maxon Inside
De mensen achter de Marsaandrijvingen
Jarenlange samenwerking tussen maxon en de ruimte-experts bij JPL hebben tot de ontwikkeling van de BLDC-motoren geleid, die tijdens de Perseverance-missie zorgdragen voor de waardevolle bodemmonsters op Mars. Ontmoet maxon’s specialisten achter deze actuatoren en ontdek wat hen motiveert.
Was er ooit leven op Mars? Om deze vraag te beantwoorden stuurde NASA de marsrover Perseverance naar Mars om bodemmonsters te nemen. De monsters worden later terug naar de aarde gebracht. Deze missie vormt het hoogtepunt van heel veel voorbereiding, hard werk en de modernste technologie.
10 maxon aandrijvingen slaan de waardevolle Marsmonsters in de rover op. De monsterbuisjes blijven op de rode planeet , en worden tijdens een latere missie opgehaald en teruggebracht naar de aarde. Bij de gebruikte aandrijvingen gaat het om negen EC 32 flat motoren en een EC 20 flat, gecombineerd met een planetaire overbrenging GP 22 UP. Daarnaast zijn zes DCX 10 motoren verantwoordelijk voor het regelen van de tuimelschijven van de Marshelikopter, wat betekent dat ze de vluchtrichting bepalen.
De rode planeet blijft fascineren. Dat wordt bevestigd door wat medewerkers bij maxon zeggen die aan deze projecten meewerken. Hier zijn hun verhalen:
Denise Hüglin, productie-ingenieur prototypes
“Ik kan me geen betere baan voorstellen,” zegt Denise. Dit komt omdat haar werk bij het maken van prototypes nooit saai wordt, of het nu gaat om projecten voor de ruimtevaart, de medische sector of robotica.
Maar aandrijvingen voor de ruimte zijn natuurlijk speciaal. Alles is groter: de processen, de tests en de documentatie. Daarnaast dragen Denise en haar collega’s een grote verantwoordelijkheid. Maar het team kan goed met hoge druk omgaan. Het heeft al jarenlang gewerkt aan Marsprojecten van ESA en NASA en is als het ware samengegroeid tot een kleine familie.
Daarom denkt Denise dat alles op Mars goed zal gaan. “Ik ben dankbaar dat ik de kans heb om aan producten te werken die naar een andere wereld vliegen. Er zijn niet veel mensen die deze kans krijgen.”
“Ik geloof niet dat inspiratie van een leeg vel papier komt. Dat is de reden dat ik op mijn werkplek een verzameling interessante motoren en onderdelen heb aangelegd. Het was een van deze onderdelen die mij het idee gaven voor de borstelloze aandrijving die nu wordt gebruikt in NASA’s marsrover Perseverance. Dit voertuig zal monsters verzamelen op Mars en onze motoren zullen deze monsters opslaan. Ze zijn dus cruciaal voor het succes van de missie. Ja, ik ben trots dat ik mijn steentje heb kunnen bijdragen aan een product dat de mensheid inzichten zal geven in het zonnestelsel waarin we met z’n allen leven. Ruimtemissies zijn de ontdekkingsreizen van onze tijd en kunnen alleen succesvol zijn met de hoogste technische standaard. Onze precisie-aandrijvingen voeren bij deze missie belangrijke taken uit. Fouten zijn geen optie. En dat maakt het zo spannend. Als hoofd van het SpaceLab ben ik altijd op zoek naar nieuwe technologieën voor ons bedrijf. Ik werk ook aan het creëren van een omgeving voor mensen waarin ze hun werk zo perfect mogelijk kunnen doen. Gelukkig worden we daar bij maxon steeds beter in. Vroeger leverden we gewoon de aandrijving met de gespecificeerde modificaties en de klanten waren verantwoordelijk voor de rest. We hebben nu expertise in ruimtetoepassingen en processen voor kwaliteitsborging geïmplementeerd die aan de verwachtingen in de industrie voldoen. Klanten uit andere sectoren, die net zo veeleisend zijn, zoals de medische sector, profiteren ook van deze kennis. Ruimteprojecten vereisen veel geduld. Ik doe mijn werk inmiddels meer dan tien jaar, maar nu pas worden mijn aandrijvingen langzamerhand gebruikt. Daardoor is er extra voldoening als alles werkt.”
Hannah Kleeblatt, kwaliteitsingenieur – projecten
Bij ruimteprojecten heeft kwaliteitsingenieur Hannah nog meer te doen dan bij andere toepassingen. Ze schrijft complexe inspectieschema’s, gedetailleerde documentatie en is verantwoordelijk voor de uiteindelijke goedkeuring nadat uitgebreide inspectie van de producten en documenten zijn uitgevoerd. In het geval van de aandrijvingen voor Marsmissies komt daar nog bij dat de klanten alles zelf in detail controleren: werkstappen, materialen en productiemethoden. Dit is de reden dat Hannah deze projecten als een enorme kans ziet voor haar en voor maxon. Het potentieel om te leren is gigantisch. En soms moet met onconventionele oplossingen 'genoegen worden genomen'. Bijvoorbeeld toen Hannah en haar collega’s interne tandwielflenzen voor overbrengingen voor de NASA inspecteerden, deden ze dat - millimeter voor millimeter - met een endoscoop die ze hadden gekocht bij een medisch bedrijf in de buurt.
Dominik Frey, projectmanager – overbrengingsontwikkeling
Dominik houdt van ruimteprojecten, met name vanwege hun complexe vereisten. Als projectmanager moet hij altijd oog houden voor de behoeften van de klant. Tegelijkertijd coördineert hij alle betrokken afdelingen, zoals design, inkoop, kwaliteitsborging en productie, om de optimale oplossingen te vinden. Net als een ruimteonderzoeker stuit hij af en toe op onbekend terrein en de grenzen van het mogelijke, en tracht hij die grenzen te verleggen. In dergelijke situaties waardeert hij het feit dat maxon hem de vrijheid geeft om betrokken te zijn bij technische zaken. Dat maakt een groot verschil. Zijn ontwerpideeën zijn inmiddels toegepast in ruimtetoepassingen, waardoor het niet verwonderlijk is dat hij de Marsmissies op de voet volgt.
«Ik kan niet wachten tot de eerste helikopter van NASA vanaf Mars opstijgt. Als technisch projectmanager in ruimtevaart, was ik verantwoordelijk voor de gelijkstroommotoren die worden gebruikt om de helikopter te besturen, in de tuimelschijven om precies te zijn. Voor mij zijn projecten zoals deze een droom die uitkomt. Vooral in gevallen zoals deze, waarbij we alle krappe deadlines halen en onze producten positieve resultaten krijgen in alle kwalificatietests. Ik ben enorm trots dat ik onderdeel van kan zijn van dit ongelooflijke project. Een project zoals dit kan natuurlijk alleen maar succesvol zijn doordat veel mensen samenwerken. In mijn rol fungeer ik als verbindingspersoon tussen de klant en de verschillende afdelingen bij maxon. Ik zorg ervoor dat we aan de eisen voldoen als het gaat om kwaliteit, deadlines en kosten. Ik vindt het leuk om met iedereen bij maxon contact te hebben, van ontwikkeling tot productie. Ik houd ook van ruimteprojecten. De ruimtevaartindustrie heeft mij altijd gefascineerd. Ze zijn anders dan andere toepassingen, met name vanwege de in het algemeen hogere kwaliteitseisen voor zaken zoals trillingen en temperatuur. Daarom moet alles worden geanalyseerd en getest. Onderdelen die in onze standaardmotoren worden gebruikt, worden opnieuw beoordeeld om ervoor te zorgen dat ze in de ruimte of op andere planeten zullen werken. Het is een hoop werk, maar dat is het waard.”
Dominik Omlin, productie-ingenieur ruimtevaart
“Wanneer we motoren voor Mars maken, moet bijna alles met de hand worden gedaan. Elke beweging en elke montagestap moet worden gedocumenteerd en moet correct zijn. We kunnen ons geen fouten veroorloven. We werken met materialen die je niet even uit het magazijn kunt halen. In mijn achterhoofd ben ik mij er altijd van bewust dat er op Mars geen mogelijkheden zijn om dingen te repareren. Onze aandrijving moet werken, anders kan de hele missie mislukken. Daarom praten we over alles met elkaar. We bespreken de volgende stappen en werken met strikte dubbele controles door een tweede persoon. Ons team in Speciale Productie zet motoren en aandrijfcombinaties voor ruimtetoepassingen in elkaar. Maar niet alleen dat. We doen ook opdrachten voor de medische sector, robotica en andere industrieën. Elke project is anders. Daarom hebben we uitgebreide kennis van het maxon motorassortiment. Als productie-ingenieur voor ruimtevaart heb ik vele taken. Onder andere het creëren van gedetailleerde procesbeschrijvingen, produceren van de aandrijvingen en het opleiden van medewerkers. Ook werk ik nauw samen met de ingenieursafdeling. Soms ben ik meerdere uren in de cleanroom waar de motoren zijn beschermd tegen deeltjes. Daar kan ik me op mijn werk concentreren. Dat is niet altijd even makkelijk als iemand over je schouder meekijkt, zoals dit het geval was voor het Marsproject 2020. De specialisten van JPL, onze klant, werkten nauw met ons samen en waren meerdere keren bij ons op het hoofdkantoor te gast. We hebben de knelpunten met hen besproken en samen naar oplossingen gezocht. Ja, ik ben er trots op dat ik een kleine rol in deze ruimtemissies heb gehad. Ik kan zien hoe dankbaar de klanten zijn voor wat we doen. Dat geeft het werk extra veel voldoening.”
Kathrin Tschersich, afdelingshoofd projectvoorbeeldmontage
Kathrin hecht veel waarde aan het feit dat op haar werk de ene dag nooit op de andere lijkt. Met haar projectvoorbeeld-montageteam bouwt ze individuele overbrengingen of systemen die bestaan uit motor, overbrengingen en meer. Er zijn altijd uitdagingen, of het nu gaat om een project voor een ruimtetoepassing, medische technologie of industrieel gebruik. Maar uit technisch en organisatorische zicht heeft haar team nog nooit zoveel geleerd als tijdens het Marsroverproject van het Europese Ruimteagentschap ESA, waarvoor maxon complete aandrijfeenheden levert. “Door deze ruimteprojecten zie ik dat je alleen kunt groeien als je je eigen comfortzone verlaat. Ik ben er trots op dat producten die door mijn handen zijn gegaan ooit op Mars hun werk gaan doen.”
Aiko Stenzel, ontwerpingenieur lucht- en ruimtevaart
“De afgelopen zeven jaar had ik het privilege om borstelloze gelijkstroommotoren voor verschillende Mars-missies te bouwen. Het begon allemaal met het ExoMars-project voor ESA, waar ik verantwoordelijk was voor 13 verschillende aandrijvingen. Waaronder de innovatieve wielaandrijving van de rover die zijn wielen kan optillen op rotsachtig terrein. We ontwikkelden hiervoor een nieuw, puur magnetisch vertande koppelrem. We wilden hiermee vermijden dat de rover op hellingen naar beneden rolt. Het leukste project tot nu toe was de Marshelikopter voor NASA. Ik had de gelegenheid om een maxon DCX 10 aandrijving te ontwikkelen voor de besturing van de rotorbladen. Er waren zes van deze kleine gelijkstroommotoren nodig. De grootste uitdaging was de extreme eis aan het gewicht. Elke tien gram die kon worden weggehaald, moest worden verwijderd, zodat de helikopter in de dunne Marsatmosfeer kan vliegen. Het is geweldig dat we een oplossing konden vinden met genoeg vermogen om de rotorbladen in te stellen, ondanks de gewichtsreductie, en die ook nog eens perfect functioneert onder de optredende trillingen en temperatuurschommelingen. Het belangrijkste verschil tussen ruimteaandrijvingen en aandrijvingen op aarde is dat we de grenzen van het mogelijke opzoeken, zowel qua ontwerp en materialen als qua processen. We hebben bijvoorbeeld een speciaal hardingsproces ontwikkeld voor de productie van assen, om ze sterker te maken. Daarnaast is er altijd veel documentatie vereist: gedetailleerde overzichten van materialen, gewichtsspecificaties, zwaartepuntberekeningen, oppervlakteberekeningen voor kunststofonderdelen enz. Het is goed dat ook veel andere klanten profijt hebben van onze ervaring in de ruimtevaartindustrie. We hebben bijvoorbeeld speciale lastechnieken voor de Mars-aandrijvingen ontwikkeld. Die worden nu in onze gewone commerciële productieactiviteiten toegepast. De magnetische remmen, die zijn ontworpen voor ExoMars, zullen binnenkort ook in de maxon catalogus worden opgenomen. Best cool als je het mij vraagt.”
Thilo Pfaff, productie-ingenieur – aandrijvingen
Als het gaat om precisie-aandrijvingen voor de ruimtevaartindustrie, is perfecte interactie van duidelijk en zorgvuldig gedocumenteerde werkprocessen, systemen, materialen, uitrusting en human resources de sleutel voor succes. Het doel is om de productie zo efficiënt en betrouwbaar mogelijk te houden. Dit is de wereld waarin Thilo zich als productie-ingenieur zich thuis voelt. Hij zorgt ervoor dat alles rondom de productie soepel verloopt en dat de vereiste normen worden nageleefd. De collega’s in de productieafdeling weten hoe de verschillende werkstappen eruit zien en waar ze extra op moeten letten, bijvoorbeeld met betrekking tot veiligheid of bij de bouw van de aandrijvingen. Thilo legt graag aan collega’s uit waarom een bepaalde norm, de processtappen of voorzorgsmaatregelen zo belangrijk zijn en wat de redenen erachter zijn. Het feit dat hij bijdraagt aan een succesvolle Marsmissie maakt zijn passie voor zijn werk nog groter.
Mars2020
Kom meer te weten over maxon’s bijdrage aan de huidige Perseverance-missie van de NASA: mars.maxonworld.com