THEMA MATERIAALINNOVATIES IN DE KETEN
LIGHTMOTIF’S LASERTECHNOLOGIE GEEFT PRODUCTEN NIEUWE EIGENSCHAPPEN
DE OPPERVLAKKIGE KANTEN VAN MATERIAALINNOVATIE Interieurdelen voor auto’s die heel zacht aanvoelen, technische componenten die minder wrijving vertonen, vlakken die waterafstotend zijn. Zo maar een greep uit de ongekende mogelijkheden die laserbewerking van oppervlakken biedt voor het beïnvloeden van producteigenschappen. Lightmotif ontwikkelt er, met een focus op de software, de tools voor, bijvoorbeeld om matrijzen te textureren of technische producten een finishing touch te geven. De klant mag de toepassingen bedenken.
DOOR HANS VAN EERDEN
ateriaalinnovatie zit ook in nieuwe toepassingen en verschijningsvormen van bestaande materialen. Zo heeft, naast de chemische en fysische eigenschappen, de oppervlaktestructuur (ruwheid of textuur) een grote invloed op tal van productfuncties. Zie het Lotus-effect: waterdruppels die van de bladeren van een lotusplant rollen, en passant het vuil meenemend. Dankzij een speciale structuur is het oppervlak van die bladeren waterafstotend.
M
ULTRAKORTE LASERPULSEN Max Groenendijk deed tien jaar geleden onderzoek naar het Lotus-effect. Hij gebruikte ultra-
Max Groenendijk bij de nieuwste machine van Lightmotif: ‘We houden ons niet zoveel bezig met mogelijke toepassingen, wij zijn geen materiaalexperts. Veel vragen waar klanten mee komen, hadden wij nooit kunnen voorspellen.’ Foto: Arjan Reef
kort gepulste lasers om oppervlaktestructuren op microschaal te maken die hetzelfde effect bleken te vertonen. De energie van de ultrakorte laserpulsen wordt zeer plaatselijk omgezet in warmte die materiaal laat verdampen; ablatie heet dit fenomeen. Doordat die pulsen zo kort zijn (picoseconden, oftewel miljoensten van een miljoenste seconde), ontstaan er geen bramen of spetters en treden er geen negatieve warmte-effecten op in de rest van het materiaal. De laser kan de structuren rechtstreeks op het materiaal aanbrengen of
via een omweg, door een matrijs ‘dianegatief ’ te textureren. Die matrijs wordt vervolgens gebruikt voor het spuitgieten van producten met de gewenste, diapositieve oppervlaktestructuur. Het maken van een matrijs is sowieso een kostbare aangelegenheid, dus deze aanpak is alleen geschikt voor grote series. Het direct microbewerken met de laser, bijvoorbeeld voor het aanbrengen van de finishing touch op een technisch product, zoals een groefje of een kanaaltje, is ook niet goedkoop. Maar voor hoogwaardige produc-
integratie. Hardware voor de machines besteedt het zoveel mogelijk uit, onder meer aan Q-Sys uit Helmond. Dat ontwierp en realiseerde de manipulator die de te bewerken objecten, tot wel 300 kilo zwaar, moet positioneren ten opzichte van de laserstraal. De eerste machine staat al enkele jaren in het veld, voor het nieuwste model hoopt Groenendijk binnenkort een contract te tekenen. ‘Die klant wil onze machine flexibel kunnen gebruiken voor verschillende toepassingen; daarvoor willen wij al onze kennis met hem delen. Omgekeerd kunnen wij van hem leren hoe zij onze machine gebruiken: waar kunnen we onze software nog verbeteren, waarvoor moeten we nog nieuwe opties programmeren?’ De volgende stap zet Lightmotif in een Europees project waarin het samen met partners als het Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie en het Enschedese Focal
Vision & Optics een sensorsysteem ontwikkelt dat de bewerking nog nauwkeuriger moet maken. Ook hier weer een belangrijke rol voor de software, voor het bijsturen van de bewerking aan de hand van de meetresultaten. De sensor kan bijvoorbeeld op een oppervlak defecten detecteren, die vervolgens met de laser precies kunnen worden verwijderd. Ook in de hardware zullen de machines klantspecifiek blijven. Lightmotif verwacht niet op korte termijn grote aantallen standaardmachines te gaan bouwen en verkopen. ‘Klanten zullen ook niet geloven dat wij daar als klein bedrijf wereldwijd de service op kunnen verlenen. We kijken nu wel met een Amerikaans bedrijf naar de engineering voor de basistechnologie waarmee zij in Amerika machines kunnen gaan bouwen. Wij verkopen dan licenties op onze technologie.’
IN SOFTWARE ZIT ’M DE KNEEP Met een laser grove structuren aanbrengen of een vlakke ondergrond bewerken, dat kunnen er wel meer. Lightmotif is volgens Max Groenendijk uniek in het microbewerken van 3D-gekromde oppervlakken, zoals bij een matrijs. De kneep zit ’m in de software die de wiskundige beschrijving van de complexe 3D-oppervlakken koppelt aan de besturing van het bewerkingsproces: zorgen dat het te bewerken object zodanig onder de laserstraal door beweegt dat de gewenste structuur wordt aangebracht. Met z’n vier medewerkers legt Lightmotif zich dan ook naast procesontwikkeling vooral toe op de software-engineering. ‘De besturing en de applicaties programmeren doen we allemaal zelf, we zijn eigenlijk een softwarebedrijf. Momenteel zoeken we op dit gebied versterking.’ Naast de software verzorgt Lightmotif de systeem-
18
juni 2016