Als mechanischer Konstrukteur in Sachen Präzision auf dem neuesten Stand sein

Veröffentlicht am: 28 September 2023

Autor:

René Raaijmakers

Technischer Redakteur, Autor, Geschäftsführer

Lesen Sie mehr über René Raaijmakers

Aktie

---

Die Schulung Design Principles for Precision Engineering am High Tech Institute vermittelte Koray Ulu ein besseres Verständnis für die mechanische Konstruktion von High-Tech-Systemen. „Es hat mir geholfen, sozusagen die Punkte zu verbinden. Es vermittelte mir einen Einblick in die kritischen Aspekte eines Designs.“

Vor sieben Jahren erzählte ein Kumpel von Koray Ulu von einem bemerkenswerten Unternehmen – einem Gerätehersteller, bei dem es ganz normal war, mit Titan zu arbeiten. Die mechanischen Konstrukteure dieser erstaunlichen Organisation konnten dieses Metall wählen, wenn sie es für notwendig hielten.

Für Ulu und seine Kollegen bei einem türkischen Automobilzulieferer war es undenkbar, eine solche Entscheidung während des Designprozesses zu treffen. Die Kosten waren die oberste Priorität beim Design. Das teure Metall Titan wurde nur als Teil eines Standardwitzes in Betracht gezogen. Wenn ein Engpass auftrat oder das Mechanikerteam wieder einmal Unmögliches leisten sollte, lachten sie sich immer gegenseitig aus und sagten: „Kein Problem, nehmen wir Titan, um es zu beheben.“

Plötzlich schien es ein Unternehmen zu geben, bei dem die Konstrukteure das leichte und starke Metall wirklich wählen konnten, wenn es nötig war. Die Kosten hatten oberste Priorität, aber wenn die funktionalen Anforderungen ein teureres Material erforderten, weil nur so die Spezifikationen erreicht werden konnten, war Titan eine der Optionen.

Ulu lernte das Unternehmen durch seinen Freund kennen, den er seit der Grundschule kannte und mit dem er immer noch in Kontakt steht. Nach seiner Promotion in den Vereinigten Staaten war dieser Freund bei ASML gelandet, einem Unternehmen, das lithografische Anlagen für Chips herstellt. Ulu erfuhr, dass es sich bei diesen Maschinen um die präzisesten Produktionssysteme der Welt handelte, und der Hauptsitz des Unternehmens befand sich in Veldhoven, nur ein paar tausend Kilometer nördlich der Türkei. Das war die Geburtsstunde von Ulus Traum: Er wollte in die Feinmechanik gehen.

Ulu hat sich vor fünf Jahren bei ASML beworben, aber leider war ein Job in Veldhoven damals nicht in Aussicht. „Ich hatte überhaupt keine Ahnung von Feinmechanik in der High-Tech-Industrie“, sagt er. Mit seiner elfjährigen Erfahrung in der türkischen Automobilindustrie konnte er jedoch problemlos bei einem in Eindhoven ansässigen Automobilunternehmen anheuern, und so zog er mit seiner Familie von der Türkei in die Niederlande.

Die Karten liegen auf dem Tisch

Als Ulu vor zwei Jahren sah, dass ASML verstärkt Personal einstellte, beschloss er, es noch einmal zu versuchen. „Ich wollte unbedingt in der High-Tech-Branche arbeiten, weil ich glaube, dass dort die Zukunft liegt“, erklärt er. „Auch wenn es um eine erfüllende und inspirierende Arbeit geht. Anstatt mich nur auf die Serienproduktion und die Kosten zu konzentrieren, kann ich bei ASML ein tiefergehendes Ingenieurwissen entwickeln. Außerdem ist ASML mit seiner Position in der Welt auch ein faszinierendes Unternehmen.“

Seit eineinhalb Jahren arbeitet Ulu in Veldhoven als mechanischer Konstrukteur am Herzstück des ASML-Scanners. Genauer gesagt am Wafertisch, einem System, das höchste Anforderungen an Genauigkeit und Feinmechanik stellt.

Bei seinem zweiten Vorstellungsgespräch in Veldhoven legte Ulu die Karten auf den Tisch. Er war ein erfahrener Konstrukteur, gab aber zu, dass er keine Ahnung von der High-Tech-Industrie und der Feinmechanik hatte. Ulu: „Sie sagten, sie seien sich dessen bewusst. Sie waren auf der Suche nach fähigen Ingenieuren. Sie mussten nicht unbedingt Feinmechaniker sein, aber sie mussten dieses Handwerk beherrschen. Der Pool dieser Art von Konstrukteuren war einfach zu klein, also wollte ASML die Rekrutierung nicht auf den High-Tech-Markt beschränken. Sie versprachen, alle notwendigen Schulungen zu organisieren, um mich auf den neuesten Stand zu bringen.“

Welt auf den Kopf gestellt

Ulu war erleichtert, aufgenommen zu werden, wurde aber allmählich nervöser. „Ich wollte bei ASML entwerfen, aber ich fragte mich: Kann ich das schaffen?“ Dass er jetzt im Mechanik-Team ist, das an der Wafer-Stufe arbeitet, ist Beweis genug.

Über seine Erfahrungen in den letzten zwei Jahren sagt Ulu: „Zunächst einmal musste ich meine Einstellung ziemlich ändern und anpassen. In der Automobilbranche sind Herstellbarkeit und Kosten die wichtigsten Faktoren, gefolgt von Zuverlässigkeit. Sie wollen keinen Montageprozess, der hochqualifizierte Leute erfordert. Jeder sollte in der Lage sein, das herzustellen, was Sie entwerfen.“

Hightech stellt die Welt für einen Konstrukteur, der aus der Automobilindustrie kommt, auf den Kopf. „Die Verwendung von Titan ist wegen der Anforderungen an Steifigkeit und Gewicht ziemlich normal. Dasselbe gilt für spezielle technische Kunststoffe. In der Automobilindustrie sind diese so gut wie ausgeschlossen. Bei ASML spielen die Kosten eine wichtige Rolle, aber wenn es funktionell notwendig ist, können Sie jedes Material verwenden.“

Blitzschnell

Auf die Frage nach den obersten Prioritäten für Konstrukteure bei ASML antwortet Ulu: „Die funktionalen Anforderungen haben die höchste Priorität. Diese hängen stark von den Modulen und Komponenten ab. Wenn es um die Wahl der Materialien geht, sind Themen wie magnetische Eigenschaften, Beständigkeit gegen UV-Licht und Vakuumverträglichkeit wichtig. Im Grunde genommen geht es um die funktionalen Anforderungen. Das ist der entscheidende Faktor.“ Wenn Sie sich als Designer auf diese Anforderungen konzentrieren müssen, tauchen Sie tiefer in die Physik und die technischen Prinzipien ein, sagt Ulu. „Das ist der große Unterschied. Es erweitert Ihre Auswahlmöglichkeiten.“

Das macht die Arbeit sowohl herausfordernd als auch attraktiv. „Man ist nicht auf die Möglichkeiten beschränkt, die man hat. Konzeptuelle Entwürfe ändern sich nicht so schnell. Nicht in der Automobilindustrie und nicht in der Lithographie. Aber die Technologie entwickelt sich rasend schnell. Die Marktanforderungen ändern sich so schnell, dass wir manchmal wirklich ganz neue Dinge entwickeln müssen, um sie zu erfüllen. Wenn dadurch Änderungen erforderlich werden, kann das weitreichende Folgen für das gesamte Design haben. Alles ist miteinander verknüpft.“

Visitenkarten

Um in Sachen Hightech-Konstruktion auf den neuesten Stand zu kommen, besuchte Ulu den einwöchigen Lehrgang Design principles for precision engineering am High Tech Institute.

Besonders lobend erwähnt er das Team von etwa acht Ausbildern. Im Allgemeinen wissen technische Ausbilder immer, wovon sie sprechen, stellt Ulu fest, aber er sagt, dass nur wenige Ausbilder die Fähigkeit haben, ein tiefes Verständnis zu vermitteln. „In diesem Fall ging es nicht nur um die Vermittlung von Wissen und die Auffrischung der relevanten Informationen aus meinem mechanischen Hintergrund. In der Schulung zu den Konstruktionsprinzipien habe ich gelernt, wie ich dieses Wissen verknüpfen kann, um die Zusammenhänge besser zu erkennen. Dadurch habe ich verstanden, wie die Dinge wirklich funktionieren. Jetzt, wo ich das begriffen habe, kann ich diese Prinzipien überall anwenden. Man nennt es nicht umsonst Konstruktionsprinzipien oder Feinmechanik. Wissen allein ist nicht genug, es geht darum, die Prinzipien zu verstehen.“

Ulu sagt, die Schulung habe ihm geholfen, sein vorhandenes Wissen aus einer feinmechanischen Perspektive anzuwenden. „Im Kurs gaben die Trainer Aufgaben mit einfachen Werkzeugen, um die feinmechanischen Prinzipien von Strukturen mit flexiblen und starren Teilen zu verdeutlichen. Wir haben zum Beispiel Holzklötze mit Visitenkarten verbunden und mit den Händen gefühlt, was vor sich geht. Dadurch wurde sofort klar, welche Freiheitsgrade das System hatte und wie wir in einem so einfachen System einige Freiheitsgrade einschränken und andere freilassen konnten. Das Schöne daran: Je einfacher das System ist, desto besser lernt man, die grundlegenden Prinzipien zu verstehen.“

Die Punkte verbinden

Ulu hatte während seines Maschinenbaustudiums zwar Unterricht über Blattfedern. „Aber ich habe das ‚Aha-Erlebnis‘, den Moment des Erkenntnisgewinns, nie so stark gespürt. Nach der Schulung wusste ich: Wenn ich mir jetzt ein Design ansehe, spüre ich impulsiv, wie dieses System in der Praxis auf bestimmte Kräfte reagieren wird.“

Wie funktioniert das also? Gibt es ein Bauchgefühl bei der Konstruktion oder Bewertung bestimmter Strukturen? Ulu sagt, dass er in dieser Hinsicht nur für sich selbst sprechen kann. „Es geht in erster Linie um Wissen. Das ist die Grundlage. Danach geht es darum, dieses Wissen zu verknüpfen. Sie verbinden sozusagen die Punkte. Das verschafft Ihnen ein Verständnis und einen Einblick in die kritischen Aspekte eines Designs. Wenn Sie die Wissenspunkte nicht miteinander verbinden können, führt das nicht zum Verständnis. Wenn ich es verstehe, wenn ich den Hintergrund kenne, dann kommt das Bauchgefühl irgendwie von selbst.“

Das Wissen, das Ulu in der Schulung erworben hat, ist nicht nur für seine eigenen Entwürfe relevant, sagt er. „Es hat mir zum Beispiel auch bei den Konstruktionsbesprechungen im Team geholfen, bei denen wir gemeinsam Entwürfe diskutieren. In einer kürzlichen Sitzung konnte ich meine Kollegen zum Beispiel davon überzeugen, dass eine Komponente einen bestimmten Radius benötigt, um eine Ermüdung des Gesamtsystems zu verhindern. Das war zwar nicht auf der Zeichnung, wurde aber hinzugefügt.“

Ulu stellte fest, dass er die gewonnenen Kenntnisse und Einsichten überall im Designprozess anwenden konnte. „Bei ASML gibt es eine Menge Geschichte in den Designs. Manchmal muss man ein Design aufgrund von neuen Anforderungen anpassen. Einige Funktionen in einem Design sind aus guten Gründen vorhanden, aber in meinem ersten Jahr war das für mich nicht immer erkennbar. Wenn ich einen Entwurf anpasste, konnte es sein, dass einer der Architekten mich später korrigierte. Dank der Schulung habe ich jetzt ein viel besseres Verständnis und durchschaue die Feinheiten in einem Entwurf viel besser.“

Dieser Artikel wurde von René Raaijmakers, dem technischen Redakteur von High-Tech Systems, geschrieben.