“Technische kennis was niet genoeg, ik moest het grote plaatje zien”

Sebastian Pricking van het Duitse bedrijf Trumpf weet waar hij het over heeft als het om lasers gaat. Maar toen hij werd gepromoveerd om de ontwikkeling van een nieuwe vezellaser te leiden, was technische kennis alleen niet genoeg. Hij moest in de wereld van systeemarchitectuur stappen. Daarom volgde hij de cursus Systeemarchitect(en) aan het High Tech Institute.

Trumpf is een van de verborgen kampioenen van Duitsland. Ook al is het geen bekende naam, de Trumpf Groep bouwt hightech machines voor klanten over de hele wereld en heeft daarbij meer dan 16.000 mensen in dienst. De sleutel tot het succes van de groep is dat het sinds de oprichting in 1923 een familiebedrijf is.

“We werken aan innovaties waarbij we misschien vijf tot tien jaar moeten wachten voordat we een return-on-investment zien”, zegt Sebastian Pricking. “Als je bedrijf beursgenoteerd is, is het niet altijd mogelijk om zo ver vooruit te kijken.”

Foto : André Boden (Trumpf)

Pricking werkt op de laserontwikkelingsafdeling bij Trumpf. “Wij ontwikkelen de concepten en doen basisonderzoek”, zegt hij. “We hebben andere collega’s die gespecialiseerd zijn in de CAD-ontwerpen en software. Mijn team houdt zich bezig met de systeeminterfaces, de fundamentele principes en de basisconcepten.”

Ze ontwerpen bijvoorbeeld de optische lay-out van een nieuwe laser. “We beslissen welke soorten spiegels we gebruiken, de coatings op de lenzen, enzovoort, op basis van simulaties en laboratoriumexperimenten”, zegt Pricking. “De daadwerkelijke mechanische integratie wordt door een ander team gedaan.”

Vezellaser

Het team van Pricking werkt aan vastestoflasers. Hieronder vallen op YAG gebaseerde schijven, maar ook vezellasers, waarbij het actieve medium een optische vezel is. Pricking staat momenteel aan het hoofd van een team dat een nieuwe vezellaser ontwerpt.

De belangrijkste toepassingen van de lasers van Trumpf liggen in de industrie, waar ze over het algemeen worden gebruikt om metalen te behandelen. “Lassen en snijden zijn enkele van de belangrijkste toepassingen van deze lasers”, zegt Pricking. “Een van de grootste industrieën die we bedienen is de automobielindustrie. Vooral elektromobiliteit zorgt hier voor groei. Bij de bouw van batterijen en elektromotoren zijn veel laserprocessen nodig. Die markt groeit nu aanzienlijk.”

Lasers worden al een tijdje gebruikt in deze toepassingen, maar dat betekent niet dat er geen technologische ontwikkeling meer nodig is. “Parameters zoals vermogen en straalkwaliteit worden nog steeds verbeterd”, zegt Pricking. “We richten ons ook op nieuwe functies. We ontwikkelen bijvoorbeeld gepulseerde lasers. Hierbij is het licht niet continu, maar komt het in pulsen met een hoger piekvermogen. Dat betekent dat we de pulsen precies goed moeten timen voor de toepassing van de klant.”

“We zijn zeker in staat om geschikte vermogensniveaus te bieden voor alle standaardprocessen”, zegt hij. “Solid-state lasers bieden een breed scala aan vermogensniveaus met een uitstekende wall-plug efficiëntie. Een van onze ontwerpen is een schijflaser, die tot 24 kilowatt infrarood laserlicht biedt.”

Een schijflaser heeft een dun actief medium dat bovenop een koellichaam wordt geplaatst. Dit lost problemen met koeling op. “In het verleden had het actieve medium vaak de vorm van een staaf”, zegt Pricking. “Maar dat gaf problemen met de koeling, omdat het moeilijker is om een goede koeling toe te passen om de warmte weg te krijgen. Er zijn twee mogelijke oplossingen. Of je neemt de staaf en drukt hem in een schijfvorm, zodat de warmte gemakkelijker ontsnapt door het grotere oppervlak. Of je neemt de staaf en trekt eraan, zodat het een vezellaser wordt. We bieden beide ontwerpen aan klanten aan.”

Architect

Pricking is pas sinds kort lead in het fiber-based laserteam. Daarom volgde hij de opleiding tot systeemarchitect aan het High Tech Institute.

“Ik ben van oorsprong een experimenteel natuurkundige”, zegt Pricking. “Ik kan het labwerk doen, ik kan alle benodigde effecten simuleren en berekenen. Maar toen ik het team overnam, veranderde mijn werk. Ik moest de eisen van de belanghebbenden verzamelen. Ik moest tolerantieketens maken. Ik had al die interfaces die ik moest organiseren. Ik moest ervoor zorgen dat alles bij elkaar paste. Ik moest een systeemarchitect zijn. Het ging niet om de technische aspecten van het werk, maar om hoe ik het ontwerp moest organiseren. De training ‘Systeemarchitect(en)’ gaf me de tools en het raamwerk waarmee ik het grote geheel kon zien en ervoor kon zorgen dat ik niets vergat. Het raamwerk liet me zien waar ik op de goede weg was en waar iets ontbrak. Zo kon ik de gaten dichten.”

Tijdens de cursus leerde de student het CAFCR-raamwerk toe te passen.

“Het stelde me in staat om me te oriënteren”, zegt Pricking. “Ik neem aan dat er ook andere, concurrerende, frameworks zijn. Maar deze past mooi bij onze manier van werken. Het bevestigde dat we op de goede weg waren.”

Naast de inhoud vond Pricking ook de manier waarop de cursus werd gegeven erg goed. “Ik hield van de mix tussen enerzijds het experimentele en groepswerk, waarbij je bijvoorbeeld de resultaten van de groep presenteert om een bepaalde uitdaging op te lossen. En aan de andere kant theoretische presentaties over het model en hoe het werkt. De cursus duurde een week, en die was aardig gevuld. De hele ervaring was erg vermakelijk. Ik en de andere studenten dineerden ’s avonds, waardoor we ervaringen konden uitwisselen over hoe zij dingen doen in hun bedrijven.”

Tijdens de cursus ‘Systeemarchitect(ing)’ was het docententeam ontvankelijk voor de vragen van de studenten. “Ik vroeg bijvoorbeeld welke software kan worden gebruikt om dit framework toe te passen”, zegt Pricking. “De docent gaf aan dat dit geen onderdeel van de cursus was, maar hij bood me toch een lijst met softwaretools die we konden gebruiken, samen met de voor- en nadelen van elk.”

De lessen die hij tijdens de cursus leerde, past hij nu toe op zijn werk. “Met deze nieuwe achtergrond heb ik alles opnieuw gecontroleerd”, zegt Pricking. “Ik heb het model toegepast op het project. Ik zag dat er een paar gaten waren, die we snel hebben gedicht. Deze cursus heeft ons geholpen ons laserconcept te verbeteren. Ons volgende project zal zeker vanaf het begin dit framework gebruiken.”

Dit artikel is geschreven door Tom Cassauwers, freelancer voor High-Tech Systems.