Download het artikel in 
ENGINEERINGNET.BE - Bijzonder is hun hoge koppel in verhouding tot het motorvolume. De Waalse minimotoren, die 5.000 tot 80.000 toeren per minuut halen, zijn wel de helft kleiner en 70% dynamischer dan klassieke e-motoren.
Deze innovatieve gelijkstroom (DC) micromotoren hebben magneten maar zijn voorts borstel- en gleufloos. Ze hebben ook geen windingen van koperdraad. In de plaats van compacte koperen bobijnen wikkelt Mirmex Motor een soepele PCB (printed circuit board) waarop met lithografie of etsen een koperen patroon is aangebracht. Dat patroon ontwerpt het op maat van de toepassing. “We kunnen zeer bijzondere tekeningen maken die onmogelijk met klassieke koperen windingen te realiseren zijn”, zegt CEO Cedric Van Rossum (45), industrieel ingenieur (ECAM) en BA (UCL) met een brede sectoriële en internationale ervaring.
Deze aanpak zorgt ook voor een grotere ‘vulfactor’. “In een vierkant volume kunnen we ook meer koper wegsteken dan in een ronde vorm. We halen een grotere dichtheid.” Het bedrijf heeft octrooien voor windingmotieven op soepele dragers. “We kunnen koperbanen leggen die maar enkele micrometer breed zijn, maar kunnen ook banen leggen van verschillende en wisselende breedtes om wervel- of Foucault-stromen (Eddy currents) te verminderen, bijvoorbeeld.” In het design van Mirmex Motor zitten de high-end permanente magneten in neodymium of samarium-kobalt (zeldzame aardmetalen) in het centrum, in de as. Ontwerpen voor horizontale motoren, in-wheel, interne en externe rotormotoren zijn eveneens mogelijk.
Toeval
Het mecatronicalab van de UCL kwam de technologie eerder toevallig op het spoor in 2013-2014. Het onderzoek vorderde traagzaam. “In het lab gebeurt alles immers met de hand.” Enkele jaren later wist men bobijnen te hertekenen maar ook nieuwe topologieën te creëren die sterker presteerden. Tot driekwart efficiënter… “Daarmee kan je verschillende kanten uit: beter presteren bij eenzelfde motorvolume, of een kleinere motor bij eenzelfde prestatie.” Daar boven op is een betere thermische huishouding mogelijk. Het bedrijf claimt dat zijn motoren zo tot drie keer efficiënter zijn. De PCB-drager kan ook uitgevoerd worden in een materiaal dat warmte beter geleidt. Dat drijft de prestaties maar ook de verwachte levensduur op.
Er zijn marktsegmenten die hogere prestaties opzoeken, andere die ‘kleiner’ willen. In de medische wereld, bijvoorbeeld, wil men krachtiger en preciezer chirurgisch snijgereedschap. Denk aan toepassingen voor tandartsen. Voor bionica en actieve prothesen van handen en voeten wil men dan weer kleinere en krachtigere motoren. Al wat lichter is, heeft ongetwijfeld toekomst in de ruimtevaart. “Drones blijven met efficiëntere motoren langer in de lucht. Ze hoeven ook minder zware batterijen en kunnen dan ook andere payload meenemen. We kunnen de diameter van de motor zelfs naar 6 mm halen.” Maar ook in de industrie zijn er allerlei toepassingen mogelijk van robotmotoren, powertools en pompen tot vijzels.
Uitdagingen zijn er velerlei. “We doen hier de productie met alle problemen van een scale-up. Naast de industriële uitdaging moet je ook bekendheid verwerven in de markt. Onze technologie is fijnmechanica van topniveau. Daarvoor moet je ook de juiste toepassingen en de match vinden tussen de technologie en de markt.”
Globaal disruptief
Met zijn technologie bouwt Mirmex zowel cilindrische als platte motoren, axiale flux- en schijfmotoren. “We leveren de bobijnen maar ook de complete motor”, zegt Van Rossum die daarmee de complexiteit (de bobijn, het elektromagnetisch gebeuren) uit de motorbouw weghaalt. “Klanten/fabrikanten kunnen in de productie 90% tijdwinst maken. Met onze PCB’s zijn bobijnen op maat snel gebouwd.” De aanpak van Mirmex heeft alle voordelen van de PCB-technologie. “Etsen en lithografie zijn mature technologie én zo veel preciezer en goedkoper dat 3D-printen er geen zin heeft. Het is ook praktisch voor de klant die tot heel laat in het design veranderingen kan invoeren.”
“Globaal pakken we uit met iets disruptiefs op een vrij stabiele markt.” In het topgamma van elektromotoren is er in Europa nog heel wat activiteit met fabrikanten als het Duitse Faulhaber en het Zwitserse Maxon. Tot het selecte clubje behoort ook het Amerikaanse Portescape. “Dat is dan ook onze concurrentie”, zegt Van Rossum. Aziatische collega’s zitten eerder in de middenmoot. “Het meest missen ze nog de nodige performantie.”
Software
“De helft van wat we doen is software”, stelt Van Rossum die niet alleen motoren en ‘PCB-bobijnen’ verkoopt maar zich ook laat betalen om de juiste motor te ontwikkelen. Om de juiste wikkelingen of bobijnen te realiseren, moet je alle vereisten meenemen in de berekeningen: koppel, snelheid, polen,… “We hanteren een AI-algoritme dat ons stapsgewijs tot het juiste design leidt om dat dan op de drager te zetten. Soepele PCB’s zijn een opkomende technologie met veel mogelijkheden. We komen daarmee ook op het juiste moment op de markt. Tien jaar eerder had dit helemaal niet gekund omdat we toen nog niet op het correcte prijspunt konden uitkomen.”
“Als toeleverancier zijn we zeer afhankelijk van de cyclus van de klant. Typisch kennen ze langere ontwikkelingstijden. Eenmaal hun design vastligt, houden ze die langere tijd aan. Het is aan ons om op het juiste ogenblik in hun ontwikkeling in te stappen.” Hij rekent dat het vlot 12 tot 18 maanden samen ontwikkelen kan vergen. “Je hebt ook rekening te houden met normen en certificaties. Denk aan medische apparatuur, bijvoorbeeld.” In sommige sectoren kan het sneller.
Snel groeien
Mirmex Motor telt vandaag tien medewerkers: er is een groep ontwerpingenieurs, een groep mechanici, testen en productie, businessdevelopment en management. “We werken ook samen met verschillende researchers aan de universiteit.” Het is de bedoeling snel te groeien. “Over drie jaar willen we naar 30 à 40 medewerkers.” Vandaag is de productie van de scale-up nog zeer beperkt maar ook daarin wil men nu snel bewegen. In 2018 ving het bedrijf een eerste EU-subsidie van 50.000 euro voor een strategisch marktonderzoek. Eind vorig jaar wist het bij hetzelfde kmo-instrument van de EU een paar miljoen euro subsidie binnen te rijven voor zijn high-risk, high-potential innovatieve producten en marktbenadering. Een hele prestatie. “We waren een van de 135 gelukkigen op 1.820 ingediende projecten.” Toeleveranciers vindt het bedrijf wereldwijd. Rollagers en mecatronica zijn geglobaliseerd, magneten komen uit China, de fabricage gebeurt in Europa.
Met deze middelen (ondertussen was in maart 2019 het bedrijfskapitaal tot 1.537.000 euro opgetrokken) kan de start-up sneller vooruit en niet alleen een pilootlijn bouwen maar ook de technologie zelf verder op punt stellen, met het oog op certificaties in welbepaalde sectoren. Op heel korte termijn wil het een aanwezigheid in de VS, in Florida of Texas.
“We hebben een mooie IP en houden die ook actueel. Dat is het voordeel een officiële spin-off te zijn van de universiteit, die ook aandeelhouder is en waarmee we blijven samenwerken.” Van Rossum verwijst naar mede-oprichter professor Bruno Dehez, nu hoofd van het Centre for Research in Energy and Mechatronics (CEREM) aan de UCL, die de technologie op het spoor kwam. Maar ook naar François Baudart, mede-oprichter en CTO die de technologie verder op punt stelde en de eerste prototypes bouwde. Naast de eerste twee octrooien voor de wikkelingen op PCB (2013) en het optimaliseren van de sporen (2015), legde het bedrijf dit jaar alweer twee aanvragen neer. Daarover houdt men nog even de lippen stijf op elkaar.
Door Luc De Smet
