Geen college, maar vooral interactie

Huub Janssen van Janssen Precision Engineering is het nieuwe boegbeeld van de training ‘Design principles for precision engineering’. Zijn ambitie is de kennis over te dragen zoals Wim van der Hoek.

René Raaijmakers
18 maart

We praten in de ruimte die Huub Janssen heeft vernoemd naar zijn grote inspirator, Wim van der Hoek. Bij Limburgse vlaai en koffie belandt de ondernemer in precisie-engineering bij een onderwerp waar technici in een tweegesprek vaak bij uitkomen: de passie die hij al in zijn jeugd had voor techniek.

Tijdens zijn middelbare schooltijd fotografeerde Janssen vogels. Zijn uitdaging was om ze in de vlucht vast te leggen. Hij had geen zin om de hele dag bij de camera te zitten, dus bedacht hij daar een oplossing voor. Bij een nestkastje monteerde hij een Praktica – de spiegelreflexcamera die nog een beetje binnen zijn budget paste – en hij zette een sluitermechanisme met lichtbundel en fotodetector in elkaar. ‘Alles stond zo opgesteld dat de Praktica afdrukte op het moment dat de vogel door de bundel vloog. Een elektrisch mechanisme triggerde de zelfontspanner. Niet met een motortje, want het moest meteen – bam! – erop.’

Bij JPE gaven ze uiting aan de bewondering voor Wim van der Hoek door de nieuwe vergader- en demoruimte naar hem te vernoemen.

Zijn ondernemingszin kreeg Janssen van huis uit mee. Zijn ouders hadden een fruitbedrijf en vader construeerde zelf vaak machines zoals een automaat om appels te sorteren. In zijn afstudeerjaren bedacht zoon Huub een weegschaal om fruitbakken makkelijker te kunnen afvullen op een specifiek gewicht. Geen gewone weegschaal, want daarmee moest je terugrekenen en dat wilde Janssen omzeilen. ‘Je kon dat soort weegschalen voor drieduizend gulden kopen, maar dat was toen veel geld. Ik wilde iets waarmee je in één opslag kon zien of je er een paar appels moest afnemen of bij moest leggen. Ik was altijd bezig dat soort dingen te bedenken.’

Janssen loste het op met bladveren, elektronica en een optische sensor. ‘Er zaten allerlei Van der Hoekse constructies in’, lacht hij, verwijzend naar de hoogleraar wiens maandagochtendsessies hij in die tijd volgde.

Tijdens zijn afstuderen ontwikkelde Janssen een instrument dat slijtage in vullingen en kiezen in kaart kon brengen. ‘Daar kwamen interferometrie en optica bij. Ik moest in zes vrijheidsgraden met fracties van een micrometer positioneren en kon helemaal losgaan met nieuwe ideeën. Ik had bovendien een echte klant die erom verlegen zat.’

A4-cases

Na zijn afstuderen werkte Janssen in de jaren tachtig bij ASML aan de eerste Pas2500-waferstepper. ‘Ik had van alles geleerd bij Van der Hoek, maar bij ASML heb ik gezien waar dat kan misgaan. Bij Van der hoek leer je iets statisch bepaald te construeren. Bijvoorbeeld: stabiliteit krijg je met drie steunpunten. Maar van een tafel met drie poten wordt niet iedereen blij. Bij ASML leerde ik snappen wanneer je specifieke constructies wel of niet moet toepassen.’

Voor de Pas2500 hadden ze aanvankelijk een nieuwe interferometer-ophanging ontwikkeld om de positie van de stage in de x- en y-richting te meten. ‘Dat deden we compleet volgens de Van der Hoekse constructieprincipes, met elastisch elementen enzovoorts. Maar toen we dat ding aan de praat kregen, bleek er geen enkele demping in te zitten. Het bewoog wel reproduceerbaar, maar alles bleef trillen. Door die puur elastische elementen dempte het niet uit; het was gewoon een ramp. Daar leerde ik dat je Van der Hoekse constructies niet te pas en te onpas kunt toepassen. Je moet weten wanneer je het doet’, aldus Janssen.

Na ASML kwam hij bij Philips in Heerlen terecht, waar hij productieapparatuur voor lcd’s ontwikkelde. Enkele jaren later begon hij zijn eigen ingenieursbureau. ‘Tijdens mijn afstuderen werkte ik ook al voor een echte klant met een echt technisch probleem, inclusief de vraag om hardware. Dat was gewoon mijn ding.’

Huub Janssen met de piëzo-knob, een onderdeel dat met behulp van piëzo-elementen en draaiende massa stapjes van vijf nanometer kan zetten.

In 2010 kreeg Huub Janssen de Rien Koster-prijs voor het hoge niveau waarop hij met zijn Janssen Precision Engineering (JPE) het vak van de precisietechnologie beoefent. Naast een opsomming van geavanceerd werk voor klanten benadrukte de jury ook Janssens aandacht voor de coaching en opleiding van zijn medewerkers. JPE heeft inmiddels dertig vindingen vastgelegd in patenten.

Binnen JPE begon Janssen ruim tien jaar geleden met het verzamelen en documenteren van technische principes en oplossingen. Voor eigen medewerkers, maar ook voor de buitenwereld. Telkens als Janssen of zijn collega’s ergens induiken of een technische oplossing moeten bedenken, leggen ze het vast. ‘We moeten altijd wel iets bedenken of opnieuw opzoeken. Hoe zat het ook alweer met die technische berekening? Ik dacht: laten we het nu eens een keer goed doen, dan heeft de volgende medewerker er ook wat aan. Ik ben die cases gaan documenteren op één A4’tje.’ Alles is onderverdeeld in categorieën als ‘engineering fundamentals’, ‘construction fundamentals’, ‘dynamics and control’ en ‘construction design & examples’.

Het is een investering in tijd, ‘maar dan heb je ook wat’, zegt Janssen. Het technische probleem, alle formules die ertoe doen, moeten op dat A4’tje passen. Dus alleen de essentiële informatie. Ondertussen zijn het zo’n vijftig sheets. Janssen bedacht dat de informatie ook marketingwaarde had en ging ze publiceren. Zo ontstond het ‘precision point’, een pagina op de JPE-website waar alles toegankelijk is. ‘Zelfs een hoogleraar van MIT mailde me of hij de kennis in zijn colleges mocht gebruiken.’ Janssen bundelde de A4-cases ook in een handzaam boekje onder Albert Einsteins motto ‘nooit iets onthouden wat je ook kunt opzoeken’. Regelmatig krijgt hij bestellingen binnen van scholen, klanten en concurrenten.

Of de inspanningen ook extra klandizie opleveren kan hij moeilijk zeggen. ‘We zien wel dat belangstellenden vanaf ons precision point ook naar onze kernactiviteit hightech engineering en naar onze producten kijken.’

Vis in het water

Eind vorig jaar vroegen Jan van Eijk en Adrian Rankers van Mechatronics Academy aan Janssen of hij trekker wilde zijn van de nieuwe training ‘Design principles for precision engineering’, die binnen het programma van High Tech Institute draait. Hij zei ja, want het onderwijs trok altijd al. ‘Net zoals bij Van der Hoek heb ik het altijd leuk gevonden om met jonge mensen technische problemen te bespreken. Dat doe ik ook als coach van mijn medewerkers.’ Veel van de kennis en ervaring in de designprincipes-training stamt uit de school van Van der Hoek.

Janssen zocht begin jaren tachtig een afstudeerplek op de TU Eindhoven en kwam zo een hoogleraar tegen die vooral werkte aan fijnmechanische zaken. Deze Wim van der Hoek combineerde zijn bijzonder hoogleraarschap met zijn werk bij Philips CFT, waar hij al jarenlange ervaring had met positioneren op de micrometer. Janssen schoof aan bij Van der Hoeks maandagochtendoverleg, waar hij met vijf, zes afstudeerders en promovendi problemen doornam.

Janssen voelde zich daar als een vis in het water. ‘We discussieerden daar met ruim een handvol studenten die allemaal hun eigen afstudeeropdracht hadden. We bespraken twee tot drie uur de voortgang en technische problematiek. Er werd vooral gefocust op de inhoud, de technische aanpak, het concept en hoe je het in de praktijk uitvoert. Iedereen droeg vrij oplossingen aan. Eén afstudeerder legde zijn probleem neer en we sprongen daar dan met vijf, zes man op om het op allerlei manieren op te lossen. Dat was echt een sport.’

Net als voor oud-studenten en collega’s kan Van der Hoek bij Janssen niet stuk. Toen ze hem tijdens een feestje ter ere van zijn tachtigste verjaardag lof toezwaaiden, reageerde de emeritus met ‘Ik word op een schandelijke manier de hemel in geprezen’.

Maar na even zoeken lukt het Janssen ook om een kritiekpuntje op te diepen. ‘Hij was graag aan het woord. Daarbij praatte hij best snel, dus het was voor beginnende afstudeerders die dat vak nog in de vingers moesten krijgen best moeilijk om alles te volgen. Je moest echt wakker blijven, want in die paar uurtjes kwam heel veel informatie langs.’

Van der Hoek praatte graag, gaf al snel richting aan, maar had ook wat te zeggen. ‘Hij kwam snel met zijn eigen oplossingsrichting, maar die was ook vaak verbluffend.’

Wat was zo bijzonder aan de aanpak van Van der Hoek?

‘Dertig jaar geleden was positioneren op de micrometer een vakgebied van een andere planeet. Tot het vijfde jaar kregen wij op de universiteit ook niets anders dan de werktuigbouwkunde die iedereen kent: tandwielen, aandrijfassen, v-snaren, enzovoorts. Maar als je gaat positioneren op micrometers of een fractie daarvan, dan kun je die onderdelen niet zonder meer gebruiken. Dan krijg je heel andere oplossingsrichtingen en worden zaken als reproduceerbaarheid en het vermijden van speling belangrijk. Zelfs op dit moment is het een vakgebied dat voor heel veel partijen nog onontgonnen terrein is. Wereldwijd.’

Je wilt de designprincipes-trainingen in de geest van Van der Hoek vormgeven. Wat bedoel je daarmee?

‘We hebben het over designprincipes voor precisie-engineering. Dat is de wereld van complexe machines en instrumenten voor de chipindustrie, astronomie en ruimtevaart. Daar heb je te maken met elastische elementen, geen wrijving en dat soort zaken. Dan wordt het spannend, want daar schurk je heel dicht tegen de fysica aan.’

‘Constructeurs moeten herkennen dat ze daarvoor geen standaard onderdelen uit de catalogus kunnen kopen. Ze moeten er iets verder over nadenken, alle problemen analyseren die zich kunnen voordoen. Dan moet je gedachte-experimenten doen: waar kan het misgaan? Als je dat kunt zien, is de oplossingsrichting dichtbij.’

‘Ik kan me nog herinneren dat Van der Hoek zijn studenten vroeg om in gedachten in een kogellager te kruipen, zich de buitenring en binnenring voor te stellen met allemaal kogeltjes ertussen. We moesten onszelf zo klein maken dat we tussen die ronddraaiende kogels zaten. Dan zie je dat de kogel aan de ene kant tegen de ring ligt en aan de andere kant speling heeft. Dan zie je dat een kogel niet helemaal rond is, butsen heeft en niet mooi ronddraait. Als het een buts van een micrometer is, dan betekent dat ook een fout van een micrometer. Je hoeft dus niet heel veel ervaring te hebben, maar vooral verbeeldingskracht om gedachte-experimenten te kunnen doen.’

Wat is dan eigen aan jouw inbreng in de training?

‘Belangrijk zijn de oplossingsrichtingen. Ik heb niet zo veel met formules. Die zijn nodig, maar uitrekenen is de laatste tien procent. Constructeurs moeten vooral gevoel krijgen voor de details. Waar moeten ze op letten? Hoe lossen ze het op? Je moet eerst weten waar het mis kan gaan en een goede conceptuele richting bedenken. Ik wil daarvoor eerst vooral intuïtie bijbrengen. De rekentechniek komt daarna.’

‘Daarvoor wil ik vooral cases introduceren. Van der Hoek deed dat ook al in zijn ‘Des duivels prentenboek’, waarin hij veel mislukte projecten publiceerde. Deelnemers gaan daar zelf en in groepjes mee aan de slag en daarna bespreken we het in de grote groep. Ik wil geen college, maar vooral interactie.’

Afgelopen juni werd de eerste editie van ‘Design principles for precision engineering’ afgerond met een gemiddelde deelnemerswaardering van 8,4. Naast Huub Janssen zijn Chris Werner en Roger Hamelinck (Entechna Engineering), Dannis Brouwer (UT-hoogleraar precisie-engineering), Kees Verbaan (NTS) en Piet van Rens (Settels Savenije) de docenten. De training start weer op 26 november. Meer informatie op hightechinstitute.nl.