Varmista tuotteesi toimivuus jo ennen ensimmäistä prototyyppiä

Mitä tapahtuu, jos ylikuormitat suunnittelemaasi mallia? Taipuuko, murtuuko, vai hajoaako se? Tuotteet suunnitellaan yleensä kestäväksi ja siksi virtuaalitestin tekeminen on oleellista jo tuotteiden suunnitteluvaiheessa. Lue, kuinka SOLIDWORKS Simulation voi auttaa suunnittelemaan parempia ja kestävämpiä tuotteita.

On oleellista ja tärkeää hallita tuotesuunnittelua, ja varsinkin pystyä ennakoimaan, mitä tuotteelle tapahtuu, jos tuote hajoaa ylikuormituksen myötä käytössä. Virtuaalitestauksen avulla pystyt havainnoimaan, mitä rakenteessa tapahtuu kuormituksen aikana. Pystyt suunnittelemaan rakenteeseen kohtia tai osia, jotka hajoavat ensin, jotta kalliimmat tai tärkeimmät komponentit eivät hajoaisi.

Mitä hyötyä tästä sitten on? Suunnitellun tuotteen mahdollisesti hajotessa edullinen varaosa voidaan korvata nopeasti– tällöin asiakkaan ostama tuote on helppo, nopea ja edullinen korjata. Lisäksi tuotteen loppukäyttäjä on tyytyväinen alhaisiin korjauskustannuksiin ja nopeasti suoritettavaan korjaukseen. Asiakaskokemus paranee ja yritys -ja mahdollisesti myös suunnittelija- saa hyvää palautetta suunnittelemistaan tuotteista.

Mutta kuinka teet virtuaalitestejä? Kuinka dokumentoit tulokset? Millaisia prosesseja ja työkaluja sinun täytyy osata ja hallita, jotta ymmärrät tuotteesi toimivuuden? Ja viimeisenä mutta ei vähäisimpänä; kuinka vältät tuotteen ylimitoittamisen?

Näitä kysymyksiä minulta kysytään usein, ja vastaan näihin seuraavaksi.

Tuotetietämys mahdollistaa paremman kontrollin

Voimme saada SOLIDWORKSin virtuaalitestauksen avulla paremman ymmärryksen siitä, kuinka paljon tuotetta voi kuormittaa.

Kun puhun tuotteen suunnittelun kontrolloinnista, avainsana on tuotetietämys. Mitä aiemmin tiedät materiaaleista, vahvuuksista, heikkouksista ja muista suunnitteluun liittyvistä asioista, sitä aiemmin pystyt hallinnoimaan tuotetta ja vastaamaan suunnittelussa siihen liittyviin odotuksiin.

SOLIDWORKS Simulationin avulla voit testata tuotteen toimivuutta virtuaalitesteillä. Saat niiden avulla vastauksia kysymyksiin, jolla havainnoit esimerkiksi tuotteen heikoimmat kohdat, ja mitä tapahtuu jos tuotetta ylikuormitetaan.

35% suunnittelijoista eivät testaa mallejaan

Mattias Robertsson, Senior Territory Technical Manager SOLIDWORKSilla, piti webinaarin virtuaalitestauksesta. Hän kysyi osallistuneilta, kuinka he tarkastelevat varmuuskerrointa omien tuotteidensa suunnittelussa, ja kuinka he ottavat huomioon ylikuormitustilanteet.

Tulokset olivat seuraavat:

  • yli 40% tekee manuaalisia laskelmia käsin
  • yli 40% käyttää 3D-simulaatiota
  • noin 35% ei testaa ollenkaan
  • yli 25% tekee testejä fyysisillä prototyypeillä

“Varmuuskerroin”
Varmuuskerroin ilmaisee, kuinka paljon kestävämpi tuote on, kuin se laskelmien mukaan pitäisi olla kuormituksen alaisena. Suurin osa tuotteista on tarkoituksenmukaisesti tehty kestävämmäksi, kuin sen tarvitsisi olla normaalikäytössä, jotta odottamattomat tilanteet ja kuormitukset eivät aiheuta vaaraa tuotteen käytössä. (Lähde: Wikipedia)

Useat vastaajat käyttivät yhtä tai useampaa edellä mainittua tapaa – mutta moni ei testannut kestävyyttä tai varmuuskerrointa ollenkaan. Tämä voi huonoimmissa tapauksissa aiheuttaa yritykselle suuria ylimääräisiä kustannuksia, jos liian alhaisella varmuuskertoimella suunniteltu tuote etenee prototyypiksi tai jopa valmiiksi tuotteeksi asti.

En tiedä, oletteko yhtä yllättyneitä vastauksista kuin minä, mutta tässä tapauksessa kun testauksia ei tehdä, parhaan mahdollisen skenaarion on oltava se, että vastaajat ovat kokeneita tuotesuunnittelijoita ja että heidän suunnittelemansa tuotteet ovat siksi (toivottavasti) kestäviä.

Mutta entä jos kyseessä on paljon muutakin kuin kestävyys?

Mitä jos voisit säästää rahaa vähentämällä materiaalia ja silti valmistaa kestävän tuotteen?

Tarkastellaan seuraavaksi, miksi sinun pitäisi kiinnittää tarkempaa huomiota varmuuskertoimeen.

Miten voisit suunnittelussa parantaa tuotettasi ja samalla varmistaa, että se kestää ylikuormitukset ilman sen suurempia seuraamuksia? Rasitusta voidaan katsoa kahdesta eri näkökulmasta:

  1. Rasituksen sietokyky – tuetaan heikkoja kohtia vahvistamalla joko yksittäisiä komponentteja tai kokonaisia alueita.
  2. Sisäänrakennetut heikkoudet – voidaan päättää, mitkä komponentit tai rakenteet saavat hajota ylikuormituksessa.

Katsotaan paria esimerkkiä.

KOMPAN kestää käyttöä

Varmistaakseen, että leikkikentällä oleva keinulauta ei koskaan hajoa, KOMPAN suunnittelee lautansa siten, että ne kestävät vaikka useat lapset hyppisivät niissä samanaikaisesti. Keinulaudat itseasiassa kestäisivät myös usean aikuisen painon, vaikkakin ne on ensisijaisesti suunniteltu vain lasten käyttöön.

Tämä tarkoittaa sitä, että keinulaudan kestävyyteen liittyvät laskelmat on tehty hyvin suurella varmuuskertoimella, jotta keinulauta tulee kestämään kaikissa tilanteissa.

KOMPAN on tanskalainen yritys, joka on erikoistunut leikkikenttäratkaisuihin. Heidän tuotteitaan ei tehdä ainoastaan korkealaatuisista raaka-aineista, vaan ne myös täyttävät korkeimmat laatustandardit ja ne ovat sekä kestäviä että turvallisia.

Vuosittain 150 miljoonaa ihmistä ympäri maailman leikkii tai harjoittelee KOMPANin leikkikentillä tai kuntoilualueilla. Siksi on äärimmäisen tärkeää, että kaikista tiukimmat turvallisuusstandardit täyttyvät heidän tuotteissaan.

KOMPAN on julkisesti luvannut seuraavaa:

“Me emme ikinä tee kompromisseja turvallisuuden suhteen, ja meidän materiaalivalintamme ovat korkeinta laatua – valmistamme erittäin kestäviä ja pitkäaikaisia ratkaisuja kaikkiin sääoloihin.”.

Matka tärkeimmistä suunnitteluun liittyvistä päätöksistä käytännön tuotteeseen ei ole kovin pitkä, ja siksi heidän suunnitteluosastonsa täytyy ottaa koko suunnitteluajan huomioon varmuuskertoimet, joilla varmistetaan lopputuotteen turvallisuuden ja kestävyyden.

Sisäänrakennetut heikkoudet? Anna tuotteesi taipua ja hajota, kuten suunnittelit

Tässä metodissa kyse on siitä, että tuotteeseen rakennetaan heikko kohta, jotta vältytään kalliiden vaihtokomponenttien hajoamiselta ja säästetään rahaa.

Hyvä esimerkki tästä on veneen moottorin potkurin kiinnitys. Potkurin akselissa on sokkatappi, joka hajoaa ennen muita osia. Tappi on tässä tapauksessa erittäin sovelias ratkaisu, sillä jollei sitä olisi suunniteltu hajoamaan, propelli tai moottorin vaihteisto voisi kokonaan vaurioitua potkurin osuessa johonkin, ja vaurioiden korjaamiset olisivat tällöin huomattavasti kalliimmat.

Samaa periaatetta käytetään hyödyksi myös lentokoneen moottoreita suunniteltaessa. Moottori on kiinnitetty neljästä eri kohdasta, jotka onnettomuuden sattuessa hajoavat irrottaen moottorin, jottei koko lentokoneen siipi repeydy irti. Tästä syystä lentokone voi lentää turvallisesti, vaikka joku sen moottoreista on tuhoutunut. Joten älä huolestu, jos lentokoneen moottori irtoaa joku kerta kun olet lennolla – suunnittelu on ottanut asian huomioon.

 

Työkalupakki, joka tarjoaa ratkaisuja

Jotta voisit saada vastauksia tuotteesi kestävyyttä koskeviin kysymyksiin, SOLIDWORKS Simulationin avulla on mahdollista tehdä erilaisia virtuaalitestejä tuotteen suunnittelun aikana ennen ensimmäistä prototyyppiä. Aiheina esimerkiksi:

  • jännitys
  • vähäisen jännityksen alueet
  • muodonmuutos
  • varmuuskerroin
  • elinikä (väsyminen)
  • ominaistaajuus

Toisin sanottuna, saat SOLIDWORKS Simulationin työkalujen avulla paljon paremman ymmärryksen tuotteestasi – ja teet parempia päätöksiä.

Näiden työkalujen lisäksi pystyt myös paremmin hallinnoimaan seuraavia tekijöitä suunnitteluprosessin aikana:

  • mitoitukset
  • vaadittujen kriteerien täyttäminen
  • ideat ja konseptit
  • suunnittelupäätökset
  • suunnitteluparannukset
  • laatuparannukset
  • kustannusparannukset

Virtuaalitestaus ja simulaatio pitää sisällään myös paljon muuta, ja julkaisen kohta lisää tietoa aiheesta. Jos et jaksa odottaa ja sinulla on kysymyksiä, joihin haluaisit saada heti vastauksen, voit ottaa meihin yhteyttä. Suosittelen myös tilaamaan uutiskirjeemme, jonka kautta pääset katsomaan inspiroivia videoita, blogeja, arvokkaita käyttövinkkejä ja paljon muuta.

 

Michael Thomson
Solution Manager

 

Ota yhteyttä