STARRT: Materialisatiefase

Situatie

Tijdens de materialisatiefase is het concept Easygrill gematerialiseerd. Aan het eind van deze fase moesten er een aantal deliverables zijn ingeleverd:

• Quickscans (FMEA, DFA, etc.)
• 5 getekende Solidworks parts
• 1 exploded view van de assembly
• 1 mono tekening van een onderdeel
• Een zichtmodel die de basisfuncties kan demonstreren (openklappen e.d.)
• BOM

In het begin van de materialisatiefase heb ik vooral geëxperimenteerd met de warmte van de behuizing. Daarbij heb ik verschillende isolatiematerialen getest en hier hebben we interessante ontdekkingen in gedaan. Vervolgens zijn we gaan tekenen in Solidworks. Toen we hier eenmaal mee bezig waren hoorden we dat er slechts 5 getekende onderdelen verwacht werden. We hebben besloten om door te gaan en alle onderdelen te tekenen. Uiteindelijk zijn we nog flink in tijdnood gekomen omdat de CNT en Pasen ook tussendoor kwam.

Taak

Als groepsleider heb ik mijn groepsgenoten aangestuurd en ik heb de planning gemaakt. Verder ben ik erg veel bezig geweest met het uitvoeren van experimenten die te maken hebben met de temperatuur van de behuizing. Ik heb een aantal oplossingen doorontwikkeld mede door de inzichten van de experimenten.

Omdat ik al enige ervaring had met 3D modelleren, heb ik ook tijdens het tekenen een leidende rol gehad. Ik heb zelf zoveel mogelijk de lastigste onderdelen getekend. Dit waren vooral onderdelen met rare vormen zoals de behuizing. Terwijl de rest hun onderdelen nog aan het tekenen was, ben ik alvast aan de slag gegaan met het opbouwen van de assembly. Ik heb ook geprobeerd om daar mooie renders van te maken.

Tijdens het bouwen van het prototype heb ik goed samen kunnen werken met Robin. Sander was in deze fase nog bezig met het maken van Solidworks modellen. Door de goede samenwerking hebben we het prototypen in twee dagen kunnen bouwen. Van een aantal lastigere onderdelen hebben we voor onszelf 2D werktekeningen gemaakt.

Op het laatst waren alle afmetingen en onderdelen bekend en konden ook alle quick scans gemaakt worden.

Activiteiten

• Terughalen wat er vorige fases is vastgelegd
• Taken verdeeld
• Experiment 1: Siliconen isolatie
• Experiment 2: Steenwol/glaswol isolatie
• Experiment 3: Energieverbruik en temperatuur op de plaats van de oververhittingsbeveiliging.
• Doorontwikkelen isolatie
• Doorontwikkelen bakplaatclip
• Doorontwikkelen antiaanbaklaag
• Oplossing breekbaarheid bakplaat bedacht
• Oplossing geleiding van bakplaat naar behuizing bedacht
• SW (solidworks) behuizing getekend
• SW handvat getekend
• Handvat geconstrueerd gelet op materiaalbesparing
• SW poot getekend
• SW cover van de poot getekend
• SW reflector rood en groen getekend
• SW scharnierpunt links en rechts getekend
• SW beugeltjes verwarmingselement getekend
• SW bakplaathouder getekend
• SW steenwol isolatie en afscherming getekend
• SW subassemblies gemaakt
• SW volledige assembly gemaakt
• SW test renders gemaakt
• Behuizing vergroot voor prototype
• Schroefplaatjes voor verwarmingselement geproduceerd
• Prototype geverfd
• Prototype geassembleerd
• Experiment 4: Test energieverbruik, binnen- en buitentemperatuur prototype
• LCA gemaakt
• DFA gemaakt
• Verslag gecontroleerd
• Presentatieposter gemaakt

Resultaat

Tijdens de materialisatiefase is er enorm veel gedaan om het product verder door te ontwikkelen. Hiervoor is ook nog een boel onderzoek gedaan. Uiteindelijk zijn er behoorlijk veel deliverables uit mijn taken gekomen. Deze zal ik hieronder opsommen.

• Resultaten van Experiment 1 (vind je hier)
• Resultaten van Experiment 2 (vind je hier)
• Resultaten van Experiment 3
• Resultaten van Experiment 4 (vind je hier)
• Solidworks 3D model
• Solidworks Renders (vind je hier)
• Een materialisatieverslag (vind je hier)
• Gematerialiseerd herontwerp van de 4-in-1 multisnack
• Werkend prototype
• Presentatieposter

Reflectie

De materialisatiefase is goed begonnen. Omdat de feedback van de conceptfase was dat we de deeloplossingen meer moesten doorontwerpen, zijn we hiermee gestart in de materialisatiefase. Daar was onder andere ook onderzoek voor nodig. De onderzoeken en de resultaten hiervan werkten ook op mijn teamgenoten motiverend. Hierdoor konden we heel goed een aantal oplossingen doorontwerpen om tot een beter product te komen.

Hierna moest er getekend worden in Solidworks. Hier begon het project vertraging op te lopen. Ik had zelf verwacht dat mijn teamgenoten het tekenen in Solidworks iets sneller op zouden pakken. Dit was helaas niet het geval. Hierdoor zijn de quickscans in tijdnood gekomen en hebben we geen tijd meer op de assemblage kunnen besparen. Ook hebben we de indicatielampjes net niet volledig af kunnen maken. Toch is het grootste deel erg goed gegaan en hebben we een mooi product neer kunnen zetten.

Hieronder volgt per onderdeel nog even een korte reflectie:

Resultaten van experiment 1: 

Dit experiment is uitgevoerd door Robin en ik, onder toezicht van meneer Wattez. Een testopstelling was vrij eenvoudig bedacht en opgesteld. Vervolgens moesten we bepalen op welke punten we zouden meten. Dit hebben we telkens gedaan wanneer de verwarmingselementen in en uit schakelden. Dit bleek niet nauwkeurig te zijn. We merkten dat er een soort overshoot was, maar deze konden we niet goed in kaart brengen. Het leek ons beter om volgend experiment iedere minuut te meten voor de eerste 10 minuten.

Resultaten van experiment 2: 

De testopstelling van vorige keer werkte goed. Het punt waarop we gemeten hadden was niet nauwkeurig. Daarom werd de eerste 10 minuten, elke minuut gemeten om de overshoot in kaart te brengen. Daarna hebben we elke keer gemeten als de verwarmingselementen aan of uit gingen. De geïsoleerde grill sloeg echter niet meer aan na de overshoot. Er is wel besloten om de metingen voor 50 minuten vol te houden zodat de ongeïsoleerde grill betrouwbare metingen had. Zodoende hoefde we deze niet meer opnieuw te meten en was de overshoot en stabilisatie in kaart gebracht.

Uiteindelijk bleek dat de oververhittingsbeveiliging was doorgebrand omdat deze te dicht bij het verwarmingselement lag vanwege de isolatie. Hier moest dus iets op bedacht worden.

Na deze test is er geprobeerd om een voorspelling van de temperaturen te maken voor de geïsoleerde grill. Deze voorspelling is gebaseerd op de meting van de eerste 10 minuten en daarna is deze afgeleid van de normale grill.

Resultaten van experiment 3: 

Dit experiment was eigenlijk de herkansing van experiment 2 voor de geïsoleerde grill. Dit ging ook volgens dezelfde methode als experiment twee, maar de oververhitting beveiliging was er tussenuit gehaald. Na de metingen bleek de voorspelling die ik in experiment twee had gemaakt, behoorlijk goed te kloppen. Hier heb ik van geleerd dat je soms aannames kan doen, maar dat je deze aannames wel moet controleren.

Resultaten van experiment 4: 

Door de ervaring van vorige experimenten, verliep dit experiment vrij soepel. Er was één probleem, het leek alsof de accu van de oppervlakte temperatuurmeter bijna leeg was. Hier konden we niet veel aan doen tijdens het meten omdat dan het experiment afgebroken moest worden. Daarom is er iedere keer kort gemeten om de accu te besparen. Hiervan heb ik geleerd dat je altijd je meetinstrumenten van tevoren moet controleren. Het is erg vervelend als je een experiment van een uur moet doen, die je na 40 minuten moet afbreken wegens falend materiaal.

Solidworks 3D model: 

Ik heb geprobeerd om zelf de complexere onderdelen te tekenen omdat ik al enigszins ervaring had met Solidworks. Ik heb er wel op gelet dat mijn groepsgenoten ook uitdagingen kregen om met verschillende functies te kunnen werken. Zo heb ik Robin het verwarmingselement laten tekenen om met de functie ‘swept boss base’ te oefenen.

Ik had gehoopt dat mijn groepsgenoten al iets sneller met Solidworks konden werken. Helaas was dat niet het geval, maar ik zie ook geen mogelijkheid om daar in de planning beter rekening mee te houden. Anders zou ik zelf meer moeten tekenen, maar krijgt de rest minder kans om te oefenen. Ik denk dat dit deel didactisch gezien juist erg goed is verlopen.

Solidworks Renders: 

De render voor de presentatie was erg goed gelukt. Hier heb ik zowel van studenten als van docenten veel positieve reacties op gehad. Het heeft wel ongeveer 1,5 uur gekost om alles zodanig in te stellen dat ik deze render kreeg. Ik begin wel steeds beter te begrijpen waar alle functies in photoview 360 staan, en waar ze voor dienen. Om de instellingen sneller te laten verlopen, zal ik meer moeten oefenen.

Materialisatieverslag: 

Aan de verslaglegging is weinig aandacht besteed. In de conceptfase was dit andersom. Dit heeft ervoor gezorgd dat niet alles netjes in het verslag verwerkt is. Toch staan alle essentiële onderdelen erin. Ik zal een goede balans moeten zoeken tussen verslaglegging en het echte ontwerpen.

Gematerialiseerd herontwerp: 

Omdat er niet gefocusd is op verslaglegging maar juist op het doen van onderzoek en aanpassingen, is er veel gebeurd in het ontwerp. Deze aanpassingen zijn gebaseerd op toepassingen in andere producten, eigen onderzoek en het gebruik van quickscans. Hierdoor is het ontwerp erg goed gelukt. Toch waren een paar onderdelen nog net niet volledig, zoals de pictogrammen op de indicatielampjes. Hier hadden we eigenlijk iets meer tijd voor nodig.

Werkend prototype: 

Ik ben er erg trots op dat wij als enige groep een prototype hadden die echt werkte. Daardoor zag die van ons er minder strak uit, maar we hadden dit nodig voor ons laatste experiment. De bouw van het prototype verliep op rolletjes door goede samenwerking. We waren zelfs eerder klaar dan gepland.

De feedback die we na de presentatie hebben ontvangen valt in deze post te vinden.

Leerdoel

In het ontwerp zijn meerdere slimme details verwerkt. Op het DFA hebben we ons minder gefocust, wat een gemiste kans is. Daarom wil ik meer aandacht besteden aan het DFA zodat ik daar voortaan dieper op in kan gaan.

Verbeterpunt 1: dieper ingaan op het DFA
S	Ik wil meer oefenen met het DFA, zodat ik bij volgende projecten dieper in kan gaan op de assemblage. Als ik hier meer inzicht op krijg kan ik de kostprijs van een product nog meer omlaag brengen.
M	Ik weet dat ik mijn doel behaald heb als ik enkele slimme listen toe kan passen die resulteren in een snellere assemblage.
A	Dit leerdoel is zeer acceptabel omdat ik de kostprijs van een product omlaag kan brengen. Ook kan ik de assemblage voor werknemers eenvoudiger maken. Dit zorgt ook voor minder misproducties.
R	Dit leerdoel is zeer reëel, ik zal dit vooral proberen te combineren met projecten.
T	Ik wil dit leerdoel aan het eind van blok 5 onder de knie hebben.
Leerdoel	Listen toepassen in de assemblage van een product, door dieper in te gaan op het DFA.
Activiteiten	Tijdens projecten wil ik zelf het DFA maken. Hierbij ga ik proberen om stap voor stap dieper in te gaan op het DFA. Het gaat dus niet om stappen weglaten, maar om het vereenvoudigen van onderdelen of bevestigingen.

Toepassing

De quick scans zijn bij mij onderhand erg duidelijk. Ik heb hier ook veel mee geoefend. Door deze tools juist toe te passen, kan je bij ieder ontwerp goede keuzes maken en alles overzichtelijk tegen elkaar afwegen. Dit ga ik zeker toepassen bij volgende ontwerpopdrachten voor school, stage of toekomstige werkgevers.