Kategorie: Referenzen

Sebastian Pricking von der deutschen Firma Trumpf weiß, wovon er spricht, wenn es um Laser geht. Doch als er befördert wurde, um die Entwicklung eines neuen faserbasierten Lasers zu leiten, reichten technische Kenntnisse allein nicht aus. Er musste sich in die Welt der Systemarchitektur einarbeiten. Deshalb belegte er den Kurs Systemarchitekt(ing) am High Tech Institute.

Trumpf ist einer der Hidden Champions in Deutschland. Auch wenn der Name Trumpf nicht jedem ein Begriff ist, baut die Gruppe Hightech-Maschinen für Kunden in aller Welt und beschäftigt dabei mehr als 16.000 Mitarbeiter. Der Schlüssel zum Erfolg der Gruppe ist, dass sie sich seit ihrer Gründung im Jahr 1923 in Familienbesitz befindet.

„Wir arbeiten an Innovationen, bei denen wir vielleicht fünf bis zehn Jahre warten müssen, bis wir eine Rendite sehen“, sagt Sebastian Pricking. „Wenn Ihr Unternehmen an der Börse notiert ist, ist es nicht immer möglich, so weit in die Zukunft zu blicken.“

Bildnachweis : André Boden (Trumpf)

Pricking arbeitet in der Abteilung für Laserentwicklung bei Trumpf. „Wir entwickeln die Konzepte und betreiben Grundlagenforschung“, sagt er. „Wir haben andere Kollegen, die auf die CAD-Konstruktionen und die Software spezialisiert sind. Mein Team kümmert sich um die Systemschnittstellen, die Grundprinzipien und die grundlegenden Konzepte.“

Sie entwerfen zum Beispiel das optische Layout eines neuen Lasers. „Wir entscheiden auf der Grundlage von Simulationen und Laborexperimenten, welche Arten von Spiegeln wir verwenden, welche Beschichtungen auf den Linsen und so weiter“, sagt Pricking. „Die eigentliche mechanische Integration wird von einem anderen Team durchgeführt.“

Faserlaser

Das Team von Pricking arbeitet an Festkörperlasern. Dazu gehören YAG-basierte Scheiben, aber auch faserbasierte Laser, bei denen das aktive Medium eine optische Faser ist. Pricking leitet derzeit ein Team, das einen neuen faserbasierten Laser entwickelt.

Die Hauptanwendungen der Laser von Trumpf liegen in der Industrie, wo sie im Allgemeinen zur Bearbeitung von Metallen eingesetzt werden. „Schweißen und Schneiden sind einige der Hauptanwendungen dieser Laser“, sagt Pricking. „Eine der größten Branchen, die wir bedienen, ist die Automobilindustrie. Vor allem die Elektromobilität treibt hier das Wachstum voran. Bei der Konstruktion von Batterien und Elektromotoren werden viele Laserprozesse benötigt. Dieser Markt wächst jetzt erheblich.“

Laser werden schon seit einiger Zeit für diese Anwendungen eingesetzt, aber das bedeutet nicht, dass es nicht noch mehr technologische Entwicklung zu tun gibt. „Parameter wie Leistung und Strahlqualität werden immer noch verbessert“, sagt Pricking. „Wir konzentrieren uns auch auf neue Funktionen. Wir entwickeln zum Beispiel gepulste Laser. Hier ist das Licht nicht kontinuierlich, sondern kommt in Pulsen mit einer höheren Spitzenleistung. Das bedeutet, dass wir die Pulse genau auf die Anwendung des Kunden abstimmen müssen.“

„Wir sind definitiv in der Lage, geeignete Leistungsstufen für alle Standardprozesse anzubieten“, sagt er. „Festkörperlaser bieten eine breite Palette von Leistungsstufen mit einer hervorragenden Wandsteckereffizienz. Einer unserer Entwürfe ist ein Scheibenlaser, der bis zu 24 Kilowatt infrarotes Laserlicht liefert.“

Ein Scheibenlaser hat ein dünnes aktives Medium, das auf einer Wärmesenke angebracht ist. Dies löst die Probleme mit der Kühlung. „In der Vergangenheit war das aktive Medium oft wie ein Stab geformt“, sagt Pricking. „Das hat aber zu Problemen bei der Kühlung geführt, weil es schwieriger ist, eine angemessene Kühlung zu erreichen, um die Wärme abzuführen. Hierfür gibt es zwei mögliche Lösungen. Entweder Sie nehmen den Stab und pressen ihn in eine Scheibenform, so dass die Wärme aufgrund der größeren Oberfläche leichter entweicht. Oder Sie nehmen den Stab und ziehen ihn, so dass er zu einem faserbasierten Laser wird. Wir bieten unseren Kunden beide Varianten an.“

Architekt

Pricking hat erst vor kurzem die Leitung des Teams für faserbasierte Laser übernommen. Deshalb hat er den Kurs Systemarchitekt(ing) am High Tech Institute besucht.

„Ich bin eigentlich Experimentalphysiker“, sagt Pricking. „Ich kann die Laborarbeit machen, ich kann alle notwendigen Effekte simulieren und berechnen. Aber als ich das Team übernommen habe, hat sich meine Arbeit verändert. Ich musste die Anforderungen von den Beteiligten sammeln. Ich musste Ketten von Toleranzen erstellen. Ich hatte all diese Schnittstellen, die ich organisieren musste. Ich musste dafür sorgen, dass alles zusammenpasste. Ich musste ein Systemarchitekt sein. Es ging nicht um die technischen Aspekte der Aufgabe, sondern darum, wie ich das Design organisieren konnte. Die Schulung ‚Systemarchitekt(ing)‘ gab mir die Werkzeuge und den Rahmen, der es mir ermöglichte, das große Ganze zu sehen und sicherzustellen, dass ich nichts vergessen hatte. Der Rahmen zeigte mir, wo ich auf dem richtigen Weg war und wo etwas fehlte. Es ermöglichte mir, die Lücken zu schließen.

Der Kurs lehrte den Studenten die Anwendung des CAFCR-Rahmens.

„So konnte ich mich orientieren“, sagt Pricking. „Ich nehme an, dass es auch andere, konkurrierende Frameworks gibt. Aber dieses passt sehr gut zu unserer Arbeitsweise. Es hat uns bestätigt, dass wir auf dem richtigen Weg sind.“

Neben dem Inhalt gefiel Pricking auch die Art und Weise, wie der Kurs unterrichtet wurde. „Mir gefiel die Mischung zwischen einerseits der experimentellen und der Gruppenarbeit, bei der man zum Beispiel die Ergebnisse der Gruppe zur Lösung einer bestimmten Aufgabe präsentiert. Und auf der anderen Seite theoretische Präsentationen über das Modell und seine Funktionsweise. Der Kurs dauerte eine Woche und war sehr gut gefüllt. Die ganze Erfahrung war sehr unterhaltsam. Ich und die anderen Studenten haben abends zusammen zu Abend gegessen, so dass wir uns darüber austauschen konnten, wie sie in ihren Unternehmen vorgehen.“

Während des Kurses ‚Systemarchitekt(ing)‘ ging das Lehrerteam auf die Fragen der Studenten ein. „Ich habe zum Beispiel gefragt, welche Software zur Anwendung dieses Frameworks verwendet werden kann“, sagt Pricking. „Der Dozent erwähnte, dass dies nicht Teil des Kurses sei, aber er bot mir dennoch eine Liste von Softwaretools an, die wir verwenden könnten, zusammen mit den Vor- und Nachteilen jedes einzelnen.“

Die Lektionen, die er während des Kurses gelernt hat, wendet er jetzt in seinem Job an. „Mit diesem neuen Hintergrund habe ich alles noch einmal überprüft“, sagt Pricking. „Ich habe das Modell auf das Projekt angewandt. Ich sah, dass es ein paar Lücken gab, die wir schnell geschlossen haben. Dieser Kurs hat uns geholfen, unser Laserkonzept zu verbessern. Bei unserem nächsten Projekt werden wir sicher von Anfang an diesen Rahmen verwenden.“

Dieser Artikel wurde von Tom Cassauwers, freier Mitarbeiter von High-Tech Systems, geschrieben.

Bei seiner Arbeit als Ingenieur für Teilchenbeschleuniger stieß Curt Preissner an die Grenzen der Designphilosophie. Deshalb belegten er und ein Kollege den Kurs Mechatronics system design (metron) – part 1 am High Tech Institute. Dadurch konnten sie einen neuen Designansatz in die Synchrotron-Gemeinschaft einführen und besser mit den Anbietern sprechen. Sie müssen in der Lage sein zu kommunizieren, was Sie nachts wach hält.

Als Curt Preissner den Metron – Teil 1 Kurs am High Tech Institute in Eindhoven belegte, war er beeindruckt von dem lokalen Fachwissen, aber auch von der Menge an Fahrrädern, die dort herumfuhren. Ich fahre hier in den Vereinigten Staaten mit dem Fahrrad zur Arbeit, aber das ist überhaupt nicht wie in den Niederlanden“, blickt er gern zurück.

Preissner ist Maschinenbauingenieur an der Advanced Photon Source (APS), einer Einrichtung des U.S. Department of Energy (DOE) Office of Science am Argonne National Laboratory des DOE in Illinois. Dieses Synchrotron, eine Art kreisförmiger Teilchenbeschleuniger, erzeugt Strahlung in Form von Röntgenstrahlen. Diese Röntgenstrahlen können wiederum verwendet werden, um beispielsweise Bilder von der Nanostruktur von Materialien zu machen. Preissner entwirft eine ganz bestimmte Komponente in diesem System.

In einem Teilchenbeschleuniger beschleunigen Sie Elektronen mit Hilfe von Hochfrequenzenergie“, erklärt Preissner. Sie oszillieren dann zwischen den Nord- und Südpolen von Magneten hin und her, wodurch das entsteht, was wir Synchrotronstrahlung nennen. In unserem Gerät liegt diese Strahlung in Form von Röntgenstrahlen vor. Die Energie der von uns erzeugten Röntgenstrahlen reicht von einigen KeV bis hin zu 100 KeV, sie ist also sehr durchdringend. Wir nehmen diese Röntgenstrahlen und verwenden ein so genanntes Monochrometer, um eine bestimmte Wellenlänge auszuwählen. Das Instrument, das ich entwerfe, ist ein Röntgenmikroskop namens PtychoProbe. Es wird ein einzigartiges Instrument von Weltrang sein, das die Röntgenstrahlen bis auf fünf Nanometer fokussiert, was derzeit noch nicht möglich ist. Es wird also eine Weltneuheit sein. Die Röntgenstrahlen werden auf die Probe fokussiert und von ihr gebeugt. Die von der Probe gebeugten Röntgenstrahlen werden dann von einem Detektor aufgefangen, von dem wir die Daten verarbeiten, um ein Bild zu erzeugen, das die Struktur der Probe zeigt.

Curt Preissner,Kredit: Mark Lopez Argonne National Laboratory

Neue Philosophie der Technik

Preissner und seine Kollegen erkannten, dass dieses neue Design, das ein hohes Maß an Präzision erfordert, eine neue technische Philosophie erfordern würde. Die Spezifikationen, mit denen wir arbeiten, können sehr anspruchsvoll sein“, sagt Preissner. Im Allgemeinen ist unser System statisch. Doch auf der Seite der Beamline sind die Dinge in Bewegung. Wir müssen unsere Proben auf eine andere Art und Weise scannen, weil die neuen Strahlen viel heller sind. Diese Helligkeit ermöglicht es uns, unsere Proben detaillierter zu sehen. Allerdings kann dieser hohe Photonenfluss die Probe beschädigen und uns daran hindern, diese Details zu sehen. Wir wollen das also schnell erledigen. Wir müssen nicht so schnell arbeiten wie einige Geräte zur Halbleiterherstellung. Wir scannen etwa sieben Millimeter pro Sekunde, das sind keine extrem hohen Geschwindigkeiten. Aber für das, was wir gewohnt sind, ist das ziemlich hoch. Die Probe und die Röntgenlinse, die so genannte Zonenplatte, müssen außerdem in einer Größenordnung von 1,25 Nanometern ausgerichtet werden. Das ist ziemlich eng. Wir schaffen das über Längenskalen von etwa 10 Millimetern. Das ist Neuland für uns. Deshalb suchen wir nach neuen technischen Ansätzen, um dies zu erreichen.

Integrierter Ansatz

Nach einigen Recherchen wurde ihnen klar, dass die Mechatronik eine Antwort bieten könnte. Wir haben zuerst in der Synchrotron-Gemeinschaft angefangen, die nicht sehr groß ist“, erklärt Preissner. Es gibt eine überschaubare Anzahl von Synchrotron-Instrumentierungsingenieuren, wahrscheinlich ein paar Hundert, sicher weniger als ein paar Tausend. Die Gemeinschaft ist nicht so groß. Als wir also nicht die Antworten fanden, die wir suchten, begannen wir, in anderen Bereichen mit ähnlichen Leistungsanforderungen zu recherchieren. So kamen wir auf die Halbleiterfertigungsanlagen und damit auf den Mechatronik-Ansatz.

Dieser Ansatz ist zwar in einigen Bereichen üblich, aber in der Synchrotron-Gemeinschaft ist er neu. Die Mechatronik könnte jedoch genau das sein, was sie brauchen, um die Technologie weiter voranzutreiben. Bei der letzten Generation von Instrumenten, vor zehn bis fünfzehn Jahren, war es nicht ungewöhnlich, dass sich ein Maschinenbauingenieur mit einem Strahlenforscher zusammensetzte und einfach die Mechanik entwarf, eine Bewegungssteuerung anschloss, vielleicht etwas Interferometrie einsetzte und Ergebnisse erzielte, mit denen die wissenschaftliche Arbeit erledigt war. Die einzige Berücksichtigung der Dynamik bei der Konstruktion waren Vibrationen, und es gab sicherlich keinen Ansatz auf Systemebene“, sagt Preissner. Aber jetzt zwingen uns die Fortschritte in der Beschleuniger- und Röntgenoptiktechnologie wirklich dazu, die Grenzen dessen, was wir tun können, zu erweitern. Der alte Ansatz wird nicht mehr funktionieren… Wir müssen nach vorne blicken; die Wissenschaft erlaubt uns keinen Stillstand. Das Instrument, das ich entwerfe, muss mindestens für die nächsten zehn Jahre wissenschaftlich produktiv sein. Ein mechatronischer Ansatz ist hier sehr interessant. Es ist großartig, von Anfang an über Dinge wie Fehlerbudgetierung und dynamische Modelle nachzudenken. Es ist ein integrierterer Ansatz.‘

In den Niederlanden landen

So kam es, dass Preissner und ein Kollege in den Niederlanden einen Mechatronikkurs am High Tech Institute besuchten. Für sie war das der ideale Weg, um schnell in dieses Gebiet einzutauchen. Bei der APS haben wir nicht immer den Luxus, viel Forschung und Entwicklung betreiben zu können“, sagt Preissner. Wir stehen bei diesem Projekt unter Zeitdruck. Wir müssen uns schnell Wissen aneignen, damit wir mit Anbietern zusammenarbeiten oder unser eigenes Design erstellen können. Wenn Sie sich zum Beispiel die Wafer-Scanner von ASML ansehen, ist deren Leistung sehr beeindruckend. Aber man darf nicht vergessen, dass hinter ihnen etwa vierzig Jahre Entwicklung stecken. Wenn wir diese Geräte entwerfen, haben wir diese Zeit nicht. Wir müssen so schnell wie möglich lernen.‘

Anbieter

Eine wichtige Sache, die sie in dem Kurs lernten, war eine neue Art von Sprache, die es ihnen ermöglichte, besser mit ihren Verkäufern zu sprechen. Wir gehen nicht einfach los und kaufen etwas“, sagt Preissner. Wir schlagen Dinge vor und entscheiden, ob ein Anbieter bestimmte Entwürfe machen kann. Daher ist es wichtig, Techniken wie die Fehlerbudgetierung zu kennen und die Entwürfe mit einem mechatronischen Blick zu betrachten. Eine formale Ausbildung hat unsere Fähigkeit, mit Anbietern zu sprechen, verbessert. Es gibt bestimmte Schlüsselprobleme in diesem Entwurf, die mich nachts wach halten, und wir müssen in der Lage sein, diese zu kommunizieren. Nach dem Kurs konnte ich zu einem Anbieter gehen und ihn zum Beispiel bitten, uns sein Fehlerbudget zu zeigen. Oder ich könnte mit ihnen über die Dynamik der Steuerung sprechen, die mit der Dynamik der Mechanik überlagert wird.

Kurzer Zeitrahmen

Der Kurs hat ihnen das in einem kurzen Zeitrahmen beigebracht. Das ist wichtig für einen Ingenieur wie Preissner, der an einem zeitkritischen Projekt für eine von der Regierung finanzierte Organisation arbeitet. Wir stehen unter großem Druck, also waren wir begierig darauf, zu lernen, und taten dies auch recht schnell. Wir haben intensiv nach einem Kurs gesucht, der uns dieses Wissen schnell vermitteln konnte. Die APS ist auch eine staatliche Einrichtung, wir verwenden also Steuergelder. Wir müssen darauf achten, wie wir sie ausgeben. Wir sind immer auf der Suche nach Möglichkeiten, unsere Ziele auf effektive Weise zu erreichen, und dieser Kurs hat uns das, was wir wissen mussten, sehr effizient vermittelt.‘

All dies ist laut Preissner noch in Arbeit. Die Gemeinschaft der Synchrotrontechniker hat lange Zeit auf eine bestimmte Art und Weise gearbeitet. Aber jetzt erkennen die Leute, dass wir die Dinge anders angehen müssen. Dieser Kurs hat es uns ermöglicht, diesen anderen Ansatz zu wählen.

Ganzheitlich modellieren?

Bislang wurde das neue Mechatronik-Wissen vor allem bei Kontakten mit Anbietern genutzt. Aber Preissner merkt an, dass sie es in Zukunft auch nutzen wollen, um neue Instrumente von Grund auf zu entwickeln. ‚Das ist auf dem Reißbrett‘, sagt er. Wir fragen uns, ob wir diesen neuen Ansatz auf systematischere Weise anwenden können. Können wir das Instrument, das Modell des Kontrollsystems und die Einflüsse auf ganzheitliche Weise modellieren? An welchen Knöpfen müssen wir drehen? Welcher Steuerungsansatz wäre sinnvoll?‘

Jetzt wollen Preissner und seine Kollegen aber erst einmal ihr Wissen über Mechatronik erweitern. Sie freuen sich schon darauf, weitere Kurse zu belegen. ‚Wenn man es nicht anwendet, verliert man es. Wir verspüren also einen gewissen Druck, das Gelernte so regelmäßig wie möglich anzuwenden. Der erste Teil der Schulung war gut, und jetzt denken wir darüber nach, weitere Kurse zu besuchen. Wenn man neue technische Techniken lernt, braucht man ein bisschen Zeit. Man muss damit arbeiten. Es hat bereits unsere Interaktionen mit den Lieferanten verändert. Der nächste Schritt wird sein, unsere eigenen Designs von Grund auf zu ändern.‘

Dieser Artikel wurde von Tom Cassauwers, freier Mitarbeiter von High-Tech Systems, geschrieben.

Um die Technologie und die Anwendungen seiner Kunden besser zu verstehen, hat Ralf Noijen, Systemingenieur bei AAE, den Kurs „Angewandte Optik“ am High Tech Institute besucht. „Wir nehmen gerne an den Diskussionen auf hohem Niveau teil“, sagt er.

In Helmond produziert AAE die C-Falle für LUMICKS aus Amsterdam. Mit diesem Instrument können Forscher u.a. die Bindung von Proteinen an DNA-Stränge untersuchen. Das Verständnis dieser molekularen Interaktion ist wichtig, um die Mechanismen bestimmter Krankheiten zu klären.

Für diese Forschung ist es notwendig, die DNA-Stränge zu manipulieren. Zu diesem Zweck werden sie an den Enden mit kleinen Polystyrolkügelchen verbunden. Diese Kombination wird dann in einer Flüssigkeit in Kontakt mit markierten spezifischen Proteinen gebracht. Mit der C-Falle können Forscher DNA-Stränge mit gebundenen Proteinen mit optischen Techniken untersuchen.

Das Instrument ist in der Lage, die Perlen mit Laserstrahlen zu manipulieren. „Sie können es sich wie eine optische Pinzette vorstellen“, erklärt Noijen. „Die Laserstrahlen fangen kleine Kügelchen aus Polystyrol ein, die durch einen Glaskanal fließen. Zwischen zwei Kügelchen befindet sich ein einzelner DNA-Strang, der Proteine enthält, die mit fluoreszierenden Substanzen markiert sind. Indem zwei Kügelchen mit einer optischen Pinzette auseinandergezogen werden, kann die Steifigkeit des DNA-Strangs und damit der Einfluss der gebundenen Proteine gemessen werden. Mit diesem System können Kräfte im Sub-Pico-Newton-Bereich gemessen werden.“

Das Gerät dient hauptsächlich der Erforschung von Krankheiten wie Krebs. „Die Hauptkunden dieser Geräte sind Universitäten und Forschungsinstitute“, so Noijen.

 

Ralf Noijen: „Die theoretischen Teile des Kurses wurden mit einer gesunden Dosis an Experimenten ausgeglichen.“

Kleines Mikroskop mit Durchflusszelle

Ein weiteres Projekt, das AAE für LUMICKS entwickelt, ist die z-Movi-Plattform. „Das ist im Grunde ein kleines Mikroskop mit einer Durchflusszelle, in der Tumorzellen gezüchtet werden können“, sagt Noijen. „Das Mikroskop wird verwendet, um die Bindung zwischen Krebszellen und Immunzellen zu untersuchen. Diese Krebszellen werden in der Durchflusszelle mit dem Wirkstoff einer spezifischen Immuntherapie in Kontakt gebracht. Oben auf dieser Durchflusszelle ist ein Piezoelement angebracht. Das Piezoelement versetzt die Flüssigkeit im Kanal in Schwingung und erzeugt eine stehende akustische Welle. Die Immunzellen werden von dem Knotenpunkt der stehenden Welle angezogen. Wenn Sie die Amplitude erhöhen, lösen sich die angehefteten Immunzellen an einem bestimmten Punkt, was uns etwas über die Stärke der Bindung verrät. Die Cell Avidity-Plattform misst den Zeitpunkt der Freisetzung optisch. Dies gibt uns Aufschluss über die Bindung und damit über die Wirksamkeit der Immuntherapie.“

Empfindlichkeiten verstehen

Die große Bedeutung optischer Phänomene veranlasste Noijen, den Kurs Angewandte Optik am High Tech Institute zu belegen, hauptsächlich als Grundlage für die Arbeit mit Kunden. Noijen: „Bei AAE konzentrieren wir uns auf Herstellbarkeit, Testbarkeit und Montage. Aber wir denken gerne im Entwicklungsprozess mit, so dass wir uns um alle Aspekte kümmern können. Im Laufe der Jahre haben wir bereits eine Menge Anwendungswissen aufgebaut und wir überwachen immer mehr Teile der Entwicklung. Genau aus diesem Grund ist ein Kurs wie dieser sehr nützlich. Die Optik ist bei den LUMICKS-Systemen sehr wichtig. Je besser wir ihre Empfindlichkeiten verstehen, desto besser können wir beurteilen, ob unsere Vorschläge funktionieren werden.“ Noijen hatte bereits Erfahrung mit den Schulungen des High Tech Institute. „Als ich die Kursbeschreibung für Angewandte Optik sah, dachte ich: ‚Hey, das passt gut zu den Plattformen, die wir für LUMICKS bauen.'“

Sich Zeit nehmen

Der Kurs war intensiv, bemerkt Noijen. Er umfasste insgesamt 13 halbtägige Sitzungen über sechs Monate. Dazwischen musste er fünf Hausaufgaben machen. Das war hart, aber Noijen zieht dennoch eine positive Bilanz. „Ich fand es einfach sehr interessant und hatte keine Probleme, mir die Zeit dafür zu nehmen“, lacht er. „Man muss es natürlich einplanen, denn das Leben ist sehr geschäftig.“

Über die Struktur und den Inhalt: „Es begann mit den Grundlagen des Lichts: Was ist Licht? Von dort aus ging es weiter zur Modellierung und wann man es einsetzen kann. Welche Aspekte sind wichtig? Wann können Sie zum Beispiel Raytracing verwenden? Mir gefiel der Aufbau von den Grundlagen zu den Anwendungen. Dann wurden auch Beleuchtung und Sensoren behandelt. In den letzten Sitzungen wurde die Lithographie von ASML näher erläutert. Das fand ich sehr aufschlussreich. Ich habe bei ASML gearbeitet, so dass die Thematik für mich nicht völlig neu war, aber dennoch gab es viele Dinge, die ich zum ersten Mal gesehen habe. Während des gesamten Kurses wurden wir über die neuesten Entwicklungen in allen behandelten Bereichen informiert. Wir wurden von echten Experten unterrichtet.“

Die theoretischen Teile des Kurses wurden durch eine gesunde Dosis an Experimenten ausgeglichen. „Es geht tief in die Theorie, aber dann fangen Sie an zu experimentieren. Wenn Sie erleben, wie alles wirklich funktioniert, bleibt die Theorie besser haften. Man lernt leichter, wenn man etwas selbst in der Hand hatte. Das war das Einzigartige an diesem Kurs.“

Diskussionen

Für Noijen war der Optikkurs besonders wichtig, um eine bessere Verbindung zu seinen Kunden aufzubauen. Tiefere technische Kenntnisse ermöglichen es ihm, besser mit Experten und Unternehmen zu kommunizieren. „Ich denke, wir können jetzt auf einem höheren Niveau mitarbeiten“, sagt er. „Das ist wirklich schön. Man lernt, die gleiche Sprache über eine Maschine zu sprechen. Wenn ich diesen Kurs früher gemacht hätte, wäre ich besser in der Lage gewesen, mit den Optikern in früheren Projekten zu sparren. Das hilft übrigens auch AAE. Unser Hauptangebot, vor allem für Start-ups, ist, dass wir ihre Maschinen bauen. Aber darüber hinaus haben Sie noch einen Wettbewerbsvorteil, wenn Sie auf hohem Niveau über die Anwendung sprechen können. Wenn Sie zeigen können, dass Sie die Empfindlichkeiten verstehen, schafft das Vertrauen.“

Dieser Artikel wurde von Tom Cassauwers, freier Mitarbeiter von High-Tech Systems, geschrieben.

Die Entwicklung von Werkzeugen für ein Elektronenmikroskop mit einer Präzision im Mikrometerbereich war eine Herausforderung für den Südafrikaner Rosca de Waal, System Designer Mechanics bei Sioux Technologies. Aus diesem Grund belegte er den Kurs Designprinzipien für die Feinmechanik am High Tech Institute. All diese Glühbirnen begannen in meinem Kopf zu leuchten.

Bevor ich hierher kam, war mir nie bewusst, wie sehr ich ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Arbeit und Privatleben brauche“, sagt Rosca de Waal, als er nach seinem Umzug von seiner Heimat Südafrika nach Eindhoven gefragt wird. Natürlich ist er begeistert, als System Designer Mechanics bei Sioux Technologies zu arbeiten. Doch was ihn am meisten beeindruckt hat, sind die besseren Arbeitsbedingungen.

Der Absolvent der Universität Stellenbosch arbeitet jetzt an einem Elektronenmikroskop für Thermo Fisher. In Südafrika baute er für das Unternehmen Simera Sense Teleskope zur Erdbeobachtung, doch sein neues Projekt bei Sioux erforderte ein höheres Maß an Präzisionstechnik, als er es gewohnt war. Deshalb belegte er den Kurs Designprinzipien für Feinmechanik am High Tech Institute.

Es ist eine ziemlich beängstigende und einschüchternde Aufgabe, wenn man etwas auf den Mikrometer genau einstellen muss“, sagt er. Es ist nicht nur der kleine Maßstab, in dem wir arbeiten. Es ist die Umgebung im Inneren des Mikroskops, die es so viel schwieriger macht. Der Platz im Inneren des Mikroskops ist sehr begrenzt, und obendrein arbeiten Sie unter Hochvakuum. Die Umgebung im Inneren muss außerdem sehr sauber sein und die Präzision muss bei unterschiedlichen Temperaturen aufrechterhalten werden.

Sioux ist Mitentwickler von energiedispersiven Röntgendetektoren für Thermo Fisher Elektronenmikroskope. Elektronen, die auf die Probe treffen, erzeugen direkt und indirekt ein Bild, aber diese Elektronen erzeugen auch Röntgenstrahlen. Der EDX-Detektor detektiert die Röntgenstrahlen, die von der Probe kommen, und wandelt sie in eine Materialanalyse um. Dies stellt eine Reihe von Herausforderungen an das Design. Der Detektor muss auf den Strahlengang der Röntgenstrahlen ausgerichtet sein, und er muss sich in einer präzisen Orientierung in Bezug auf die Probe und die Polschuhe befinden.

Je näher der Detektor an den Polschuhen ist, desto mehr Röntgenstrahlen werden Sie sammeln und desto schneller werden Sie genügend Daten erhalten, bevor die Elektronen die Probe beschädigen“, sagt de Waal. Aber das birgt ein Risiko, denn Sie wollen weder die Probe noch das Polstück berühren. Das ist ein sehr großes Risiko. Sie wollen so nah wie möglich dran sein, aber dennoch einen gewissen Spielraum für Fehler lassen. All das müssen wir im Mikromaßstab machen.

Multidisziplinär

Sioux ist ein Unternehmen, das an der Entwicklung komplexer multidisziplinärer Systeme arbeitet. Durch die Übernahme von Sioux CCM vor zehn Jahren konnte das Unternehmen sein Know-how im Bereich Maschinenbau ausbauen. Heute baut die Arbeit von de Waal auf diesem multidisziplinären Team auf.

Für den EDX-Detektor war ich an der Werkzeugherstellung und der mechanischen Ausrichtung der Sensoren beteiligt“, sagt er. Wir haben unser Elektroteam, das die Elektronik entworfen hat. Sioux hat auch die Software entwickelt. Dies war ein multidisziplinäres Projekt. Wir haben sogar eine Mathware-Abteilung, die aus einem Team von promovierten Physikern und Mathematikern besteht, die uns bei der Berechnung von Steifigkeit und Festigkeit geholfen haben. Das war wichtig, denn wir durften zum Beispiel beim Einsetzen der Sensoren nicht zu viel Druck ausüben. Wir hatten ein Toleranzbudget, das wir einhalten mussten. Wenn nicht, könnte das zu einem Worst-Case-Szenario führen. Wir haben bei diesem Projekt alle Fähigkeiten von Sioux genutzt.‘

Um zu lernen, wie man mit diesen Herausforderungen umgeht, belegte de Waal den Kurs Designprinzipien für die Feinmechanik am High Tech Institute. Natürlich gaben mir meine Kollegen Ratschläge. Aber dieser Kurs hat mir wirklich geholfen, meinen Geist zu öffnen. Etwas kann ganz einfach sein, wenn man nur die grundlegenden Konzepte begreift, die ihm zugrunde liegen.

Eine ganz neue Welt eröffnete sich für mich“, Rosca de Waal

Flexures

Ein Element, das im Kurs einen wichtigen Platz einnahm, waren die Flexuren. Ich hatte schon früher mit Flexuren zu tun“, sagt de Waal. ‚Aber ich musste sie nie mit so hoher Präzision verwenden. In meinem früheren Unternehmen mussten wir natürlich auch mit einem hohen Maß an Präzision konstruieren. Dort haben wir Flexures verwendet, um Dinge wie Stick-Slip zu beseitigen. Wir benutzten sie, um unsere Einstellung zu glätten, aber nicht, um die Einstellung zu begrenzen und so genau zu machen. Bei dem Elektronenmikroskop-Projekt mussten die Biegungen jedoch in dieses komplizierte System passen, bei dem mehrere Faktoren wie Temperatur, Position, Justiergenauigkeit und Auflösung berücksichtigt werden mussten.

Sie können unter diesen Bedingungen mit Biegeelementen und Blattfedern ein hohes Maß an Präzision erreichen, wenn Sie wissen, wie man sie einsetzt. Wir verwenden hier oft verschiedene Metalle in Kombination mit thermischer Ausdehnung, um zu versuchen, die Verschiebung zu berücksichtigen. Wenn Sie die Biegeelemente richtig einsetzen, können Sie dies innerhalb der von Ihnen benötigten Anforderungen berücksichtigen.

Das war eine ganz neue Welt, die sich für mich eröffnete. Diese sehr einfachen Dinge können in kleinem Maßstab entworfen werden, damit sie in kleine Räume passen. Außerdem funktionieren sie perfekt in einer Vakuumumgebung, weil sie nur aus Metall bestehen. Sie brauchen zum Beispiel kein spezielles Schmierfett für Kugellager.‘

Fünf Dozenten und mehrere externe Experten

Der Kurs hat mir sehr praktische Kenntnisse über Biegungen vermittelt“, fährt de Waal fort. Bevor ich den Kurs belegte, wusste ich zum Beispiel nicht, bis zu welcher Auflösung und Dicke des Metalls man diese Teile bearbeiten kann. Aber dadurch, dass wir eine Reihe von praktischen Beispielen bekamen, lernten wir diese Informationen sehr schnell.

Der Kurs dauerte eine Woche, jeden Tag gab es eine Morgen- und eine Abendsitzung. Fünf Dozenten unterrichteten die Studenten. Außerdem nahmen externe Experten an bestimmten Kursen teil, um die Theorie mit Beispielen aus ihren jeweiligen Bereichen und Branchen zu veranschaulichen. Das bedeutete, dass die Sitzungen mit praktischen Beispielen gespickt waren.

Es hilft Ihnen, Verbindungen herzustellen“, sagt de Waal. Plötzlich merkt man: „Oh wow, das kann man auch dort anwenden.“ Eine Person erklärte, wie sie eine einfache Biegung zum Sortieren von elektronischen Bauteilen in einer Fabrik verwendete, und dann kam eine andere Person und erklärte, wie sie ähnliche Prinzipien zum Bau eines voll funktionsfähigen Roboterarms verwendete. Das war sehr aufschlussreich. Auch die Dozenten selbst waren auf ihrem Gebiet sehr versiert.

Visitenkarten

Neben praktischen Beispielen haben die Studenten auch viele Übungen gemacht. Sie gaben uns Visitenkarten mit diesen Blöcken mit Stecknadeln“, sagt de Waal. Man konnte damit herumspielen, um ein Gefühl für die Idee zu bekommen. Es ist etwas so Einfaches, nur etwas Papier und ein paar Blöcke. Aber mit diesen Blöcken können Sie besser verstehen, wie zum Beispiel Blattfedern funktionieren. Das hat mir wirklich geholfen, ein Gefühl und Verständnis für bestimmte Konzepte zu bekommen. Es hilft, wenn man physisch fühlen kann, wie etwas funktioniert. Die Dozenten haben auch einige Beispiele für die Klasse in 3D gedruckt. In der zweiten Hälfte des fünften Tages mussten wir auch etwas entwerfen. Es ist eine Sache, die Theorie zu lernen, aber eine andere, auf der Grundlage der Theorie tatsächlich etwas zu entwerfen. In diesen paar Stunden konnten wir versuchen, all das Gelernte anzuwenden. Die Dozenten gaben Ihnen Hilfestellung, wenn Sie nicht weiterkamen oder stellten Ihre Denkweise in Frage. Die gesamte Struktur des Kurses war gut durchdacht.‘

 

Rosca de Waal – Sioux Technologies.

De Waals Klasse bestand hauptsächlich aus Leuten aus der High-Tech-Industrie rund um Eindhoven, aber auch internationale Teilnehmer waren dabei, darunter Studenten aus Frankreich, Italien und sogar Saudi-Arabien. Viele von ihnen kamen aus der biomedizinischen Industrie.

Seit der Teilnahme an dem Kurs im September letzten Jahres ist de Waal von den Auswirkungen auf ihn und seine Karriere überzeugt. Bevor ich den Kurs belegte, hatte ich kein richtiges, tieferes Verständnis für diese Prinzipien“, sagt er. Aber als ich es dann tat, gingen in meinem Kopf all diese Glühbirnen an. Ich begann plötzlich, das Projekt, an dem ich arbeitete, auf einer tieferen Ebene zu verstehen.

Dieser Artikel wurde von Tom Cassauwers, freier Mitarbeiter von High-Tech Systems, geschrieben.

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.

Ultrapräzise Fräsmaschinen noch präziser machen – so könnte man Tim Knoblochs Arbeit beschreiben. Thermische Effekte spielen in seinem Bereich eine immer größere Rolle. Deshalb hat er die Schulung‚Thermische Effekte in mechatronischen Systemen‚ besucht.

Die Kern Microtechnik GmbH baut seit mehr als sechzig Jahren ultrapräzise CNC-Maschinen im süddeutschen Bayern. Dies geschieht mit über 250 Mitarbeitern, die über die ganze Welt verteilt sind. Für den deutschen Spezialisten ist Präzision wichtiger denn je.

Kern liefert Präzisionsfertigung im oberen Marktsegment der Genauigkeit. Kunden sind Hersteller in der Uhrenindustrie, der Medizintechnik und dem Halbleitermaschinenbau.

Innerhalb der Kern Micro Plattform entwickeln wir verschiedene Maschinenversionen. „Wir verwenden hydrostatische Lager mit sehr geringer Reibung“, sagt Tim Knobloch, Feinmechaniker bei Kern Microtechnik. Wo man bei Standard-CNC-Maschinen normalerweise Schlieren auf den gefrästen Teilen sieht, haben die Oberflächen der Werkstücke von Kerns Maschinen Spiegelqualität. Die Maschinen können Teile bis zu einem Gewicht von etwa 50 Kilogramm mit einem Durchmesser von bis zu 350 Millimetern fräsen. Der übliche Wert liegt bei 200 Millimetern.

Feinmechaniker

Knobloch ist ein Präzisionsingenieur, aber sein Hauptaugenmerk liegt auf der Systemtechnik für Präzision. Ich beschäftige mich mit den Herausforderungen der Qualität. Unsere Maschinen müssen sehr hohe Standards erfüllen. Deshalb testen wir intensiv, um Probleme zu erkennen und zu beheben.‘

Das macht Knoblochs Arbeit sehr vielseitig. Bei Kern arbeiten meine Kollegen aus der Feinmechanik und ich mehr oder weniger als Projektingenieure. Wir arbeiten in vielen Bereichen wie mechanische Konstruktion, Softwareprogrammierung, experimentelle Tests entlang des Problemlösungsprozesses.‘

Wir betrachten ein Problem oder eine Frage aus vielen Blickwinkeln und betrachten den gesamten Prozess. Wir entwerfen und modellieren zuerst, dann erstellen wir Prototypen und testen sie, um dann mit der eigentlichen Entwicklung und Integration in die Plattform fortzufahren. Maschinenbau-, Software- und Elektroingenieure arbeiten bei diesem Prozess Seite an Seite.

Tim Knobloch von Kern Microtechnik arbeitet an Fräsmaschinen, die ultrapräzise arbeiten, egal ob sie in einem Reinraum oder in einem nicht klimatisierten Raum stehen. Foto Kern Microtechnik.

Thermische Effekte

Zusammen mit einem Kollegen besuchte Knobloch den Lehrgang Thermische Effekte in mechatronischen Systemen am High Tech Institute. Diese Entscheidung resultierte aus dem Ziel von Kern, seine Maschinen so präzise wie möglich zu machen und gleichzeitig die Fehler zu minimieren. Heutzutage sind thermische Effekte im Allgemeinen die Ursache für etwa 40 Prozent des Gesamtfehlers einer allgemeinen Werkzeugmaschine wie einer Fräsmaschine. Ich spreche von dem Gesamtfehler der Werkzeugmaschine, dem geometrischen Fehler am Werkstück nach der Bearbeitung wie Fräsen oder Schleifen. Das ist wirklich erheblich. Jedes Teil kann davon betroffen sein. Da wir bei Kern viel Aufwand in die Kühlung der Maschine stecken, sind wir vielleicht besser als 40 Prozent, aber eine genaue Zahl kann ich Ihnen nicht nennen.
Manchmal landet eine Maschine von Kern in einer Universität, wo sie in einem Reinraum mit guter Klimakontrolle eingesetzt wird. Aber bei anderen Kunden kann eine solche Maschine in einer etwas unkontrollierteren Produktionsumgebung mit starken Temperaturschwankungen landen. Um auch in diesen unvorhersehbaren Umgebungen präzise arbeiten zu können, baut Kern spezielle Teile für seine Maschinen, wie z.B. Wärmetauscher. Auch hier ist das Wissen um die thermischen Effekte von großem Nutzen. Das ist ein wichtiges Thema, denn wir arbeiten mit Öl unter hohem Druck. Ein solcher Wärmetauscher ist ein Teil, das man nicht einfach von einem anderen Unternehmen kaufen kann. Mich hat unter anderem interessiert, wie man einen Wärmetauscher ohne sehr lange Rechenzeiten modellieren kann.‘

Die Niederlande sind der Vorreiter

Deutschland ist natürlich als ein Land des Maschinenbaus bekannt. Aber laut Knobloch ist es kein Zufall, dass er diese Ausbildung in den Niederlanden und nicht in seinem Heimatland gemacht hat. ‚Die Niederlande und das Vereinigte Königreich sind in der Feinmechanik weiter als Deutschland. Es gibt zwar kleinere Module oder Kurse, die man an den Universitäten belegen kann, aber so richtig lernen kann man es nicht. Mein Chef, der Entwicklungschef von Kern, hat zufällig vorher bei Philips gearbeitet. Daher wussten wir von der Existenz des High Tech Institute.‘

Effizientes Modell

Ein wichtiger Aspekt der Schulung war die Abbildung von thermischen Effekten und thermischen Modellierungsmethoden. In der Schulung lernen die Teilnehmer, die so genannte pauschale Massenmodellierung um ein gutes Verständnis zu erlangen. Mit dieser Methode können Sie grob das Wesentliche durch Massen – im thermischen Kontext: die Wärmekapazitäten – und den Wärmeaustausch zwischen den verschiedenen Teilen modellieren. In der Konzeptionsphase ist dies ein sehr effektives Werkzeug, denn wenn Sie noch nicht über ein vollständig ausgearbeitetes CAD-Modell mit allen Details verfügen, können Sie überhaupt kein detailliertes FEM-Modell erstellen.

Knobloch: ‚Wir haben gelernt, damit viel effizienter zu modellieren als mit den Methoden der finiten Elemente. FEM-Berechnungen brauchen viel Zeit. Ich selbst verbringe immer sehr viel Zeit damit. Die Modellierung von Klumpenmasse ist oft viel effizienter. Der Vorteil ist ganz einfach, dass Sie besser über Ihr System nachdenken müssen, darüber, wie Sie es auf seine Essenz reduzieren können. So erhalten Sie ein besseres Verständnis Ihres Modells und können herausfinden, ob etwas damit nicht stimmt.‘

Knobloch war mit der Modellierung von Lumped Mass vertraut. Sie ist eine der grundlegenden Modellierungstechniken, die er an der Universität gelernt hat. Die Modellierung der verklumpten Kapazität im Kurs war jedoch auf sein Niveau und sein Interesse zugeschnitten. Ich hatte darüber gelesen, es aber nie wirklich ausprobiert. Ich hatte auch nie die Möglichkeit, an der Universität einen Kurs über Wärmeaustausch zu belegen. Dieser Teil des Themas war also neu für mich. Es war nicht schwierig für mich, denn ich habe thermodynamische Grundkenntnisse. Aber ich habe viel Neues über den Wärmeaustausch gelernt und wie man ihn modelliert.

Knobloch sagt, dass das Wissen über thermische Effekte Kern auch bei seiner wichtigsten Arbeit hilft. Ein Großteil des Aufwands in der Fertigung des Unternehmens besteht darin, nach der Montage einen Fingerabdruck der Maschine zu erstellen. Knobloch sagt: „Wir charakterisieren die Maschine und kompensieren die Fehler, die noch in ihr stecken.“

Nicht verrückt

Knobloch über die Ausbilder: ‚Ich habe meinen Kollegen empfohlen, ebenfalls an der Schulung teilzunehmen. Die Trainer waren sehr gut. Sie haben nicht nur gelehrt, sondern sind von ihren eigenen praktischen Erfahrungen ausgegangen. Sie verknüpften diese Erkenntnisse mit Ihrem eigenen Hintergrund und Ihrer eigenen Situation. Sie haben nicht nur erklärt, sondern auch gezeigt, wie man es macht. Es war, als würde man mit einem Kollegen sprechen, nicht mit einem Professor an der Universität.‘

Knobloch genoss auch die Interaktion mit anderen Auszubildenden. Dabei wurde mir klar, dass meine Probleme auch in vielen anderen Unternehmen eine Rolle spielen. Es waren zum Beispiel Leute von ASML und Zeiss anwesend. Sie sind natürlich auf Halbleiter oder Optik spezialisiert, aber es war sehr interessant zu sehen, mit welchen Problemen sie konfrontiert waren.‘ Er lacht: „Manchmal schienen unsere Probleme im Vergleich zu ihren klein.

Es wurde auch ein Band geknüpft. Wenn wir mit unseren Lieferanten sprechen und spezifische Anforderungen für Teile haben, erklären sie uns manchmal für verrückt. Manchmal sagen sie, es sei einfach nicht verfügbar. Bei der Schulung habe ich von anderen Teilnehmern gehört, dass ihnen das auch regelmäßig passiert. Es war schön, bestätigt zu bekommen, dass wir bei Kern nicht verrückt sind, ha ha. Es ist beruhigend zu wissen, dass andere mit den gleichen Problemen zu kämpfen haben.‘

Dieser Artikel wurde von Tom Cassauwers, technischer Redakteur bei High-Tech Systems, geschrieben.

Es ist nicht immer einfach, kreativ zu sein, vor allem in der High-Tech-Branche. Schließlich ist die beste Antwort auf ein technisches Problem eine praktische Lösung, nicht wahr? Aber auch wenn Sie kreatives Denken nicht in jeder Situation anwenden können, können ein wenig Übung und die Bereitschaft, über den Tellerrand hinauszuschauen, eine ganz neue Perspektive eröffnen.

 

In einer Branche, die von Einschränkungen, Standards und linearen Prozessen geprägt ist, kann unkonventionelles Denken für viele in der High-Tech-Branche eine echte Herausforderung darstellen. Nachdem sie jahrelang physikalische Gesetze, technische Konzepte und allgemeine Faustregeln gelernt haben, ist es kein Wunder, dass viele Ingenieure die zu lösenden Probleme mit einem analytischen Blick betrachten. Schließlich ist die beste Antwort auf ein technisches Problem eine sehr praktische Lösung, nicht wahr? Aber wo bleibt da der Raum für Kreativität?

Wie bei vielen anderen Ingenieuren, die im High-Tech-Bereich tätig sind, trifft diese Aussage auch auf Roger Amiot zu. Er ist Senior Compliance Engineer bei Fluidwell, einem Unternehmen, das sich auf die Entwicklung von Sensoren, Durchflussmessern und anderer Elektronik spezialisiert hat, die für den Einsatz in gefährlichen und sogar explosiven Umgebungen geeignet sind. „Meine Arbeit konzentriert sich auf alle Arten von Zertifizierungen, von elektrischer Sicherheit über Strahlung bis hin zu Explosionssicherheit und Messtechnik“, beschreibt Amiot. „Fast alle meine beruflichen Aktivitäten sind eng mit den Sicherheitsstandards der Industrie verknüpft, und das bedeutet, dass ich in meinen Möglichkeiten, kreativ zu sein, sehr eingeschränkt bin.“

Aber innerhalb dieser strengen Standards wollte Amiot sehen, wie er sich selbst dazu bringen kann, seine Komfortzone zu verlassen und neue Denkansätze zu entwickeln. „Deshalb wollte ich mich für den Kurs ‚Kreatives Denken‘ des High Tech Institute anmelden. Ich habe einige unglaublich kreative Menschen und Querdenker kennengelernt, und es hat mich schon immer interessiert, wie sie sich einen offenen Geist bewahren, sich nicht von starren Zwängen leiten lassen und verschiedene Techniken ausprobieren können“, erklärt Amiot. „Das ist etwas völlig anderes als alles, was ich bisher gemacht habe. Als Ingenieur habe ich mich immer darauf konzentriert, unkomplizierte technische Lösungen zu finden. Dieser Kurs hat mich wirklich angezogen, um zu sehen, wie ich die Norm herausfordern und als Techniker kreativer sein kann.“

'Sometimes asking why, again and again, can lead to the most interesting places.'

Weckruf

Wie jede andere Schulung beginnt auch der Kurs „Kreatives Denken“ mit einer Einführung in die Theorien des Querdenkens und die Techniken der Ideenfindung. Die ersten beiden dieser Methoden sind die Konzeptextraktion, bei der grundlegende Verbindungen zwischen Ideen hergestellt werden, und die Herausforderungsmethode, bei der versucht wird, den Status quo in Frage zu stellen, indem ständig nach dem Warum gefragt wird. Die nächsten beiden Ansätze sind der Zufallseinstieg, bei dem es sich im Wesentlichen um ein Assoziationsspiel auf der Grundlage von Zufallswörtern handelt, und schließlich die Provokation, die darauf abzielt, unbequeme und nicht praktikable Ausgangspunkte zu finden, die dann als Sprungbrett für praktikable Ideen genutzt werden können.

Check out the training

„Von den verschiedenen Techniken, die uns vorgestellt wurden, muss ich sagen, dass einige für mich wirklich funktioniert haben und andere nicht. Für mich waren die effektivsten Techniken die Methoden der Herausforderung und Provokation“, betont Amiot. „Manchmal kann die Frage nach dem Warum, wieder und wieder, zu den interessantesten Orten führen. Vor allem, wenn andere Ideen schnell abschießen. Fragen Sie, warum dies nicht funktioniert, warum das so ist, und noch viermal warum. Irgendwann kommen Sie an einen Punkt, an dem die Leute aus ihrer Trance erwachen und anfangen, Möglichkeiten zu sehen. Es ist wie ein Weckruf, und genau das war dieses Training für mich.“

Gehen Sie zum Mars

Der nächste Schritt: Setzen Sie diese Methoden in die Praxis um. Vor allem für technische Köpfe ist nicht die Theorie, sondern die Praxis das Wichtigste. Deshalb sollen die Teilnehmer ein Ziel definieren und sofort damit beginnen, diese Techniken durch Übungen zur Ideengenerierung anzuwenden. Das Ziel dieser Übung ist es, Quantität und nicht unbedingt Qualität bei den Ideen zu erreichen. Nicht jede Idee ist gut oder gar umsetzbar, aber allein die Tatsache, dass sie geäußert werden, kann einen kreativen Fluss in Gang setzen.

Wenn das Problem, das Sie zu lösen versuchen, also darin besteht, den Müll im öffentlichen Raum zu reduzieren, ist ein fliegender Mülleimer vielleicht nicht die praktischste Lösung. Aber er wird mit Sicherheit die Aufmerksamkeit der Menschen auf sich ziehen. Wie Kursleiter Rex Bierlaagh es ausdrückt – manchmal muss man wie ein Marsmensch denken. „Haben Sie keine Angst, für eine verrückte Idee zum Mars zu fliegen. Denn danach können Sie und Ihre Kollegen sie immer noch auf die Erde zurückbringen.“

„Wir haben gelernt, dass es so etwas wie eine verrückte Idee nicht gibt, weil sie alle wertvolle Aspekte haben. Es geht darum, eine offene Denkweise zu entwickeln, bei der es keine Wertung gibt, und nicht unsere typische kritische oder analytische Herangehensweise“, meint Amiot. Einer der wichtigsten Faktoren bei kreativem Denken und Brainstorming-Sitzungen ist seiner Meinung nach die Beteiligung in einer Gruppe. „Es ist wichtig, dass andere dabei helfen, Ideen zu sammeln, abzugleichen und zu gruppieren. Marsmännische Ideen sind großartig, aber es muss jemand da sein, der sie strukturiert, und sie müssen in den definierten Fokus passen. Wir haben gesehen, dass eine Reihe von Ideen mit nur geringfügigen Änderungen realisierbar sind, wenn dies effektiv durchgeführt wird.“

Persönlicher Einblick

Für viele, insbesondere für die linearen Denker der technischen Welt, ist die Umsetzung dieser Methoden in die Praxis keine leichte Aufgabe. Aus diesem Grund ist die Umsetzung kreativer Denkansätze in realen Szenarien mit der zusätzlichen Schwierigkeit verbunden, dass sie kontraintuitiv ist. Aber laut Bierlaagh ist dieses Gefühl etwas, das man sich zu eigen machen sollte. Seiner Meinung nach sind wir als Kinder dazu verdrahtet, alle Möglichkeiten und Potenziale zu sehen und phantasievoll zu sein. Aber irgendwann verlieren wir das und fangen an, uns auf Grenzen und Begrenzungen zu konzentrieren. Deshalb besteht eines der Ziele des Trainings darin, den Teilnehmern zu helfen, diese Beschränkungen zu durchbrechen und ihr inneres Kind zu finden.

„Ich habe viele der Techniken noch nicht bei der Arbeit anwenden können. Das liegt zum Teil an der Art meiner Arbeit, aber auch an der Arbeitsumgebung, in der wir uns gerade befinden“, kommentiert Amiot. „Aber ich muss sagen, dass ich dieses Training auch auf persönlicher Ebene, außerhalb der Arbeit, als relevant empfinde. Sie hat mir viele persönliche Einsichten vermittelt und mir ein besseres Verständnis für die Perspektiven und Ideen anderer vermittelt. Wir alle spielen in unserem Leben viele Rollen – Kollegen, Freunde, Eltern, Kinder – was bedeutet, dass wir viele Hüte tragen müssen. Aber zu sehen, wie sich diese offene Denkweise auf die Kreativität und das Handeln auswirken kann, hat mir wirklich die Augen dafür geöffnet, wie ich ein besserer Zuhörer und Kommunikator sein kann, ohne mich von all den technischen Zwängen blenden zu lassen, die in meinem Leben als Techniker so vorherrschend sind.“

Dieser Artikel wurde von Collin Arocho, Tech-Redakteur von Bits&Chips, geschrieben.

Ablenkungen und Unterbrechungen sind die Feinde der Arbeitseffizienz. Um sich durchzusetzen und Ihre täglichen Aufgaben auf Kurs zu halten, sind Fähigkeiten im Zeitmanagement unabdingbar. Suchen Sie nach Hilfsmitteln und Tipps, um Ihre Effizienz am Arbeitsplatz zu steigern? Das Training „Zeitmanagement in der Innovation“ des High Tech Institute bietet Ihnen alles, was Sie brauchen.

Trotz der durch die Covid-19-Pandemie verursachten wirtschaftlichen Abschwächung stellen viele Unternehmen fest, dass die Produktivität gestiegen ist, da wir unsere Arbeitsweise völlig umgestellt haben. Während die Arbeit von zu Hause aus für die einen keine Reisezeit und einen entspannteren Start bedeutet, finden sich andere morgens, mittags und abends hinter dem Computer wieder. Kombinieren Sie das mit der unaufhörlichen Flut von Unterbrechungen, die von Sofortnachrichten, E-Mails und Anrufen bis hin zu Haustieren, Menschen und Paketlieferungen reichen – manchmal hat man das Gefühl, dass der Tag einfach nicht genug Stunden hat, um alles zu erledigen.

Die gute Nachricht ist, dass nicht alles auf einmal erledigt werden muss. Ein wenig Prioritätensetzung und gutes Zeitmanagement können den Unterschied ausmachen. Aber genau wie die technischen Fähigkeiten, die Sie bei Ihrer Arbeit zeigen, müssen auch diese besonderen Fähigkeiten entwickelt werden. Treten Sie ein: Die Schulung „Zeitmanagement in der Innovation“ des High Tech Institute – mit dem Ziel, Ingenieuren und Innovatoren die Werkzeuge an die Hand zu geben, mit denen sie Stress abbauen und die Effizienz am Arbeitsplatz steigern können.

Bram Bergen, Software-Entwicklungsingenieur bei Adimec.

 

Eher früher als später

„Ich saß gleichzeitig an verschiedenen schwierigen Projekten und war gestresst, alles zu schaffen“, erklärt Bram Bergen, Softwareentwicklungsingenieur bei Adimec Advanced Image Systems – einem Spezialisten für die Entwicklung von industriellen Hochleistungskamerasystemen, die von globalen OEMs, Systemintegratoren und staatlichen Auftragnehmern für drei Hauptmarktsegmente eingesetzt werden: maschinelles Sehen, medizinische und globale Sicherheitsanwendungen. „Wir entwickeln maßgeschneiderte Kameras für eine Vielzahl von Anwendungen, aber das bedeutet, dass wir unsere Kameras auf die spezifischen Bedürfnisse des Kunden zuschneiden müssen, ohne dabei die Robustheit und Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen.“

Um diese hohen Erwartungen zu erfüllen, arbeitet Bergen eng mit den Entwicklungs-, Produktions- und Prototyping-Teams von Adimec zusammen, um Testsoftware zu entwickeln, mit der die Kameras extremen Herausforderungen wie Temperatur-, Vibrations- und Kalibrierungstests unterzogen werden können. Als jedoch die Aufträge und Projekte immer mehr zunahmen, merkte Bergen, dass er mit der Arbeit überfordert war.

'I wanted to see how I could get more organized and keep from forgetting things on my growing list'.'

„Da beschloss ich, mich für den Kurs anzumelden. Ich hatte immer noch das Gefühl, dass ich alles bewältigen konnte, aber sobald alles zusammenlief und sich überschnitt, wusste ich, dass es Ärger geben würde. Deshalb habe ich mich entschieden, den Kurs lieber früher als später zu besuchen“, erklärt Bergen. „Mein Ziel war es, Tipps und Tricks zu bekommen, wie ich meine Arbeit besser strukturieren kann und wie ich mehr Zeit für konzentriertes Arbeiten im Laufe des Tages finde. Aber ich wollte auch sehen, wie ich mich besser organisieren kann und wie ich verhindern kann, dass ich Dinge auf meiner wachsenden Liste vergesse.“

 

 

Zeitliche Registrierung

Ein Teil des wachsenden Problems für Bergen, das viele nachvollziehen können, ist, dass er traditionell ein Ja-Sager war. Sein Ehrgeiz, seinem Team zum Erfolg zu verhelfen, führte dazu, dass er fast jede Aufgabe übernahm, um die er gebeten wurde, und alle wurden zu einer Priorität. „Ich hatte immer das Gefühl, dass ich meine Zeit damit verbringen musste, sofort auf E-Mails und Skype-Nachrichten zu antworten, weil sie sehr wichtig waren – meine Kollegen waren auf mich angewiesen und brauchten mich. Aber dabei wurde ich ständig abgelenkt, was dazu führte, dass ich Überstunden machte, um alles fertig zu bekommen“, beschreibt Bergen. Es war klar, dass diese Art zu arbeiten nicht nachhaltig war. „Was ich wirklich brauchte, war das Erlernen einiger Techniken, um die Kontrolle über meine Agenda zu übernehmen und meine Arbeit zu priorisieren.

Dies wurde noch deutlicher, als Bergen die tägliche Zeiterfassungsübung für den Kurs absolvierte, bei der Sie aufgefordert werden, Ihren gesamten Arbeitstag zu protokollieren – jeden Anruf, jede E-Mail, jede Minute, die Sie mit konzentrierter Arbeit verbringen, alles. Das Ziel: Ihnen zu zeigen, wie oft Ihr Gehirn unterbrochen wird und gezwungen ist, die Richtung zu wechseln – ein bekannter Killer der Arbeitseffizienz.

„Es gab viele gute Lektionen in der Schulung zu lernen, einige neue und einige alte, aber die Zeiterfassung war wirklich ein Augenöffner für mich. An einem Tag der Zeiterfassung habe ich etwa 60 Schalter gezählt – und das fühlte sich wie ein einfacher Tag ohne viele Störungen an“, illustriert Bergen. „Da wurde mir erst so richtig bewusst, wie viele Unterbrechungen ich jeden Tag hatte. Ich beantworte eine E-Mail, jetzt ruft jemand an, oh, da ist ein Kollege an meinem Schreibtisch, da ist wieder Skype. Da hat es bei mir irgendwie Klick gemacht. Vielleicht muss ich nicht auf alles sofort reagieren.“

Abnehmen

Hier sah Bergen eine Gelegenheit, einige der Taktiken, die er im Kurs gelernt hatte, wirklich anzuwenden, wie z.B. Zeit in seinem Kalender zu blockieren, um sich mehr auf Projekte zu konzentrieren, Meetings abzulehnen, die nicht unbedingt notwendig waren, und Ablenkungen zu minimieren. „Ich habe festgestellt, dass es für mich entscheidend war, die Benachrichtigungen für Skype und E-Mail abzuschalten. Zuerst habe ich versucht, sie im Hintergrund laufen zu lassen, während ich arbeitete, aber das hat mich wirklich abgelenkt“, sagt Bergen. „Die Wahrheit ist, dass es für niemanden ein Problem war, meine Kollegen eine Weile warten zu lassen, bevor sie mir antworteten, damit ich mich auf meine Arbeit konzentrieren konnte. Wenn es wirklich wichtig war, haben sie einfach angerufen oder sind vorbeigekommen.“

Eine der wichtigsten Erkenntnisse, die Bergen mitgenommen hat, ist, dass es wichtig ist, ein wenig mehr über sich selbst nachzudenken. „In der Vergangenheit haben mir Familie und Kollegen Anweisungen gegeben, wie ich meine Zeit einteilen soll, aber ich habe die Gründe dafür nicht verstanden. Jetzt habe ich das Gefühl, dass dieser Kurs mir wirklich einen Einblick und eine Begründung dafür gegeben hat, warum das so wichtig ist“, sagt Bergen.

„Deshalb achte ich jetzt darauf, Zeit für mich einzuplanen. Wenn eine Woche extrem arbeitsreich ist und ich anfange, mich müde zu fühlen, dann versuche ich, es in der nächsten Woche etwas ruhiger angehen zu lassen oder eine lange Mittagspause einzulegen und Fahrrad zu fahren, um den Kopf frei zu bekommen. Durch die Anwendung einiger der Werkzeuge, die wir in der Schulung am High Tech Institute gelernt haben, habe ich das Gefühl, dass ich meine Arbeit viel strukturierter und organisierter erledige und mit weniger Stress mehr erreichen kann.“

Während des Zeitmanagement-Trainings wird die Theorie sofort in die Praxis umgesetzt.

 

Dieser Artikel wurde von Collin Arocho, Tech-Redakteur von Bits&Chips, geschrieben.

Das Industrial Technology and Engineering Center (ITEC) von Nexperia blickt auf eine lange Geschichte in der Entwicklung modernster Produkte und industrieller Produktionslösungen für den Halbleiterbereich zurück. Aber als die Gruppe bei der Entwicklung des hochmodernen ADAT3-XF vor der schwierigen Aufgabe stand, die Ergebnisse mit den angestrebten Kosten in Einklang zu bringen, wandten sich der leitende Mechanikdesigner Theo ter Steeg und das ITEC-Team an die Schulung„Design for manufacturing„, um den Designprozess zu rationalisieren und von Anfang an einen besseren Überblick zu erhalten.

Den Weg an die Spitze der technologischen Entwicklung zu finden, ist sicherlich für kein Unternehmen einfach. Aber diesen Vorsprung über Jahrzehnte hinweg zu halten, ist eine Leistung, die nur sehr wenige erbringen. Nexperia und sein Industrial Technology and Engineering Center, besser bekannt als ITEC, haben diese Position seit mehr als 30 Jahren inne – und haben nicht vor, sie in absehbarer Zeit aufzugeben.

„Seit ich Ende der 90er Jahre dem ursprünglichen ITEC-Team bei Philips beigetreten bin, war es immer mein Ziel, die Grenzen zu erweitern und unser Angebot zu verbessern“, beschreibt Theo ter Steeg, leitender mechanischer Designer bei Nexperia. Seit dem Jahr 2000 widmet er seine Energie der Innovation einer der wichtigsten Pick-and-Place-Maschinen des Unternehmens, nämlich der ADAT3.

„Schon in der frühen Entwicklungsphase des ADAT3 haben wir große Fortschritte bei der Verbesserung der Geschwindigkeit und Genauigkeit gegenüber dem Vorgänger ADAT2 gemacht. Als das System dann ausgereifter wurde und von der Entwicklungs- in die Produktgruppe überging, bin ich mit ihm mitgezogen“, erinnert sich Ter Steeg. „Wir konzentrierten uns auf die Pflege des Produkts und die Entwicklung neuer Funktionen und Module, um die gesamte ADAT3-Plattform zu verbessern und die steigenden Bedürfnisse und Anforderungen unserer Kunden zu erfüllen, insbesondere in den Bereichen Die Bonding, Die Sorting, Taping, Strip-to-Strip Bonding, Flip Bonding und mehr.“

Ziele

Die Erfüllung dieser Kundenanforderungen und die Arbeit an einem kontinuierlichen Innovationszyklus hat jedoch auch einen hohen Preis, sowohl im wörtlichen als auch im übertragenen Sinne. Als die Gruppe Energie und Ressourcen in das Projekt steckte, stellte sie fest, dass die festgelegten Kostenziele oft in direkter Konkurrenz zu dem standen, was sie liefern wollte – was das Projekt ein wenig aus dem Ruder laufen ließ. Das Projekt geriet dadurch ein wenig aus den Fugen. Das wurde bei der Entwicklung des Die-Bonder-Streifen-Klebemoduls für die ADAT3-XF-Plattform überdeutlich.

„Wir wissen immer, dass die Zielvorgaben für unsere Leistungen knapp bemessen sein werden, das ist in dieser Branche fast immer der Fall. Aber wie bei jedem Innovationsprojekt waren wir enthusiastisch und überzeugt, dass wir unsere Ziele erreichen würden“, meint Ter Steeg. „Wir stellten jedoch fest, dass wir uns diese Ziele zu einem frühen Zeitpunkt im Prozess gesetzt hatten, ohne über alle notwendigen Informationen zu verfügen, was nicht nachhaltig ist. Es wurde schnell klar, dass wir unsere Ziele verfehlen würden; die Frage war nur, um wie viel.“

Zuversichtlich, dass das Projekt gerettet und wieder auf den Weg gebracht werden könnte, begannen Theo und sein Team, ihre Optionen zu diskutieren. Ter Steeg erinnerte sich an einen Artikel, den er in der Mechatronica&Machinebouw über die Schulung „Design for manufacturing and assembly“ des ebenfalls von Philips abstammenden High Tech Institute gelesen hatte. Nachdem er sich näher mit dem Kursinhalt befasst hatte und feststellte, dass die Kernpunkte der Schulung mit den Bereichen übereinstimmten, die er verbessern wollte, wandte sich Ter Steeg an den Kursleiter Arnold Schout.

Ter Steegs besonderes Interesse an der Schulung Design for manufacturing wurde durch zwei spezifische Themen geweckt: Kostenkalkulationen und Verbesserungen bei der Ermittlung der Vorlaufzeiten. „Vom ersten Gespräch an zeigte uns Schout, dass er ein klares Verständnis für unsere Herausforderungen hat und eine klare Vorstellung davon, wie wir sie angehen können“, sagt Ter Steeg. „Er arbeitete mit uns zusammen, um eine firmeninterne Ausgabe der Schulung zu entwerfen. In Zusammenarbeit mit ihm konnten wir die Schulung genau auf unsere spezifischen Bedürfnisse abstimmen.

Augenöffner

Um ITEC bei der Kostenkalkulation zu helfen, arbeitete Schout direkt mit den Teammitgliedern zusammen, um ein internes detailliertes Arbeitsblatt zu erstellen, das die Kosten der verschiedenen Teile und Module innerhalb der Maschine berücksichtigen kann. Durch die Verknüpfung mit einem CAD-Modell des Systems können die Ingenieure genau sehen, wie sich jedes einzelne Teil, jeder Motor oder jedes Modul auf die Gesamtkosten auswirkt – einschließlich Material, Maschine und Arbeitsstunden.

„Das war ein Augenöffner für uns. Normalerweise entwerfen wir etwas mit einer groben Schätzung der Kosten für die verschiedenen Teile und Komponenten, aber im weiteren Verlauf des Prozesses treffen wir oft spontane Entscheidungen, um die Leistungsspezifikationen zu verbessern oder Funktionswünsche unserer Kunden zu erfüllen, ohne genau zu wissen, wie sich das auf die Kosten auswirkt“, erklärt Ter Steeg. „Und bei einer Maschine wie dieser, mit mehr als 8.000 Teilen, summieren sich diese Änderungen wirklich. Natürlich machen wir gerne Verbesserungen, aber irgendwann muss die Frage gestellt werden, zu welchem Preis. Mit dieser neuen Arbeitsweise und dem detaillierten Dokument konnten wir viel Klarheit darüber gewinnen und unser System und unsere Arbeitsweise verbessern.“

Ähnlich wie beim Formular zur Kostenkalkulation half Schout dem ITEC-Team auch bei der Gestaltung eines Dokuments zur Vorlaufzeit, in das der Konzern wiederum detaillierte Informationen für alle seine Teile und Module eintragen konnte, die dann viel genauere Informationen über die zu erwartenden Vorlaufzeiten für bestimmte Lösungen lieferten.

„Die Zusammenarbeit mit Arnold und dem High Tech Institute im Rahmen der ‚Design for manufacturing‘-Schulung hat uns wirklich die Türen geöffnet, um unsere Prozesse und unsere kontinuierliche Innovation weiterzuentwickeln. Ihr Wissensstand und ihre Fähigkeit, die Schulung auf unsere speziellen Bedürfnisse abzustimmen, haben es uns ermöglicht, auf eine viel anspruchsvollere Art und Weise zu arbeiten, mit einem klareren Verständnis und besser definierten Zielen während des gesamten Herstellungsprozesses“, erläutert Ter Steeg. „Obwohl wir die Schulung erst vor kurzem abgeschlossen haben und es vielleicht noch etwas zu früh ist, um eine endgültige Aussage zu treffen, können wir bereits viele der Vorteile erkennen, die wir uns erhofft haben.“

Dieser Artikel wurde von Collin Arocho geschrieben, Tech-Redakteur von Bits&Chips.

Selbst für die kulturerfahrensten Auswanderer kann die niederländische Direktheit am Arbeitsplatz ein kleiner Schock sein. Laut dem ASML-Entwicklungsingenieur Marco Allegri, der aus Italien in die niederländische Arbeitskultur kam, kann die Umstellung ein wenig frustrierend sein. Aber, so sagt er, wenn Sie erst einmal wissen, woher das kommt, werden Sie den typisch niederländischen Kommunikationsstil zu schätzen lernen. Vor kurzem nahm er an der Schulung„Wie man in der niederländischen High-Tech-Arbeitskultur erfolgreich ist“ teil.

Der Einstieg in die niederländische Arbeitswelt kann voller Herausforderungen sein, vor allem wenn man aus einem anderen Land kommt. Während einige kulturelle Normen leicht zu erkennen, zu erlernen und zu verstehen sind, können andere ein wenig schockierend oder sogar frustrierend für diejenigen sein, die noch grün hinter den Ohren sind. In der niederländischen Arbeitskultur ist es oft so, dass Sie nicht weiter als bis zur Kommunikation schauen müssen. Dabei geht es nicht so sehr um Sprachbarrieren, denn die Niederländer sind in einer Reihe von Sprachen äußerst begabt, sondern um ihren Kommunikationsstil – wobei sich die „niederländische Art“ ein wenig, nun ja, autsch anfühlen kann.

Marco Allegri.

„Die Arbeit in den Niederlanden war für mich ein relativ reibungsloser Übergang. ASML hat alles getan, um mir und anderen ausländischen Mitarbeitern die nötige Hilfe, Ressourcen und eine Reihe von Einführungsaktivitäten zu bieten, damit sie sich von Anfang an als Teil des Teams fühlen konnten“, erklärt Marco Allegri, ein Ingenieur für mechanische Konstruktion, der nach seinem Umzug von Italien nach Belgien zu dem niederländischen Halbleiterausrüstungsriesen kam. Aber trotz seines positiven Starts bei dem Unternehmen muss selbst er zugeben: Es gibt sicherlich einige kulturelle Unterschiede. „Im Vergleich zu meinem vorherigen Job in Italien habe ich festgestellt, dass die niederländische Arbeitswelt eine sehr nüchterne Herangehensweise an die Arbeit hat, mit extremer Aufmerksamkeit für Prozesse, Verfahren und Details, was alles ein wenig neu für mich war. Ich habe auch festgestellt, dass diese nüchterne Herangehensweise in den Niederlanden oft zu einer Kommunikation oder einem Feedback führt, das sowohl sofort als auch ziemlich barsch ist.“

 

Können Sie sich an einen bestimmten Moment erinnern, in dem Sie dies erlebt haben?

„Oh ja, auf jeden Fall. Es war das erste Mal, dass ich ein direktes Feedback von meinem früheren Teamleiter erhielt. Wir waren in einer Besprechung und diskutierten, als er mir plötzlich das Wort abschnitt, fast mitten im Satz, ganz im Gegensatz zu dem, was ich gerade gesagt hatte. Er war damit überhaupt nicht einverstanden“, erinnert sich Allegri. „Sagen wir einfach, das war ich nicht gewohnt und ich wagte es nicht, zu antworten oder zu argumentieren. Was sollte ich auch sagen?“

In Italien, so Allegri, würde man sich in 90 Prozent der Fälle wahrscheinlich nicht direkt dagegen aussprechen. Und wenn doch, dann wäre es voller Nettigkeiten und Höflichkeit gewesen. „Man würde kleine Schritte machen und fragen, ob man etwas hinzufügen könnte, oder erwähnen, dass man eine andere Sichtweise anzubieten hat, aber niemals würde man es auf so unmittelbare und direkte Weise tun“, erklärt Allegri. „In der niederländischen Kultur hingegen wird dies erwartet. Selbst wenn Ihre Meinung im Widerspruch zu der Ihres Chefs oder des Managements steht, will man, dass Sie sich zu Wort melden – Sie müssen nur sicher sein, dass Sie Fakten und Beweise vorlegen können. Das ist es, was die Menschen hier antreibt. In Italien ist es sehr hierarchisch. Selbst wenn der Chef im Unrecht ist, hat er Recht – weil er sagt, dass er Recht hat und weil er der Chef ist. Es gibt nicht wirklich Raum für Diskussionen und es würde nie so direkt sein.“

 

Feedback geben

Diese Erfahrung war für Allegri ein echter Augenöffner. Als er sich in seiner Rolle und im Unternehmen weiterentwickelte, sah er, dass diese Art der Kommunikation von fast allen seinen Kollegen angewandt wurde, insbesondere von den Niederländern. „Am Anfang ist das wirklich ein kleiner Schock, wissen Sie. Aber so wird es hier gemacht, und es gefällt mir sehr gut. Es ist diese Art der direkten Kommunikation, die mir ein klares Verständnis davon gibt, wo die Dinge stehen, was getan werden muss und wie man es erreichen kann“, bemerkt Allegri. „Es ist nie persönlich, es geht immer zuerst um Fakten. Wenn Sie Ihre Meinung mit Daten untermauern können, können Sie sicher sein, dass die Leute hier offen sind und Ihnen tatsächlich zuhören werden. Das ist eine ganz neue Idee für mich.“

Für Allegri stellte diese Art der Kommunikation jedoch eine echte Herausforderung dar. Nach seiner Erfahrung und mit seinem kulturellen Hintergrund war es keine einfache Aufgabe, diese Art von Feedback zu geben. Deshalb meldete er sich beim High Tech Institute für das Training an: „Wie man in der niederländischen High-Tech-Arbeitskultur erfolgreich ist„. „Diese Schulung vermittelte uns einen wirklich guten theoretischen Überblick darüber, warum die Niederländer auf diese Weise kommunizieren. Die bei weitem aufschlussreichsten Informationen, die ich erhalten habe, waren jedoch die, wie man diese Art von direktem Feedback gibt und wie man mit der großen Anzahl von Interessengruppen in Meetings und bei der täglichen Arbeit umgeht“, betont Allegri.

„Der hilfreichste Aspekt des Trainings war zu lernen, wie ich mein Feedback strukturieren kann, wobei ich darauf achten muss, den Ball zu treten und nicht den Mann – um es mal so zu sagen. Auch die Techniken für den Umgang mit Meinungsverschiedenheiten zwischen Stakeholdern oder die Beeinflussung von Stakeholdern und die Schaffung von Akzeptanz aus einer Position ohne Macht. Das war wirklich aufschlussreich und hat mir noch einmal verdeutlicht, wie wichtig die Verwendung von Fakten, Daten und Zahlen zur Untermauerung von Ideen ist – ein zentrales Element der Kommunikation im niederländischen Stil. Besonders nützlich fand ich die Übungen und Szenarien, mit denen die Theorie in die Praxis umgesetzt wurde. Ich wünschte, wir hätten noch mehr machen können, denn das ist etwas, was ich heute noch in meiner Arbeit umsetze.“

Während der Schulung arbeiten die Teilnehmer in kleinen Gruppen, um die Theorie zu üben.

 

Welchen Rat würden Sie anderen Auswanderern geben, die in den Niederlanden arbeiten möchten?

„Manchmal fällt es den Niederländern schwer, sich in Ihre Lage zu versetzen. Sie müssen bedenken, dass sie mit der ‚holländischen Art‘ aufgewachsen sind, die ich sehr zu schätzen gelernt habe und die mir sogar gefällt. Aber manchmal fehlt ihnen die Perspektive der anderen Seite“, erklärt Allegri. „Mein Rat an andere Expats, die in der holländischen High-Tech-Branche arbeiten wollen, ist also ganz einfach. Seien Sie darauf vorbereitet, frustriert zu sein. Bereiten Sie sich auf Töne vor, die Ihnen hart vorkommen, und auf Verfahren, die Ihnen endlos erscheinen. Aber denken Sie auch daran, dass es viel besser wird. Das ist einfach die Art und Weise, wie die Dinge hier gemacht werden, und sie haben eine sehr gute Erfolgsbilanz.“

Dieser Artikel wurde von Collin Arocho, Tech-Redakteur von Bits&Chips, geschrieben.