Historisch kader

FAC, ook wel FAC system genoemd is in 1952 uitgevonden door de zweed Mark Sylwan. Het is een ingenieus modulair bouwsysteem, bedoeld voor het ontwikkelen van prototypen in de werktuigbouwkunde en mechatronica. In de loop van de jaren 50 en 60 is het doorontwikkeld tot een volwassen bouwsysteem en tegenwoordig kunnen onderdelen rechtstreeks vanaf de fabriek besteld worden.

 

Rond 1955, dus 3 jaar na de uitvinding, kwam FAC speciaal op verzoek van Philips op de Nederlandse markt. De import kwam in handen van technisch bureau Koppe uit Wassenaar. Dat er belangstelling was voor FAC blijkt wel uit de verkoopsuccessen uit die tijd. Volgens opgave waren vanaf het begin al 35 bedrijven cq onderwijsinstellingen, die FAC als ontwerpinstrument gebruikten voor allerlei doeleinden. Het Technisch Natuurkundig Onderzoekslaboratorium (TNO) te Delft, de universiteiten van Delft en Eindhoven en Philips maakten dankbaar gebruik van FAC. Dat FAC al direct een doorslaand succes was is niet vreemd, maar dit succes is alleen verklaarbaar als we het in een maatschappelijke context plaatsen.

Tot WOII werden consumenten producten voor een belangrijk deel nog handmatig vervaardigd. Na WOII nam de bevolking en het welvaartsniveau snel toe. Hierdoor steeg oa de vraag naar gevarieerde consumentengoederen. Voor veel productie processen binnen een industriële sfeer was een handmatige productie niet langer rendabel.

De bedrijfsmechanisatie(BM), het voorzien in de behoefte aan specifieke productie middelen in een industriële setting gericht op massafabricage, verloopt doorgaans parallel met de oprichting van een bedrijf. De BM Licht ontstond gelijktijdig met de productie van gloeilampen vanaf de oprichting van Philips in 1891. Na WOII kwam de BM pas goed op gang als het gaat om consumenten artikelen zoals radio's, scheerapparaten, keukenapparatuur, wasmachines enz.

In plaats van mensenhanden werden steeds meer machines ingezet, die het werk overnamen. Deze machines moesten natuurlijk zelf eerst ontworpen worden en het ontwerpproces ervan is op zichzelf al een intrigerend proces.

Enerzijds kwam de ontwikkeling van machineontwerp tot stand achter de tekentafel. Anderzijds werden prototypen ontwikkeld, waarvan de onderdelen veelal in eigen beheer waren geproduceerd. De materialen die hiervoor werden gebuikt moesten aan hoge eisen voldoen als het gaat om maatnauwkeurigheid en belastbaarheid. Het op deze wijze van ontwerpen was duur en tijdrovend.

Een van de middelen om dit proces te vereenvoudigen was, om in plaats van in eigen beheer geproduceerde onderdelen, deze van de markt te betrekken. Ideaal was natuurlijk dan om een bouwsysteem te kiezen, dat modulair opgebouwd kon worden.

De opgave bestaat uit het construeren van een goed werkend mechanisme of machine. Werkt het, dan heb je in principe voldaan aan de opgave. Werkt het niet, dan kun je dankzij het modulaire systeem de constructie van een mechanisme snel wijzigen om uiteindelijk tot een werkend systeem te komen. Dat is de grote kracht van een modulair opgebouwd systeem.

FAC voldeed aan al deze systeemvereisten.

FAC hanteert asmaten van 4 en 6mm. Philips heeft de asmatenreeks uitgebreid met 10, 15, 25, 40, 60 mm enz. Deze reeks werd onder de naam Philips Variabel Bouw Systeem verhandeld via de Philips Machine fabriek te Alkmaar.

 

Philips en FAC

Philips speelde een zeer belangrijke rol in de BM. Een van vele vraagstukken waar dit bedrijf (en later vanaf 1968 Philips CFT - Philips Centrum voor Fabricage Technieken) zich begin jaren 50 mee bezig hield was het zogenaamde orthocyclisch wikkelen van spoelen. Deze wijze van wikkelen is een methode om spoelen te verkrijgen met de dichtst mogelijke stapeling van de wikkelingen. Kenmerk van zo’n spoel is een maximale vulfactor en dus minimale afmetingen, een regelmatige verdeling van de veldsterkte en een goede warmtegeleiding.

 

Historical background

Fac, also known as FAC system was invented in 1952 by the Swedish artist Mark Sylwan. FAC is a modulair construction system, designed to develop mechanisms, machines and other prototypes in a rapid and easily understood 3D form. Nowadays parts can be ordered directly from the factory.

 

Around 1955, 3 years after it's invention, FAC was introduced in Holland, specially on demand of Philips. The import was assigned to technical office Koppe from Wassenaar. There was a huge interest for Fac as from the beginning on no less than 35 companies or educational institutions bought FAC. These companies used FAC as a design tool for a variety of purposes. TNO Delft, the Technical Universities of Eindhoven and Delft and Philips all used FAC. FAC became a succes, but this can only be understood if we look at the social contect of that time.

 


Until WWII consumer products were manufactured mainly by hand. After WWII, living standards of an ever growing population did rise rapidly, which resulted in an increasing demand for consumer goods. Manual production within an industrial setting was no longer profitable.

 

The Production Mechanization (PM), an instrument to fullfill in a companies need of specific production capabilities within an industrial setting, focussed on mass fabrication is as old as the company itself. For example the PM Light originated during the invention and production of the lightbulb back in 1891, the year Philips was established. After WWII however, the PM developed itself enormously related to the needs of new consumer products like razors, radios, kitchenequipment etc.

Instead of manually manufactured goods, machines took over the work. These machines had to be desigend first and the designing process itself is an intriguing process.


The development of prototype machines was partly done behind the drawingboard and partly by real prototyping with custommade parts. The materials used were often produced conform high engineering standards. This method of designing however was expensive and timeconsuming.

One of the ways to simplify this process was to use ready built parts to be used within a modulair system.

The purpose is to design and construct mechanisms and machines. If one has constructed and tested such a mechanism it either can work or not. If not, the mechanism must be modified until it meets it's requirements. This proces can be done rapidly with a modulair system only.

Fac did meet to all these system requirements.

 


FAC uses axles which measurments are 4 and 6mm. Philips extended this range with 10, 15, 25, 40, 60mm etc. This range was developed and sold under the name Philips Variabel Bouw Systeem via the Philips Machine fabriek in Alkmaar.

 

Philips and FAC

Philips was a keyplayer related to the PM. The method of orhtocyclic coil winding was one of the many subjects in the early 50's of the 20th century this company was involved with.

Orthocyclic winding is a method for obtaining coils whose turns are stacked in the most compact fashion possible. Such coils have certain particularly good properties including good heat conduction, even distribution of electric field strenghts and the highest possible space factor.

 

orthocyclisch gewikkelde spoel en een principe fragment van een doorsnede

orthocyclic coil and a principle fragment of a section

Bij het orthocyclisch wikkelen is het ruimtelijk nauwkeurig positioneren van machine componenten van essentieel belang. De componenten moeten ervoor zorgen, dat de draad op de juiste plek om de spoelkern wordt gewikkeld. Diverse bewegings mechanismen spelen daarbij een rol, die onderling in interactie met elkaar staan. Met behulp van het FAC bouwsysteem heeft men midden jaren 60 een tweetal prototypen als variant op het orthocyclisch wikkelproces ontwikkeld.

 
Positioning of several machine components and their interaction related to orthocyclic winding is essential. These components are responsable for putting the copperwire on it's correct place. The pictures below show two different prototypes of an variant of an orthocyclic coil winding machine assembled with FAC parts around the mid 1960's. Only a few parts are custom made like the nylon pulleys on the topend of each guideaxle of the steering wheel.

 


(photo with courtesy of fam. van Hirtum)    
prototype 1, flyerwinding machine for hollow rotorcoils

 


(photo with courtesy of fam. Lenders)
prototype 2, flyerwinding machine for hollow rotorcoils

 

De 2 ingenieurs die nauw betrokken waren bij de ontwikkeling van dit apparaat waren de heren ing. W.L.L. Lenders (1923 – 1998) en ing. M.J. van Hirtum (1937 – 2006).

De bedoeling was om op basis van deze prototypen een opvolgend model te bouwen, geschikt voor de massafabricage van spoelen. Prototype 2 voldeed echter zo goed aan de systeemvereisten, dat men besloten had om een vijftal identieke modellen te maken en deze rond 1967 te installeren in de Philips machinefabriek ''Johan de Wit'' te Gorkum. Elke machine produceerde per minuut een spoel.

De spoelwikkelapparaten hebben in deze machinefabriek ca. 1,5 jaar productie gedraaid. Door een toenemende vraag werd het noodzakelijk spoelwikkelapparaten te bouwen, die grotere aantallen aankonden. De FAC spoelwikkel apparaten voldeden niet aan deze hoge systeemvereisten en werden rond 1969 afgedankt. Doordat ze geen rol van betekenis meer speelden in de BM zijn ze ergens in 1969 uiteindelijk alle 5 in de container beland!

Vanuit een bedijfseconomische visie is dit nog een te verdedigen standpunt, maar vanuit industrieel cultureel oogpunt zou het behoud van een dezer machines waardevol geweest zijn: ze markeren de overgang van het handmatige tijdperk uit de naoorlogse periode naar de grote massafabricage vanaf eind jaren 60.

 

FAC in de jaren 70 tot het heden

Vanaf de jaren 70 verschuift het werkveld van de zichtbare fijnmechanica naar de mechatronica en de microtechnologie (nu inmiddels nanotechnologie). De ontwikkeling van de microchip en het grootschalige gebruik van de computer vanaf de jaren 80 luiden een tijdperk in waarbij het ontwerp meer en meer per computer wordt uitgevoerd. Uit eigen ervaring (architectuur) weet ik, dat de computer niet meer is weg te denken in het ontwerpproces.

Echter, bij het vervaardigen van een prototype of maquette worden de mogelijkheden tastbaar gemaakt en werken daardoor sterker tot de verbeelding. Een computermodel, hoe overtuigend ook gemaakt, blijft ontastbaar.

De kunst van het nieuwe ontwerpen is om een balans te vinden tussen de voordelen van computerontwerp en het tijdig inzetten van fysieke designtools. FAC is zo’n tool.

 

Kortom, FAC leeft !!

 

Gedeelten van teksten zijn afkomstig uit:
1) vakantieleergang werktuig- en scheepsbouw 1964 - prof. ir. W. van der Hoek
2) het orthocyclisch wikkelen van spoelen - ing. W.L.L. Lenders, Philips Technisch Tijdschrift nr. 12, 1961/62

 

The engineers involved with orthocyclic winding and the winding machine were ing. W.L.L. lenders (1923 - 1998) and ing. M.J. van Hirtum (1937 - 2006).

The prototypes as shown above were meant to be developed to a new model, capable of producing orthocyclic coils in high numbers. Prototype 2 however, was such a succesfull model, that Philips decided to produce 5 of these. By 1967, they all were installed in the Philips factory '' Johan de Wit'' in Gorkum (near Rotterdam). Every machine produced 1 coil a minute.

 

The coil winding machines worked for about 18 months. By an increasingly demand a new generation of coil winding machines had to be produced capable of producing coils in higher numbers in a shorter time. The 5 Fac coil winding machines didn't meet with these requirements and therefore, by 1969 they were of no use anymore in the PM and around this time they all were thrown away!

 

 

 

FAC in the 70's until present time

From the 70's on practice changed from the visible fine mechanical engineering to mechatronics and mircrotechnology (to nanotechnology anno 2006). The development of the microchip and large scale use of computers from the mid 80's indicate a new way of developing machines and prototypes on behalf of the PM.

I know from my own experience (architecture), that the use of the computer is inevitable and speeds up the designproces.

However, by making fysical prototypes or 3D models one can actually see and feel it's working. A computermodel is more abstract and limited in it's imagination.

The art of designing is to find a balance in the advantages a computerdesign can give and by using 3D rapid modelling tools. Fac is such a design tool.

 

FAC is alive!!

 

Parts of the text are token from:
1)
vakantieleergang werktuig- en scheepsbouw 1964 - prof. ir. W. van der Hoek
2) The orthocyclic method of coil winding - ing. W.L.L. Lenders, Philips Technical Review nr. 12, 1961/62)