Ir. Wim Peters, sinds 2004 hoofd van de GTD, geniet soms nog zichtbaar van het mooie gebouw met het vele licht en de goede klimaatvoorziening: “En het is heerlijk om Dienst Huisvesting niet meer te hoeven te bellen omdat het weer eens lekt. Er verzuipen dus ook geen computers meer door de regen en we hoeven ‘s zomers niet meer in 35 graden te werken of ‘s winters te vernikkelen.”

Harrie de Laat, groepsleider van de Instrumentmakerij: “Als in de W-hal aan het ene eind van het gebouw een deur openstond, waaide je aan de andere kant weg. En ik schaamde me als klanten naar het toilet wilden.”


GTD-hoofd Wim Peters (links) en groepsleider Harrie de Laat.

Een andere grote verandering is dat er geen loopbrug meer is en dat je niet meer 'even binnenloopt' bij de GTD.

De Laat: “Een aantal medewerkers mist de toegankelijkheid van de W-hal en het rechtstreekse contact met de TU/e wel. De W-hal was natuurlijk een centraal punt. Maar de toegankelijkheid is er nog altijd, ook dit is een open gebouw.”

Peters: “We hebben in deze toch wel imposante hal onze eigen ingang en bezoekers kunnen zo doorlopen naar medewerkers en kantoren. Alleen voor de instrumentmakerij heb je een bezoekerspasje nodig, die kun je bij de receptie of de groepsleiders krijgen. Het enige nadeel is dat apparaten of onderdelen van buiten via een hobbelig weggetje vervoerd of uitgeladen moeten worden.”

De Laat: “Enig cynisme was er vooraf wel. Wie ergens lang werkt, moet je misschien niet verplaatsen of aan grote veranderingen blootstellen. Anderzijds, anderen zagen het juist weer als een goede vernieuwing.”

Een nieuw gebouw betrekken gaat niet zonder slag of stoot. Als een deur weigerde open te gaan met een pasje werd er al snel gemopperd dat je daar in de W-hal geen last van had. Peters: “Toch bleek dat we dat soort problemen met een schroevendraaier gemakkelijk zelf op konden lossen. Zo hebben we meer dingetjes zelf verbeterd.”

Heroriëntatie
Er was al een en ander gaande bij de GTD voor de verhuizing. Het vorige hoofd, dr. Peer Brinkgreve, was al begonnen met de heroriëntatie van de GTD. Toen Peters de leiding overnam, zat die heroriëntatie in de eindfase. Er was omschreven wat de omvang van de GTD zou worden en welke werkzaamheden ze in de toekomst wel en niet zou doen. Ten tijde van de verhuizing waren die plannen afgerond.

Peters: “Een belangrijke verandering is dat de fysieke scheiding tussen de verschillende disciplines zoveel mogelijk is opgeheven. Zo vormen bijvoorbeeld de afdelingen apparatenbouw en de fijnmechanische afdeling nu één geheel, onder leiding van Harrie de Laat.”

Met de verhuizing zijn ook alle technisch ontwerpers en ontwikkelaars van de verschillende disciplines bij elkaar in één ruimte gekomen. Hierdoor verbeterde de communicatie omdat ze direct contact hebben en snel kunnen overleggen. Tevens zijn alle machines in de mechanische werkplaats anders neergezet en gegroepeerd, om de logistiek te verbeteren.

De Laat: “De routing van de machines was in de W-hal niet goed. Ze stonden niet logisch opgesteld en ook niet arbo-vriendelijk. Niet dat het gevaarlijk was, want veiligheid staat hier altijd hoog in het vaandel. Maar nu we alles opnieuw moesten inrichten, hebben we dat meteen goed gedaan. In overleg met de medewerkers hebben we vooraf kritisch gekeken welke machines we écht nodig hebben.”

In het TNO-gebouw heeft de GTD geen 4.500 vierkante meter beschikbaar zoals in de W-hal, maar 2.700. Die gedeeld wordt met de werkplaats van TNO, die hier al zat. Het machinepark moest dus worden ingekrompen. De Laat: “Wat we bijvoorbeeld verkocht hebben is een acht meter lange sleeschaafbank die misschien twee middagen per jaar gebruikt werd; meestal als alternatieve werkbank. Die sleeschaafbank en andere grote apparaten waren vroeger nuttig, toen we nog heel grote machines bouwden. De selectie was gebaseerd op de vraag: hebben we het nog nodig, kunnen we het kwijt, weegt het schaarse gebruik op tegen de kosten van het uitbesteden van dit werk en de vierkante meter prijs die we hier moeten betalen. Het resultaat is dat we nu goed werkbare werkplaatsen hebben met de beste machines.”

De samenwerking met TNO in de werkplaats komt nu op gang, zegt GTD-hoofd Peters. “We hebben uitvoerig overlegd, vooral met Bob Onderdelinden, groepsleider van de TNO-werkplaats. Ook zij hebben apparaten weggedaan en de beste machines behouden, die we samen gaan gebruiken. De GTD heeft nu machines die ze eerder niet had en voor TNO geldt hetzelfde.”

De Laat: “TNO heeft een HSM-freesbank(high speed milling, red.), een 3-assen computergestuurde freesbank waarop men met hoge snelheid dunwandige producten verspaant. Onze medewerkers leren nu om de high speed milling te bedienen. Ook worden nu de eerste onderdelen ontworpen die gemaakt moeten worden met TNO’s Rapid Prototyping Machine, een soort kopieerapparaat voor 3D-producten van kunststoffen, wat een ideale techniek is voor het maken van prototypen en vrije vormen.”

Opdrachtgevers
Voor de verhuizing werd ook gevreesd dat klanten weg zouden blijven omdat het geen open werkplaats meer zou zijn. Die angst blijkt niet terecht aangezien het aantal opdrachten niet is verminderd. Sterker nog, de GTD zit nu dichter bij zijn grootste klanten, Werktuigbouwkunde, Technische Natuurkunde en Scheikundige Technologie; alleen bij Elektrotechniek zitten ze wat verder weg.

Peters: “Het nieuwe gebouw was even wennen voor onze klanten. Maar als ze hier een keer geweest zijn, zijn ze weer op bekend terrein. En opdrachten zijn toch vooral afhankelijk van het budget van faculteiten. Soms is er veel geld om een lab in te richten of prototypes te bouwen voor promovendi, en soms hoor je een hele tijd niets. Dat fluctueert altijd.”

De Laat: “Ook in de werkplaats is het totale aantal of het soort opdrachten niet veranderd. Wat we doen, varieert van maken en ontwerpen van fijnmechanische apparatuur die in vacuümsystemen functioneren voor oppervlakteonderzoek of apparaten die bijdragen in de ontwikkeling van polymeren. Een relatief nieuwe klant is BMT met, technisch gezien, interessante opdrachten, zoals de vriesspinner. Met dat apparaatje worden polymeren gesponnen wat een ‘bed’ vormt waar later levend weefsel op groeit. Of de matrijs voor de bioreactor, een matrijs waar we eenmalige groeikamers mee kunnen maken waarin het weefsel voor hartkleppen groeit en beproefd wordt.”

Ook de werkwijze is niet veranderd. “Juist het meedenken met opdrachtgevers is onze meerwaarde: de wensen van onderzoekers vertalen in een ontwerp en een werkend apparaat is ons belangrijkste werk. En dat betekent vaak zoeken en manoeuvreren om te kijken wat er technisch mogelijk is”, zegt De Laat.

Peters: “Hier vindt de echte ontmoeting -en soms een confrontatie- plaats tussen theorie en praktijk: ontwerpers of promovendi ontwerpen modellen en apparaten op papier en vanuit de theorie. Hier worden ze daadwerkelijk gebouwd.”

Er is wel een nieuwe doelgroep bij gekomen middels de innovatievouchers. Deze subsidieregeling van het ministerie van Economische Zaken, dat geregeld wordt via Senter Novem en United Brains, is bedoeld voor TU/e-starters en MKB-bedrijven ten behoeve van de kennisvalorisatie. Als een bedrijf of starter een ontwerp of octrooi heeft, kunnen ze bijvoorbeeld de GTD een prototype laten ontwikkelen en krijgen ze een deel van de kosten terug: 5.000 van de 7.500 euro. Zo wordt de drempel verlaagd om gebruik te maken van de kennis en capaciteiten van TU/e-medewerkers. En hopelijk blijft het dan niet bij een eenmalig contact.

De Laat: “We doen onderzoek, maken tekeningen en de apparaten. Het is nu ongeveer tien procent van onze werkzaamheden, drie jaar geleden was het nul. De opdrachten zijn heel divers: van de productie van een machine voor het maken van worstenbroodjes tot zwembadreiniging, dakbedekking en anti-ramkraakpalen.”

Ten tijde van de verhuizing en reorganisatie zijn vier medewerkers met de vut gegaan en is van een medewerker het jaarcontract niet verlengd omdat hij niet aan de eisen voldeed. Dit jaar zijn twee nieuwe instrumentmakers, een elektrotechnicus, een secretaresse en een administratrice aangenomen. Goed personeel was altijd moeilijk te krijgen, nu nog? Peters: “Ja. De instrumentmakers komen van de mts, die leiden we zelf in twee, drie jaar op. Ze moeten het diploma halen van de Leidse Instrumentmakerschool en zich onze specifieke manier van werken eigen maken: technisch heel vaardig zijn om kwalitatief hoogwaardige producten te maken, nieuwe dingen gemakkelijk oppakken en niet alleen snel, maar ook veilig werken. Ze moeten zelfstandig kunnen werken, eigen ontwerpen kunnen maken in een 3D-tekenprogramma. Hier werken we intensief met klanten samen. Ze moeten dus ook goed kunnen luisteren, mee kunnen denken en het ontwerp realiseren binnen het gestelde budget en met de afgesproken kwaliteitseisen. We worden een steeds professionele organisatie en dat stralen we ook uit, aan alle kanten en op alle gebieden.”/.

Wisselwerking bij het bouwen van nieuwe operatierobots

De werkzaamheden van de GTD zijn heel divers. Van het maken en repareren van glasinstrumenten tot de voetbalrobots voor de Robocup-competitie, een Atomic Force Microscoop en de racewagens voor University Racing. Het meest specifiek zijn de prototypes voor promovendi, zoals voor ir. Linda van den Bedem. Ze werkt aan een operatierobot met krachtterugkoppeling voor minimaal invasieve chirurgie.

Van den Bedem studeerde in 2004 af bij de faculteit Werktuigbouwkunde en werkt inmiddels ruim drie jaar aan een operatierobot met krachtterugkoppeling voor minimaal invasieve chirurgie, samen met andere promovendi en afstudeerders. Haar deel in het geheel is het ontwerp van de ‘slave’ voor kijkoperaties in de buik- en borstkas.

Na de goedgekeurde STW-aanvraag maakte ze eerst kennis met twee chirurgen en woonde een twintigtal kijkoperaties bij. Van den Bedem: “Daarbij gebruiken chirurgen tamelijk lange instrumenten, van zo’n 300 millimeter bij 8,5 millimeter doorsnede. Bij elke operatie worden minimaal drie incisies gemaakt, twee voor de instrumenten en één voor de endoscoop. Zo wordt minder weefsel beschadigd dan bij een gewone open operatie. Maar het heeft ook nadelen, vooral voor de chirurg. Het is lastig manoeuvreren, hij moet zijn bewegingen gespiegeld maken en hij moet schalen: hoe dieper hij moet snijden hoe kleiner de bewegingen zijn die hij moet maken. En dat verandert continu. Bovendien geeft de endoscoop een tweedimensionaal beeld en de kijklijn is anders dan normaal. Voor de operatie in buik of borstkas worden deze ruimtes gevuld met CO2 om ruimte te creëren en goed te kunnen werken. Daarvoor zitten er metalen hulzen met afdichtingen in de incisies om het gas niet te laten ontsnappen. Dat veroorzaakt wrijving tussen instrument en afdichting, die het voor de chirurg moeilijker maakt om goed te voelen wat hij doet.”

Om deze nadelen op te heffen, worden nieuwe operatierobots ontwikkeld. Er bestaat al een commercieel systeem, Da Vinci. Die heeft een vrij grote robotarm, is intuïtief te bedienen en geeft visuele stereoscopische (3D-) terugkoppeling. De robot die Van den Bedem en anderen ontwikkelen moet naast de voordelen van het commerciële systeem ook krachtterugkoppeling bieden voor veiligere operaties. Het hele apparaat wordt kleiner, dynamisch beter en preciezer.

Wisselwerking
Na het inlezen maakte Van den Bedem een plan, de eerste ontwerpen en berekeningen en vervolgens nam ze contact op met de GTD. Meindert Janszen werd de vaste instrumentmaker op het project, in de loop van het project werd Simon Plukker de instrumentmaker voor het instrument.

De robot bestaat uit een master, een slave en elektronisch gedeelte. De chirurg bedient de master, de slave zit aan de operatietafel vast en voert de daadwerkelijke operatie uit. Janszen werkt sinds 2008 aan de operatierobot. Hij bouwt de slave, van de bevestiging aan de tafel tot en met de manipulatoren waarmee de endoscoop en instrumenten worden bewogen. Plukker tekent en bouwt het instrument, gedrieën denken ze na over het hele ontwerp en hoe het technisch allemaal kan en moet.

Van den Bedem: “In principe bepaal ik de grote opzet, doe analyses en zoek onderdelen als motoren, transmissies en krachtsensoren uit, de GTD doet de detaillering. Elke dag loop ik wel een paar keer binnen om te kijken hoe het gaat of om nieuwe ideeën en ontwikkelingen die we hebben verzonnen te bespreken, Meindert en Simon hebben zoveel ervaring, ze komen vaak met suggesties en andere ideeën. Het blijft een echte wisselwerking. Soms is het ook echt zoeken. Dan komt hun ervaring pas écht goed van pas.”


Van links naar rechts: Simon Plukker, Linda van den Bedem en Meindert Janszen met een deel van de operatierobot

Een van de drie manipulatoren (zie foto) is zo goed als klaar en wordt momenteel getest op onder meer het functioneren van de motor, de krachtmeting. De volgende stap is het implementeren van regeltechniek door promovendus Dennis van Raaij. Aan de hand hiervan worden verbeteringen aangebracht bij de andere modules die bestemd worden voor de instrumenten. De eerste module is voor de endoscoop. Elke module bestaat uit een manipulator die voor de beweging zorgt en een manipulatorinstelling die de manipulator op de juiste plek zet.

Van den Bedem: “Nu zijn we bezig met de koppeling van de master en slave wat betreft control, software en elektronica. Samen met nog een aantal anderen wordt de GTD-roep Elektrische Energie- en besturingstechniek van Jovita Moerel erbij betrokken en dat vlot goed.”/.