Engedjék meg, hogy egy vallomással kezdjük a sorainkat. Gondban vagyunk, mert az angol design szóra nem igazán tudunk tökéletes magyar megfelelőt találni. Nincsen olyan magyar szó, amely magában foglalja mindazt a komplex és többrétű folyamatot, amelyet a kifejezés magában hordoz. Számunkra, a CAD-Terv Mérnöki Kft. mérnökségén a design az a komplex mérnöki folyamat, amelynek során megoldást kínálunk a megrendelői igényekre.

Milyen tényezőket veszünk figyelembe a tervezés során?

• funkcionalitás
• felhasználói szempontok, munkavédelem
• költséghatékonyság
• innovativitás
• termékéletút-tervezés
• gyárthatóság, szerszámhelyesség

A fejlesztési projektek mögött általában gazdasági okok állnak. Jellemzően költségcsökkentési, optimalizálási vagy termelésmenedzsment-oldali fejlesztésekkel bíznak meg minket. Számtalan megbízást kapunk olyan ipari berendezések tervezésére vagy áttervezésére, amelyek a már meglévő termelési, gyártási folyamatok hatékonyságának növelésére irányulnak.

Gyártósortól katonai eszközökig

A Johnson Electric Hungary Kft.-nél egy meglévő gyártósor áttervezése volt a feladatunk. A fejlesztés célja az volt, hogy több hasonló, de geometriájában nagymértékben eltérő terméket tudjanak a soron előállítani minimális átállási idővel.

A géptervezésnél egy sokkal összetettebb feladat a fogyasztási cikkek tervezése. Itt a mérnököknek a formaterv–költség–szerszámozhatóság háromszögében kell az egyensúlyt megtalálni.

Egy új termék fejlesztésekor első lépéseként piackutatást végzünk. Feltérképezzük, milyen hasonló termékek vannak jelen a piacon, és felmérjük, hogy ezekhez képest miben kellene különböznie az új terméknek ahhoz, hogy valami többet, jobbat adjunk a fogyasztóknak. Ha ezek a paraméterek körvonalazódtak, akkor kezdődhet a termékkoncepció kialakítása.

Tapasztalataink alapján kijelenthetjük, hogy a termék külső megjelenése éppen annyira fontos, mint a funkciói. Egy komplex termékfejlesztéskor szorosan együtt kell működnünk a formatervező csapattal, az elektronikai fejlesztőkkel, esetleg a szimulációs munkatársakkal.

A termék külső megjelenéséért a formatervezők felelnek. Nézzünk meg példaképpen egy mindennapos használatra szánt multimédiás wifi-routert! A külső megjelenését illetően egyszerű, határozott vonalak jellemzik, semleges színével tökéletesen beleillik egy otthoni vagy irodai környezetbe, mégis tükrözi a megrendelőnk színvilágát (szürke–narancs).

Egy másik, a repülési, katonai területre fejlesztett termék példáján keresztül nézzük meg, hogyan kell a gépészmérnököknek együttműködni az elektronikai tervezőkkel! A villamos és gépészeti tervezés konkurens módon, párhuzamosan, számtalan egyeztetés mellett zajlik.

A képen látható adatátviteli berendezés alumínium házának tervezése gépészmérnöki feladat volt, míg a hardver és a szoftver fejlesztését az elektronikai fejlesztők végezték. A kapcsolódási pont az, hogy a stackelt, sokcsatlakozós NyÁK-ok tökélesen elférjenek a katonai szabványoknak megfelelő házban, valamint a szerkezet szerelhető legyen, és biztosítson megfelelő hűtést.

Szimulációs vizsgálatok

A termékek fizikai tesztjei nagy költséggel és idővel járhatnak. E költségek minimalizálása érdekében a fejlesztés során szimulációs vizsgálatokkal ellenőrizhetjük a termékeket. A bemutatott termékek estében például a hőtani kérdések megoldása sarkalatos pont volt. A megfelelő kialakítás érdekében hőtani szimulációkat tudunk végezni, amelyekkel pontosan meghatározható, mely komponensek fognak a leginkább melegedni, ez mennyi idő után következik be, hová célszerű passzív vagy aktív hűtést betervezni.

A végeselemes szimulációs lehetőségek tárháza rendkívül széles, ezekkel a vizsgálatokkal (hőtani analízis, rezgésszimuláció, ütésteszt, szerkezetanalízis, kifáradási számítások stb.) tudjuk ellenőrizni magunkat a tervezés során, és a visszacsatolt eredmények mentén áttervezni, módosítani a szerkezetet addíg, míg az biztonságosan gyártható, használható nem lesz.

A fejlesztési folyamat végén következik a termékek prototípusgyártása. Ezzel tudjuk ellenőrizni a szerelhetőséget, a funkciókat, a méreteket, a kapcsolódási pontokat. Amennyiben a prototípus megfelel a megrendelőnk igényeinek, akkor következhet a termék sorozatgyártása. Ehhez biztosítjuk a gyártáshelyes műszaki dokumentációt, és gyártó partnereink bevonásával elkészítjük a termékeket. A gyártást felügyeljük, és partnereinknek a kész, összeszerelt, használható terméket szállítjuk.

Alkalmazhatóság az űriparban

Rendszerint az itt leírt folyamat mentén haladunk fejlesztési projektjeink során. Következő cikkünkben arra adjuk majd meg a választ, hogy ugyanezek a lépések és módszertanok alkalmazhatók-e űrbeli körülmények között, egészen konkrétan műholdak esetében is. Milyen műholdakat tervezünk Magyarországon, és melyek a jövőbeni tervek?

A fenti űripari kérdésekre és a terméktervezéssel kapcsolatos felvetésekre személyesen is választ kaphatnak az érdeklődők a Design Hét Budapest 2016 rendezvényen, amelyhez idén a CAD-Terv Mérnöksége is csatlakozott. A rendezvény részleteiről bővebben itt lehet olvasni.