I K R O N I E K I S E E N U I T G AV E VA N D E N V P T

Mikroniek VA K B L A D O V E R P R E C I S I E T E C H N O L O G I E

JAARGANG 45 - NUMMER 2

De nauwkeurigste meetmachine ter wereld • De trekradius • IOP nano-dispensing • 3D Moulded Interconnect Devices • www.precisieportaal.nl • Marketing • ApplicatieCentrum Productietechnologie M I K R O N I E K I S E E N U I T G AV E VA N D E N V P T

Precisie in beeld

Een levelsensor voor ASML, Ozone Monitoring Instrumenten voor ESA en NASA, een retro-reflector voor de Very Large Telescope delay lines voor ESO en een infrarood kalibratieinstrument voor Alcatel: een greep uit de instrumenten die TNO heeft ontwikkeld in de afgelopen jaren. Onze missie Wij ontwikkelen zeer stabiele optomechanische instrumenten die zich onderscheiden door de stringente eisen waaraan ze moeten voldoen. De instrumenten die wij maken vinden hun toepassing in ruimtevaart, wetenschap en industrie. Naast het uitvoeren van projecten verrichten wij continu onderzoek samen met universiteiten en instituten om de beste te blijven in ons vak.

Wij garanderen onze klanten state-ofthe-art technologie, onder andere op het gebied van oppervlaktemetrologie, adaptieve optiek en nauwkeurige pointing systemen. Contract research voor industrie TNO is een contract research organisatie, hetgeen inhoudt dat de ontwikkeling van een instrument projectmatig verloopt. Een voorbeeld hiervan is de ontwikkeling van een turnkey instrument. Hierbij wordt het ontwikkeltraject, geheel of gedeeltelijk, in nauw overleg met de klant doorlopen. De samenwerking kan resulteren in een haalbaarheidsstudie, een optisch conceptontwerp of de realisatie van geavanceerde optische componenten.

TNO Industrie en Techniek, Stieltjesweg 1, Postbus 155, 2600 AD Delft, T 015 - 269 20 00, F 015 - 269 21 11, www.tno.nl

Kennis voor zaken

Mikroniek - 2005

2

Colofon

Doelstelling Vakblad voor precisietechnologie en fijnmechanische techniek en orgaan van de NVPT. Mikroniek geeft actuele informatie over technische ontwikkelingen op het gebied van mechanica, optica en elektronica. Het blad wordt gelezen door functionarissen die verantwoordelijk zijn voor ontwikkeling en fabricage van geavanceerde fijnmechanische apparatuur voor professioneel gebruik, maar ook van consumentenproducten.

In dit nummer 5

Uitgever Redactie Advertentie-acquisitie NVPT Redactiesecretariaat NVPT Janette van de Scheur E-mail [email protected] Vormgeving en realisatie Twin Design bv Postbus 317 4100 AH Culemborg Telefoon 0345 – 470 500 Telefax 0345 – 470 570 E-mail [email protected]

Bekende verworvenheden als het comparatorprincipe van Abbe, geavanceerde laserinterferometrie, moderne softwarecompensatie, thermische en dynamische isolatieprincipes, minimale warmteontwikkeling en minutieuze kalibratie combineren met het bewerken van bijzondere materialen

12

Druk op de trekradius

17

3D MID brengt technologieën samen

20

IOP nano-dispensing

24

De website nader belicht

Uitgave Nederlandse Vereniging voor Precisie Technologie (NVPT) Postbus 190 2700 AD Zoetermeer Telefoon 079 – 353 11 51 Telefax 079 – 353 13 65 E-mail [email protected] Abonnementskosten Nederland, € 55,00 (ex BTW) per jaar Buitenland € 70,00 (ex BTW) per jaar

Supernauwkeurig meten

29 33 34

Het drukverloop op de radius uitrekenen en vervolgens proberen om de radius zo te modelleren dat de drukverdeling het gewenste verloop heeft

Nader onderzoek naar de integratie van producten met daarin spuitgegoten kunststof onderdelen en klassieke elektronische printplaten. 3D Moulded Interconnect Devices of 3D MID technologie biedt de mogelijkheid tot volledige integratie van deze onderdelen

Het is goed mogelijk visceuze oplossingen te vernevelen met electrospray technieken. Deze technieken worden echter nog niet of nauwelijks toegepast voor het nauwkeurig doseren van kleine volumina. Onderzocht wordt om de mogelijkheden van precieze dosering middels electrospray technieken verder uit te werken

Het onderwerp wat ditmaal wordt belicht is keramiek. Dit gebeurt aan de hand van het artikel “Eigenschappen, fabricage en toepassingen van technische keramiek”

Persberichten NVPT nieuws Marketing De techniek ten opzichte van marketing en vice versa

Mikroniek verschijnt zes maal per jaar. © Niets van deze uitgave mag overgenomen of vermenigvuldigd worden zonder nadrukkelijke toestemming van de redactie. ISSN 0026-3699 De coverfoto is beschikbaar gesteld door IBS Precision Engineering.

3

Mikroniek Nr.2

2005

Hoe kleiner het product, hoe groter de productiemachine

editorial

Onze industrie is de bron van waardecreatie in onze maatschappij. De Noordzee is redelijk leeggevist, de laatste winbare olie moeten wij er bijna uitpersen en tomaten kun je beter kweken in een land waar het warm is zodat je CO2 omzet in plaats van uitstoot. Een dienstenmaatschappij met alleen advocaten en notarissen creëert alleen toegevoegde kosten. Verpleegsters en musici zijn ook toegevoegde kosten, maar zorgen in elk geval voor toegevoegd welzijn. Kortom: wat er ook in China gebeurt, wij zullen de industriële concurrentie aan moeten gaan. Concurreren doe je niet op je zwaktes, maar op je sterktes. Onze zwaktes zijn de hoge lonen en gebrek aan vele goedkope handjes. Met de vervaardiging van producten die je door mensen handen in elkaar zet, denk aan koffiezetapparaten, etc., ga je een concurrentiestrijd aan, die je van tevoren al hebt verloren. Chinese handen zijn veel goedkoper. Microsysteempjes kan je alleen met machines in elkaar zetten. Maar dan ben je er nog niet. Iedereen kan die machines kopen. Concurreren doe je ook door slimmer te zijn dan je concurrent. Het aantal intelligente microsysteemproducten loopt straks in de miljarden. Simpel gezegd: zo’n 2 miljard mensen zullen straks, verstopt in hun omgeving 200 intelligente apparaatjes hebben, thuis, in de auto en op het werk. Dat is 400 miljard. Nu werden in de goldrush in Californië in 1850 niet de goudzoekers rijk, maar de toeleveranciers van kleding en gereedschappen, Levis en Caterpillar. Zo ook met de machines om 400 miljard microsysteempjes te produceren. Het probleem zit ‘m niet in het siliciumdeel, maar in het gegeven dat als producten kleiner en kleiner worden, de behuizing en power het probleem gaan vormen. Ineens wordt het niet meer een mono-discipline rondom silicium, maar een multidisciplinaire uitdaging. Je moet complete (microsysteem) producten ontwerpen in bouwvolume rondom de kubieke inches en straks centimeters en betrouwbaar geproduceerd krijgen. Met natuurlijk de noodzakelijke micro- en soms al nano-precisie. Dus niet meer de PC of de mobiele telefoon in aantallen van miljoenen, maar allerlei soorten intelligente producten zoals een 1 mm dikke draadloze kamerthermostaat, draagbare (thuis) diagnoseapparaatjes, tot intelligente autoradarsensoren toe en dan in aantallen van miljarden. Maar net als bij de goldrush van 1850 zijn het vooral nu de hightech machinebouwers die bij uitstek succesvol kunnen worden. Die industrietak kan voor de BV Nederland van cruciaal belang zijn als verdedigbare bron van waarde creatie. Wij blijken goed te kunnen zijn als het maar complex wordt en multidisciplinaire oplossingen nodig zijn. Concurreren door slim om te gaan met je sterktes. In dit geval: kennis en kunde op microprecisietechnologie in te zetten door nieuwe hightech productieapparatuur te maken voor nieuwe producten. Dr Ir Egbert-Jan Sol Directeur Kennis,TNO Industrie & Techniek

Mikroniek Nr.2

2005

4

MEETMACHINE

ISARA

Supernauwkeurig meten met ISARA De nauwkeurigste meetmachine ter wereld. Dat durft IBS Precision Engineering in Eindhoven te claimen voor zijn meetmachine ISARA, zie afbeelding 1. Inderdaad is een volumetrische meetonzekerheid van 30 nm binnen een meetgebied van 100 bij 100 bij 40 mm een prestatie die waarschijnlijk zijn weerga niet heeft. Die nauwkeurigheid is bereikt door op een slimme manier bekende verworvenheden als het comparatorprincipe van Abbe, geavanceerde laserinterferometrie, moderne softwarecompensatie, thermische en dynamische isolatieprincipes, minimale warmteontwikkeling en minutieuze kalibratie te combineren met het uiterst nauwkeurig bewerken van bijzondere materialen. De ISARA is een gezamenlijke ontwikkeling van IBS en Philips CFT: Centre for Industrial Technology.

• Frans Zuurveen •

D

De naam IBS staat voor de beginletters van Ingenieurs Bureau Spaan. Dat werd in 1993 opgericht door Henny Spaan, die aan de TU Eindhoven de geometrische meettechniek met de paplepel kreeg ingegoten door zijn afstudeerhoogleraar prof. Piet Schellekens. In 1995 promoveerde Spaan op de softwarecompensatie van afwijkingen in gereedschapmachines. Softwarecompensatie vormt de kern van de expertise van IBS Precision Engineering, dat momenteel bestaat uit 16 medewerkers. Dat zijn voornamelijk ontwerpers en monteurs, want productie van precisiecomponenten wordt uitbesteed.

Afbeelding 1. IBS Precision Engineering claimt dat zijn meetmachine ISARA de nauwkeurigste niet-laboratoriummachine ter wereld is.

5

Mikroniek Nr.2

2005

MEETMACHINE

ISARA

Diversiteit IBS biedt een programma met twee kenmerken: de producten hebben te maken met precisiegeometrie en ze worden ontworpen in overleg met de klant. Dat laatste wil zeggen dat er nauwelijks voorraad is en dat er altijd langdurig wordt overlegd voordat het tot een klantenorder komt. Dat geldt vooral voor de complete meetmachines, die zijn toegespitst op een specifiek meet- of positioneerprobleem. Het geldt in wat mindere mate voor sensoren en luchtlagers. Op het gebied van dienstverlening is IBS actief door het testen van gereedschapmachines volgens norm ISO 230.

Afbeelding 3.Vera, een contactloos onrondheids-meetinstrument van IBS.

Luchtlagers van gesinterd materiaal hebben het voordeel dat de lucht kan toestromen vanuit een oneindig aantal openingen. Het Amerikaanse New Way maakt zulke lagers op maat uit gesinterde koolstof, aluminiumoxide of siliciumcarbide. IBS is alleenvertegenwoordiger voor Europa en helpt bij het ontwerpen van een luchtlager, dat vervolgens in de VS met grote precisie wordt vervaardigd. IBS levert ook de contactloze capacitieve en inductieve opnemers van Lion Precision in St. Paul, Minnesota, zie afbeelding 2. De resolutie van hun nieuwste capacitieve opnemer met een diameter van 3 mm bedraagt maar liefst 0,5 nm bij een meetgebied van 20 tot 30 µm in combinatie met een hoge lineariteit. De opnemers van Lion Precision ontwikkelen nagenoeg geen warmte en de meeste zijn geschikt voor toepassing in vacuüm. De precisiemachines die IBS volgens klantenspecificatie ontwerpt, hebben bijna altijd een granieten basisplaat van BoTech bv in Helmond. Dat geldt ook voor de Vera, een contactloos onrondheids-meetinstrument, zie afbeelding 3. De Vera meet producten met een diameter tot 300 mm en een lengte tot 1250 mm met een meetonzekerheid van minder dan 1 µm.

Mikroniek 2005

De Alice is een plaatsingsmachine die is ontworpen voor het CERN in Genève. De machine positioneert siliciumplakken – voor het detecteren van deeltjes – met een plaatsonzekerheid van minder dan 1 µm op een soort ladderframe met een lengte van 2 m, zie afbeelding 4. IBS heeft niet alleen het plaatsingsmechanisme ontworpen, maar ook een speciale vacuümgrijper voor het oppakken en deponeren van de plakken. ISARA, zie afbeelding 5, is een supernauwkeurige universele coördinatenmeetmachine, waarin bijna alle verworvenheden van de hedendaagse geometrische meettechniek zijn samengebracht. De naam Isara is afkomstig van het oude Mesopotamië. Isara was daar de Soemerische godin van de eed, of de koningin van het oordeel. Voor de Hetieten was Isara de koningin van het gebergte.

Afbeelding 2. Capacitieve en inductieve opnemers van Lion Precision.

Nr.2

Afbeelding 4. Plaatsingsmachine Alice (a) positioneert bij het CERN siliciumplakken met een onzekerheid van minder dan 1 µm op een soort ladderframe (b).

6

Metrology frame

probe xyz-stage

mirror table granite base

suspension frame Afbeelding 6. Het invar meetframe met drie laserinterferometers van Renishaw. Measuring probe

Afbeelding 5. ISARA combineert allerlei basisprincipes van de hedendaagse geometrische meettechniek.

Xprobe

Comparatorprincipe Ernst Abbe legde vanaf 1846 de optisch-wetenschappelijke basis voor de firma Carl Zeiss. Omstreeks 1890 formuleerde hij zijn comparatorprincipe: “Ter vermijding van parallax-fouten is het noodzakelijk een meetsysteem coaxiaal te positioneren ten opzichte van de as waarlangs de verplaatsing moet worden gemeten.” In de ISARA is het comparatorprincipe consequent toegepast door te werken met een meetpunt – oftewel Abbe-punt – dat zich vast in de ruimte bevindt. Drie laserinterferometers van Renishaw “kijken” in de x-, y, en z-richting naar hetzelfde punt, zie afbeelding 6. De interferometers zijn gemonteerd in een frame van invar, dat – zoals bekend en zoals de naam zegt – een uiterst kleine thermische uitzettingscoëfficiënt heeft: niet meer dan 10-6 °K-1. In het meetpunt bevindt zich – vast in de ruimte – een zeer gevoelige taster voor het toucheren van het werkstuk. Op die taster komen we nog terug. De interferometers ontwikkelen ieder niet meer dan 0,1 W warmte. Toch zijn ze zo ver als mogelijk van het werkstuk gemonteerd door hun lichtweg door middel van vezeloptiek af te buigen. Ook op de thermische afscherming komen we nog terug.

Xlaser Contact position Afbeelding 7. Schematekening van interferometer, taster en het blok van zerodur met drie reflecterende vlakken.

Het werkstuk ligt op een blok van zerodur, zie afbeelding 7, een soort gesinterd glas met eveneens een geringe thermische uitzetting. Het glazen blok is uitwendig voorzien van drie reflecterende vlakken, die zowel uiterst vlak zijn als exact haaks ten opzichte van elkaar staan. Omdat steeds in het Abbe-punt wordt gemeten, veroorzaken hoekfouten in de x-, y-, en z-verplaatsing van blok met werkstuk uitsluitend meetfouten van de tweede orde. Met andere woorden: die meetfout is evenredig met het kwadraat van de hoekafwijking in radialen. (Bij niet voldoen aan het Abbe-principe zou de fout evenredig zijn met het product van de hoekafwijking en de afstand tussen meettraject en meetstandaard.)

De werkstuktafel Uit het voorgaande zou men kunnen concluderen dat er nauwelijks eisen worden gesteld aan de tafel die het werkstuk door het meetgebied beweegt. Hoekfouten veroorzaken immers alleen meetfouten van de tweede orde. Maar aangezien het hier om een instrument gaat dat meet in het nanometergebied, diende er toch een speciale werkstuktafel te worden ontworpen, zie afbeelding 8. Een combinatie van drie blokken bewerkstelligt de beweging van de tafel in x– en z-richting. Dat zijn twee blokken met ieder een tegengesteld gericht vlak met een helling van 45°, en daartussen een blok met twee vlakken van 45°. Op het

7

Mikroniek Nr.2

2005

MEETMACHINE

ISARA

horizontale bovenvlak van het laatste blok is de y-slede geplaatst. Als de twee onderste blokken met dezelfde snelheid in dezelfde richting bewegen, levert dat een verplaatsing in de x-richting. Bewegen ze onder dezelfde condities tegen elkaar in, dan ontstaat er een verplaatsing in de z-richting. De y-slede er bovenop is van “conventioneel” ontwerp. Magnets

Coil

Y Z=

f(X

1, X 2)

Afbeelding 10. Lineaire motoren met stilstaande permanente magneet en bewegende spoel drijven de sleden aan.

X1 X2

Z Y X

Motor

Afbeelding 8.Tekening (a) en computeranimatie (b) van de x,y,zwerkstuktafel. In (b) is boven ook het zerodur spiegelblok zichtbaar.

Wire

Spring

Afbeelding 11.Balancering van de massa van het middelste blok met kabel, veer en motor. De afbeelding toont de onderkant van de drie x,z-blokken.

De massa van het middelste blok is door middel van een kabel met veer zorgvuldig gebalanceerd, zie afbeelding 11. Een motor met besturing via de verplaatsingsmeting zorgt dat de veer steeds dezelfde kracht blijft leveren.

Afbeelding 9. De kogelgeleidingen in de werkstuktafel.

Het zou verleidelijk zijn de blokken ten opzichte van elkaar te geleiden met behulp van luchtlagers. Maar omdat thermische effecten in deze machine uit den boze zijn, is gekozen voor kogelgeleidingen, zie afbeelding 9. Weliswaar is die constructie enigszins overbepaald, maar door op geometrie geselecteerde kogels toe te passen, is het effect daarvan gering terwijl toch voldoende stabiliteit wordt bereikt. Door één der kogelbanen niet V-vormig maar vlak uit te voeren, is een kinematisch ontwerp zoveel mogelijk benaderd. Lineaire motoren met stilstaande permanente magneet en bewegende spoel drijven de sleden aan, zie afbeelding 10. De snelheid wordt nauwkeurig gestuurd binnen een gebied van 0,01 tot 10 mm/s door terugkoppeling van de eerste afgeleide van de gemeten positie.

Mikroniek Nr.2

2005

8

Thermische en mechanische afscherming Het vermogen dat de interferometers en de motoren gezamenlijk produceren, is kleiner dan 1 W. Hoewel dat zeer gering is en de thermische uitzetting van meetframe en spiegelblok beperkt blijven, zijn er toch maatregelen getroffen om omgevingsinvloeden uit te bannen. Daarom is het meetgedeelte omhuld door een aluminium kap, die als stralingsafscherming fungeert en zo als het ware een thermisch laagdoorlaatfilter vormt, zie afbeelding 12. Afbeelding 13 bewijst de effectiviteit ervan. Door de thermische afscherming volstaat een thermostatering van de omgevingslucht van 20 ± 0,5 °C. Meetframe en werkstuktafel zijn enigszins flexibel op de granieten basisplaat gemonteerd, zodat de – uiterst geringe – thermische vervorming geen ongewenste spanningen veroorzaakt. De basisplaat met een massa van 500 kg is afgesteund op luchtbuffers, zie afbeelding 5, zodat een massaveer-systeem met een eigenfrequentie van 5 Hz is verkregen. Dat betekent dat trillingen van buiten de opstelling met een frequentie hoger dan 5√2 Hz alleen verzwakt worden door-

gegeven. Het geheel is te beschouwen als een mechanisch laagdoorlaatfilter. Baseframe Invar Aluminium Operator, Lights

Afbeelding 12. Een aluminium kap schermt straling af en fungeert zo als thermisch laagdoorlaatfilter.

De uiterst geringe stijfheid van de tasters betekent dat werkstukvervorming nauwelijks een rol speelt. Desondanks is er een extrapolatie-algoritme ontwikkeld voor het elimineren van de indrukking van het werkstuk door een boltaster.

dT

0

1

2

3

4

5

6

Dummy metrology frame without shielding Dummy metrology frame with shielding

≈ dT/10

0

1

2

3

4

5

6

4

5

6

4

5

6

enclosure

≈ dT/100

0

1

2

3

≈ dT/1000

0

1

2

3

Afbeelding 14. De capacitieve taster van NPL met een kogeldiameter van 150 µm.

Time (hours)

Afbeelding 13 De afname van buiten naar binnen van de amplitude van temperatuurwisselingen bewijst de effectiviteit van de stralingsafscherming.

De tasters Bij de ISARA kunnen twee typen tasters worden geleverd. Een daarvan is een capacitieve opnemer van het Engelse NPL, zie afbeelding 14. De kogeldiameter bedraagt 150 µm, de massa 370 mg, de resolutie 3 nm en de stijfheid 10 N/m.

Kalibratie Het bijzondere van de ISARA is dat alleen eventuele fouten van het spiegelblok een eerste-orde-effect hebben. Die fouten zijn de vlakheidsafwijkingen van de drie spiegels afzonderlijk en de afwijkingen in de onderlinge haaksheid ervan. Henny Spaan is specialist in softwarecompensatie van meetfouten. Dus is – behalve het meettechnisch fundamenteel zuivere ontwerp – compensatie van de spiegelfouten de “crux” van ISARA. De hoekafwijkingen van het spiegelblok kunnen eenmalig worden bepaald door in de meetmachine zelf een nauwkeurig bewerkt vierkant kalibratiepolygoon te meten. Afbeelding 16 laat het principe zien. Het in vier verschillende standen meten van de hoeken tussen spiegel en polygoon levert uitkomsten waaruit de polygoonhoeken zijn te elimineren. De berekende afwijkingen van het spiegelblok kunnen zo worden geïntegreerd in de programmatuur van de meetmachine.

De andere taster is een ontwerp van de TU Eindhoven. Het is een taster die werkt met piëzo-elektrische rekstrookjes, zie afbeelding 15. De kogeldiameter bedraagt 250 µm, de massa 20 mg en de stijfheid 100 N/m. De resolutie is 1 nm.

Afbeelding 15. De door de TU Eindhoven ontworpen 1nm-taster met piëzo-elektrische rekstrookjes en een kogeldiameter van 250 µm.

9

Mikroniek Nr.2

2005

MEETMACHINE

ISARA

Afbeelding 16. Hoekkalibratie met een vierkant polygoon. Door de hoekverschillen γ1 t/m γ8 in vier verschillende standen van het polygoon te meten kan de hoek αxy tussen x- en y-spiegel worden berekend zonder dat de hoeken βA t/m βD van het polygoon bekend zijn.

De bedieningssoftware die bij de machine wordt geleverd, is heel gebruiksvriendelijk. Papier en potlood zijn overbodig dankzij het basisprogramma van het Franse softwarebedrijf Metrolog. IBS heeft wel het programma aangepast aan de extreme nauwkeurigheid van de ISARA.

Ten slotte Alle inspanningen leveren ten slotte een machine met een meetonzekerheid van 15 nm in de x- en y-richting en van 25 nm in de z-richting. Dat resulteert in een volumetrische meetonzekerheid van 30 nm. Dat is in de wereld van de geometrische meettechniek ongeëvenaard voor een niet-laboratoriumproduct. Een resultaat waarop IBS Engineering en Philips CFT best trots mogen zijn.

Informatie Hans Ott, sales engineer IBS Precision Engineering Industrieterrein Esp 201 5633 AD Eindhoven Tel/fax 040-290 1270/1279 www.ibspe.com [email protected]

Mikroniek Nr.2

2005

10

ACP

ApplicatieCentrum Productietechnologie schakelt voor MKB tussen praktijk en kennis Industriële ondernemers uit het MBK die tegen praktische problemen aanlopen bij hun productieproces kunnen sinds november vorig jaar met hun vragen terecht bij het ApplicatieCentrum Productietechnologie (ACP) in Eindhoven. Deskundigen bij dit onafhankelijk adviescentrum helpen ondernemers om te beginnen gratis hun vraag duidelijk te krijgen en het probleem te specificeren.

N

Na de formulering van de case waarvoor een oplossing wordt gezocht, gaat het ACP op zoek naar bedrijven of kennisinstellingen waarvan het weet dat die de juiste kennis in huis hebben. Het neemt hiermee een last van de schouders van de ondernemer die niet meer zelf op zoek hoeft in de kennisdoolhof. In de afgelopen vier maanden zijn door het ACP al zeker vijftig vragen geformuleerd. Die variëren van: waar vind ik apparatuur om het proces van waterstraal snijden te bewaken tot bestaat er een nieuwe methode om zitsystemen voor rolstoelen te fabriceren?

Economische en technologische ontwikkelingen dwingen de ondernemer voortdurend zijn strategie aan te passen om op de markt de concurrentie de baas te blijven. Een koerswijziging heeft vaak niet alleen gevolgen voor de productiefaciliteiten maar ook voor de organisatie op zich. Ook om de knelpunten op dit scheidsvlak van technologie en organisatie op te sporen en aan te pakken, biedt ACP een helpende hand. Het legt verbindingen tussen bedrijven en kennisinstellingen of tussen bedrijven onderling zodat kennis in de praktijk wordt toegepast.

De vragende ondernemer komt weer in beeld als een kennisdrager is gevonden. Samen met de deskundige van het ACP en de kennisdrager wordt beschreven hoe de kennisdrager het probleem gaat oplossen. Voor deze laatste fase van advies moet worden betaald. Omdat het ACP is ingeschakeld, wordt de helft van dat bedrag gesubsidieerd, tot een maximum van 4000 euro subsidie per project. De ondernemer betaalt 50% van het totaalbedrag aan het ACP dat de afwikkeling van de subsidie regelt. Voor de ondernemer is de administratieve rompslomp in het gehele proces dus beperkt.

Doel is dat het centrum een spilfunctie krijgt bij een betere benutting van kennis in het MKB. In het verlengde daarvan zal het bijdragen aan de versterking van de wisselwerking tussen het MKB en de kennisinstellingen. Dat is ook de reden dat het ministerie van Economische Zaken het ACP voor de komende vijf jaar subsidie heeft toegekend. In totaal heeft het ACP ruim 10 miljoen euro voor deze periode beschikbaar.

De schakelrol van het ACP tussen praktijk en kennis is één van de actiepunten die genoemd worden in de Industriebrief die het kabinet eind vorig jaar naar de Tweede Kamer heeft gestuurd. Doel is te helpen de concurrentiekracht van het MKB te vergroten. Dat kan onder meer door de ontwikkeling van innovatieve productiemethoden en productietechnologie te bevorderen. Het centrum biedt ook ondersteuning bij de introductie van de geavanceerde productietechnieken en methoden.

Het ApplicatieCentrum Productietechnologie is een samenwerkingsverband tussen partijen uit de maakindustrie. Het is een uniek gezamenlijk initiatief van ondernemingen (CMFGroup, Mecon, Philips AT) brancheverenigingen (Vereniging FME-CWM, Koninklijke Metaalunie, NEVAT), het Mikrocentrum en TNO Industrie. Naast de individuele dienstverlening, verzorgt het ACP ook workshops en opleidingen. Bovendien belegt het centrum bijeenkomsten waarbij de uitwisseling van onderlinge kennis centraal staat. Meer informatie staat op www.acp4mkb.nl Frank Kramer Directeur ACP

11

Mikroniek Nr.2

2005

LANGS

DE RADIUS

op Druk de INLEIDING

Bij het bewerken van plaatmateriaal ontstaat vaak de situatie dat materiaal langs een radius moet bewegen. Meestal heeft men dan van doen met het maken van driedimensionale voorwerpen uit vlakke plaat. Een heel bekend proces waarbij dit gebeurt is natuurlijk het dieptrekken. Echter er zijn veel meer processen waarbij het materiaal langs een radius glijdt, denk maar aan het maken van auto-onderdelen via een strekproces of aan bepaalde manieren van buigen. Essentieel voor de volgende beschouwing is dat het materiaal langs de radius beweegt, en er een wrijvingskracht ontstaat langs de radius.

• Prof. ir. F. Doorschot • Prof. ir. J.A.G. de Deugd •

B

Bekend is dat er bij het bewerken van plaat hoge mechanische spanningen optreden. Om de volgende redenen is het van belang om deze spanningen (drukken) te kennen: 1. Bij het kiezen van het gereedschapsmateriaal moeten we er voor zorgen dat dit materiaal de optredende druk kan weerstaan. 2. Bij de keuze van het smeermiddel mag de olie niet vast worden bij de heersende druk (hierop kom ik terug). 3. Als we ook nog het drukverloop over de radius kennen zijn we in staat om de loop van de olie te sturen (ook hierop wordt teruggekomen).

Mikroniek Nr.2

2005

12

Bij de keuze van het gereedschapsmateriaal is er meestal niet zo’n groot probleem, de meeste gereedschapsmaterialen zijn goed in staat de optredende drukken te weerstaan. Alleen in extreme omstandigheden, b.v. als de radiï erg klein worden kan men problemen verwachten. In het vervolg zal duidelijk worden hoe groot de radius mag worden. Als men de radius gekozen heeft en men gaat produceren dan zal (zeker in de massafabricage) na verloop van tijd op de radius een aftekening te zien zijn. Deze kan zo groot worden dat het leidt tot strepen op de producten en soms zelfs tot het kapot trekken van het te vormen onderdeel. Dit probleem wordt nog vervelender als het productmateriaal gaat

trekradius “aanladen”. Aanladen is het verschijnsel waarbij het productmateriaal zich afzet op het gereedschapsmateriaal, we zullen er nu niet verder op ingaan. Een ervaren gereedschapmaker kent dit verschijnsel en zal reageren met “het poetsen van de radius”. Opmerkelijk is dat de aantekening altijd ontstaat op de plaats waar het materiaal weer van de radius afloopt en dit is een indicatie van het feit dat hier de druk wel het grootst zal zijn. Doordat de gereedschapmaker de aangetekende plaats wegpoetst, zal er naar verloop van tijd geen radius meer zijn maar een andere vorm. Als we er nu in slagen om het drukverloop op de radius uit te rekenen dan kunnen we ook proberen om de radius zo te modelleren dat de drukverdeling een door ons gewenst verloop heeft. Bijvoorbeeld, we kunnen ervoor zorgen dat de druk overal even groot is, of zelfs zo, dat de druk bij het verlaten van de radius kleiner is dan bij het begin!

gedrag meer vertoont. Er is indertijd geen uitbreid onderzoek gedaan naar dit effect, helaas er was geen tijd voor ook toen al niet. De bekeken oliesoorten toonde geen stromingsgedrag meer bij drukken die lagen tussen de 600 en 800 N/mm2. Het waren oliesoorten die normaal gebruikt worden bij het koudvervormen van materialen. Tenslotte is er nog de ringstuikproef die vreemde resultaten geeft bij hoge drukken. In de ringstuikproef drukt men ringetjes (van b.v. bu/bi 10mm en 5mm en een dikte van 5mm) plat tussen twee vlakke stempels in axiale richting. We kunnen dan het volgende waarnemen: De buitendiameter wordt groter (lijkt me logisch). De binnendiameter kan Groter worden. Gelijk blijven. Kleiner worden.

Smering Bij het koudvervormen van materialen wordt op grote schaal gebruik gemaakt van smeermiddelen. Het is goed om hier even stil te staan bij dit smeerproces, er zijn wat vreemde verschijnselen te melden. Indien we praten over smering dan hebben we allemaal iets in het hoofd van twee oppervlakken die lekker over elkaar glibberen (b.v. een paling in een emmer met snot). Maar treedt dat wel op bij de hoge drukken waar we nu over praten?

Wat er gebeurt hangt af van de mate van platdrukken en de wrijvingscoëfficiënt. Het aardige is dat we dit proces goed kunnen doorrekenen, waarbij het ook nog mogelijk is om zelf het wrijvingsmodel te kiezen. Verder weten we dat de drukken in dit proces erg hoog kunnen oplopen (b.v. tot 5000 N/mm2). Kiezen we als wrijvingsmodel het model van Coulomb met als wrijvingscoëfficiënt m dan geldt: W=µ*N Metingen laten nu het volgende zien:

In de literatuur kan men vinden dat de viscositeit afhangt van de temperatuur T en de druk p met de formule:

Smeren we niet dan vinden we µ=0,2 ——0,3 Met smering vinden we µ=0,12 ——0,14 Echter waarmee we smeren maakt kennelijk niet uit. We hebben beproefd: Dikke olie Dunne olie Molycoot Water Voor ons was dit een complete verrassing, misschien heeft dit te maken met het vast worden maar echt begrepen is dit effect nog niet. Het wordt nu weer tijd om naar de trekradius zelf terug te keren.

η = η0xeαp-βT Uit onderzoek dat we samen uitvoerden met de TUD bleek al snel dat de viscositeit, bij drukken van enige omvang (500 N/mm2), zo groot werd dat we eerder moesten spreken over een vaste stof dan over een vloeistof. Een tweede effect dat waard is om te vermelden is, dat bij het opwekken van hoge drukken in olie, om hydrostatische spanningen aan te brengen, inderdaad is waargenomen dat olie zich gaat gedragen als een vaste stof en geen stromings-

13

Mikroniek Nr.2

2005

LANGS

DE RADIUS

De trekradius

In figuur 1 hebben we schematisch de trekradius weergegeven, bij A loopt het materiaal de radius in en bij B verlaat het materiaal de radius weer. Zowel bij A als bij B wordt het materiaal gebogen en hiervoor is arbeid nodig. Om de zaak eenvoudig te houden laten we deze arbeid weg. De fout die we hiermee introduceren bedraagt maximaal 15%, zoals een afschatting heeft laten zien. We brengen nog een vereenvoudiging aan namelijk we veronderstellen dat de R die we in fig.1 en 2 aan de rechterzijde zien oneindig groot is. Dit betekent dat b gewoon recht is. Deze situatie treedt bijvoorbeeld op als we een rechthoekig product dieptrekken en dan op de rechte kanten. We bepalen de som van de krachten in de X- en Y-richting:

b

S1 G (o) G.t.b

A

G.t.b.dθ µP (G+dG).t.b.

P

θ p(θ)

y

x

d(θ)

Σ Kx= 0,

t

B

π

G(–) 2

Figuur 1

t p(θ) = –––– .σ(θ) ρ(θ) σ(θ) = σ(0).eµ.θ

a b1

z1

1. ∆θ

a1

z2

b2

2 ∆θ

Voor de definitie van de verschillende grootheden zie de figuren.

a2

We eisen nu dat p(θ) overal gelijk is in de radius en wel gelijk aan p(0) dus:

ρ (0) = ρ0 ∆θ

ρ1 ∆θ

ρ2

zi bi

∆θ ∆θ

b1

i ∆θ

p(θ) = p (0)

ai

Als we dit invullen dan:

∆θ

ρ(θ) –––– = eµ.θ ρ0

ρ1

We hebben nu gevonden de kromtestraal als functie van de hoek θ.

T

π ρmax = ρ (–) 2

R

Figuur 2

Mikroniek Nr.2

Σ Ky= 0

Als we dit verder uitwerken dan vinden we de welbekende formules zoals die bij riemen gelden en bij touwen die we om een ronde paal hebben geslagen. Dit is natuurlijk ook logisch daar we de invloed van de buigingen hebben verwaarloosd. We zullen de krachtevenwichten niet echt uitwerken daar men dit in elk technisch handboek zo terug kan vinden, we volstaan met het meedelen van de resultaten. We vinden:

R

S2

en

2005

14

Opmerking: Als we de straal ρ met dρ in de formule laten groeien, dan ontstaan dezelfde vergelijkingen als we nu hebben gevonden, daar er dan alleen termen bij komen die klein zijn van hoger orde. Deze kunnen we dus weglaten, maar we moeten onthouden dat ρ wel een functie mag zijn van θ.

Als we de gevonden “trekradius” toepassen dan bereiken we dus dat de druk op de trekradius overal even groot is.

Hiermee liggen de belangrijkste grootheden van de “trekradius” vast.

We weten nu van de kromme het volgende: 1 De ρ0, deze mogen we vrij kiezen, b.v. 5×t (5 maal de plaatdikte). 2 In elk punt weten we de grootte van de kromtestraal.

Voorbeeld: Stel we moeten een product dieptrekken van 12mm rond (dus R=6mm) met een wanddikte t=0,2mm. Hiermee wordt ρ0=5×0,2=1mm R/t=6/0,2 =30. In de bovenstaande tabel vinden we dan in de kolom onder 30 a/ρ0= 1,21 dus a = 1×1,21 = 1,21mm b1/ρ0= 1,366 dusb1 = 1×1,366= 1,366mm en ρmax/ρ0= 1,542 dus ρmax= 1×1,542= 1,542mm

In figuur 2 hebben we aangegeven hoe we de gevraagde kromme kunnen construeren. In woorden komt het erop neer dat we de ρ0 vrij kunnen kiezen, b.v. 5×t (met t is de plaatdikte). We weten dat ρ0 verticaal staat (zie fig. 2) We draaien nu over de hoek ∆θ verder en vinden z1. Met de bovenstaande formule kunnen we de ρ1 uitrekenen immers θ=1X∆θ,we cirkelen deze afstaand om en vinden het punt T. Daarna gaan we weer ∆θ verder en herhalen de procedure met θ=2×∆θ. Zo ontstaat dan ρ2 en z2. Door deze procedure te blijven herhalen kunnen we de hele gezochte kromme construeren. Men kan deze procedure helemaal mathematisch uitwerken, we zullen dat hier niet doen omdat het ons gaat om technologisch relevante gegevens, zoals a, b1 en rmax. We vinden voor µ=0,12, en µ=0,14 de volgende waarden:

a/ρ0 = b1/ρ0 = ρmax/ρ0=

20 1,3 1,532 1,791

0

µ=0,12

µ=0,14

–0.2

1,072 1,129 1,207

1,085 1,152 1,246

–0.4

Tot nu toe hebben we alleen gekeken naar rechte kanten, dus met R is oneindig. We laten nu dit gegeven los en gaan kijken naar gebogen vlakken. U kunt hierbij denken aan dieptrekken waarbij R dan de halve diameter van het getrokken product is. De tabel die hieronder gepresenteerd wordt blijft evenwel ook kloppen voor het strekproces en het buigen (zie inleiding). In principe lopen de berekeningen precies hetzelfde als bij rechte vlakken echter de formules worden veel ingewikkelder en uitgebreider. Het heeft niet zoveel zin om deze formules weer te geven, het gaat ons om technologische inzichten en niet om wiskunde. R/t a/ρ0 b1/ρ0 ρmax/ρ0

Hiermee liggen de hoofdwaarden voor de trekkromme vast. Uiteraard is het mogelijk om de totale kromme punt voor punt vast te leggen met de formules. Maar meestal is het voldoende om deze hoofdwaarden aan te houden. De rest van de kromme kan men dan benaderen met een kwart van een ellips. In figuur 3 is de echte kromme als voorbeeld weergegeven.

30 1,21 1,366 1,542

40 1,171 1,297 1,442

50 1,149 1,259 1,388

60 1,135 1,235 1,355

70 1,126 1,219 1,331

80 1,119 1,207 1,315

90 1,113 1,197 1,302

100 1,109 1,19 1,292

y

i

–0.6

–0.8

–1

–1.2 0

0.2

0.4

0.6 x

0.8

1

1.2

i

Figuur 3

Conclusies We zijn nu in staat om een aantal technologische conclusies te trekken. Hiervoor keren we terug naar de inleiding de punten 1,2 en 3

15

Mikroniek Nr.2

2005

LANGS

DE RADIUS

Punt 1

Punt 2

Voor de druk op de trekradius hebben we gevonden:

We zagen in het hoofdstuk over smering dat er problemen met de olie ontstaan bij drukken van 600 N/mm2 (Voor de veiligheid neem ik de kleinste). Net als onder punt 1 kunnen we dan zeggen pmax=600=800/β Hieruit volgt β=800/600=1,33 Als de trekradius 1,33×t wordt zal de smering haperen. Wat er dan precies gebeurt valt met de huidige inzichten niet te voorspellen. Verder gelden ook hier de opmerkingen zoals gemaakt onder punt 1.

t p(θ) = –––– .σ(θ) ρ(θ) ρ(θ)=5×t We zien dat we de t uit de formule kunnen wegstrepen. σ(θ) kan nooit groter worden dan de breekspanning van het materiaal. Stel we zijn bezig met het trekken van ChroomNikkel-staal 18/8 met een trekvastheid van 800 N/mm2 Hiermee vinden we voor pmax=800/5=160N/mm2. Deze druk is zo laag dat elk gereedschapsmateriaal dit met gemak aan kan. We kunnen echter ook uitrekenen bij welke ρ0 er problemen zullen ontstaan. Stel het gereedschapsmateriaal kan 1200N/mm2 aan, dan ρ=β×t met β als onbekende. Dus: pmax=1200=800/β Hieruit volgt β=800/1200=0,67 Als de trekradius 0,67×t wordt zal het gereedschapsmateriaal het begeven. Nu past geen enkele vakman zo’n kleine radius toe, maar wat wel kan gebeuren is dat de gekozen radius niet perfect aansluit op het trekgat in de trekmatrijs. Ook is het mogelijk dat bij het poetsen een trapje in de radius wordt gemaakt, en dan gaat het mis.

Mikroniek Nr.2

2005

16

Punt 3 We gaan nu even terug naar de berekening van de nieuwe “trekradius”. Hierbij hebben we ervoor gezorgd dat de druk voor elke hoek θ even groot is. Als we dat niet doen maar een echte radius nemen blijkt dat de druk voor θ=π/2 het grootst is. Als er dan al olie aan het begin van de radius aankomt zal hij toch niet de radius inlopen omdat de druk daar groter is. Dus de nieuwe radius zal de smering bevorderen. Echter we kunnen vanuit de berekeningen nog verder gaan en de druk zelfs in de radius laten afnemen waardoor de smering nog meer gestimuleerd wordt. Bij bijv. onronde producten kunnen we door het kiezen van verschillende “radiï” ook het smeermiddel in een andere richting dan de loop van het materiaal sturen. Of de voordelen hiervan opwegen tegen de nadelen die bij het maken van de matrijs ontstaan zal van geval tot geval bekeken moeten worden.

3D MOULDED INTERCONNECT DEVICES

3D 3D 3D MID brengt

3D technologieën

3D samen 3D 3D Wanneer men producten heeft met daarin spuitgegoten kunststof onderdelen en klassieke elektronische printplaten is het interessant integratie van deze onderdelen nader te onderzoeken. 3D Moulded Interconnect Devices of 3D MID technologie biedt de mogelijkheid tot volledige integratie van deze onderdelen. De voordelen zijn legio, integratie behuizing en elektronica, miniaturisatie en bovenal: kostenbesparing

• M. van den Hurk •

P. Senster •

R.Tacken •

([email protected])

M

MID’s zijn spuitgegoten kunststof onderdelen waarin elektrisch geleidende sporen zijn geïntegreerd. Dit heeft enorme voordelen ten opzichte van klassieke methoden omdat de ontwerper van de producten nu volledig vrij is in de vormgeving waardoor elementen en complete producten steeds kleiner gemaakt kunnen worden. Gevolg is ook dat door de vermindering van het aantal onderdelen de producten goedkoper en eenvoudiger geproduceerd kunnen worden. Een voorbeeld van een koelkastonderdeel uitgevoerd als MID is in afbeelding 1 weergegeven. Dit onderdeel is een schakelaarhouder met connector en elektrisch circuit ineen [1] gemaakt van een glasgevuld polyamide. Het elektrische circuit bestaat uit koper met een dikte van 35 micron met daarop een dunne lood-tin laag. Afbeelding 1: Koelkastonderdeel van PA66 GF30 met kopersporen. De gebruikte techniek is hot-embossing.

17

Mikroniek Nr.2

2005

3D MOULDED INTERCONNECT DEVICES

Fabricagetechnieken Er kunnen een aantal verschillende technieken worden onderscheiden waarmee het mogelijk is 3D MID onderdelen te maken. Deze technieken hebben elk hun eigen voor- en nadelen en de keuze voor een bepaalde methode zal dan ook worden gebaseerd op de eisen die aan een product worden gesteld. Vragen die vooraf moeten worden gesteld hebben onder andere betrekking op de flexibiliteit van het ontwerp, de dimensies van de sporen, productievolumes en de mate van 3D functionaliteit. Een aantal van deze technieken wordt hier besproken waarbij moet worden opgemerkt dat dit geen compleet overzicht van alle verschillende methoden is. a) Hot embossing Een oudere en veelgebruikte techniek is hot embossing. Hierbij wordt uitgegaan van een spuitgegoten kunststof product waarop in de volgende processtap of meteen in een speciale spuitgietmachine een metaalfolie wordt gebracht. Een verwarmd stempel waarvan de verhoogde delen overeenkomen met het elektrisch patroon, wordt op de folie gedrukt waardoor dit lokaal aan de kunststof hecht. Vervolgens worden de folieresten verwijderd en is het MID onderdeel klaar. Op deze manier is het mogelijk om 2D en 2,5D onderdelen te fabriceren. Deze techniek is bij uitstek geschikt voor de productie van grote aantallen en voor onderdelen waarbij de elektrische sporen vrij dik moeten zijn. Ook de keuze voor het aantal kunststoffen is groot. In afbeelding 2a is een voorbeeld van het oude ontwerp van een steun van een servomotor weergegeven [1] en in afbeelding 2b dezelfde steun maar nu uitgevoerd als 3D MID onderdeel.

Afbeelding 2a: Steun voor een servomotor in klassieke uitvoering en verschillende onderdelen. Afbeelding 2b: Steun voor servomotor van polyamide met 35µm koper en PbSn finish.

Mikroniek Nr.2

2005

18

b) Spuitgieten Door het toepassen van 2-komponent spuitgiettechnologie kunnen complexe 3D producten met een geïntegreerd elektrisch circuit worden gemaakt: door selectieve metallisatie van één van de twee kunststof oppervlakken op het 2K-product kan een circuit gecreëerd worden. Deze methode biedt een enorme ontwerpvrijheid maar dat brengt met zich mee dat de benodigde spuitgietmatrijzen ingewikkeld en kostbaar zullen zijn. Deze methode is zeer interessant als volledige 3D vormgeving bij grote aantallen noodzakelijk is. Een eenvoudiger variant op het spuitgieten van twee componenten tot een product is het met kunststof omspuiten van een metalen deel. Hierbij wordt een losstaand metalen circuit in een matrijs gebracht waarna er kunststof omheen wordt gespoten. Weer een andere variant gebruikt een flexibele drager met sporen welke wordt omspoten, dit proces wordt capture decal of film overmoulding genoemd. c) Laserbewerkingen Door gebruik te maken van lasers met de juiste golflengte is het mogelijk twee verschillende bewerkingen (voor deze toepassing) op een oppervlak uit te voeren. De eerste methode is een subtractieve methode waarbij een geleidende laag selectief van een oppervlak wordt verwijderd. Door dit op een manier te doen waarbij elektrisch geïsoleerde sporen ontstaan is het mogelijk een volledig elektrisch circuit op een kunststof oppervlak aan te brengen. Een tweede methode is een additieve methode waarbij er door het bulk polymeer een speciaal metaalorganisch additief wordt gemengd dat zonder verdere behandelingen niet elektrisch geleidend is. Als het oppervlak met een laser wordt bewerkt zal een deel van dit additief worden verwijderd waardoor het metaaldeel vrij komt te liggen. Op deze kiemen kan vervolgens met galvanische methoden een geleidend spoor worden gegroeid. In het kader over de chemie achter elektrische geleidende lagen wordt dieper ingegaan op het selectief aanbrengen van metalen op kunststoffen. Deze beide methoden zijn niet geschikt om volledige 3D structuren te maken omdat alleen het oppervlak van een onderdeel kan worden bewerkt, het aanmaken van geleidende circuits in het volume is niet mogelijk. Deze methode is zeer goed inzetbaar wanneer zeer fijne structuren (miniaturisatie) of ontwerpflexibiliteit nodig zijn. Bijvoorbeeld voor rapid-prototyping en rapid-manufacturing toepassingen. Afbeelding 3 geeft een voorbeeld van een lasergestructureerd kunststof product, de drager en elektronica voor een optische sensor [2].

Metallisatie van MID producten Stroomloze (ofwel: electroless) metallisatie is de geëigende methode voor het metalliseren van MID producten. Hierbij wordt een metaal, veelal koper of nikkel, vanuit een oplossing neergeslagen op het kunststof oppervlak. Het neerslaan gebeurt via een reductie van metaalionen door een reduktor die, net zoals de metaalionen zelf, in de oplossing aanwezig is. In tegenstelling tot bij galvanische processen hoeft het product daarom niet verbonden te worden met een extern elektrisch circuit.Voorwaarde is wel dat het kunststof oppervlak eerst bedekt wordt met geadsorbeerde katalytische deeltjes waarop de metaaldepositiereactie zal verlopen. Als katalysator wordt meestal palladium gebruikt wat vanuit een colloïdale oplossing specifiek wordt aangebracht op de kunststof. Speciaal voor MID-achtige producten zijn er daarnaast voorbekiemde polymere granulaten op de markt gebracht welke reeds gevuld zijn met katalysatordeeltjes; zo zijn er specifieke gevulde typen voor zowel (2K-)spuitgiet- als laserbewerkingstoepassing. Afbeelding 3:Voor- en achterkant van een drager met elektrisch circuit voor een optische sensor. Materiaal PA6/6T GF30

Ontwerpen voor 3D MID Eén van de belangrijkste kenmerken van elektromechanisch MID componenten is de combinatie van twee of meer functionaliteiten in één product. Om te profiteren van de mogelijkheden en voordelen, die de MID technologie biedt, is in de ontwikkelingsfase wel een collectieve aanpak van meerdere vakdisciplines noodzakelijk. Zowel ontwerpers, gereedschapsmakers en spuitgieters, maar ook productietechnologen en ontwikkelaars van de elektrotechnische componenten zijn bij het ontwikkelingsproces betrokken. Bovendien is het van belang, dat een mogelijke toepassing van de MID technologie vroeg in de ontwerpfase in overweging wordt genomen en met alternatieve mogelijkheden vergeleken wordt. In die fase is het nog mogelijk een grote invloed op de productvorm en het productieproces uit te oefenen. Algemeen geldt: hoe verder een ontwikkelingsproces gevorderd is, hoe hoger de veranderingskosten zijn.Van de voordelen en vooral ook van de mogelijkheden tot de integratie van nieuwe functionaliteiten door middel van MID technologie kan optimaal geprofiteerd worden, mits de vaak traditionele scheiding tussen de constructie van mechanische en elektronische componenten opgeheven word

Toekomst van 3D MID In buurland Duitsland is in de loop der jaren heel veel kennis opgedaan van allerlei verschillende 3D methodieken. Dit blijkt onder andere uit de oprichting, in 1993, van de onderzoeksvereniging 3D-MID e.V. [3] die jaarlijks conferenties rondom MID organiseert en de toepassing van vele MID producten in de automotive industrie. In Nederland worden regelmatig initiatieven ontplooid maar grootschalige toepassing van 3D-MID lijkt nog niet gestart te zijn. Door de grote voordelen die met MID te behalen zijn, zal het slechts een kwestie van tijd zijn voor MID ook hier brede bekendheid krijgt.

Referenties [1] J. Hackert, Bolta-Werke GmbH, Gottmadingen, Duitsland [2] TNO Industrie & Techniek, Eindhoven [3] Die Forschungsvereinigung Räumliche Elektronische Baugruppen 3-D MID e.V., Erlangen, Duitsland.

19

Mikroniek Nr.2

2005

IOP

NANO-DISPENSING

Electrospray

& biochips De cellen waarvan je gemaakt bent, hebben een volume niet veel groter dan een picoliter. Ondanks die minieme grootte zit iedere cel op een uiterst ingewikkelde en dynamische manier in elkaar. Via feed-back en feed-forward systemen reguleert een cel zichzelf, past zich aan aan zijn omgeving en geeft signalen af aan andere cellen. Ziekten worden vaak veroorzaakt doordat een van die regelmechanismen niet helemaal goed meer werkt. De processen die zich binnen cellen afspelen zijn zo ingewikkeld, dat we er nog steeds niet erg veel van begrijpen en dagelijks worden er spectaculaire ontdekkingen op dit gebied gedaan. Steeds meer van dat soort ontdekkingen zouden onmogelijk zijn zonder de inzet van microtechniek.

• Prof. Dr. JP Abrahams • M. Kuil • J Marijnissen •

B

Begrip van de processen binnen een cel vereist kennis van het gedrag en de interacties van de componenten binnen die cel. Die componenten zijn moleculen die zich bij voorbeeld kunnen aggregeren tot goed gedefinieerde, lang-levende complexen. Echter, soms vormen ze een onderdeel van vloeibare membranen of gaan maar korte interacties aan met andere moleculen. Sommige moleculen kunnen chemische reacties katalyseren, andere kunnen krachten genereren, sommige zijn signaalmoleculen, andere hebben een structuMikroniek Nr.2

2005

rele rol. Veel van die moleculen zijn door de natuur ontworpen om elkaar te herkennen en elkaars activiteit en eigenschappen te beïnvloeden. Wanneer we hun natuurlijk gedrag willen begrijpen, moeten we die componenten in oplossing bestuderen. Immers, de inhoud van een cel is vloeibaar en de componenten van een cel zijn vaak op de een of andere manier opgelost – in een waterige omgeving of in de lipofile omgeving van een membraan.

20

Nu is het vaak heel moeilijk om de componenten van een cel zuiver in handen te krijgen zodat we hun eigenschappen nader kunnen bestuderen. Vaak is het zelfs maanden werk om maar een milligram van een eiwit te isoleren! Daarom proberen onderzoekers analyses te doen met zo weinig mogelijk materiaal: het is goedkoper, je kunt meer proeven doen en het is vaak ook beter te automatiseren. Wij verwachten dat deze ontwikkelingen binnenkort ook in de dagelijkse praktijk steeds zichtbaarder zullen worden. Eerst zullen bij de ziekenhuizen, daarna bij de huisartsen en ten slotte zelfs bij de patiënten thuis allerlei diagnostische tests plaatsvinden, waarbij biochips gebruikt zullen worden. Veel biochips zijn niet veel anders dan een miniatuur poffertjesplaat: een grote hoeveelheid druppeltjes die in een regelmatig patroon op een oppervlak zijn neergelegd. Ieder druppeltje heeft zijn eigen speciale samenstelling of bevat een uniek soort molecuul en de eigenschappen van de moleculen in zo’n druppeltje kunnen bestudeerd worden met gevoelige technieken zoals fluoriscentie. Voor een diagnostische test wordt dan vervolgens aan elk druppeltje wat van de te analyseren stof toegevoegd. Een van de uitdagingen van de microtechniek is het fabriceren van zulk soort biochips op een goedkope, foutloze en precieze manier. Voor het maken van biochips met een array van verschillende druppeltjes zijn er verschillende technieken, die allemaal op de een of andere manier hun oorsprong vinden in document-productie. We vinden equivalenten van de vulpen, van de stempel en ook van de inktjet printer. Ze hebben met elkaar gemeen dat een oplossing in een bijzonder kleine volume op een oppervlak aangebracht wordt. Ieder van die technieken heeft zo zijn voor- en nadelen, maar tot nu toe is geen enkele techniek ideaal.

Figuur 1. Array van 81 druppeltjes polyethyleen glycol met een molecuulmassa van 200 gr/mol. De druppelgrootte is ongeveer 100 micrometer

Figuur 2. Detailopname van de polyethyleen druppeltjes uit figuur 1

Wat zijn de voorwaarden waaraan een nano-doseer systeem zou moeten voldoen voor de productie van biochips? Uiteraard moeten de volumes zeer klein kunnen zijn, in de orde van pico-liters, en moeten de druppeltjes heel reproduceerbaar zijn, zowel wat betreft hun volume als plaats waar ze op het substraat worden neergelegd. Inktjet systemen voldoen aan deze eis, en dit principe wordt dan ook veel toegepast. Verder is het essentieel dat het doseersysteem biocompatibel is. Zo mag de temperatuur van de druppeltjes niet te hoog worden. Het bubblejet principe valt daarom af, omdat hierbij de oplossing aan de kook gebracht wordt. Systemen gebaseerd op piëzo dispensing zijn daarentegen juist wel geschikt. De grootste nieuwe uitdagingen aan een nano-doseersysteem voor bio-applicaties zijn de volgende: het ideale systeem heeft veel verschillende kanalen, liefst duizenden, zonder dood volume, en het is goed in staat om ook visceuze oplossingen nauwkeurig te doseren. Wat betreft de laatste twee punten voldoet de huidige piëzo-techniek nog niet, en zeker het doseren van visceuze oplossingen zonder deze te verwarmen zal waarschijnlijk nooit lukken. Er bestaat echter wel een geheel andere technologie waarmee ook visceuze oplossingen verspoten kunnen worden, gebaseerd op het principe van de electrospray. In de biotech wordt electrospray nu vooral ingezet voor het maken van kleine druppeltjes waarvan de samenstelling vervolgens met massaspectrometrie geanalyseerd wordt. In electro-spray wordt een potentiaalverschil aangebracht tussen een vloeistofdruppel en een tegenelectrode. Als gevolg van de krachten die hierdoor ontstaan, vervormt het oppervlak van de druppel. Wanneer het spanningsverschil tussen de druppel en de tegenelectrode hoog genoeg is, vervormt de druppel zich zelfs tot een kegelachtige structuur met een scherpe punt, de zogenaamde Taylor-cone. Vanaf het topje van die kegel worden dan kleine, geladen druppeltjes afgevuurd in de richting van de tegenelectrode. Tegelijkertijd wordt de vloeistof die vanaf de top van de Taylor-cone verspoten wordt, aangevuld (bij voorbeeld met een slangetje en een pompje). Van belang voor dit proces zijn vooral de

21

Mikroniek Nr.2

2005

IOP

NANO-DISPENSING

geleidbaarheid van de oplossing en het potentiaalverschil, de geometrie van de druppel en de tegenelectrode, en de snelheid waarmee de Taylor-cone aangevuld wordt. Echter, de viscositeit van de oplossing is maar van secundair belang en zelfs heel stroperige oplossingen kunnen met electrospray zonder veel problemen verspoten worden in druppeltjes met volumes veel kleiner dan een picoliter. Vandaar dat wij, in een project gefinancierd door Senter, onderzochten of wellicht electro-spray principe ingezet zou kunnen worden voor nauwkeurige nano-dosering van biologische oplossingen.

Figuur 4. Microscoop met gemonteerde electrospray unit

Bron: Delft Integraal 1999/6

Figuur 3. Foto van een sproeiende electrospray. De Taylor cone is het vloeistof lichaam dat aan de metalen hangt. Een fijne nevel van verspoten druppeltjes vormt zich tussen de Taylor cone en een geladen oppervlak (Niet zichtbaar in deze afbeelding).

Al vrij snel hadden we een opstelling gebouwd waarmee we arrays van kleine druppeltjes konden maken op een glasplaatje. Pas toen begon het echte onderzoek. Een grote uitdaging is de calibratie van het systeem. Anders dan in piëzoof bubblejet technieken, is electrospray geen zogenaamde ‘drop-on-demand’ technologie. We moesten dus uitvinden hoe kort een hoogspanningspuls moest zijn om de electrojet aan te schakelen, en hoeveel volume er dan op het glasoppervlak gedeponeerd wordt. Met een programmeerbare hoogspanningsgenerator en een omgebouwde microscoop wisten we ten slotte een systeem te ontwikkelen waarmee we nauwkeurig konden meten wanneer en hoeveel oplossing door een gegeven spanningsverschil op een oppervlak wordt ge-‘sprayed’. Hiertoe monteerden wij een zelfgebouwde electrospray module onder een fluoriscentiemicroscoop, waarbij het nodig was dat de electrospray naar boven, in het gezichtsveld van de microscoop spoot. Door een minieme hoeveelheid fluorescerend materiaal toe te voegen aan de te verspuiten vloeistof, konden wij, na meting van de totale fluorescentie van de geponeerde druppeltjes, hun volumes nauwkeurig bepalen

Mikroniek Nr.2

2005

22

De belangrijkste conclusie van ons onderzoek was dat electrospray slechts onder bepaalde voorwaarden een geduchte concurrent van piëzotechnieken zou kunnen vormen. Een belangrijke zwakte van electrospray bleek de traagheid van de opbouw van de Taylor-cone te zijn. Dit stelt een ondergrens aan de schakelsnelheid van de spray. Op veel manieren probeerden we hier iets aan te doen. Zo hielden wij bijvoorbeeld het spanningsverschil continu hoog, zodat de vloeistof bijna een Taylor-cone vormde, maar nog net niet begon te sprayen. Voor dosering hoefde de potentiaal dan maar een beetje verhoogd te worden. Verder bleek ook dat de geleidbaarheid van de oplossing de dynamiek van de electrospray op belangrijke wijze beïnvloedde. Iedere oplossing vereist zijn eigen spannings-schakelprotocol en een kleine verandering in bijvoorbeeld de zoutsterkte vereist een nieuwe calibratie. Helaas vereiste onze applicatie dat de fysisch-chemische eigenschappen van elk van de doseren vloeistoffen verschilt van de anderen. In elk van de nano-duppeltjes wilden wij tot zo’n acht verschillende oplossingen mengen in een hele reeks van onderlinge verhoudingen. De calibratie werd hierdoor nog extra bemoeilijkt, doordat ook de geleidbaarheid van het druppeltje dat al gedeponeerd was op de tegenelectrode een effect heeft op het electrospray proces. Al met al lukte het ons niet om een robuust systeem te bouwen dat reproduceerbaar en nauwkeurig genoeg was. Dat betekent echter in geen geval dat electrospray geen nuttige applicaties zou kunnen hebben in de fabricage van biochips! Er zijn immers nog voldoende andere applicaties.

Figuur 5. Ontwerp van de electrospray unit (operationele toestand)

Thin Film Coatings. Substrates & Optic Holders. Fiber Optic Coatings. Precision Optics. OptoSigma Corporation is a global manufacturer of precision optics, optomechanics and custom thin film coatings. Difficult coating specifications are designed to meet the industry’s most demanding specifications.

Figuur 6. Ontwerp electrosprayunit (inspectie positie)

Ondanks dat veel van de problemen opgelost kunnen worden, bleef – zoals gezegd – de schakelsnelheid een onoverkomelijke probleem van electrospray als doseringssysteem. In sommige applicaties valt daar gelukkig mee te leven, want het systeem leent zich in principe uitstekend voor multiplexing. Stel je een printkop voor met aan de bovenkant heel veel reservoirtjes die aan de onderkant uitmonden in minieme kanaaltjes. Eén enkele spanningspuls is dan voldoende zijn om uit elk reservoirtje een gedefinieerd volume naar de tegenelectrode te trekken. Wanneer we er dan voor zorgen dat alle oplossingen een vergelijkbare geleidbaarheid hebben, zullen alle gedeponeerde druppeltjes een vergelijkbaar (klein) nano-volume hebben. Op die manier zou het bij voorbeeld goed mogelijk moeten zijn om DNA chips met hoge snelheid en nauwkeurigheid te maken. Immer bij dergelijke chips verschillen de gedeponeerde nanodruppletjes alleen maar doordat er in elk druppeltje DNA moleculen met een andere chemische samenstelling opgelost zitten. De elektrische geleidbaarheid van alle druppeltjes, en ook de andere fysich-chemische karakteristieken zijn gelijk. Kortom, de niche van de electrospray in de productie van biochips lijkt vooral te liggen in het snel genereren van veel identieke exemplaren.

OptoSigma thin film engineers customize the spectral performance to meet the customer needs. Through implementation of optimization algorithms and ion assisted deposition, performances are accurately obtained. Low temperature (T<90°C) durable coatings are designed to facilitate connectorized fiber of all types.

With accurate control of temperature and Ion Assisted Deposition (IAD), OptoSigma can deposit dielectric and all – oxide coatings on cemented achromats, connectorized fibers, or other materials which require <90°C – 230°C temperature coatings with repeatable results and full yields. Precision optic holders are manufactured for accurate alignment for both fiber and precision optics in various sizes.

Impressive, high performance thin film coatings are manufactured in computer controlled Ion Assisted Deposition (IAD) chambers. Our highly talented Optical Engineers are able to design difficult coating specifications for telecom and laser applications with requirements ranging from 193 nm to 2500 nm and low temperature optical coatings on fiber optic endfaces and achromats with a repeatable, precision process.

molenaar optics

tel.: 030-6951038, fax: 030-6961348 e-mail: [email protected] website: www.molenaar-optics.nl

23

Mikroniek Nr.2

2005

KERAMIEK

Sinds mei 2004 heeft de NVPT een nieuwe website genaamd het Precisie Portaal. Om u een overzicht te geven van de inhoud van deze website, worden er in deze terugkerende rubriek interessante publicaties besproken. Het onderwerp dat ditmaal wordt belicht is keramiek. Dit gebeurt aan de hand van de artikelen Eigenschappen, fabricage en toepassingen van technische keramiek, geschreven door P.J. van Tilborg en J.J.Saurwalt, werkzaam bij Energie Onderzoekscentrum Nederland.

• Jeroen Heijmans • Redactielid van het Precisie Portaal •

H

Het Precisie Portaal bevat een database genaamd de ‘precisie matrix’. Deze database omvat artikelen en andere informatie gerangschikt op 14 disciplines. Hieronder bevinden zich 40 jaargangen van interessante Mikroniek-artikelen. Een van deze interessante onderwerpen was keramiek. Een in de belangstelling en in de markt groeiende materiaalgroep. Keramiek vind zijn toepassing in een breed scala van producten. Enkele uiteenlopende voorbeelden zijn: (lager) kogels, branderkoppen, snijgereedschap, filters, poreusluchtlager maar ook als dragende structuur van een precisiebewerkingsmachine. De artikelen Eigenschappen, fabricage en toepassingen van technische keramiek gepubliceerd in Mikroniek 1992, geven in drie delen een helder overzicht. Er volgt nu een samenvatting van deze artikelen. De onderstreepte woorden kunnen als zoekterm in de website worden gebruikt waarbij interessante resultaten te vinden zijn.

Mikroniek Nr.2

2005

Door het toepassen van keramische materialen, in het bijzonder op het gebied van hoge- temperatuurwarmtewisselaars, cyclonen, turbines, dieselmotoren, pompen en kleppen kan men een ‘high-tech‘ doorbraak verwachten. Voor deze toepassingen spelen de unieke eigenschappen van technische keramiek, zoals grote hardheid, slijtvastheid, sterkte bij hoge temperatuur, geringe soortelijke massa en corrosiebestendigheid een doorslaggevende rol. Andere eigenschappen, bijvoorbeeld elektrische, magnetische en structuurkenmerken zoals porositeit, houden echter ook grote beloften in voor het gebruik van keramiek in elektronicacomponenten, membranen, filters, sensoren, nieuwe katalysatoren en prothesen. Internationaal gezien verwacht men een grote markt voor nieuwe materialen en in het bijzonder voor nieuwe keramische materialen. Technische keramiek wordt in het algemeen gedefinieerd als een groep anorganische, niet-metallische materialen, die na vormgeving bij veelal kamertemperatuur hun materiaalei-

24

genschappen verkrijgen door warmtebehandeling bij hoge temperatuur, meestal boven 1200 graden Celsius. De bekendste en meest toegepaste technische keramische materialen zijn: – Oxyden op basis van aluminium, silicium, zirkonium, titanium, beryllium en magnesium; – Nitriden op basis van silicium, borium, titanium en aluminium; – Carbiden op basis van silicium, borium, en titanium; – Composieten. Op grond van hun kristalstructuur en chemische samenstelling zijn technische keramische materialen gekenmerkt door de volgende basiseigenschappen: – lage dichtheid; – hoog smeltpunt; – hoge hardheid; – goede corrosiebestendigheid; – grote slijtvastheid; – grote stijfheid en compressiesterkte, – goede kruipweerstand; – lage thermische uitzetting; – lage ductiliteit; – brede variatie in thermische geleiding. Op basis van bovengenoemde eigenschappen kunnen de volgende voor- en nadelen van technische keramiek in vergelijking met andere constructiematerialen worden genoemd. Voordelen: – Toepassingen bij hogere temperaturen dan die bij metalen of superlegeringen gebruikelijk zijn. – Langere levensduur toepassingen waarbij materiaalslijtage minder optreedt. – Lagere soortelijke massa voor toepassingen bij hogere snelheden of toerentallen in vergelijking met metalen. – Unieke combinaties van eigenschappen zijn mogelijk, zoals bijvoorbeeld AIN met een hoge thermische en een lage elektrische geleidbaarheid. Nadelen: – Brosheid (geringe ductiliteit), hetgeen in het algemeen leidt tot catastrofaal bezwijken. – Statistisch gedrag van mechanische sterkte, gebaseerd op verdeling van defecten in de microstructuur en Weibullstatistiek. – Eigenschappen en gedrag worden door defecten en onzuiverheden bepaald. – Tijdsafhankelijke eigenschappen, zoals langzame scheurgroei en kruip, kunnen een belangrijke rol spelen

– Er zijn relatief weinig (betrouwbare) materiaalgegevens bekend; standaardisatie is noodzakelijk en er is behoefte aan databanken. Kijken we naar aspecten van de bovenstaande twee beschrijvingen die specifiek verband houden met de keramische procestechnologie, dan kunnen we direct al op basis van het overwegend ionogene of covalente karakter van de bindingsstructuur een aantal uitspraken doen ten aanzien van de te volgen fabricageroute. Willen we met behulp van een poeder komen tot een dicht en/of sterk materiaal, dan zal tijdens een warmtebehandeling op microschaal een zodanig inwendig transport moeten plaatsvinden, dat de poederdeeltjes versmelten en de resterende holten gedicht kunnen worden. Het feit dat in een ionogeen materiaal de verschillende deeltjes elkaar wel aantrekken maar dat deze werking niet specifiek of gericht is, maakt dat de zelfdiffusie aanzienlijk kan zijn. Dit in tegenstelling tot covalent materiaal, waar transport de verbreking van bindingen en het herstel ervan vereist. Een covalent materiaal vereist daardoor een chemisch of mechanisch hulpmiddel. Transport door diffusie verloopt sneller wanneer de temperatuur dichter bij het smeltpunt komt te liggen. In het uiterste geval, zoals bijvoorbeeld bij de oxydische keramiek, is het zo mogelijk om alle holtes die oorspronkelijk in het materiaal aanwezig waren te doen verdwijnen. Ook is het mogelijk om dergelijke materialen te maken met zeer uiteenlopende porositeit en poriegrootten.

Figuur 1a

Figuur 1b

Figuur 1c

Figuur 1d

Afbeelding 1 Microstructuur (korrelgrootte en porositeit): a) Dicht materiaal zonder poriën b) Poreus materiaal met kleine poriën c) Poreus materiaal met kleine poriën en korrels van gelijke grootte d) Poreus materiaal met grote poriën en korrels van gelijke grootte

25

Mikroniek Nr.2

2005

KERAMIEK

Vormgeving van technische keramiek In de meeste gevallen wordt een poeder met een samenstelling die niet veel afwijkt van die van het eindproduct gekozen als grondstof. Bij het bereiken van de vereiste microstructuur is het nu de kunst om de individuele poederdeeltjes of agglomeraten, eventueel gemengd met andere poedervormige fasen, zodanig te stapelen dat na de warmtebehandeling (sinteren) de juiste structuur verkregen wordt. Willen we daarnaast het materiaal in een zekere vorm brengen, dan gaat hierbij ook de interactie met de vormgevingslichamen (matrijs) een rol spelen. De verschillende vormgevingstechnieken kunnen in drie groepen worden ingedeeld: 1. Giettechnieken uitgaande van een suspensie: slibgieten; drukslibgieten; plaatgieten. 2. Plastische vormgeving uitgaande van een plastische massa: extruderen; spuitgieten.

Ondanks dat beide methoden goed tot serieproductie op te schalen zijn en relatief ingewikkelde vormen toelaten, vormen de niet keramische componenten in de structuur een probleem. Men verwijdert deze door uitstoken, doch daar waar een polymeer heeft gezeten blijft een porie over. Het bereiken van een volledige dichtheid is dan alleen mogelijk door bij zeer hoge temperatuur te sinteren. Anderszins kan op deze wijze een hoog-poreuze structuur verkregen worden indien dit juist gewenst is. In de katalysatortechnologie en filtertechnologie worden of zullen dergelijke materialen op grote schaal toegepast gaan worden.

Koud uniaxiaal en isostatisch persen Anders dan bij slibgieten, waar men van verdunde materialen uitgaat, past men hier droge dispersies toe. Bij het persen dient men het poeder zodanige rheologische eigenschappen te geven dat de interne wrijving tussen de deeltjes onderling en die met de matrijs de vorming van een homogene structuur niet belemmerd.

Heet uniaxiaal en isostatisch persen 3. Persen uitgaande van een poeder of granulaat: (koud) uniaxiaal persen, (koud) isostatisch persen; heet (uniaxiaal) persen (HP); heet isostatisch persen (HIP)

Slibgieten Slibgieten is een eenvoudige methode die de mogelijkheid biedt defectarme, meestal holle, vormstukken te verkrijgen. Men begint met een dummy-lichaam dat ca. 20% groter is dan het uiteindelijke vormstuk dat men wil maken. Van deze dummy maakt men een negatief in een gipssoort die een groot vermogen heeft om water te absorberen. Ook kan men dikke, zij het enigszins poreuze, vormstukken maken door de keramische deeltjes in de suspensie te laten samen klonteren (agglomereren). Deze deeltjes sedimenteren als agglomeraten en laten veel ruimte vrij om de vloeistof naar de mal te laten lopen. Is deze mal redelijk dik, dan is een belangrijke belemmering voor de aangroei van de scherf weggenomen. Na het sinteren blijft er echter een zekere restporositeit in het materiaal achter.

Spuitgieten en extrusie Dit zijn bijzondere vormen van persen waarbij een samenhangende dispersie (poeder met elastoplastische polymeren) door of in een matrijs geperst wordt. De bindmiddelen, vaak van zeer complexe samenstelling en tot een hoge concentratie aanwezig, zorgen niet alleen voor de samenhang van het geheel na het persen, maar dienen ook om de stroming tijdens het persen homogeen te doen verlopen. Mikroniek Nr.2

2005

26

Deze technieken vormen een hoofdstuk apart. Ze zijn bij uitstek geschikt om keramiek te maken uit poeders die zich moeilijk laten sinteren zoals de covalente materialen. Het aanbrengen van een druk verhoogt weliswaar niet de inwendige diffusie, maar wel de drijvende kracht. Daarnaast kan men deze methode toepassen om reeds gemaakte vormstukken van hun inwendige defecten en poriën te ontdoen en aldus de mechanische betrouwbaarheid te verhogen.

Sinteren In de laatste fase van fabricage van keramische materialen wordt het vormstuk op een hoge temperatuur gebracht, gedurende welke in het materiaal processen optreden waardoor het de eigenschappen verkrijgt die voor keramiek zo karakteristiek zijn. Het uitgangsproduct voor sinteren (het groene keramische product) is een stapeling van fijnkorrelig keramisch poeder met organische bindmiddelen. Het groene product, eventueel na branden van de matrix, bezit een zekere porositeit en een relatief groot inwendig oppervlak (tussen 10 en 600 m2/g). Door sinteren bereikt men een drastische reductie van dit inwendig oppervlak, hetgeen samengaat met een verandering in de poriegrootte-verdeling en vaak in een afname van het totale porievolume.

Bewerking in de groene/witte fase De term groene bewerking heeft betrekking op de bewerking van een keramische component vóór de uiteindelijke verdichting, het sinteren. Het kan gebeuren direct na de vorm-

geving. Bewerking is dan alleen mogelijk als het om een product gaat dat een voldoende grote hoeveelheid bindmiddel bevat. Is dit niet het geval dan zal het vormstuk door de erop uitgeoefende krachten meteen bezwijken. Ook kan het product eerst voorgesinterd worden. Het product wordt dan enige tijd op een temperatuur van enkele honderden graden onder de sintertemperatuur gehouden Hierbij vindt dan nog geen verdichting plaats, maar wel enige nekvorming tussen de deeltjes. Afhankelijk van de gekozen temperatuur zal de stevigheid van het product daarna voldoende zijn om het te kunnen bewerken. In dit stadium wordt ook wel van het witte product en van witte bewerking gesproken. Het aantrekkelijke van groen bewerken is het feit dat het materiaal veel zachter is dan het keramiek in zijn uiteindelijke verdichte vorm. Een nadeel is dat het product nog kwetsbaar is. Er moet dan ook zeer voorzichtig te werk gegaan worden bij het in- of opspannen van zulke producten en de bewerking ervan. Het onderdeel moet stijf ingespannen worden zonder spanningsconcentraties, eventueel met behulp van was of een harssoort. Door groen of wit bewerken kan een product op alle wijzen bewerkt worden en van alle vormen voorzien worden. De naderhand optredende sinterkrimp is nog steeds niet volledig voorspelbaar en reproduceerbaar. Voor precisieonderdelen is er daardoor geen alternatief voor nabewerken na het sinteren.

Nabewerken in de gesinterde fase Onder nabewerken van keramiek wordt verstaan de bewerking van een gesinterde component. Dit nabewerken is een kostbare zaak vanwege de hardheid en het brosse gedrag van keramiek. Hierdoor is de afnamesnelheid laag en duurt het nabewerken lang. De verschillende bewerkingen kunnen onderverdeeld worden in: – mechanische bewerkingen. – bewerkingen met gebonden middel (slijpen, zagen, boren), – bewerkingen met vrij slijpmiddel (leppen, polijsten), – bewerkingen met vrij “slijpmiddel” op basis van impact (ultrasoon bewerken, stralen),en – niet-mechanische bewerkingen (chemisch, thermisch, zoals (LIGA)etsen, vonken, laserbewerken). Een van de meest toegepaste nabewerkingsmethode voor technische keramiek is het slijpen met diamantschijven. In vergelijking met andere bewerkingsmethoden kan hiermee met een relatief hoge afnamesnelheid een goede eindkwali-

teit behaald worden. Thermische processen gaan meestal gepaard met hoge vermogensdichtheden waardoor ongewenste veranderingen van de oppervlaktekwaliteit door smelten, stollen, scheuren en fase-overgangen kunnen plaatsvinden. Mechanisch bewerken met gedefinieerde snijkanten, zoals bij draaien en frezen, is moeilijk zo niet onmogelijk vanwege de hoge hardheid van keramische materialen. Polijsten en leppen zijn vooral geschikt als nabewerkingstechniek vanwege de geringe afnamesnelheid.

De invloed van de kwaliteit van het keramiek Alvorens een bewerking te starten dienen de eisen ten aanzien van de nauwkeurigheden en ruwheden te worden bekeken. Bij het slijpen van keramiek is het verstandig daarbij dan ook de noodzakelijke oppervlaktebetrouwbaarheid en de microstructuur van het keramiek te betrekken. Het heeft bijvoorbeeld geen zin een contour met veel moeite uit te slijpen als de afwerking van een lasergesneden product al voldoet. Zo hoeft men bij een grof korrelig keramiek niet extra veel moeite te doen om beschadigingen (scheuren) te voorkomen, omdat enerzijds de korrelgrootte zelf al een defectstructuur voor het keramiek is, en anderzijds het slijpen vooral op het uitbreken van korrels zal berusten wat niet snel in beschadigingen groter dan het korrelniveau zal resulteren. Daarnaast dient rekening gehouden te worden met de thermische geleidbaarheid van de verschillende soorten keramiek. De oxydische keramieken zijn in het algemeen isolatoren, terwijl nitriden en carbiden goede warmtegeleiders zijn. Belangrijke mechanische eigenschappen, die een indicatie van de “slijpbaarheid” geven, zijn hardheid gecombineerd met de scheurweerstand (KIc). Globaal gezien geeft de volgende reeks de bewerkbaarheid van moeilijk tot relatief gemakkelijk weer’ composieten op basis van A12O3 en ZrO2 - heet geperst Si3N4-Si2N4, ZrO2, Sialon -Sic -A12O3.

Slijpcondities en slijptechnieken De soort slijpschijf en de slijpcondities staan direct in relatie met de gebruikte slijpmachine en het werkstukmateriaal. In principe wordt een compromis gezocht tussen totale slijpdruk, de slijpkracht (snededikte) per korrel, het trillingsniveau, de thermische belasting en de constantheid van het slijpproces. Om keramiek zo min mogelijk te beschadigen zijn slijpcondities nodig met een kleine snededikte per slijpkorrel. In principe kan dit worden gerealiseerd door: – het gebruik van slijpschijven met een kleine korrelgrootte; – het slijpen met een hoge slijpsnelheid; – het kruipslijpen.

27

Mikroniek Nr.2

2005

KERAMIEK

SLIJPEN POEDERBEREIDING VAN TECHNISCHE KERAMIEK

INSTELGROOTHEDEN vc

28

geo SLI J che metr PSC m ie H eig ./fys e sam nsch . top ens app og tel ra l fi

L

2005

F

IN

Mikroniek Nr.2

N

CH MA

Mocht dit artikel uw interesse hebben gewekt bezoek dan eens de website: het Precisie Portaal. Gerelateerde onderwerpen, zoals keramische producten en bewerkingscentra, zijn te vinden op de LINKS-pagina Materialen. Onder ‘Opleidingen&cursussen’ staat een overzicht van cursussen welke er dit jaar gegeven worden. Hieronder de cursus: Materiaalkeuze bij het ontwerp, georganiseerd door PATO.

SLIJPPROCES

SLIJPSCHIJFOPNAME -E EL KO ER TO E S S M O EI VL

Concluderend kan gesteld worden dat voor het slijpen van keramische materialen de slijpcondities en het slijpschijftype afgestemd dienen te worden op de eigenschappen van het te bewerken materiaal en de te gebruiken slijpmachine. Voor de opbouw van de hiervoor noodzakelijke kennis wordt bij het Energieonderzoek Centrum Nederland te Petten sinds 1986 onderzoek uitgevoerd op het gebied van het bewerken en met name het slijpen van technische keramiek. Dit onderzoek wordt gedeeltelijk in samenwerking met de TU Delft en met ondersteuning van het Innovatiegericht Onderzoekprogramma (IOP) uitgevoerd.

KS TU eig e n str sc M u h k a ge o t u p A me ur tri e

vft fx

en g in e

G

Problemen bii het kruipsliipen Een nadeel van deze techniek is dat de totale krachten op ongeveer een 10 maal hoger niveau liggen dan bij het pendelslijpen en daarna nog sterk toenemen. Deze hoge krachten veroorzaken grote slijpproblemen. Niet alleen buigt de slijpmachine uit, maar ontstaan ook vaak zelfexciterende trillingen, waardoor een steeds sterkere onrondheid van de slijpschijf wordt opgebouwd. Vooral het wel of niet optreden van deze trillingen (de dempingskarakteristiek) en de statische stijfheid zijn erg machine-afhankelijk.Uit eigen proefnemingen bleek een machine, volledig uitgevoerd met voorgespannen hydrostatische lageringen, tot nu toe het minst gevoelig voor de vorming van deze trillingen en bijbehorende onrondheid. Zelfs met niet gebalanceerde schijven bleken hiermee zeer goede slijpresultaten mogelijk.

JF

W ER

AA RI K - TE n pe

RI

VO RM GE VI

N

DE IE HO DIT T E N KO

EN

M

PROFILEREN SCHERPEN

E

OPSPANSYSTEEM

ne r m lh e d + ogen en eid d y n. u c u rig ti h e id C e HI NE

Kruipslijpen Slijpen met een zeer grote snededikte gecombineerd met een langzame voeding van het werkstuk wordt kruipslijpen of diepslijpen genoemd. Hierbij ontstaat een groot contactvlak tussen schijf en werkstuk.

s

ve at. st fh e j sti uwk r na nst A M ko

RESULTATEN WERKSTUK

PROCES-KENMERKEN

- vorm- en maatnauwkeurigheid - oppervlaktegesteldheid SLIJPSCHIJF - slijtage - oppervlakteverandering

- Slijpverhouding - Slijpkrachten - Slijptijd

SLIJPVLOEISTOF - concentratie - zuiverheid - temperatuur

Figuur 2

Hopelijk heb ik u middels dit artikel de mogelijkheden en potenties van het Precisie Portaal laten zien en uw interesse gewekt. Ter besluit wil ik u er op wijzen dat het Precisie Portaal een interactieve site is waarin u informatie kunt plaatsen. Op het Precisie Portaal weten bedrijven en technici elkaar te vinden! Energie Onderzoekscentrum Nederland www.ecn.nl/tsc/materials

PERSBERICHTEN

Positioneersysteem voor corrosie onderzoek Het 2-assen systeem is ontwikkeld voor onderzoek aan materialen met als doel het vaststellen van de corrosie-eigenschappen. Door het werkstuk hele kleine bewegingen te laten maken en vervolgens onder hoge temperaturen, op een specifieke grote druk op het materiaal aan te brengen zal corrosie ontstaan. Dit heet wrijvingscorrosie (“fretting corrosion”). Op deze wijze kan in enkele dagen worden gesimuleerd wat normaal gesproken maanden zou duren. Het bewegingssysteem kan 10mm x 10mm bewegen. Het systeem is luchtgelagerd, aangezien mechanische lagering ook wrijvingscorrosie zou vertonen. Vanwege de kinematische eisen is de slede geoptimaliseerd met betrekking tot massa. Het systeem wordt aangedreven met behulp van een van Anorad’s ijzerloze lineaire motoren en voor de positieterugkoppeling is een optisch meetsysteem toegepast.

Pijnacker- Douwes International bv, leverancier van onder meer schroeven, antidiefstal schroeven en indraai- & montagegereedschappen, heeft sinds januari 2005 haar leveringsprogramma uitgebreid met borgringen van Nord-lock®, welke veel toegepast worden in o.a. industrieel onderhoud, auto-industrie, apparatenbouw, landbouwmachines, grondverzetmachines, productiemachines, olie-industrie, treinen en trams, truck- en trailerindustrie, elektriciteitscentrales en procesindustrie Het Nord-lock® systeem bestaat uit twee borgringen met een borgingsfunctie volgens DIN25201. Dit unieke systeem gebruikt voorspanning in plaats van frictie. De hoek van de schuine vlakken tussen de twee Nord-lock® borgringen is groter dan de spoed van de schroefdraad. Als de bout en/of moer wordt aangedraaid, zetten de tandjes zich vast in de contactvlakken. Het borgende effect is o.a. merkbaar doordat er meer kracht nodig is om een bout weer los

Foto systeem De bewegingsspecificaties die met het systeem worden gehaald zijn: 10µm cyclische beweging met 50Hz en 100µm met 20Hz. De externe kracht bedraagt 60N en de

rechtheid en vlakheid van de beweging is beter dan 1µm. Anorad Europa www.anorad.com

te draaien dan de kracht waarmee deze is vastgezet.

Leverbaar in staal in de maten: M3 - M130 en in RVS in de maten M3 - M80. Standaard worden de borgringen geel gepassiveerd geleverd, uitvoeringen als Dacromet 500LC, RVS A4/316 en grotere buitendiameters behoren ook tot de mogelijkheden.

De Nord-Lock® borgringen worden in hun positie gefixeerd en beweging is alleen mogelijk tussen de schuine vlakken aan de binnenzijde . De voorspanning die door het aandraaien van de bout en/of moer ontstaat, maakt hem zelfborgend. Dit, zonder het schroefproces te beïnvloeden, in tegenstelling tot andere borgmethodes zoals een locking op de draad, waardoor een gedeelte van het aanhaalmoment niet in klemkracht wordt omgezet maar in het overwinnen van de wrijving.

De fabrikant Nord-lock is opgetogen over de samenwerking met Douwes International vanwege de aanwezige kennis inzake montagetechniek. De klant profiteert zo optimaal van brede kennis en een compleet pakket van oplossingen en mogelijkheden. Voor meer informatie: Douwes International BV De heer M. Blaauw Tel: 015 - 361 52 10 Website: www.douwes.nl/dofast/ nordlock.htm

Foto washer silver

29

Mikroniek Nr.1

2005

PERSBERICHTEN

Stimulus ondersteunt samenwerking ten behoeve van nieuwe generatie motion control Eindhoven, februari 2005 – Het ontwikkelen van nieuwe, verbeterde motion control systemen is één van de doelstellingen van het NewMotion Project van de bedrijven Nyquist Industrial Control, Technische Universiteit Eindhoven en FEI Company. Voor dit project is door subsidieverstrekker Stimulus een bedrag van 1,2 miljoen Euro toegekend. Bij de ontwikkeling van nieuwe motion control systemen vullen Nyquist, TU/e en FEI elkaar uitstekend aan. In het NewMotion Project gaat het om een modulair opgebouwd systeem, bestaande uit het hard- en software platform van Nyquist (NYCe4000). De TU/e zal Nyquist en FEI ondersteunen met een onderzoek naar de benodigde nieuwe regeltechniek. FEI zal zeer nauwkeurige mechatronische systemen gaan uitrusten met het NewMotion systeem en deze implementeren en integreren in de elektronenmicroscopen. Het NewMotion Project betreft de ontwikkeling van nieuwe uiterst hoogwaardige meet-, regel- en actuatorsystemen ten behoeve van geavanceerde industriële robots. Dit soort systemen wordt in vakjargon aangeduid als ‘motion control’ systemen. Het nieuwe motion control systeem zal worden ontwikkeld in samenspraak met de ontwikkeling van een eerste, zeer geavanceerde toepassing, een preparaatmanipulator (‘stage’) in een transmissie-elek-

tronenmicroscoop. Deze manipulator vereist een bewegings- en positioneringnauwkeurigheid tot op atomair niveau, die gerealiseerd zal worden door een combinatie van mechatronica en het nieuwe motion control systeem. In het NewMotion Project is de ontwikkeling van het motion control platform, waarbij zowel de hardware als de software wordt ontwikkeld, voor rekening van Nyquist. Concreet is dit een besturingsplatform voor het aansturen van mechatronische bewegingssystemen (stages). De TU/e onderzoekt en ontwikkelt nieuwe meet- en regelalgoritmen op het gebied van motion control technologie. Door middel van fundamenteel toegepast wetenschappelijk onderzoek zal zij nieuwe meet- en regelprincipes ontwikkelen, die gebruikt worden in de motion control systemen teneinde de bewegingsnauwkeurigheid op atomair niveau te verhogen en vloeiende bewegingen op nm/sec te kunnen behalen. FEI ontwikkelt mechatronische stages, die worden gebruikt in het hart van elektronen microscopen. Voor FEI zullen in dit project nieuwe stages worden ontwikkeld, die in staat zijn aan de hoge technische eisen te voldoen. Daarnaast zal FEI als klant zich concentreren op het ontwerp van de speciale stage mechanica en de applicatie software, die het mogelijk maken om in de

1nm-wereld zelfs met driedimensionale weergaven te werken. Het motion control systeem van Nyquist is hierbij een onmisbare schakel om de zeer hoge positioneernauwkeurigheden te behalen en FEI zal deze implementeren in haar machines. De nauwkeurigheid kan men vergelijken met het groeien van een haar, die 1 nm per seconde groeit. De NYCe4000, het nieuwe product van Nyquist, zal in dit project als basis worden gebruikt en uitgebreid. De NYCe4000, een robuust, high-end industrieel motion control systeem met geïntegreerde versterkertechnologie, biedt alles wat nodig is om een complexe machine aan te sturen. De besturing neemt minimale ruimte in beslag en vermindert de hoeveelheid bekabeling in de machine. Hierdoor zijn de systeem- en integratiekosten lager, de beschikbaarheid hoger en is de servicegraad verbeterd. De elektronenmicroscopen van FEI zijn uiterst geavanceerde apparaten. Wanneer men ultrakleine structuren of zelfs atomen in preparaten wil waarnemen, zal zowel de hele machine als de plaats van het preparaat (specimen) in de machine nauwkeurig bepaald en gehandhaafd moeten worden. Op het gebied van de interactie tussen de NYCe4000 en de elektronenmicroscopen vullen FEI, TU/e en Nyquist elkaar aan.

Vertegenwoordiging ACI laser Laser 2000 Benelux heeft de vertegenwoordiging heeft gekregen van de Nd:YAG markeerlasers van het fabrikaat ACI laser GmbH

keer lasers zijn leverbaar met verschillende opties zoals een laserveiligheid klasse 1 kast. Ook is het mogelijk de lasers als component in te bouwen in een productie lijn.

De DPLMagicMarker en GenesisMarker zijn lucht gekoelde, zeer compacte YAG markeer lasers (1064nm) voor het hoogwaardig markeren van (glimmende) metalen en kunststoffen voor o.a. elektronische producten (PCB), juweliers, grafische industrie en gereedschapmakers. De mar-

Opmerkelijke kenmerken:

Mikroniek Nr.2

2005

Lage operationele kosten door een laag opgenomen elektrisch vermogen < 300W Gestuurde peltier/ lucht koeling Nagenoeg onderhoudsvrij

Korte laser puls met een hoge bundel kwaliteit Kleine spot namelijk 25, 35 en 50 µm afhankelijk van de focus afstand Inclusief “easy to use” MagicMark software voor het markeren van: – Tekst (alle Windows fonts) – (2D) barcodes – Grafics PLT, DXF en DWG – Inclusief een active-X interface Voor meer informatie: www.aci-laser.de

30

Newport introduces High-Performance Long-Travel Linear Motor Stages, IMS-LM Series Newport has introduced the IMS-LM series linear stages that are designed for self-supporting applications with travel ranges from 300 mm to 600 mm. The stages feature a robust design with high performance but with low cost, making them cost-effective solutions for precision industrial applications such as semiconductor wafer inspection, microelectronics test and assembly, pick and place, DNA sequencing, or laser machining. Based on the industry proven technology of the ILS and IMS, the IMS-LM series utilizes a FEM optimized aluminum extruded body that is extremely stiff, while minimizing the bending effect caused by different thermal expansion coefficients of the aluminum body and the steel rails. Unlike screw driven stages, the IMS-LM employs a center-driven linear motor as the driving element. This drive system is absolutely noise-free and has the advantage of higher speed, acceleration and system responsiveness with no wear of motor brushes or drive screws. And thanks to the fully integrated linear motor, the IMS-LM is more than 100 mm shorter in length than a com-

parable screw driven stage. Thus, the IMS-LM is the optimum solution for space constrained applications that require high-throughput, high reliability, and ultra-quiet operation. Precision position feedback is supplied by a highly repeatable linear scale mounted inside the stage. The encoder signals can be interpolated by Newport’s XPS motion controller with sub-nm resolution for outstanding position sensitivity, repeatability, and stability. Absolute home position and limit signals are incorporated on the same scale avoiding the use of further electronics or mechanics for improved reliability and accuracy.

Technical specifications:

– Home Switch Optical, on encoder’s fiducial track, located at center of travel – Travel Range 300 mm, 400 mm, 500 mm, 600 mm (longer travel ranges upon request) – Motion Sensitivity 50 nm – Bi-directional Repeatability 0.5 µm – Maximum Speed 400 mm/s – Max. Acceleration (No Load) 20 m/s2 – Normal Center Load Capacity 600 N This new product will be sales released shortly; for more information, please contact your local Newport sales office.

The IMS-LM series stages represent the latest platform motion product from Newport and are built to order and tested to meet the stringent specifications listed below. For optimum performance and seamless compatibility, these stages should be used with our XPS motion controller/driver. Custom designs with travelranges up to 1.5 m and system solutions for OEM applications are available upon request. Foto IMS-LM

Sadechaf UV introduceert UV LED lijm: perfect aangepast op de UV LED pen. Sadechaf UV, dé technisch specialist voor UV-lampen, UV-apparaten en UV-lijmen, beschikt over de nieuwste technologie waarbij door middel van UV-LED’s lijmen uitgehard worden. Sadechaf UV introduceert nu het nieuwe UV LED lijmgamma van Wellomer speciaal aangepast aan de UV LED pen. De UV LED lijmen harden goed uit bij belichten met de UV LED pen. Het bij-

zondere aan de combinatie UV LED lijmen en UV LED pen is dat het spectrum van de LED pen goed is afgesteld op de foto-initiator van de lijm. De UV LED pen is in staat om UV licht te genereren met een hoge intensiteit UV. Dit resulteert in een zeer snelle uitharding van de lijm. Een bijkomend voordeel van de UV LED pen is het hoge UV rendement waardoor er zeer weinig warmte vrijkomt tijdens het belichten. De nieuwe techniek is hierdoor

31

uitermate geschikt is voor het verlijmen van warmtegevoelige objecten. Het UV LED lijmen gamma van Wellomer bevat lijmen voor toepassingen op glas, medische applicaties, kunststoffen en elektronische toepassingen. Wellomer beschikt over een patent pending technology dat het uitharden van lijmen met UV LED’s bevat.

Mikroniek Nr.2

2005

PERSBERICHTEN

Nico Nuyts, R&D-verantwoordelijke voor de UV-lijmen bij Sadechaf UV, is erg enthousiast over de UV-LED lijm: ‘Het UV LED lijm gamma is zeer geschikt voor het verlijmen van alle transparante substraten met de UV LED pen. In ons eigen lijm labo in Turnhout kunnen we voor iedere nieuwe toepassing de juiste lijm selecteren’.

De UV LED pen De UV-LED’s beschikken over eenzelfde performantie als UV puntbronnen, gebaseerd op klassieke kwiklampen. De UV-LED’s hebben een levensduur van minimaal 20.000 uur en hebben een veel groter rendement dan de bekende kwiklampen. De lichtintensiteit van de UV-LED’s is afhankelijk

van de hoeveelheid stroom die door de watergekoelde geleider gestuurd wordt en kan door de gebruiker zelf geregeld worden. Dit alles resulteert in een veel lager energiegebruik dan bij het luchtgekoelde spot-curing systeem.

Innovatiedagen bij Esmeijer tonen allernieuwste ontwikkelingen op gebied van productieautomatisering bij verspanende bewerkingsmachines Workshops geven inzicht in mogelijkheden van onbemand en manarm produceren ‘Winstgevend produceren in Nederland’ door vergaande automatisering van verspanende bewerkingsmachines. Daar draait het om op de komende Innovatiedagen bij Esmeijer in Rotterdam. Op 16, 17 en 18 juni a.s. zal Esmeijer haar relaties in het eigen bedrijf tonen wat er momenteel voor onbemand en manarm produceren mogelijk is. Dat wordt allereerst gedaan door het demonstreren van de laatste ontwikkelingen op de machines zelf. Veel aandacht zal hierbij vooral ook worden besteed aan de opties op het gebied van palletisering en robotisering, span- en verspanende gereedschappen, gereedschappenbeheer, snijoliegebruik en spanenmanagement. Minstens zo interessant als deze demonstraties zullen de verschillende te houden workshops zijn, gepresenteerd door specialisten van fabrikanten die door Esmeijer vertegenwoordigd worden. De ‘Open huis’ dagen bij Esmeijer zijn voor de relaties van dit Rotterdamse bedrijf al jarenlang een begrip. Met deze eigen ’Techni-Show’ zal men hier

Mikroniek Nr.2

2005

ook dit jaar weer een volledig beeld geven van het totaalpakket dat door Esmeijer in ons land op de markt wordt gebracht. Ditmaal staan deze dagen geheel in het teken van innovatie, met als thema ‘Winstgevend produceren in Nederland’. Dat zal in de eerste plaats worden gedaan door het verzorgen van diverse demonstraties met enkele ultramoderne draai- en freesbanken, alsmede alle daarbij beschikbare randapparatuur en hulpmiddelen. Zo toont Esmeijer hier het vijf-assige CNC bewerkingscentrum UPC 600 Vario van Mikron met 220-voudige gereedschappenwisselaar en Erowa robot. Van dezelfde fabrikant demonstreert men de HSM 400, een machine die bij uitstek geschikt is voor vijfassig simultaan hardfrezen. Daarnaast is er de uiterst nauwkeurige freesmachine Picomax P90 van Fehlmann, uitgerust met Erowa Multi-robot. Voorts worden de laatste technieken op (lang)draaigebied getoond met de Tornos Deco machine. Opgesteld is ook de hoogprecisie draaibank Spinner TC 77 met Y-as. Bij deze machines worden producten gepresenteerd van Mayfran (spanenmanagementbehandeling) en Heidenhain (3D taster in malloze bewerkingen).

32

Naast al deze apparatuur verwacht de organisatie op de Innovatiedagen veel belangstelling voor enkele interessante workshops, te verzorgen door vooraanstaande specialisten van verschillende bedrijven die Esmeijer in Nederland vertegenwoordigt. Centraal in alle presentaties zal de vraag staan hoe wij in ons land het hoofd kunnen bieden aan de internationale concurrentiedruk. Uitgangspunt daarbij is het realiseren van oplossingen door vergaande autonomie (automatisering en robotisering) van de machines en de organisatie hier omheen, zoals het opspannen, gereedschappenbeheer en CAD/CAM-programmering. De demonstraties en workshops tijdens deze Innovatiedagen vinden plaats aan de Industrieweg 110 te Rotterdam (Industrieterrein Spaanse polder). Belangstellenden zijn van harte welkom op donderdag 16 juni, vrijdag 17 juni (beide dagen van 10.00 tot 18.00 uur) en zaterdag 18 juni (van 10.00 tot 16.00 uur). Vooraf kan desgewenst voor nadere informatie contact worden opgenomen met: Esmeijer B.V., postbus 11077, 3004 EB Rotterdam, tel. (010) 4152788, fax (010) 4378966, email: [email protected], internet: www.esmeijer.nl

NVPT

NIEUWS

Prijsuitreiking tijdens de Precisiebeurs Aanmoedigingsprijs

Algemene Ledenvergadering

U bent ongetwijfeld bekend met de Rien Koster prijs. Deze oeuvre prijs is ingesteld na het emeritaat gaan van Rien Koster en wordt tweejaarlijks uitgereikt aan een succesvolle Nederlandse ontwerper. De prijsuitreiking vindt plaats tijdens de Precisiebeurs, in de even jaargangen.

Alle leden van de NVPT hebben ondertussen de uitnodiging ontvangen voor de algemene ledenvergadering. Deze vindt plaats op 10 mei 2005 en gastheer is de Leidse Instrumentmakersschool. Aansluitend aan de ledenvergadering staat een bezoek gepland bij Dutch Space, eveneens in Leiden.

Het bestuur van de NVPT is van plan om in de oneven jaargangen een prijs uit te reiken aan een “beginnende” vakgenoot op het gebied van precisietechnologie. De criteria waaraan een kandidaat dient te voldoen: – circa 5 jaar werkzaam in de industrie; – aantoonbaar binnen zijn korte loopbaan al iets betekenen voor het vakgebied; – innovatief en representatief zijn.

Mikroniek Een ieder die kopij heeft voor Mikroniek, kan dit mailen aan het secretariaat. Met name vakinhoudelijke artikelen op het gebied van precisietechnologie en aanverwante gebieden, zijn van harte welkom. Gebruik dit medium om uw kennis te delen met vakgenoten.

De jury bestaat uit Rien Koster, Joeri Lof en een deelnemer uit het Young Precision Netwerk. Als u kandidaten heeft, verzoeken wij u vriendelijk de naam van de persoon en de argumentatie voor deze kandidaatstelling te mailen aan [email protected]

33

Mikroniek Nr.2

2005

MARKETING

Marketing, mens verzin iets beters! • Prof. Ir. F. Doorschot •

1 Inleiding In de grijze oudheid maakten de mensen producten vrijwel uitsluitend voor eigen gebruik. Toen iemand op het idee kwam om ook producten te gaan maken voor anderen ontstond er meteen het probleem van de prijsbepaling. Toen de geproduceerde aantallen nog klein waren zal dat niet zo’n probleem geweest zijn. De maker van de producten wist precies wat hem de materialen gekost hadden en wist hoelang hij aan het specifieke product had gewerkt. Daarnaast werkte hij natuurlijk niet voor niks en dus rekende hij iets meer zodat hij zich van een bestaan verzekerde. Het kenmerkende was dat de maker direct betrokken was bij de verkoop. Natuurlijk zullen er wel eens problemen zijn geweest, maar kennelijk heeft men die steeds redelijk op kunnen lossen. Dit veranderde drastisch toen de seriegrootten c.q. de omvang van de geproduceerde producten groter werd. De maker van de producten was niet meer in staat om de verkoop zelf te doen, iemand anders werd er voor ingehuurd al dan niet uit de familie. Het maken en het verkopen werden van elkaar gescheiden. Als de seriegroottes nog groter worden is het ook niet meer mogelijk om de verkoop te doen vanuit het productiecentrum en nu wordt het maken en het verkopen ook nog geografisch van elkaar gescheiden. Waarschijnlijk is dit de grootste stommiteit geweest die men in het verleden heeft gemaakt. Zo een twee drie is het niet helemaal duidelijk hoe dit anders had gekund, maar op dit moment is wel duidelijk dat de scheiding tot vreemde toestanden leidt. In een publicatie trof ik de mening aan van technici over marketing en tevens de mening van marketing over de technici. U vindt ze hieronder: De techniek over marketing: Marketing=consumentenmarketing marketing is promotie, reclame en public relations een goed product verkoopt zichzelf

marketing is meer toezeggen dan je met het product waar kunt maken marketing levert slechte voorspellingen marketing is ongrijpbaar, geen exactheid, soft marketing leidt tot te snel en te vroeg producten op de markt brengen. De afnemer weet zelf niet wat hij wil, technological push is nodig. Marketing over techniek: Te veel productgericht men kan niet denken in termen van afnemerswaarden en benefit voor afnemers ontwikkeling duurt te lang; slechte timing geen gevoel voor commercie zijn uit op standaardisatie; geen flexibiliteit vraagt te veel inspanning van de klant geen oog voor de omgeving te zelfingenomen arrogantie ten opzichte van de klant onvoldoende voeling met de concurrentie en voor competitive advantage weinig servicegevoeligheid en gebrek aan dienstverlenende opstelling Dit zou nog leuk zijn als het humoristisch bedoeld was, dit is echter niet zo. Het zal duidelijk zijn dat dit niet lijkt op een hechte samenwerking en dat is buitengewoon jammer. Uiteindelijk eten ze allemaal van dezelfde ruif.

2 De prijs van een product Het grootste deel van dit stuk zal gaan over de prijs van producten. We zullen kijken naar de kosten van de fabricage van het product, maar ook zullen we (proberen te) kijken naar de kosten die in de marketing gemaakt worden. Uiteindelijk

34

Mikroniek Nr.2

2005

moeten deze kosten zonder meer gedekt worden, maar het zou toch wel leuk zijn als men er ook nog iets aan over zou houden. En daarom is het absoluut noodzakelijk om de echte kosten per kostensoort te kennen. Als men in de administratie gaat kijken naar de manier waarop de winst wordt berekend vinden we het volgende schema: omzetwaarde inkoopwaarde

toegevoegde waarde arbeidskosten

3 De prijs van het maken van een product

bedrijfsresultaat voor afschrijving afschrijvingen bedrijfsresultaat vermogenskosten winst winstbelasting

nettowinst

Dit schema zal voor de administratie wellicht toereikend zijn, voor het bepalen van een productprijs is het volledig ontoereikend. Er bestaan ook andere administratieve methoden voor het vaststellen van een productprijs, ze vertonen allemaal hetzelfde euvel, namelijk ze zijn niet terug te vertalen naar het technische gebeuren. Een ander onderscheid dat de administratie maakt is: de vaste kosten en de variabele kosten. Het kennen van deze kosten is belangrijk op het moment dat men onder druk van de concurrentie komt te staan. Het volgende schema laat zien waarom: winst vaste kosten variabele kosten

product onder de kostprijs gaan zitten, in de wetenschap dat men dat in de toekomst terug kan verdienen. Men spreekt dan van “forward pricing”, een techniek die in Japan waarschijnlijk meer wordt toegepast dan in het westen. Vaak was het dan ook niet waar als men beweerde dat de Japanners hun goederen dumpten.

minimale verkoopprijs op de lange termijn minimale verkoopprijs op de korte termijn

We zien dat hieruit de minimale en de maximale verkoopprijs kan worden afgeleid en tevens wat dat betekent. Als we echter precies analyseren wat de administratie doet om de vaste en de variabele kosten vast te stellen zien we dat in deze kosten toeslagen zijn ondergebracht die via verdeelsleutels aan producten worden toegerekend en dit maakt het gebruik van dit schema behoorlijk dubieus. Momenteel maakt men veel reclame voor het Activity Based Costing (A.B.C)-systeem. Echter ook dit systeem, dat overigens zeer arbeidsintensief is, leidt aan de bovenstaande mankementen. Ik zag het nog nergens volledig en succesvol toegepast. Vaak is het verstandig dat men zich realiseert dat de prijs van een product geen constante is. De Boston Consulting Group heeft berekend dat de totale kosten per eenheid product met 20 à 30 % dalen telkens als de gecumuleerde productie wordt verdubbeld. Men kan hierop vooruit lopen en zeker bij de start van een

Het analyseren van de maakprijs van een product was een feest omdat we alle medewerking kregen uit de organisaties die hieraan meewerkten. Van hoog tot laag leverde men gevraagd en ongevraagd gegevens die voor ons onderzoek van nut konden zijn. Het onderzoek zelf viel erg tegen vooral doordat de administratie vrijwel geen zinnige gegevens kon leveren. Overigens gaven ze wel alle medewerking waar we dankbaar gebruik van maakten bij het interpreteren van gegevens. Omdat men in de productontwikkeling en de productiemiddelenontwikkeling het probleem met de administratieve berichtgeving kenden, hadden ze zelf vaak schaduwberichtgevingen opgezet die wel de gevraagde informatie bevatten. Het interpreteren was meestal een hele klus. De opbouw van een product. Alvorens op numerieke gegevens in te gaan moeten we eerst vaststellen hoe een product is opgebouwd. Men begint met het maken (of inkopen) van de onderdelen ook wel monolieten genoemd. Als men twee of meerdere onderdelen samenvoegt ontstaat een subsamenstelling (halffabrikaat). Zo’n samenstelling kan van dien aard zijn dat het een functie kan uitoefenen, denk aan een motor, beeldbuis, voltmeter, IC’s e.d. In dat geval noemt men zo’n samenstelling een functionele unit. Voegt men onderdelen, subsamenstellingen en functionele units samen dan ontstaat er een product dat een door de klant gewenste functie vervult. In schema: onderdeel subsamenstelling (halffabrikaat) functionele unit product Van deze vier items kunnen we nu de prijs gaan bepalen. Hierbij hebben we gebruik gemaakt van Technological Mapping.

4 Technological Mapping Het is niet de bedoeling om de hele techniek van TM te gaan beschrijven, dat is reeds gebeurd. We zullen summier aangeven hoe het werkt. Allereerst wordt het productenpakket doorgelicht. Welke producten maakt men en hoeveel varianten zijn er per product? Meestal hebben de producten en hun varianten een

35

Mikroniek Nr.2

2005

MARKETING

codenummer, dus we kijken dan naar alle codenummers. Bij de codenummers bepalen we de omzet per jaar in guldens. Op de omzetten passen we een Pareto analyse toe en vinden zo de 20% codenummers die 80% van de totale omzet bepalen. Deze codenummers zetten we uit in een tabel op de eerste horizontale balk. In de eerste verticale kolom zetten we alle technologieën uit die nodig zijn om de diverse codenummers te maken. De kolommen van de codenummers verdelen we nu in drie subkolommen. En in deze kolommen zetten we de kosten per technologie uit opgesplitst in mankosten, machinekosten en uitvalkosten. Het geheel ziet er dan als volgt uit: technologie codenr.1 mank. machk. uitval zagen ontbramen stampen wassen meten

codenr.2 mank. machk. uitval

codenr.3 mank. machk

uitval

In de verschillende velden plaatsen we zo nauwkeurig mogelijk de kosten. Het zal duidelijk zijn dat we zo in een oogopslag het hele kostenpatroon kunnen overzien en tevens, waar de grootste kostenposten zitten. Meestal leidt een dergelijke tabel tot geweldige discussies daar men over het algemeen niet zo goed weet waar de kosten eigenlijk zitten. Als de tabel klaar is kunnen we naar de technologieën gaan kijken. We vragen ons dan af in welke technologieën we uniek zijn, en of dat nu wel de technologieën zijn waarin we goed zouden willen zijn. We splitsen de technologieën op in – basistechnologie (kan iedereen) – sleuteltechnologie (bepaalt de aard en het beeld van het bedrijf) – groeitechnologie (zou in de toekomst iets kunnen worden) Met name het vaststellen van de sleuteltechnologie nu en voor de toekomst geeft richting aan de discussies. Meestal komt het erop neer dat men kiest voor de technologie waar het meeste geld inzit, dat hoeft niet altijd juist te zijn, maar is het vaak wel! We hebben zo een groot aantal producten (honderden) ontleed en zijn toen gaan kijken of er iets algemeens te zeggen was over de prijsopbouw. Het schema zelf is alleen interessant voor het bedrijf waarvoor het gemaakt is.

5 Prijsopbouw van een onderdeel voor een consumerproduct Onderdelen kunnen van alle mogelijke materialen gemaakt Mikroniek Nr.2

2005

36

zijn, zoals metaal, kunststof, steen, beton, hout of andere levende materie en nu ben ik geenszins uitputtend. Toch blijkt steeds dat we de volgende verhouding kunnen vaststellen: BENAMING pers, extruder, verspaanmachine e.d. gereedschap, matrijs, beitels, meetgereedschap menskosten en organisatiekosten materiaalkosten

PERCENTAGE 15 % 15 % 15 % 55 %

Prijsopbouw van een onderdeel. De percentages zijn de percentages van de fabrieksverrekenprijs de FVP, FSP of FPP zoals men die meestal noemt. Natuurlijk werken we hier met statistisch gemiddelde waarden, dus per onderdeel kunnen er flinke verschillen optreden. Als men echter 4 willekeurige onderdelen analyseert en men middelt de getallen dan zal blijken dat men binnen 0.2 % afwijking van de gepresenteerde getallen blijft. Overigens zien we hier de geweldige invloed van de materiaalkosten op de prijs van een onderdeel.

6 Prijsopbouw van een subsamenstelling, functionele unit en het consumentenproduct Als men twee of meer onderdelen samenvoegt ontstaat een subsamenstelling. Ook hiervoor kunnen we de onderlinge prijsverhoudingen vaststellen en we vinden het volgende: BENAMING verbinden monteren materiaal

PERCENTAGE ~10 % 7 -13 % >77 %

Prijsopbouw van een subsamenstelling, functionele unit en het product Hier moeten we oppassen voor het volgende. We hebben weer de term materiaal gebruikt, maar dit is de term materiaal die de administratie gebruikt voor alles wat gemonteerd wordt en niet bij het monteren gefabriceerd wordt. Dit is zeer verwarrend en ik heb dat ook heel vaak fout zien gaan bij de interpretatie. We zien dat de onderdelen (noemt de administratie dus ook materiaal) gemonteerd worden en daarna vastgezet met lassen, solderen, lijmen, gewoon met schroeven, klikken enz. De percentages zijn de percentages van de fabrieksverrekenprijs de FVP of FPP zoals men die meestal noemt, maar nu van de subsamenstelling, de functionele unit of het product. Wat opvalt, is dat het monteren maar zo’n laag aandeel heeft in de prijsopbouw.

Met de functionele units en de producten zijn we nu snel klaar. Het blijkt namelijk dat hier steeds hetzelfde schema geldt als voor de subsamenstelling. Ook blijft de administratie alles materiaal noemen ook al betreft het een complete verbranding- of elektromotor. Hiermee hebben we het prijsinzicht van producten volledig vastgelegd en is het mogelijk om een willekeurig product qua prijs te benchmarken met de gepresenteerde schema’s.

de twee samengevoegde bedrijven weer de percentages per hokje uit. Met een derde bedrijf doen we weer hetzelfde. We vullen de hokjes met het aantal mensen dat er werkt. We tellen alle hokjes (uiteraard de aantallen mensen) van bedrijf een, twee en drie bij elkaar en noemen dat weer 100 %. Daarna rekenen we van de drie samengevoegde bedrijven weer de percentages per hokje uit. En zo gaan we verder met alle volgende bedrijven. Kijken we nu naar één hokje, en wel naar de procenten, dan zien we dat er zeer snel een getal wordt gevonden dat constant blijft als men meerdere bedrijven toevoegt. Na 4 á 5 bedrijven is dat al bereikt. Hier wordt gebruik gemaakt van de effecten van het toepassen van het cumulatieve gemiddelde. In het onderstaande schema treft U de uitkomst van dit onderzoek aan als men een groot aantal (50) bedrijven zo doorlicht. (Een beter leesbare tabel vindt U in bijlage 1)

7 Functional Analysis

0,0

60,7

10,2

6,3

3,3

1,5 0,3

0,2 1,2

3,1

1,5 0,3 0,1

0,1 0 0,0 2,4

37

0,0 2,3

2,0

0,6 0,2 0,2 0,0 0,5 0,3 0,0 0,1 0,2 2,0

0,6 0,1 0,1 0,1 0,8 0,0

0,0 1,0

0,1 0,0 0,0

0,0 0,0

0,3 0,1

0,3 0,1 0,0

0,1

0,1 0,0 0

0,0

0,0

0,1

0,0

0,1 0,5 0,0 0,2

1,8

0,0 0,9

0,0

0,7

0,6 0,0

0,1

0,0 0,6 0,3

1,2

0,8

0,0 0,7

0,6

0,6

0,6

0,3

Mikroniek Nr.2

2005

totaal

het ontwikkelen en onderhouden van gecomputoriseerde managementsystemen

beschikbaar stellen van gegevens om de engineeringsgroepen te ondersteunen

het registreren van de basis informatie

ontwikkelen van producten en de benodigde processen

interne en externe inkoop

registreren van financiële informatie en het mogelijk maken van financiële controle

informatie verzamelen voor het management

ontwikkelen en maken van productiemiddelen

plannen van de productie

0,9 0,1 0,0 0,0 1,2 0,0

het werverken en ter beschikking stellen van informatie

0,1 0,3 1,9 0,0 0,0 0,0

onderhoud en het verbeteren van de processen en het te maken product

In Mikroniek nummer 3 wordt het tweede deel van dit artikel gepubliceerd. opslag en transport van materialen en producten

0,3 0,1 2,4 0,0 0,0 0,3 0,0 0,2

Bij dit schema is het volgende op te merken: – Gebleken is dat het geldig is ongeacht het product dat men maakt. Natuurlijk vindt men kleine verschillen, maar hiermee rekening houden suggereert een exactheid die onzinnig is. – Geconstateerde afwijkingen betekenen niet dat er iets fout hoeft te zijn. De discussie over de geconstateerde afwijking leverde echter steeds andere gezichtspunten op dan die waarvan men uitging. Tevens leverde het kostenreductie op. De tabel is gesorteerd van links naar rechts en van boven naar beneden op grootte.

reparatie en onderhoud van de gebouwen plus dienstverlening

0,0

4,8 0,3 0,2 0,3 0,3 0,2 0,1 0,1 0,0

kwaliteitscontrole

3,2 3,0 0,6 3,3 0,0

personeelsdienst en het ter beschikking stellen van soc. Faciliteiten

60,7 0,0

management en supervisie van de productie

reparatie en onderhoud van productiemiddelen

de productie ontwikkeling van het product en de productiemiddelen plaatsgebonden activiteiten, personeelsdienst, gebouwen onderhoud van de productiemiddelen goederenstroom, logistiek administratie kwaliteitsbeheer organisatie en technische efficiency informatiesystemen en automatisering (computers) diversen totaal

het maken van het product

Door de grote medewerking die we ondervonden van de productie was het mogelijk om een Functional Analysis (FA) uit te voeren. Bij een FA gaat men uit van de taken die moeten worden uitgevoerd om een bedrijf te laten draaien. Deze taken zijn ondergebracht in organisaties. Deze organisaties treft men aan in de organisatieschema’s van de diverse bedrijven. Uiteraard zijn deze organogrammen niet allemaal gelijk, maar met praten kan men er achter komen wat een bedrijf in deze organisaties doet en zo een soort standaardbedrijf beschrijven. In het onderstaande schema treffen we in de eerste kolom de organisaties van zo’n standaardbedrijf aan. In de eerste rij zien we de taken die in een bedrijf uitgevoerd worden. Deze eerste rij is nuttig omdat men na kan gaan of men geen taak laat liggen. Wat we nu gedaan hebben is het volgende: Van een bedrijf schrijven we in de hokjes van het schema (de matrix) het aantal mensen dat in een gekozen hokje werkt. Daarna noemen we het totale aantal mensen 100 % en rekenen per hokje het percentage uit. Van een tweede bedrijf vullen we in de matrix ook de hokjes met het aantal mensen dat er werkt. We tellen alle hokjes (uiteraard de aantallen mensen) van bedrijf een en twee bij elkaar en noemen dat weer 100 %. Daarna rekenen we van

75,0 6,0 5,4 4,0 4,0 2,2 1,6 1,2 0,5 0,1 100,0

KENNIS VAN ELKANDERS KUNNEN

“Met z’n

allen een

mooie machine bouwen, dat vind ik leuk”. Het ingenieursbureau HiPrecision is vorig jaar opgericht door ir. Tom Bijnagte met als doel machinebouwers te ondersteunen bij hun productontwikkeling. Fijnmechanica en system engineering zijn de kernpunten waar HiPrecision om draait.

ontwikkelteam vergen. “Door de analyse van specifieke problemen uit te besteden, kan het project in volle vaart doorgaan, terwijl ik aan de zijlijn de grondoorzaak in kaart breng”, legt Tom uit. Volgens hem verdient het uitbesteden zich weer terug in een kortere doorlooptijd van een project.

Tom Bijnagte heeft zijn sporen verdiend bij de Veldhovense chipmachinefabrikant ASML. Als senior designer was hij actief op het grensvlak tussen fijnmechanische modules en het complexe systeem dat een waferscanner nu eenmaal is.

“Een gedegen, betrouwbare partner zijn, dat is mijn handelsmerk,” vertelt Tom. “Dat merk je in mijn aanpak. Gegevens en onzekerheden in kaart brengen. Oorzaak en gevolg verhelderen. Oplossingen toetsen aan de praktijk. Een aanpak die leidt tot rust en zekerheid in vaak chaotische omstandigheden.” Tom wordt met name geboeid door eenvoud. “Waar de meeste ontwerpen bijna vanzelf complex worden, moet je voor eenvoud knokken. Het vraagt begrip van de mechanismen die in het ontwerp spelen, het vereist gevoel voor essentie en het vermogen om door te zetten. Maar eenvoud verdient zich uiteindelijk dubbel en dwars terug in betrouwbaarheid en voorspelbaarheid.”

“Complexe projecten vertalen in samenhangende deelfuncties waar het projectteam zijn tanden in kan zetten. En dan een mooie machine bouwen. Dat vind ik leuk, zo zit ik nu eenmaal in elkaar”, aldus Tom. “Om dit te kunnen is een gedegen kennis van het ontwerpersvak nodig, maar ook een brede systeemblik. En je moet in de schoenen van de klant kunnen gaan staan. Zo kan ik snel schakelen van een klein onderdeel, met al z’n technische details, naar wat de uiteindelijke klant ervan merkt in het systeemgedrag.” Na een aantal jaren realiseerde Tom zich dat deze inbreng ook voor andere bedrijven een zeer nuttige aanvulling kan zijn. “Meestal is de hoofdconstructeur degene die het project technisch bij elkaar houdt. Bij wat complexere projecten ontbreekt dan vaak de tijd voor het essentiële uitzoekwerk: specificaties inventariseren, systeembudgetten uitschrijven, verkennende sommen maken. Door dit werk uit te besteden, kan de hoofdconstructeur zich vrijmaken voor het proces van de ontwerpbeslissingen, het echte ruimtelijke constructiewerk en het aansturen van CAD-tekenaars.” Ook in latere stadia van het ontwerpproces biedt deze aanpak voordelen. Bijvoorbeeld in de prototypefase. Onregelmatig terugkerend faalgedrag kan soms veel van een

Na twaalf zeer prettige jaren bij ASML kwam voor Tom in juni 2004 het moment om de stap te zetten en zelfstandig te worden. “Starten doe je niet zomaar, je verbeeldt je hoe het zou zijn, hoe het kan worden. Dromen is nodig, maar er komt altijd een moment dat je moet kiezen: ervoor gaan of niet. Dan blijkt dat je zelf niet alles kan, dat er risico’s zijn. Maar als je wilt leren lopen, gaat dat ook niet vanzelf. Het is dan overigens wel handig als je al een beetje kunt vallen.”

HiPrecision Kerkstraat 10 4196 AB Tricht Telefoon 0345 - 618676 Mobiel 06-17 058 777 Website www.hiprecision.nl

38

Mikroniek Nr.2

2005

Æ HOEKMEETSYSTEMEN Æ LENGTEMEETSYSTEMEN Æ CONTOURBESTURINGEN Æ DIGITALEUITLEZINGEN Æ MEETTASTERS Æ IMPULSGEVERS

7AARAANMEETMENDETOEKOMST VANDEHALFGELEIDERFABRICAGEAF

%LKENIEUWEGENERATIEWORDTAANNIEUWEMAATSTAVENAFGEMETEN$ATGELDTOOKVOORDEHALF GELEIDERFABRICAGE$EWAFERSMOETENSTEEDSGROTERWORDEN TERWIJLDESTRUCTURENSTEEDSKLEINER WORDEN/MDAARBIJSUCCESVOLTEZIJN HEEFTUMEETTECHNIEKNODIGDIEAANDEHOOGSTEEISEN OPHETGEBIEDVANNAUWKEURIGHEIDENREPRODUCEERBAARHEIDVOLDOET)DEAALDAARVOORZIJNDEMEETSY STEMENVAN(%)$%.(!).!LJAARHOUDENWIJONSBEZIGMETLENGTE ENHOEKMEETSYSTEMEN%NWIJ INVESTERENSTEEDSINDEONTWIKKELINGVANDETECHNOLOGIEÑNVANMORGEN-ETDEMEETTECHNIEKVAN (%)$%.(!).KUNTOOKAANDEMAATSTAVENVANDETOEKOMSTVOLDOEN (%)$%.(!)..%$%2,!.$"6 0OSTBUS ""%$% 4EL  &AX  WWWHEIDENHAINNL E MAILVERKOOP HEIDENHAINNL