2 15 maart - 12 april 2013 Duizend verkopen in een jaar Leapfrog komt voor zomer met professionele versie succesvolle 3D-printer Röntgendiffractie Analysesysteem Panalytical scant met tienduizendste graad door spectrum Dutch Space test uitklapbare zonnecellen met multibody dynamics
COLUMN Joost Backus is redacteur bij Mechatronica&Machinebouw. Driedimensionale frutsels Additive manufacturing (AM), populair 3D printen, staat inmiddels op het topje van de hypecurve. Tot nu toe was het oude vertrouwde subtractive manufacturing de belangrijkste productietechnologie. Je neemt een brok materiaal en zaagt, schaaft, draait, freest, kottert, boort, slijpt en schuurt er net zo lang aan tot het gewenste halffabricaat ontstaat. Bij AM start je met niets en bouw je onderdelen op uit flinterdunne laagjes of bolletjes. In de hobbysfeer slaat AM aan om allerlei frutsels te maken. Dit bevleugelt de mag ik dat zeggen technisch minder begaafde visionaire goeroetypes met een hang naar boude uitspraken. 3D printen als een ontwikkeling bigger than the web waarbij we allemaal makers worden en via een rip-mod-make-adagio zelf zaken realiseren en produceren. Andere glazenbollenlezers zien al een renaissance van de maakindustrie op basis van 3D printen. In Flux, het magazine van het Rathenau-instituut, voorspelt futuroloog Wim de Ridder recentelijk zelfs het einde van de gevestigde namen in de productie. Hij geeft aan dat er een soort doehetzelfeconomie komt. Volgens De Ridder is de toon gezet want bij Bijenkorf kun je al je eigen printertje kopen: Voor 1000 euro heb je er al een. Tja, dat vind ik nu echt allemaal je reinste kletspraat. Ga maar eens aan de slag met een hobbymachientje: leuk speelgoed, maar je kunt er bijna niks mee. Zelfs als we op het professionele vlak kijken, blijft het nog behelpen. De materialen voor AM zijn beperkt. Kun je bij traditionele productie uit een schier eindeloze lijst legeringen en materialen kiezen, bij AM zijn de mogelijkheden zeer beperkt. AM gaat ook tergend langzaam, flintertje voor flintertje, terwijl je tegenwoordig bijna dood schrikt van het verspanend vermogen van een fatsoenlijk bewerkingscentrumpje. Die koffiedikkijkers schijnen helemaal er aan voorbij te gaan dat een halffabricaat nog geen product is. Al die zooi die nu uit de 3D-printers komt, bestaat uit één materiaal. Een compleet product is echter meestal opgebouwd uit vele materialen, onderdelen en functionele modules. Een beetje een intelligent product printen uit verschillende materialen is op dit moment nog totale toekomstmuziek. Hoe stel je je dan het einde van de gevestigde producenten voor? Leuk speelgoed, maar je kunt er bijna niks mee Natuurlijk zijn er plekken waar AM prachtig functioneert. Traditionele productie gaat vaak uit van cirkels (draaien, boren) of vlakken (frezen, slijpen). Een vrije natuurlijke vorm is op deze manier vet moeilijk te realiseren. Voor 3D printen is het echter een fluitje van een cent. Afgebroken tand of gebroken bot, daarvoor is makkelijk een gepersonaliseerd reserveonderdeel te printen. Voor verschillende niches zal AM best kunnen uitgroeien tot een belangrijke technologie, dat ben ik helemaal met de goeroes eens. In Nederland zouden we er dus goed aan doen flink in te zetten op deze technologie. Nu mooie niches benutten, ervaring opdoen en het gebruik van AM en de ontwikkeling van AM-machines een zet geven. Dat zou mooi zijn. TNO, Mutracx of Océ zouden prachtige verdere ontwikkelingen kunnen inzetten. Nederland heeft nu de kans om een startupontwikkeling rondom AMtechnologie in te zetten die mogelijk nog eens uitgroeit tot een marktleider zoals ASML. Maar dat is hard werk en kost veel innovatie-inspanning. Wil de bv Nederland zoiets nog wel met al die praat over besparen? Het zou mooi zijn als de heren futurologen hun breinkracht eens zouden inzetten om na te denken hoe we de AM-inzet en AM-systeemontwikkeling een schop kunnen geven, nu en hier. Dat lijkt me zinniger dan allerlei hypeïge soundbytes zonder veel achtergrond de wereld in slingeren. MECHATRONICA&MACHINEBOUW 2 3
2 11 Nieuws Delftse start-up verkoopt duizendste 3D-printer Een jaar geleden zag het bedrijf het levenslicht maar toch heeft Leapfrog al ruim duizend machines verkocht. De spinoff van de TU Delft ziet zijn 3D-printers de deur uit vliegen. Word ook abonnee Mechatronica&Machinebouw is hét magazine voor de machine- en systeembouw in Nederland en België. In dit vakblad staan nieuws, trends en achtergronden over mechatronische systemen en machinebouw centraal. Wilt u ook niets missen op dit gebied? Dan mag een abonnement op het blad Mechatronica&Machinebouw en/of de nieuwsbrief niet ontbreken. Voor meer informatie en aanmelden gaat u naar www.mechatronicamachinebouw.nl/abonneren. 17 Nieuws Röntgenbron en detector draaien met nanoprecisie rond sample De Empyrean is een bestseller in Panalyticals productcatalogus voor röntgendiffractie. Het systeem scant met stapjes van tienduizendste graden door het diffractiespectrum. 4 MECHATRONICA&MACHINEBOUW 7
INHOUD 25 Thema Dutch Space test uitklapbare zonnecellen met multibody dynamics Tijdens de start krijgen zonnepanelen van satellieten het flink voor de kiezen. Met simulaties test Dutch Space al op aarde uitvoerig of ze de lancering zullen overleven en in de ruimte goed uitklappen. OPINIE 3 Driedimensionale frutsels - Joost Backus 15 Hoe bepaal ik wat belangrijk is? - Jaco Friedrich 21 Pneumatiek, technica non grata? - Thomas Pehrson NIEUWS 9 Kort nieuws 11 Delftse start-up verkoopt duizendste 3D-printer 17 Röntgenbron en detector draaien met nanoprecisie rond sample 43 In beeld Inhoud telt bij batterijsorteerder Sortbat Sortbat in Tienen scheidt jaarlijks zo n 2,4 miljoen kilo ingezamelde batterijen. Met verschillende trucjes krijgt het razendsnel boven water wat de chemische samenstelling is. THEMA TOOLING 25 Dutch Space test uitklapbare zonnecellen met multibody dynamics 28 FMTC ontwikkelt first time right-designmethode voor efficiënte aandrijflijnen 33 Ontwerper moet meer feeling houden met productie 38 OPW Europe ontdekt de voordelen van PLM 40 Solidworks blijft bij vertrouwde kernel maar diversificeert wel IN BEELD 42 Inhoud telt bij batterijsorteerder Sortbat FOCUS 46 De industriële verpakking als maatpak 48 Productnieuws EN VERDER 6 Foto: MI-Partners 50 Agenda 54 Fedactueel 58 Kompas 59 Colofon MECHATRONICA&MACHINEBOUW 2 5
Op initiatief van NFM, een Franse ontwikkelaar van tunnelboormachines, hebben 21 industriepartners, R&D-instellingen en mkb ers zich verenigd binnen het Europese Zevende Kaderproject Nettun (New Technologies for Tunnelling and Underground Works). Gedurende een periode van 4,5 jaar gaan de partijen de wetenschappelijke en technische uitdagingen in de tunnelboortechnologie te lijf. Tot de deelnemers behoren het Eindhovense MI- Partners en de TU Delft. De Nederlandse inbreng is gebaseerd op de seismische vibrator die MI-Partners en de TU Delft eerder ontwikkelden voor onder meer de exploratie van olie- en gasreserves. Een shaker schiet een sweep de grond in, waarna een combinatie van geofoonsensoren op de shaker en op de grond de weerkaatsingen registreert. Dat levert een boel informatie op over de bodemsamenstelling. Het principe is ook geschikt om een tunnelboor te vertellen hoe de grond en het gesteente voor de kop eruitziet. Het idee is om zo n scan te maken elke keer als de boor stilstaat. Dat gebeurt om de anderhalve meter als er betonplaten tegen de tunnelwand worden geplaatst. Rob Jenneskens van MI-Partners verwacht dat het uiteindelijke systeem zal bestaan uit één seismische vibrator en twintig sensoren. Door de kop stapjes van twintig graden te laten maken, ontstaat er een compleet beeld. Zo heeft de boor onverwachte rotsblokken, funderingen en holtes op tijd in de gaten zodat hij tijdig vaart kan minderen of kan stoppen. MI-Partners en de TU Delft moeten diverse technische hindernissen nemen. De vibrator moet een sweep kunnen maken van 5 tot 500 Hz, waarbij de vibrator en de geofoonsensoren dynamisch ontkoppeld moeten zijn van de boorinstallatie. De gevoelige mechanica van de vibrator en de sensoren moet beschermd zijn tegen water, modder en rondvliegende rotsblokken maar wel gevoelig genoeg zijn om de trillingen af te geven en op te vangen. Daarnaast is het oorspronkelijke systeem nu horizontaal in plaats van verticaal geplaatst. Dat betekent dat de zwaartekracht anders aan de vibrator trekt. Omdat de kop gaat draaien, komt die zwaartekracht bovendien steeds uit een andere richting. MI-Partners en de TU Delft gaan de komende tijd werken aan oplossingen. 6 MECHATRONICA 2
MECHATRONICA 2 7
Exhibition and Conference on Electronics and Chip Design Sponsor Wednesday 12 June 2013 1931 Congrescentrum Brabanthallen s-hertogenbosch, the Netherlands Bits&Chips Hardware Conference 2013 On 12 June 2013 Techwatch Events will organise the sixth edition of the Bits&Chips Hardware Conference, the event that traditionally attracts the best and the brightest from the Benelux high-tech electronics sector. There is business to be done at Bits&Chips Hardware Conference and expertise to be shared, so register now as an exhibitor or sponsor. Visit the website for more information. Reserve your stand now Visit www.hardwareconference.nl/en for more information www.hardwareconference.nl/en BCHC13 Partners
KORT NIEUWS Micromanipulatie Bosch tweede koper piëzoproductiemachine Solmates In december kondigde Solmates zijn eerste klant aan en deze maand kon het daar al een tweede klant aan toevoegen: Robert Bosch. Rond de zomer zal de UT-spin-off zijn Piezoflare 1200 leveren aan de Research and Advance Engineering-tak van het Duitse bedrijf. Solmates-CEO Arjen Janssens is blij met de tweede deal in korte tijd. Vooral omdat deze order komt van een wereldmarktleider in Mems-productie. Het toont aan dat er in de industrie interesse is voor onze depositietechnologie. De Piezoflare 1200 is een machine om computerchips met flexibele lagen te produceren. Met een elektrische spanning kun je zo n dunne piëzolaag laten bewegen. Dit resulteert bijvoorbeeld in microspiegels, kleine vloeistofpompen of miniatuurschakelaars. AP Vliegtuigbouw Grote order voor Dutch Aero bij General Electric De komende tien jaar mag Dutch Aero onderdelen voor de vliegtuigmotoren van General Electric maken. Dat meldt Eindhovens Dagblad. De waarde van het contract ligt tussen de 61 en 67 miljoen euro, afhankelijk van wat het Eindhovense bedrijf precies aflevert. Dutch Aero mag niet in detail uit de doeken doen wat het de komende jaren precies produceert voor General Electric. De onderdelen zijn bestemd voor F16-motoren en vallen onder militaire geheimhouding. Voor Dutch Aero komt de opdracht als geroepen. De laatste jaren was het bepaald geen vetpot voor de spin-out van Philips Machinefabrieken. Vorig jaar greep Dutch Aero nog naast een grote order voor de JSF waardoor het personeelsbestand met elf medewerkers kromp tot 65 man. AP Food Hasseltse machinebouwer Visys in Amerikaanse handen Key Technology en Visys hebben hun krachten gebundeld. Het Amerikaanse bedrijf betaalt naar verluid zo n 21 miljoen dollar voor Visys, een ontwikkelaar van optische sorteermachines voor voedselproducenten en afvalverwerkers. De assortimenten van Key en Visys vullen elkaar mooi aan. De Belgen zijn gespecialiseerd in sorteersystemen die via een goot of glijbaan worden gevoed. De Amerikanen maken vergelijkbare oplossingen die werken met een lopende band. Het in 2004 opgerichte Visys gebruikt geavanceerde lasertechnologie en hyperspectrale sorteermechanismen terwijl Key inzet op sorteren met een combinatie van camera en laser. De Hasseltse systemen vinden hun toepassing vooral in de markt voor voedselverwerking. AP Lithografie EUV-bronvermogen bereikt virtuele 80 watt ASML en Cymer hebben op de SPIE Advanced Lithography-conferentie in San Jose een update gegeven over hun EUVinspanningen. De partners wisten zes uur lang zeer stabiel 40 watt EUV-licht op een wafer te schijnen in een NXE:3100- preproductiescanner en een uur lang een iets minder stabiele 55 watt. Nog maar anderhalve maand geleden stond het record op zes keer een uur lang 40 watt. Omdat in de NXE:3300-productiemachine minder licht verloren gaat, heeft EUVlithografie nu ongeveer 80 watt betekenisvol vermogen bereikt, zeggen Cymer en ASML. Het doel is 105 watt in 2014, al is elke watt meer meegenomen. PvG Printindustrie Mutracx harkt zes miljoen financiering binnen PCB-jetspin-off Mutracx heeft zes miljoen euro aan nieuw kapitaal vergaard. De investeringsronde wordt geleid door de bestaande kapitaalschieters Brabantse Ontwikkelingsmaatschappij, Simal, Sioux en het Mutracx-management. Nieuw is de inbreng van een investeringsconsortium onder leiding van Nausicaa Ventures. Dat meldt nieuwssite Evertiq. Deze investering maakt het mogelijk dat we onze kansen kunnen verzilveren en dat we Lunaris kunnen positioneren als s werelds eerste echte digitale oplossing voor de PCB-productie, aldus Mutracx-directeur Henk Jan Zwiers. De Lunaris is een machine die de binnenlagen op een PCB kan jetten. Mutracx komt voort uit het Lunaris-project, dat Océ samen met Sioux en andere partners uitvoerde in zijn Inkjet Application Centre (IAC) op de High Tech Campus. AP MECHATRONICA&MACHINEBOUW 2 9
Ontelbaar veel applicaties, één platform Maak kennis met de meest complete systeemontwerpomgeving NI LabVIEW is de enige complete ontwikkelomgeving met de beste hardwareintegratie en compatibiliteit waarmee u elke meet- en testapplicatie met vertrouwen kunt realiseren. LabVIEW staat centraal in de grafische systeemontwerpmethode. Met deze methode wordt u niet langer beperkt in uw mogelijkheden en ontwikkelt u uw systeem sneller door de combinatie van een open platform van productieve software en herconfigureerbare hardware. De LabVIEW ontwerpsoftware biedt een ongeëvenaarde hardware-integratie en helpt u programmeren precies op de manier zoals u denkt: grafisch. >> Realiseer uw systemen sneller. Bezoek ni.com/labview-platform 0348 433 466 National Instruments Netherlands BV Pompmolenlaan 10 Postbus 124 3440 ACWoerden Tel +31 348 433 466 Fax +31 348 430 673 Chamber of Commerce # 301 168 13 Utrecht 2013 National Instruments. Alle rechten voorbehouden. LabVIEW, National Instruments, NI, en ni.com zijn handelsmerken van National Instruments. Andere vermelde producten en firmanamen zijn handelsmerken of handelsnamen van hun respectievelijke bedrijven. 09248
NIEUWS Delftse start-up verkoopt duizendste 3D-printer Een jaar geleden zag het bedrijf pas het levenslicht maar toch heeft Leapfrog al ruim duizend machines verkocht. De spinoff van de TU Delft ziet zijn 3D-printers de deur uit vliegen. Ze zijn bijna niet aan te slepen. Het bedrijf uit Alphen aan den Rijn richt zich op betaalbare systemen met een groot printvolume. Met de Creatr biedt het een semiprofessionele, kant-enklare oplossing. Later dit jaar verschijnt de Xeed, de professionelere en snellere opvolger. Alexander Pil Op de redactie van Mechatronica& Machinebouw komen regelmatig persberichten binnen van bedrijven die een mijlpaal hebben bereikt: het honderdste project is afgerond of de duizendste machine verkocht. Meestal ondernemen we geen actie omdat het te veel marketing is. In het geval van Leapfrog ligt de zaak anders. De spin-off van de TU Delft is pas sinds maart vorig jaar bezig en rondde in december al de kaap van duizend verkochte systemen. Dat doen weinig starters het bedrijf uit Alphen aan den Rijn na. Leapfrog ontwikkelt betaalbare 3Dprinters die een groot volume kunnen bestrijken. De Creatr kost slechts 1250 euro en heeft een printbereik van 23 cm breed, 27 cm lang en 22 cm hoog. Dat zijn onze unique selling points, aldus directeur en medeoprichter Mathijs Kossen. We horen vaak van onze klanten dat ze ons kiezen omdat onze machines zo n groot bouwvolume hebben. De strategie slaat aan. Het is een chaos, het dendert om ons heen. We kunnen bijna niet snel genoeg produceren om aan de vraag te voldoen. Ondanks het succes van Leapfrog was het gat in de markt relatief eenvoudig te vinden. Kossen: Tijdens mijn studie aan de TU Delft moest ik stage lopen. Via een medestudent kwam ik uit bij AV Flexologic, het bedrijf van diens vader. We gingen er aan de slag met de bouw van een 3D-printer. Er waren verschillende bouwpakketten op de markt waarmee je zelf een fragiele printer in elkaar kon zetten. We bestelden zo n doos met onderdelen en kwamen al snel tot de conclusie dat er heel veel ruimte voor verbetering was. De meeste gebruikers van een 3D-printer zitten er namelijk helemaal niet op te wachten dat ze het apparaat helemaal zelf in elkaar moeten zetten. Dat is natuurlijk ook heel logisch; een gewone printer hoef je toch ook niet zelf te bouwen? Met de Creatr sprong Leapfrog in dat gat. Het is een kant-en-klaar product, zegt Kossen. Een plug-and-play machine die je zo uit de doos op je bureau zet en waarmee je gelijk aan de slag kunt. Dat slaat aan. Ze zijn niet aan te slepen. We zijn er inmiddels ook achter dat veel van onze knowhow zit in de opzet van een goede productielijn. Om te kunnen blijven leveren, moet dat soepel lopen. Als we de productietijden kunnen terugdringen, halen we daar heel veel uit want dan kunnen we meer verkopen. Via hun netwerk vonden de oprichters van Leapfrog een partij in Oost-Europa die de productie voor zijn rekening kon nemen. Kijk, je wilt een low-cost machine aanbieden zodat je 3D-printen toegankelijk maakt voor een schappelijke prijs, licht Kossen de keuze voor het lagelonenland toe. Naar een Nederlandse partner heeft het niet eens gekeken. Hoe kun je het goedkoopst zo n printer op de markt zetten? Daar gaat het om. Dat betekent aan de ene kant verstandig inkopen en aan de andere kant verstandig assembleren. Eén keer in de twee weken rijdt er nu een vrachtwagen van de productiesite naar Nederland met honderdvijftig tot tweehonderd nieuwe printers. In Alphen aan den Rijn gebeuren de kwaliteitscontrole en de distributie. Kossen benadrukt het belang van een goede band met je leveranciers: Als het lekker loopt, heb je ook wat voor elkaar over. Bij een spoedopdracht of een designwijziging stuit je dan niet gelijk op verzet. Het werkt veel fijner als je elkaar beter kent. Gehard glas Het principe achter 3D-printing is redelijk simpel. De printkop de extruder smelt een binnenkomende plastic draad en deponeert dat materiaal op de grondplaat in de machine. Dat eerste laagje vormt de basis voor het volgende laagje. Zo stapelt De Creatr van Leapfrog kost 1250 euro en heeft een printbereik van 23 cm breed, 27 cm lang en 22 cm hoog. MECHATRONICA&MACHINEBOUW 2 11
Techwatch organises 3 rd Edition MODEL DRIVEN DEVELOPMENT DAYS Sponsor Exhibitors Claytex Services Infinite Simulation Systems Keonys MathWorks MetaCase MonkeyProof Solutions Reden Verum Software Technologies A two-day seminar on model-driven development The conference will offer presentations on finite elements, multibody dynamics, multiphysics development methods as well as model-based software and system development and testing. Visit the event and learn about: Modeling a through-wall 450 mm vacuum-compatible wafer stage Testing satellite solar panels with multibody dynamics Modeling for maintenance in a nuclear fusion reactor 24 AND 25 APRIL 2013 KLOKGEBOUW EINDHOVEN The Netherlands REGISTER NOW You can now register for the Model-Driven Development Days. Entrance to the exhibition and conference programme is free of charge when you register before 19 April 2013. www.hightech-events.nl/mdd www.hightech-events.nl/mdd
NIEUWS de printer laag op laag totdat het object klaar is. Omdat de printkop vrij in het platte vlak kan bewegen, kan de ontwerper vrijwel ongelimiteerd zijn designs printen. De printkop in de Creatr glijdt over twee metalen assen van links naar rechts. De aansturing met een simpele tandriem ziet er houtje-touwtje uit. Natuurlijk heb je betere oplossingen, geeft Kossen toe, maar dit werkt prima en het is goedkoop. Je kunt het ook makkelijk vervangen wanneer het is versleten. Twee schroefjes losdraaien en je kunt een andere tandriem plaatsen. De beweging van voor naar achter gaat op eenzelfde manier. Ondanks de eenvoudige constructie haalt de Creatr een positienauwkeurigheid van 0,05 millimeter. Dat is ruim voldoende als je bedenkt dat de laaghoogte en de breedte van de printbundel zo n 0,15 millimeter is. De printkop blijft continu op dezelfde hoogte. De benodigde beweging in de z- richting realiseert Leapfrog door de grondplaat in stapjes omlaag te brengen. We deden dat eerst langs een M8-schroefdraad maar dat werkte niet goed, vertelt Kossen. De nauwkeurigheid van de draad was niet optimaal waardoor het platform ging hobbelen. Nu zitten er in de Creatr dus drie kogelomloopspindels: twee voor en één midachter. De achterste wordt rechtstreeks aangedreven met een stappenmotor. Via een tandriem wordt die aandrijving overgebracht op de twee voorste spindels. De grote truc is om de eerste laag van het object goed te deponeren, weet Kossen. Die wordt fijngedrukt tegen de grondplaat zodat het materiaal blijft plakken. De kop moet het plastic dus precies 0,1 millimeter boven dat plateau loslaten. En dat moet over het hele oppervlak, zowel linksvoor als rechtsachter. Je hebt dus een extreem egaal oppervlak nodig. We gebruiken gehard glas. Dat is heel stevig en vlak. Nadeel is dat het wel glad is, waardoor het materiaal niet goed blijft liggen. We lossen dat op met Voor de zomer lanceert Leapfrog de Xeed, de professionele, gebruikersvriendelijke opvolger van de Creatr die 2 cm 3 per minuut print. een plastic folie dat we op de glasplaat plakken zodat het beter hecht. Om het proces nog verder te verbeteren, verwarmen we de glasplaat tot ongeveer tachtig graden. Als de eerste laag eenmaal goed ligt, is het verder een koud kunstje. Wat is technisch gezien het meest lastige onderdeel? De extruder, antwoordt Kossen direct. Het materiaal komt koud binnen. Het motortje dat de draad naar binnen trekt, duwt het langs een verwarmingselement en door de nozzle weer naar buiten. Dat moet niet te snel gaan omdat de draad dan nog niet voldoende is gesmolten. Maar het moet ook niet te langzaam gaan omdat het plastic dan te zacht wordt om netjes te printen. Proefondervindelijk heeft Leapfrog vastgesteld wat de goede motorsnelheid is. Na een paar iteratieslagen hadden we het gevonden, zegt Kossen. We hebben geen uitgebreide simulaties gedaan. Volgens mij is dat ook niet nodig bij deze nauwkeurigheden. Wel zijn we op zoek naar een stagiair van de TU Delft om de extruder eens wat wetenschappelijker te benaderen. We doen het nu met een wieltje en een lagertje. Dat werkt prima, maar het kan altijd beter. Op welke manieren zouden we het efficiënter kunnen doen? Daar zit voor ons bedrijf de ontwikkeling. Snuffelstage Oorspronkelijk had Leapfrog het plan om gelijk verschillende 3D-printers op de markt te brengen. Met de Creatr mikt het op de semiprofessionele sector waar Het meest ingewikkelde onderdeel van de 3D-printer is de extruder, die plastic draad omsmelt tot printbaar materiaal en op de goede plek deponeert. Leapfrog heeft ook een Creatrmodel op de markt met twee extruderkoppen. het vooral draait om de prijs en de printgrootte. Op de planning stond ook een professionele, snellere en gebruiksvriendelijkere machine. Door het succes van de Creatr moest Leapfrog deze Xeed even op een laag pitje zetten maar inmiddels zit de ontwikkeling in de eindfase. Met de Xeed spelen we meer in op bedrijven die de 3D-printer intensief willen gebruiken en die elke dag een ander model willen printen, legt Kossen uit. De Creatr is voor die bedrijven een beetje een snuffelstage; voor dat bedrag kunnen ze hun hoofd niet stoten maar ze kunnen wel kijken of het wat voor ze is. Als ze ermee verder willen, kunnen ze nu overstappen naar de Xeed. Die is nauwkeuriger, sneller en gebruikersvriendelijker. Alle houtje-touwtjeconstructies uit de Creatr hebben plaatsgemaakt voor meer robuuste oplossingen. Zo zijn de lineaire geleidingsassen vervangen door geulprofielen. Door die redesignslag haalt de Xeed een positienauwkeurigheid van 0,012 millimeter en print hij laagjes van 0,1 millimeter dik. Hij is bovendien vier keer zo snel als de Creatr: de Xeed print twee kubieke centimeter per minuut. Het apparaat gaat 5460 euro kosten. Verder heeft Leapfrog het printproces geautomatiseerd. Aan de Creatr moet je een laptop koppelen met de printbestanden erop. De Xeed heeft een ingebouwde computer met touchscreeninterface. De STL-files die je wilt printen, kun je nu bijvoorbeeld exporteren uit Solidworks en via draadloos internet verzenden naar de printer. Op het schermpje kun je dan eventueel de instellingen voor de opdracht selecteren. Wil je bijvoorbeeld snel printen, extra nauwkeurig of juist heel economisch? Dat soort zaken is veel makkelijker in te stellen dan op de Creatr, aldus Kossen. De komende maanden moet de Xeed op de markt verschijnen. Verwacht Kossen eenzelfde succes als bij de Creatr? Natuurlijk zou ik er graag duizend per jaar verkopen maar het is een heel andere markt. Er is wel veel vraag naar: er zijn er al behoorlijk wat gereserveerd. We verwachten eind dit jaar op zo n vijfentwintig Xeeds per maand te zitten. MECHATRONICA&MACHINEBOUW 2 13
Van een estafette word je minder moe dan van een marathon Ambitieuze doelen bereik je stap voor stap. Maar dat betekent niet dat je al die stappen ook zelf moet zetten. Als NTS-Group worden wij vaak ingeschakeld door toonaangevende machinebouwers (OEM s) die zich graag op hun core business concentreren. Door op de juiste momenten het stokje aan ons over te dragen, kunnen zij met minder inspanning sneller innoveren. Wilt u ook recht op uw doel af? Wij maken graag een afspraak voor een nadere kennismaking. www.nts-group.nl De NTS-Group is een keten van bedrijven in Nederland, Tsjechië, Israël en China. Gespecialiseerd in het ontwikkelen en bouwen van opto-mechatronische systemen en modules. Accelerating your business
OPINIE DE COMMUNICATIETRAINER Jaco Friedrich is softskillstrainer bij The High Tech Institute. jaco.friedrich@hightechinstitute.nl Hoe bepaal ik wat belangrijk is? Een managementconsultant vraagt: In mijn werk heb ik te maken met meerdere projecten bij verschillende klanten. Die afwisseling maakt het werk boeiend, maar de stapel memo s en rapporten groeit me intussen boven het hoofd. Als ik s avonds naar huis ga, heb ik door alle telefoontjes, mails en vergaderingen niet kunnen doen wat ik eigenlijk van plan was. Erg frustrerend en ik krijg steeds vaker commentaar omdat ik deadlines niet haal. Hoe schep ik orde in deze chaos? De communicatietrainer antwoordt: De theorie over prioriteiten stellen is simpel, maar het toepassen o zo lastig. Waarom? Omdat er veel factoren tegelijkertijd spelen die per persoon en per werkplek variëren en bovendien continu veranderen. Belangrijk zijn bijvoorbeeld de dynamiek van het werk, de mate waarin je kunt delegeren, het niveau van de mensen om je heen en natuurlijk ook hoe je zelf in elkaar zit. Persoonlijke neigingen die het je lastig kunnen maken, zijn perfectionisme ( nooit af, want het moet 110 procent goed ), pleasen ( als ik zeg dat ik het niet doe, vindt hij me niet meer aardig ), rampdenken ( als ik een fout maak, gaat het vreselijk mis, dus stel ik uit ), enthousiasme ( ik vind alles leuk, afmaken ben ik wat minder sterk in ) en hulpvaardigheid ( ik help graag mensen, daardoor kom ik bijna niet aan mijn eigen werk toe ). Al deze persoonlijke factoren in combinatie met alle voortdurend veranderende omstandigheden maken dat je continu bewust en actief bezig moet zijn met prioriteiten stellen. Hoe pak je dat aan? In het kort even de theorie. De prioriteit van een taak wordt bepaald door de factor belang en de factor tijd. Of iets belangrijk is, hangt vooral af van je kerntaak. Waar word je voor betaald? Stel dat je architect bent, dan is het werken aan de architectuur van een machine dus belangrijk. Het regelen van een vergadering of een berekening maken die misschien ook een engineer kan doen, is minder belangrijk. Vervolgens check je de urgentie. Moet het snel gebeuren of kan het blijven liggen? En hoe lang dan? Je moet continu bewust en actief bezig zijn met prioriteiten stellen Op basis van deze twee criteria besluit je hoeveel tijd je besteedt aan een taak en wanneer. Is het belangrijk en urgent? Dan doe je het nu en goed. Is het belangrijk en niet urgent, dan kun je het werk inplannen of alvast een begin maken. Is het niet belangrijk, maar wel urgent? Laat iemand anders het werk doen of besteed er zelf zo min mogelijk tijd aan. Niet belangrijk en niet urgent? Negeren! Ga eens bij jezelf na: wat geeft het meeste druk, urgentie of belang? Juist, urgentie. We worden geleefd door de waan van de dag. We geven toe aan de druk. Iemand aan je bureau, een mailtje, alles vraagt nu aandacht. Een deel van die dingen moet je wel doen om de boel aan de praat te houden, maar een deel is zonde van je tijd. De tijd die je hierdoor verliest, kom je tekort bij het uitvoeren van de belangrijke taken, die hierdoor ook dringend worden. Prioriteiten stellen vraagt dus een actieve houding en regelmatig nee verkopen. Maar wel met een onderbouwing. De aanpak is als volgt. 1) Zet voor jezelf de allerbelangrijkste en zware taken die je echt moet doen op een rijtje. 2) Zorg dat je tijd vrijmaakt in je agenda om deze taken te doen en wees bereid dit bikkelhard te verdedigen. 3) Zorg dat je voldoende tijd overhoudt voor allerlei tussendoordingen (gemiddeld dertig procent). 4) Wees bereid om te allen tijde je agenda en planning aan te passen indien noodzakelijk. Nog een laatste advies: maak een realistische planning en communiceer over wat je wel en niet kunt. Hierdoor word je een betrouwbare collega. De wereld zal niet gaan draaien volgens jouw agenda. Je zult continu flexibel moeten zijn, maar verlies daarbij je hoofddoelen nooit uit het oog. MECHATRONICA&MACHINEBOUW 2 15
Advance your career in Mechatronics and Precision Technology Want to work at the cutting-edge of mechatronics development in wide-ranging applications, industries and cultures? Want to work in multidisciplinary international teams alongside other experts who are eager to share their knowledge? Want end-to-end responsibility, plus genuine and visible appreciation for your success? Philips at High-Tech Systems 2013 Elevate your career to the next level. Visit Philips on Stand C90/C95 at the High-Tech Systems 2013 International Conference and Exhibition on Mechatronics and Precision Technology - April 24-25, Klokgebouw, Eindhoven, The Netherlands (www.hightechsystems.nl). We ll give you the challenges you need to make every day a rewarding experience and the resources you need to get things done. Join 120 years of innovation For immediate job vacancies, visit www.philips.com/careers
NIEUWS Panalytical zet nieuwe standaard in röntgendiffractie Röntgenbron en detector draaien met nanoprecisie rond sample De machine is net drie jaar op de markt maar toch is de Empyrean al een bestseller in Panalyticals productcatalogus voor röntgendiffractie. Met geavanceerde mechatronica slaagt het Almelose bedrijf erin om met stapjes van tienduizendste graden door het diffractiespectrum te scannen. Alexander Pil Bij Panalytical denk je wellicht niet direct aan hightech mechatronica. De röntgenapparatuur die het Almelose bedrijf ontwikkelt en bouwt, is immers bedoeld voor materiaalanalyse. Daar komt het vooral aan op chemische en fysische kennis, zou je verwachten. Voor een belangrijk deel is dat ook zo, maar de metingen in Panalyticals machines halen alleen de gewenste nauwkeurigheid als het bedrijf de benodigde bewegingen extreem goed onder controle heeft. Röntgenfluorescentie (XRF) en röntgendiffractie (XRD) zijn de technieken waar het om draait in Almelo. XRF (zie kader) wordt vooral toegepast in de industriële procescontrole, bijvoorbeeld bij staalfabrikanten of cementleveranciers. Dat soort partijen wil weten hoe hun (eind)producten zijn samengesteld. Met XRD is het mogelijk de structuur van een sample te meten. Dat is vooral interessant in researchomgevingen zoals universiteiten en onderzoekslaboratoria of de farmaceutische industrie. Figuur 1: Als röntgenlicht op een materiaal valt, kaatst een gedeelte terug op de lagen in het kristalrooster. θ De business bij Panalytical is eerlijk verdeeld tussen XRF en XRD. Waar de Almeloërs in het XRF-segment meerdere ijzers in het vuur hebben, drijft de XRD-divisie sinds een paar jaar grotendeels op twee machines: de X Pert Powder en vooral de Empyrean. Sinds de introductie van de Empyrean medio 2010 zijn er al een paar honderd van over de toonbank gegaan. Om de mechatronische eisen aan de röntgendiffractometers te kunnen begrijpen, is het handig om de middelbareschoolles over (röntgen)diffractie nog even te herhalen. Als röntgenlicht op een materiaal valt, kaatst een gedeelte terug op de lagen in het kristalrooster (zie Figuur 1). De totale teruggekaatste bundel is de som van alle reflecties aan die zogeheten diffractievlakken. Er treedt positieve interferentie op tussen die reflecties als het verschil in afgelegde weg gelijk is aan een geheel veelvoud van de golflengte. Oftewel zoals de wet van Bragg het voorschrijft als 2d sin θ = nλ, waarbij d de afstand is tussen de kristallagen, θ de dsinθ d hoek van inval en λ de golflengte van het gebruikte licht. Alle materialen hebben een eigen kristalstructuur en dus een eigen karakteristieke d-waarde. Panalytical gebruikt een röntgenbron waarvan de golflengte bekend is. Door de hoeken met positieve interferentie op te meten, kan de laagafstand d nauwkeurig worden bepaald. Daarmee is dus het materiaal geïdentificeerd. Veelal gebeurt dat door de gevonden waardes te matchen met een database. Ultieme meting De Empyrean-configuratie bestaat uit drie hoofdelementen: de bron, het sample en de detector. In het grootste deel van de versies die Panalytical verkoopt, staat het sample stil en draaien de bron en de detector daaromheen, rond dezelfde as. De meeste klanten kiezen inderdaad voor wat wij een theta-theta-configuratie noemen, vertelt Eugene Reuvekamp, manager analytical instrumentation and methods bij Panalytical. Helemaal als ze meten aan een poeder of een vloeistof. Dan moet het sample natuurlijk horizontaal blijven en mag het niet bewegen. Er zijn ook situaties waar het beter is om de bron stil te zetten. Als je een nieuw materiaal wilt doormeten waarvan de kristalstructuur nog niet eerder is vastgelegd en je het resultaat dus niet kunt matchen met een database heb je een hogere nauwkeurigheid nodig, legt Reuvekamp uit. De röntgenbuis en alle randcomponenten die erbij horen, kunnen bij elkaar wel een kilo of tien wegen. Het is lastig om dat heel precies te bewegen, dus dan kies je ervoor om de bron stil te zet- MECHATRONICA&MACHINEBOUW 2 17
NIEUWS ten. Om toch dezelfde bewegingen te maken, draait het sample mee, en de detector over de dubbele hoek. Dat doe je alleen voor de ultieme meting. Voor de meeste toepassingen is de theta-theta-configuratie goed genoeg, valt mechatronica-architect Gerco Otten bij. Het gaat om de relatieve nauwkeurigheid, om de nauwkeurigheid binnen een bepaald werkgebied. Als je een piekje heel precies wilt doormeten, of twee piekjes die heel dicht bij elkaar liggen, heb je een veel hogere resolutie nodig dan wanneer je een scan wilt doen van het hele diffractiepatroon. Dat kan zo maar een factor tien tot honderd schelen. Superstijf In alle gevallen zit de mechatronische uitdaging in het extreem synchroon laten lopen van de draaibewegingen. Er geldt immers dat de hoek van inval gelijk moet zijn aan de hoek van uitval. Een kleine afwijking en de detector kijkt net naast het interferentiepiekje en ziet niets. De Empyrean is zo nauwkeurig Het mechatronisch systeem van Empyrean is superstijf. Er mogen immers geen spelingen of vormfouten in de lagering zitten. Ook mag het niet al te duur zijn en zeker niet overdreven zwaar. dat hij reproduceerbaar stapjes van een tienduizendste graad kan maken. Het voordeel is dat het geen hoogdynamisch systeem is, benadrukt Otten. Een basale scan mag best een paar minuten duren. En voor een supernauwkeurige meting kijkt niemand ervan op als dat een paar uur duurt. De bewegingen zijn extreem traag maar wel heel constant en lineair. Reuvekamp vult aan: Het is een heel ander ontwerpregime dan bijvoorbeeld bij ASML. De eisen aan de nauwkeurigheid zijn wel hoog, maar de snelheid is Altran believes that the key challenges for Intelligent Systems are not only technology issues such as integration, security and safety but also usage and finding profitable business models. To better answer these challenges, Intelligent Systems / Altran expertise is provided by six global practices, which offer the building blocks for intelligent systems solutions. The six Global Practices (Systems Engineering, Software Engineering, Electronics, Safety, Security and Connectivity), encompassing 3000 engineers, are networked into global delivery cente rs enabling project implementation throughout Asia, Europe and North America. They are benefited from registrations such as ISO9001, ISO27001, EN9100 and CMMi ML3. Know more about Intelligent Systems / Altran on intelligent-systems.altran.com 18 MECHATRONICA&MACHINEBOUW 2
veel minder cruciaal. We proberen steeds de balans te vinden tussen performance, robuustheid en kosten. Panalytical vindt die balans door aan twee zaken extra aandacht te besteden: de mechanische constructie en het interne meetsysteem. Een van de belangrijkste componenten is de lagering, weet Reuvekamp. De bron, het sample en de detector draaien alle drie concentrisch rond dezelfde as. De röntgenbuis hangt aan de buitenste arm, de detector aan middelste en het sample aan de binnenste. Dat gaat alleen goed als je alles superstijf ontwerpt. Er mogen natuurlijk geen spelingen of vormfouten in de lagering zitten. Ook mag het niet al te duur zijn en zeker niet overdreven zwaar. Het vroeg om een speciaal ontwerp en maakproces om dat goed te krijgen over het hele hoekbereik. Zoiets kun je niet inkopen, dat is ons eigen IP. Het tweede aandachtspunt is het meetsysteem. We proberen zo dicht mogelijk bij de last te meten, vertelt Otten. Het voordeel is dat je dan het beste voor de fouten in het systeem kunt compenseren. Je weet dan immers goed wat er gebeurt en daarvoor kun je in de rest van de loop corrigeren. We meten rechtstreeks op de as, in de trommel. Even slikken De aandrijving voor de servoassen ontwikkelt Panalytical zelf. Dat doen we al jaren, zegt Otten. Voor de Empyrean hebben we een nieuwe generatie motion-controlelektronica opgezet. We werken met gedistribueerde nodes. Zo hebben we een controller die de twee bewegende assen van de goniometer kan aansturen: de detectoras en afhankelijk van de configuratie de sample-as of de bronas. Daarnaast hebben we een zeer compacte uitvoering die we gebruiken voor de aansturing van röntgenoptieken en samplestages. Oorspronkelijk was het de bedoeling om de controllers op te bergen in de mechanische unit. Dat is niet helemaal gelukt vanwege ruimtebeperkingen. Omdat synchronisatie van de verschillende bewegingen erg belangrijk is, is hiervoor in het gedistribueerde besturingsconcept een speciaal mechanisme ontwikkeld. Panalytical heeft heel bewust gekozen om de ontwikkeling van de aandrijfelektronica in eigen beheer te houden en het niet uit te besteden aan een gespecialiseerde partner. Reuvekamp geeft uitleg: Toen we hier een paar jaar geleden mee begonnen, waren de commercieel Cern en Almelo De Pixcel3D-detector in de Empyrean is het resultaat van Panalyticals deelname aan het Medipix2-project onder leiding van Cern. Meer dan zestien onderzoeksinstituten in de deeltjesfysica doen mee aan die samenwerking. Geavanceerde detectoren zoals voor het Atlas-project van Cern zijn zo complex geworden dat de ontwikkeling alleen mogelijk is door met meerdere partijen de krachten te bundelen. Panalytical is industrieel partner binnen Medipix2 en heeft zo de rechten verworven om de technologie commercieel in te zetten. De resolutie is op dit moment al zo nauwkeurig dat de detector elk foton dat binnenkomt apart kan meten en kwantificeren. Photon counting heet dat. Als partner profiteert Panalytical van de lopende ontwikkelingen op dit gebied, dus zullen zijn toekomstige systemen nog nauwkeuriger kunnen meten. Panalytical Panalytical werd in 1948 gesticht als onderdeel van Philips. In september 2002 kwam de divisie in handen van het Britse technologieconcern Spectris en sinds die tijd opereert Panalytical als een zelfstandig businessunit. Het Almelose hoofdkwartier is een van de twee competence & supply centers in Nederland. De Twentenaren nemen de ontwikkeling en bouw van de instrumenten voor hun rekening. Het andere centrum staat in Eindhoven, waar Panalytical in eigen beheer röntgenbuizen ontwikkelt. De concurrenten doen het stuk voor stuk met ingekochte buizen, maar Panalytical heeft het voordeel dat het de buizenontwerpen kan afstemmen op het machineontwerp. In Almelo werken bijna vierhonderd mensen voor Panalytical. In Eindhoven zitten er nog eens ongeveer honderd. De rest van de ongeveer duizend medewerkers die wereldwijd op de loonlijst staan, zijn hoofdzakelijk actief in sales en service. Röntgenfluorescentie De oude Nederlandse term voor röntgen is ioniserende straling. Dat is precies het kenmerk dat Panalytical gebruik in zijn röntgenfluorescentiesystemen (XRF). Met een harde röntgenstraal schijnt het op een vaste stof of een vloeistof. Daarmee schiet het een elektron dicht bij de kern uit een atoom (dat dan dus is geïoniseerd). Het atoom zal dat gat zo snel mogelijk dichten door een elektron uit hogere energietoestand terug te laten vallen. De golflengte van het foton dat daarbij vrijkomt, is heel specifiek voor het materiaal. Bij koolstof zie je een andere kleur dan bij chroom. Bij complexere materialen ontstaat er een spectrum dat een vingerafdruk is van de samenstelling. Omdat Panalytical ook de intensiteit van de fluorescentie meet, kan het ook de concentratie van alle componenten bepalen, tot enkele ppm. Het mooie van de methode is dat het materiaal niet beschadigd raakt. Datzelfde geldt overigens voor röntgendiffractie zoals Panalytical dat toepast in de Empyrean. Bij veel andere, vooral chemische, analysetechnieken moet je een deel van het materiaal opofferen om de samenstelling te achterhalen. Voor dure of unieke samples is dat natuurlijk niet wenselijk. beschikbare systemen niet zo compatibel met de overall architectuur van ons instrument. Het besturingssysteem, de interfaces, we konden er net niet mee uit de voeten. Het was allemaal net niet lekker te koppelen, waardoor we integratieproblemen zouden kunnen verwachten. Bovendien gaat het maar om relatief beperkte aantallen. Vanwege de prijsdruk op onze instrumenten is het essentieel dat we ook toegang hebben tot alle componenten. We willen een kostprijs die past bij de door ons gewenste functionaliteit. Reuvekamp geeft toe dat het besluit mede afhankelijk is van de industrie waarin Panalytical opereert. Als we in een business hadden gezeten die ultiem onder tijdsdruk zou staan, hadden we waarschijnlijk geen tijd voor de ontwikkeling genomen. Dan hadden we wellicht een andere conclusie getrokken. Aan het begin was het wel even slikken, maar nu profiteren we ervan. Het onderhoud is minimaal, we betalen een goede prijs en kunnen alles nog jarenlang universeel gebruiken en hergebruiken. MECHATRONICA&MACHINEBOUW 2 19
Focus Innovate Simplify We help you focus on your core business activities We help you take the lead and keep it We help you reduce the complexity of your business Focus, Innovate, Simplify For over 65 years, Frencken Europe has been serving an international client base in the medical, semiconductor, analytical and industrial automation markets. We enable our customers to speed up their innovation, simplify their processes and focus on their core activities, by offering design, development, and complete production of complex and advanced modules and products, based on precision mechanics, electronics and software. Frencken Europe manufactures many high precision machined parts in house and maintains a world wide supplier base for optimum cost and fl exibility. Frencken Europe s parent company, Frencken Group Ltd, is listed in Singapore. The Group has a global presence, with production sites in Europe, Asia and the USA. www.frencken.nl