoeld als goedkope en compacte oplossing voor ‘open-loop’ motorbesturingstoepassingen. De AC15 is verkrijgbaar in 230 V enkelfasige, 230 V driefasige en 400 V driefasige varianten, met nominale vermogens tussen 0,37 kW en 30 kW. De AC20-serie is een uitbreiding van de AC15 voor 1,5 kW tot 180 kW in 230 V enkelfasige, 230 V driefasige en 400 V driefasige varianten. Standaard beschikken deze omvormers over EtherNet/IP en Profinet IO via de onboard ethernetpoort.

WWW.PARKER.COM

Nieuwe generatie ThinkStation

Meer kracht, snelheid en prestaties voor je zwaarste workloads

Maak kennis met Lenovo’s meest innovatieve workstations ooit. Ontworpen in samenwerking met Aston Martin voor een geavanceerde architectuur en iconisch design.

ThinkStation P5

•Nieuwste Intel® Xeon® W-2400 processor

•Veelzijdig werkpaard voor de datasets van vandaag én morgen

•Ideaal voor designers, ingenieurs en creatives

•Voert al je intensieve taken naadloos uit (BIM, 3D CAD, …)

ThinkStation P7

•Toonaangevende Intel® Xeon® W-3400 processor

•Extreem vermogen met één enkel systeem

•Ontworpen voor data scientists, ingenieurs & high-end creatives

•Verbluffende prestaties voor intensieve workflows & datasets

ThinkStation PX

•Dual 4th Gen Intel® Xeon® Scalable processors

•Toppunt van Lenovo-technologie voor ongeziene prestaties

•Verlegt de grenzen van desktop voor de meest extreme workflows

•Ultieme flexibiliteit op kantoor én in het datacenter

•Realtime rendering, machine/deep learning, verkenning metaverse

Intel® Xeon® processor

Ontdek nu de ultieme kracht & flexibiliteit van onze ThinkStations