ENGINEERINGNET.BE - Vandaag assembleert het enkele honderden stuks per jaar. “We zoeken investeerders om een hightech fabriek te bouwen en honderdduizenden motoren te produceren”, zegt zaakvoerder Hans Clijsters (44).
Vandaag biedt de motorenbouwer, die in mei 2013 van start ging, drie piëzomotoren aan met een koppel van respectievelijk 5, 3 en 1 Newton (N). Die laatste meet 10 mm bij 10 mm en is nauwelijks 2 mm dik. In 2024 brengt hij ook een motor op de markt van een kwart N.
Een keramisch plaatje, verder geen onderdelen, dat ultrasoon, tot 200.000 pulsen per seconde, aan het trillen wordt gebracht en zorgt voor een gecontroleerde lineaire verplaatsing met nauwkeurigheden tot één nm. Klanten gebruiken de piëzomotoren van Xeryon in 3D-printers, spectroscopietoestellen, microscopen, gravitatiesensoren, snelgeschakelde lasers, huidonderzoekstoestellen …
Een klant integreert de motor met een sensor die aan een boot gehangen wordt om die op één positie te houden. Denk ook toepassingen in de micro- en robotchirurgie, het doseren van medicijnen, de chipindustrie …
Door de woestijn
In 2013 richtten drie researchers, die allen actief waren aan de Micro & Precision Engineering groep van de KUL, Xeryon op. Het bedrijf is echter geen spin-off van de universiteit. De commercialisatie van het eerste product begon pas zes jaar later, in 2019. Heel die tijd werd aan de eigen technologie ontwikkeld. “Het start-up leven is superzwaar”, beaamt dr.ir. Jan Peirs (52), die als enige van de drie originele oprichters op post bleef.
“We trokken door de spreekwoordelijke ‘woestijn’. Om rond te komen deden we consultatieopdrachten.” Begin 2019 vervoegde Hans Clijsters het aandeelhouderschap. In september 2019 stapte ook dr.ir. Tobias Waumans (41), die aan de universiteit nog met de anderen samenwerkte, als co-manager, R&D engineer, in.
“De productieverkoop bedroeg dat jaar zo’n 25.000 euro. Ik begon toen OEM-ers aan te spreken om onze motor in hun apparatuur in te bouwen”, zegt Clijsters. “Vorig jaar bedroeg de omzet zo’n 750.000 euro. Dit jaar wordt dat wellicht 1 miljoen euro.” Het bedrijf heeft ondertussen recurrente contracten in de wetenschappelijke wereld, die vaak complexe opstellingen vereist, en de semicon/halfgeleiderindustrie. “We willen focussen op medtech en grote volumes verzetten veeleer dan nog aan customisatie te doen.”
Kleiner, sneller en langstlevend
Xeryon surft mee op de technologietrend naar steeds kleinere, krachtigere, draagbaardere en preciezere motoren. In 2021 lanceerde het zijn mini lineaire actuator XLA 1. Die meet 22,7 x 14,8 x 5,4 mm, haalt snelheden tot 500 mm/s. Het toestel heeft een bereik van 5 mm tot 185 mm, is tot 78 nm nauwkeurig en heeft een levensverwachting van meer dan 500 km. Zijn XLA3 motor is goed voor 3 N (hij verzet 0,3 kg).
Hij werkt op hoogstens 48 V, geeft weinig hitte af, is stil en heeft een lange levensverwachting. De motor verbruikt slechts een paar watt en helemaal niks als hij niet in beweging is. Wanneer hij stilstaat, behoudt hij zijn positie (self-locking). “Wel is hij steeds manueel te overriden zonder dat dit schade toebrengt. Bij heel wat medische toepassingen kan dat nuttig zijn”, toont Clijsters. De ultrasone resonante piëzomotor brengt een keramische contactkogel aan het trillen tegen een eveneens keramische aandrijflat.
De elliptische beweging van de kogel drukt de aandrijflat voor- of achteruit a rato van 100.000 stapjes per seconde. De kleinste motor van Xeryon haalt zelfs 200.000 stapjes per seconde. “In tegenstelling tot andere piëzomotoren kennen we géén ‘stick-’ noch ‘slip-effect’. Deze slijtage effecten beperken de levensduur van de motor die uiteindelijk alle kracht verliest.”
Typisch hebben piëzomotoren een levensverwachting van 20 à 30 km. “Wij halen 3.000 km of honderd keer meer bij bepaalde modellen”, rekent Clijsters. Hier ontbreekt ook het typisch schril geluid. Elke beweging gebeurt vrij stil. Ook qua snelheid geeft Xeryon er een lap op. “Haalt een klassieke piëzomotor 2 à 3 mm/sec, dan halen wij vlot 500 à 600 mm/sec.” Meer dan honderd keer sneller. Dat maakt de Leuvense motoren ook interessant voor nieuwe toepassingen met een groter bereik.
Leuvense trots
“We willen, net als Materialise en imec, de trots van Leuven zijn”, zegt Clijsters. Met twaalf mensen, waarvan vier hooggeschoolden, en een productie van 500 stuks/jaar bedraagt de omzet vandaag bijna één miljoen euro. Met vijf miljoen euro extern kapitaal wil Xeryon een fabriek bouwen om in 2026 naar een productie van 50.000 stuks/jaar te gaan en een omzet van 10 miljoen euro te maken met 40 à 50 mensen. “We willen Vlaanderen weer op de kaart zetten van de hightech industrie.”
In de fabriek zal vooral werk zijn voor laaggeschoolden met ‘gouden handen’. De productie is immers ‘precisiewerk’, als in een uurwerkmakerij. Eén op vier of vijf kandidaten heeft de vereiste motorische vaardigheden, zo blijkt. “We willen maximaal automatiseren maar er zal altijd werk zijn voor laaggeschoolden. De knowhow houden we in huis”, aldus Peirs.
Maar het is een moeilijk klimaat voor start-ups. “80% van de fondsen die we aanspreken hebben nog nooit van een piëzomotor gehoord. Vlaamse fondsen met een industriële focus kan je ook op één hand tellen”, ervaart Clijsters. Het vinden van een geschikte locatie in de buurt blijkt evenmin evident. Idealiter mikt Xeryon op 2.000 à 3.000 m² productieruimte en 2.000 m² bureauruimte.
Piëzo vergt heel specifieke kennis
Medevennoten Peirs en Waumans besteden 90% van hun tijd aan het verbeteren van het product en het behouden van de technologievoorsprong. “De piëzowereld vergt een zeer specifieke kennis. Daarom is het aantal concurrenten beperkt”, zegt Peirs. Het grondprobleem is dat je iets aan het trillen brengt, maar je wilt niet dat die trilling zich in de hele structuur verderzet.
“De trilling moet zich beperken tot de contactkogel om precies op die plek de beweging over te zetten. We lijmen het vast in het midden, in het knooppunt van de staande golf, de enige plek die niet trilt.” Bovendien gaat het om ‘ultrasone resonante piëzomotoren’. Het aspect resonantie (het trillen op de eigen frequentie) is cruciaal om met heel weinig energie tóch een krachtige motor neer te zetten.
“Wanneer de motor op een laag spanningsniveau wordt gebracht, versterkt de resonantie de opgewekte trilling. We zitten nooit boven de 50 V. Deze veiligheidspanning is belangrijk voor medtech-toepassingen, bijvoorbeeld."
