Framtagning av en ny infästning mellan damasken och växelspaken Developmentof a new attachment between the gear stick gaiter and the gear stick Filip Stenow Omar Fabian Arias EXAMENSARBETE 2012 Maskinteknik Postadress: Besöksadress: Telefon: Box 1026 Gjuterigatan 5 036-10 10 00 (vx) 551 11 Jönköping
Detta examensarbete är utfört vid Tekniska Högskolan i Jönköping inom ämnesområdet Maskinteknik. Arbetet är ett led, i den treåriga högskoleingenjörsutbildningen. Författarna svarar själva för framförda åsikter, slutsatser och resultat. Examinator: Mikael Cederfeldt Handledare: Lars Eriksson Omfattning: 15 hp (grundnivå) Datum: 2012-05-20 Postadress: Besöksadress: Telefon: Box 1026 Gjuterigatan 5 036-10 10 00 (vx) 551 11 Jönköping
Abstract Abstract This thesis is done together with the company Kongsberg Automotive AB to develop a new attachment between the gear stick gaiter and the gear stick. Today Kongsberg Automotive AB uses glue to attach the gear stick gaiter. The use of glue is bad for the working environment and is time-consuming. The company have also had problems when different assembly operators glue the gear stick gaiter at different heights, which in sometimes leads to that the gears stick gaiter gets to tense and can crack. The glue is also sticky and sometimes it ends up on the outside of the gear stick gaiter and then it takes extra time to clean the gear stick gaiter. To come up with a better solution on the attachment a function analysis was made to break down the attachments main function into sub functions with regarding the user, the production, the assembly operators and the environment. After that brainstorming was used to come up with new ideas, in total 15 different concepts was generated. To evaluate which concept solves the problem the best a common screening was done together with our company contact Ann-Cathrine Adolfsson. To choose the best concept, the remaining concepts were screened out by using the methods Go/No-Go matrix and decision matrix (Pugh). After the screenings one concept was remaining to be further developed. The concept solves the problem by using outgoing snaps on one part and making corresponding holes on the gear stick gaiter and the second part. That way the gear stick gaiter gets fastened between the parts and the assembly operators can t assembly the gear stick gaiter wrong. To make the solutions as cheap as possible different polymers features and prices was compared. By the material research the writers made the conclusion that the ABS polymer that is used in one part probably can be replaced by the polymer PET. To analyze if the solution meet the company requirements a prototype was made. The prototype fulfills the functions but it needs some further development so the solution can be ideal. 1
Sammanfattning Sammanfattning Det här examensarbetet är gjort tillsammans med företaget Kongsberg Automotive AB för att ta fram en ny infästning mellan damasken och växelspaken. I dagsläget använder sig Kongsberg Automotive AB av lim för att fästa damasken. Användning av lim är dåligt för arbetsmiljön och är tidskrävande. Företaget har även haft problem med att olika montörer limmar fast damasken på olika höjder, vilket leder till att damasken i vissa fall blir för spänd och kan spricka. Limmet är även kladdigt och det händer att limmet hamnar på utsidan av damasken och då går det åt extra tid för att rengöra damasken. För att komma på en bättre lösning på infästningen gjordes först en funktionsanalys för att bryta upp infästningens huvudfunktion i delfunktioner med hänsyn till användaren, produktionen, montörerna och miljön. Därefter användes brainstorming för att komma på nya idéer, totalt generades 15 olika koncept. För att utvärdera vilket koncept som löser problemet bäst gjordes först en överskådlig sållning tillsammans med vår företagskontakt Ann-Cathrine Adolfsson.För att sedan välja ut det bästa konceptet sållades de kvarvarande koncepten bort med hjälp av metoderna Go/No-Go matris och beslutsmatris (Pugh). Efter sållningarna återstod ett koncept som valdes för att utvecklas vidare. Konceptet löser problemet genom att det görs utstående snäppfästen på ena delen och motsvarande hål i damasken och i den andra delen. På så sätt hålls damasken fast och kan inte bli felmonterad. För att göra lösningen så billig som möjligt jämfördes olika plasters egenskaper och pris. Genom materialundsökningen kom författarna fram till att ABS plasten som används i en av delarna skulle kunna ersättas med plasten PET. För att undersöka om lösningen uppfyller företagets krav gjordes en prototyp. Prototypen uppfyller funktionerna men behöver vidare utvecklas för att lösningen ska bli optimal. Nyckelord Damask Växelspak Kongsberg Automotive AB Snäppfästen 2
Innehållsförteckning Innehållsförteckning 1 Inledning... 4 1.1 BAKGRUND OCH PROBLEMBESKRIVNING... 4 1.2 SYFTE OCH MÅL... 6 1.3 AVGRÄNSNINGAR... 6 1.4 DISPOSITION... 6 2 Teoretisk bakgrund... 7 2.1 FUNKTIONSANALYS... 7 2.2 DESIGNBRIEF... 7 2.3 IDÉGENERERING... 7 2.4 SÅLLNING... 8 2.5 MATERIALVAL... 9 3 Metod och genomförande... 10 3.1 HANDLEDNING... 10 3.2 FUNKTIONSANALYS... 10 3.3 DESIGN BRIEF... 11 3.3.1 Verbal brief... 11 3.3.2 Visuell brief... 12 3.4 INFÄSTNING AV DAMASKEN... 12 3.5 IDÉGENERERING... 13 3.6 SÅLLNING... 27 3.6.1 Magkänsla... 27 3.6.2 Go/No-Go... 28 3.6.3 Beslutsmatris (Pugh)... 28 4 Resultat och analys / Designprocessen... 29 4.1 SLUTGILTIGT KONCEPT... 29 4.2 DIMENSIONERING... 30 4.3 MATERIALVAL... 30 4.4 PROTOTYP... 31 5 Diskussion och slutsatser... 32 5.1 RESULTATDISKUSSION... 32 5.2 METODDISKUSSION... 32 5.2.1 Funktionsanalys... 32 5.2.2 Designbrief... 32 5.2.3 Idégenerering... 32 5.2.4 Sållning... 33 5.2.5 Materialval... 33 5.3 SLUTSATSER OCH REKOMMENDATIONER... 33 6 Referenser... 34 7 Bilagor... 35 3
Inledning 1 Inledning Det här examensarbetet är en del av utbildningen som ingår i programmet Maskinteknik med inriktning Produktutveckling och Design. Författarnas uppdragsgivare var Ann-Cathrine Adolfsson som är anställd på företaget Kongsberg Automotive AB i Mullsjö. Författarnas handledare på Jönköpings Tekniska Högskola var Lars Eriksson som är professor i industridesign. 1.1 Bakgrund och problembeskrivning Kongsberg Automotive AB utvecklar och tillverkar bland annat växelspakslådor till bilindustrin. Växelspakarna består av flera delar, ett växelspaksrör som leder upp från växelspakslådan, en växelspaksknopp som sitter fast på röret och indikerar vilken växel som är i. Runt växelspaksröret sitter damasken som är gjord utav läder eller konstläder för att dölja växelspaksröret. När en kund köper en ny bil förväntar sig kunden en upplevelse och känsla av bra kvalitet och funktionalitet. Att saker glappar, gnisslar och skapar störande ljud påverkar kundens uppfattning om företaget negativt. När kund provar en ny bil är växelspaken den tredje saken kunden känner på. Först öppnar kunden dörren sedan sätter sig kunden i sätet och känner på ratten och efter det på växelspaken. Därför är det väldigt viktigt att växelspaken är väl konstruerad och inte medför störande glapp och ljud. På växelspakarna till Volvos nya genration av belysta växelspaksknoppar som kommer att sitta ibland annat nya Volvo V40, undvikerkongsberg Automotive AB i dagsläget glapp i infästningen mellan damasken och växelspaksröret genom att limma fast damasken. Figur 1: Bild på hur damasken limmas i dagsläget. 4
Inledning Användning av lim i monteringen är väldigt tidskrävande, då det tar lång tid att limma fast varje damask och sedan måste limmet även härda. Användning av lim är även dyrt och påverkar arbetsmiljön negativt. Andra problem med lim är även att kvaliteten på infästningen varierar väldigt mycket på grund av det manuella arbetet. Operatörerna som limmar fast damasken kan kladda med limmet på utsidan av damasken, vilket gör att extra tid måste läggas på att skrapa bort limmet och i värsta fall får detaljen slängas vilket motsvarar en förlust för företaget på ca 100kr. En annan nackdel med det manuella arbetet är att toleranserna på infästningen varierar beroende på hur långt ner operatörerna har limmat fast damasken. Om damasken har limmats snett finns det risk att damasken blir för spänd i vissa växlar och kan därför spricka. I dagsläget hinner Kongsberg Automotive AB att montera 6500 infästningar av damasken i veckan, vilket precis motsvarar Volvos efterfråga. När det blir fel på infästningen och den måste göras om har Kongsberg Automotive AB svårt att hinna montera tillräckligt med infästningar. Därför måste monteringstiden och beroendet av det manuella arbetet minska för att uppfylla efterfrågan bättre. Därför vill Kongsberg Automotive AB att författarna ska ta fram en ny lösning på infästningen av damasken för att undvika användningen av lim i tillverkningen samtidigt som kvalitetskraven uppfylls. Den nya lösningen måste hålla för en kraft i damasken som drar neråt på 200N. [1] Figur 2: Bild på hela växelspakspaketet 5
Inledning 1.2 Syfte och mål Syftet med examensarbetet var att ta fram en ny lösning på infästningen mellan damasken och växelspaksröret som Kongsberg Automotive AB kommer att använda sig av i deras tillverkning av växelspakar till Volvos nya generation av belysta växelspaksknoppar. Författarna kommer att undersöka befintliga lösningar på problemet och utvärdera dessa. Sedan skall en ny infästning tas fram och testas, som ska uppfylla krav på kvalitet, vara lätt att montera och vara billig. I dagsläget finns det flertalet olika lösningar på infästningar men lösningarna är ofta antingen för dyra eller för tidskrävande vid monteringen. Målet är att den framtagna lösningen på infästningen skall uppfylla slutkundens krav på kvalitet, gå snabbt att tillverka, montera och även minska företagets kostnader för att infästningen ska kunna användas i de befintliga växelspakarna. 1.3 Avgränsningar Författarna har tillsammans med Kongsberg Automotive AB valt att begränsa arbetet till att endast kolla på lösningar på infästningen till Volvos nya generation av belysta växelspaksknoppar. Den växelspaken har den mest omfattande och komplicerade designen då växelspaksröret har en lutning istället för vara vertikal och omkretsen vid infästningen inte är cirkulär. Figur 3: Bild på omkretsenoch lutningen 1.4 Disposition I kapitel 2 beskrivs de olika metoderna som står till grund för examensarbetet. I nästa kapitel redogörs hur metoderna från kapitel 2 har använts. I kapitel 4 kommer resultatet från examensarbetet att beskrivas. Efter det i kapitel 5 kommer resultatet och metoderna som använts för att komma fram till resultatet att diskuteras och en slutsats kommer att dras. Slutligen kommer några kapitel med referenser och bilagor för att komplettera rapporten med fakta. 6
Teoretisk bakgrund 2 Teoretisk bakgrund 2.1 Funktionsanalys Konceptet funktionsanalys grundades av den Amerikanska ingenjören Lawrence D.Miles.[2] Målet med funktionsanalysen är att uttrycka sig i funktioner istället för färdiga lösningar. Funktionsanalysen är ett av de första stegen i produktutvecklingsprocessen och är till för att underlätta produktionen av produkten. I funktionsanalysen bryts produkten ner i alla dess funktioner. Funktionerna klassificerarasi klasserna huvudfunktion, nödvändig funktion, önskvärd funktion och onödig funktion. Funktionerna ska kunna beskrivas med endast ett verb och ett substantiv.[3] 2.2 Designbrief Designbriefen består av två stycken delar en verbal brief och en visuell brief. Syftet med den verbala briefen är att i text förklara vem produkten är till för, vad och vilka krav produkten ska uppfylla och varför dessa krav ska uppfyllas. Den visuella briefen ska med hjälp av bilder beskriva den verbala briefen och uttrycka de känslor och krav som produkten ska uppfylla.[4] 2.3 Idégenerering Författarna kommer arbeta explorativit för generera så många koncept som möjligt, studera problemet utifrån olika perspektiv och använda sig av brainstorming. Brainstorming är en idégenererings teknik som kan utföras individuellt eller i grupp. Under brainstormingen gäller det att komma på och skissa så många idéer som möjligt och sedan översätta dem i ord. Det gäller att även tänka på löjliga och omöjliga idéer då det är oftast de som leder till de bra lösningarna. Idéerna får inte kritiseras eller utvärderas under brainstormings fasen.[5] Gruppmedlemmarna kan kombinera och förbättra varandras idéer.[6] Figur 4: Idégenerering
Teoretisk bakgrund 2.4 Sållning Sållning är en metod för att välja ut de bästa koncepten under produktutvecklingen. Sållningen kommer att göras i tre stycken steg. Först görs en genomförhetsbarsbedömning med hjälp av magkänslan där konceptren kategoriseras beroende på hur genomförbara de är. Under genomförbarhetsbedömningen sållas alla orimliga koncept bort. Nästa steg är att göra en Go/No Go-sållning. I det här steget beskrivs de kriterier som produkten ska uppfylla. Koncepten bedöms utifrån kriterierna och markeras med ett (+) eller ( ) beroende på om de uppfyller eller inte uppfyller kriterierna. Sedan beslutas vilka koncept som går vidare till nästa steg beroende på hur bra de har uppfyllt kriterierna. Figur5: Go/No Go-sållnings mall[7] Det sista steget i sållningen är att välja ut det bästa konceptet, detta görs med hjälp av en beslutsmatris (Pugh). I Beslutsmatrisen väljs ett koncept som referens, sedan jämförs de andra koncepten mot referensen för att se om de uppfyller kriterierna bättre, sämre eller lika bra.kriterierna har även blivit viktade på en skala från 1-10 där 10 poäng är viktigast. Efter det summeras koncepten och det koncept med högst poäng är det koncept som bör gå vidare till nästa steg i produktutvecklingsprocessen.[7] 8
Teoretisk bakgrund Figur 6: Beslutsmatris(Pugh) mall[7] 2.5 Materialval Infästningen kommer att göras i plast. Vid val av materialen är det vissa krav som måste tas hänsyn till. Materialet ska tåla de krafter handen utsätter den för, ha goda tillverkningsegenskaper, vara billigt och inte påverka miljön. Författarna har med hjälp av programmet CES EduPack 2011 och en litteraturstudiejämfört olika typer av plaster för att ta fram den plast som uppfyller kraven bäst. 9
Metod och genomförande 3 Metod och genomförande 3.1 Handledning Författarna har genom möten och intervjuer med vår handledare på skolan Lars Eriksson och vår företagskontakt Ann-Cathrine Adolfsson fått rådgivning i arbetet. Genom att presentera och förklara lösningskoncepten har författarna fått dem utvärderade och fått förslag på förbättringar. 3.2 Funktionsanalys Användarnas funktioner Verb Substantiv Klass Anmärkning Fästa Damasken HF På växelspaksröret Tåla Handens krafter N Vid användning Uppfylla Kvalitetskrav N Kundens förväntningar Undvika Glapp N Vid användning Vara Ljudlös N Vid användning Förmedla Känsla N Av kvalitet Vara Hållbar N HF = Huvudfunktion N = Nödvändig Ö = Önskvärd O = Onödig Produktionstekniska funktioner Verb Substantiv Klass Anmärkning Fästa Damasken HF På växelspaksröret Vara Konstruktionsbar N Tåla Handens krafter N Vid användning Underlätta Tillverkning Ö Uppfylla Kvalitetskrav N Kundens förväntningar Minska Kostnader N Undvika Glapp N Vid användning Följa Designspråk Ö Vara Ljudlös N Vid användning HF = Huvudfunktion N = Nödvändig Ö = Önskvärd O = Onödig Montörernas funktioner Verb Substantiv Klass Anmärkning Fästa Damasken HF På växelspaksröret Underlätta Montering N Vara Demonterbar Ö Uppfylla Kvalitetskrav N Kundens förväntningar Undvika Glapp N Vid användning Vara Ljudlös N Vid användning
Metod och genomförande Undvika Manuellt arbete N Kvaliteten på monteringen ska vara oberoende av vem det är som monterar HF = Huvudfunktion N = Nödvändig Ö = Önskvärd O = Onödig Miljötekniska funktioner Verb Substantiv Klass Anmärkning Fästa Damasken HF På växelspaksröret Undvika Miljöfarliga N ämnen Vara Återvinningsbar N Vara Hållbar N Uppfylla Miljökrav N HF = Huvudfunktion N = Nödvändig Ö = Önskvärd O = Onödig 3.3 Design Brief 3.3.1 Verbal brief Intressenterna är slutkunden, montörerna och tillverkarna. Produkten är en ny infästning av damasken som döljer växelspaksröret. Slutkunden skall uppleva och känna kvalitet och funktionalitet vid användning. Montörerna ska kunna montera produkten snabbt och effektivt. Tillverkarna ska kunna tillverka produkten smidigt och billigt. Kvalitetskraven på infästningen skall prioriteras. Användning av växelspaken skall uppfylla en känsla av att produkten är väl konstruerad och det ska inte finnas glapp och störande ljud. Produkten ska vara miljöanpassad och återvinningsbar. 11
Metod och genomförande 3.3.2 Visuell brief Figur 7: Imageboard[8] 3.4 Infästning av damasken Infästningen av damasken består av tre stycken delar damasken, del A och del B. För att fästa damasken förs del B in under damasken som sedan viks över kanten på del B (Se figur 9). För att hålla fast damasken trycks sedan del A ner i del B för att klämma fast damasken (Se figur 9). Damasken Figur 8: Infästningens delar Del A Del B 12
Metod och genomförande Då enbart friktionen mellan delarna inte resulterar i en tillräckligt hög kraft har företaget valt att även limma fast damasken i del B. För att se mått på del A och B (Se bilaga 1) Figur 9: Montering av infästningen 3.5 Idégenerering Koncept 1: Lim (nuvarande lösning) Damasken viks över kanten på del B och limmas fast. Sedan trycks del A ner i del B (Se figur 9). Fördelar: Estetiskt, infästningen syns inte, olika materialtyper som läder och plast kan sammanfogas, håller fast damasken bra. Nackdelar: Tar lång tid för att limmet behöver stelna och härda, limmet åldras med tiden, dålig arbetsmiljö och hälsorisker, går inte att demontera.[9] Det blir lätt kladdigt och limmet kan hamna på utsidan av damasken, svårt med toleranser vid manuellt arbete.[1] Del A Del B 13
Metod och genomförande Koncept 2: Buntband Genom att göra tre avlånga hål i del B och förlänga damasken med tre snitt kan damasken föras in i hålen och spännas åt med buntband på undersidan. Fördelar: Tål höga krafter, går snabbt att montera,demonterbart, finns rostfria buntband, lätt att tillverka. Nackdelar: Damasken måste ändras för att passa i hålen på del B. Svårt med toleranser och precision vid manuellt arbete.[1]
Metod och genomförande Koncept 3: Snäppfästen Genom att använda sig av snäppfästen på del A och B kan damasken hållas fast. Fördelar: Går snabbt att montera, håller fast damasken med bra kraft. Nackdelar: Minskad effekt på snäppfästen när lädret ligger emellan. Kräver mycket trimning och väldigt dyra och avancerade verktyg. [1] 15
Metod och genomförande Koncept 4: klämma Damasken hålls fast med hjälp av klämmor på del B som trycker fast damasken mot kanten. Fördelar:Damasken skadas inte. Nackdelar: Inte tillräckligt med kraft i klämmorna, svårt att tillverka.[1] Svårt att montera. Damasken trycks fast med klämmor 16
Metod och genomförande Koncept 5: Spår Damasken träs över fyra stycken spår på del B sedan görs motsvarande hål i del A som förs in i spåren och håller fast damasken. Fördelar: Lätt att tillverka. Nackdelar: Pilligt och svårt att montera.[1] Små hål i damasken för att passa spåren måste göras. Hålen följer spåren i del B Med hjälp av spåren fästs damasken och del A 17
Metod och genomförande Koncept 6: Hål Genom att göra hål på sidan av del B och i damasken och göra snäppfästen på del A som passar hålen i del B kläms damasken fast. Fördelar: Bra koll på toleranser.[1] Går snabbt att montera. Nackdelar: Svårt att tillverka del A.[1]Måste göras hål i damasken för att förhindra minskad effekt på snäppfästena. 18
Metod och genomförande Koncept 7: Skruvar Damasken kläms fast mellan del A och B med hjälp av skruv och mutter. Fördelar: Håller fast damasken med högkraft. Nackdelar: Risk att muttrarna trillar ner i växelspakslådan.[1] Tar lång tid vid montering, skruvarna kan skava mot lädret. 19
Metod och genomförande Koncept 8: Knappar Damasken fästs med hjälp av knappar i del B. Fördelar: Går snabbt att montera. Nackdelar: Dyrt att tillverka, beroende av manuellt arbete.[1] Måste sy fast knappar i damasken, svårt att tillverka knappdelen på del B. 20
Metod och genomförande Koncept 9: Pinnar Fyra vertikala pinnar en i varje hörn görs på del B och motsvarande hål görs i del A. Fördelar: Del A och B sitter fast med varandra. Nackdelar: Beroende av manuellt arbete.[1] Osäkert om damasken sitter fast med tillräcklig kraft, pinnarna blir väldigt tunna. Pinnarna i del B kommer in i hålen på del A så de sitter fast med varandra 21
Metod och genomförande Koncept 10: Horisontella pinnar Fyra horisontella pinnar fästs en i varje hörn på del B. Det görs fyra hål i damasken som träs över pinnarna och i del A görs det spår snäpps fast på pinnarna. Fördelar: Damasken sitter fast i pinnarna. Nackdelar: Beroende av manuellt arbete.[1] Osäkert om de fyra hålen i damasken klarar 200N, svårt och pilligt att montera. 22
Metod och genomförande Koncept 11: Söm Det sys en söm längst ut på damasken så att den blir tjockare och på så sätt hålls den fast under del A. Fördelar: Går snabbt att montera, inga dyra tillverkningskostnader. Nackdelar: Svårt med toleranser. [1] Osäkert om damasken blir tillräckligt tjock att den hålls fast under del A. Koncept 12: Kardborreband Damasken hålls fast med hjälp av kardborreband som fästs på del B och på damasken. Fördelar: Håller fast damasken bra. Nackdelar: Försämrad effekt vid olika temperaturer.[1] Kardborrebandet måste limmas fast på del B, försämrad effekt med tiden, samma nackdelar som med lim. 23
Metod och genomförande Koncept 13: Pluggar Det görs fyra hål mellan del A och B där fyra pluggar trycks in och klämmer fast damasken. Fördelar: Går snabbt att montera, damasken hålls fast med hjälp av friktion. Nackdelar: Beroende av manuellt arbete, pilligt och risk att pluggarna trillar ner i växelspakslådan.[1] Pluggar måste tillverkas. 24
Metod och genomförande Koncept 14: Delad del A Del A delas på mitten och delarna sitter fast i varandra med en rörlig mekanism. Del A trycks isär när växelspaken förs in och då trycks två knoppar in i motsvarande hål i del B som gör att damasken hålls fast. Del A skulle kunna vara delad utan att sitta ihop för att vara billig att tillverka. Fördelar: Håller fast damasken med bra tryck. Nackdelar: Monteringen av växelspaksknoppen sker inte på samma station som monteringen av damasken, därför kommer inte del A och damasken sitta kvar när växelspaksknoppen monteras.[1] Svårt och dyrt att tillverka. 25
Metod och genomförande Koncept 15: Hullingar Med hjälp av hullingar på del A hålls damasken fast. Fördelar: Går snabbt att montera och håller fast damasken bra. Nackdelar: Går inte tillverka i plast och för dyrt att göra i metall.[1] Damasken kommer rivas sönder vid demontering. 26
Metod och genomförande 3.6 Sållning 3.6.1 Magkänsla Genom att använda oss av sållningsmetoden magkänsla så har 5st koncept sållats bort på grund av att de inte uppfyller kraven tillräckligt. Resterande 10 koncept går vidare till nästa sållningsmetod som är Go/No-Go. Koncept Magkänsla Kommentar Koncept 1: Lim Nej Tidskrävande, dyrt och miljöbelastningar. Koncept 2: Buntband Troligt Damasken måste ändras, beroende av manuellt arbete. Koncept 3: Snäppfästen Troligt Minskad effekt med damasken mellan snäppfästena, dyrt. Koncept 4: Klämma Nej Dålig kraft i klämman och dyrt. Koncept 5: Spår Kanske Beroende av manuellt arbete. Koncept 6: Hål Troligt Dyrt. Koncept 7: Skruvar Nej Tidskrävande och kan skada damasken. Koncept 8: Knappar Nej Dyrt och beroende av manuellt arbete. Koncept 9: Pinnar Kanske Osäkert om damasken sitter fast tillräckligt, svårt att tillverka tunna pinnar. Koncept 10: Horisontella pinnar Kanske Beroende av manuellt arbete. Koncept 11: Söm Kanske Damasken måste sys om Koncept 12: Kardborreband Nej Lim måste användas, minskad effekt vid olika temperaturer Koncept 13: Pluggar Kanske Extra delar måste tillverkas, risk att de trillar ner i växelspakslådan. 27
Metod och genomförande Koncept 14: Delad del A Kanske Svårt att tillverka, passar inte monteringsordningen. Koncept 15: Hullingar Kanske River sönder damasken vid demontering och svårt att tillverka. 3.6.2 Go/No-Go Av de 10 koncept som gick vidare från magkänslan har 6st till sållats bort med Go/No-Go matrisen för att de inte uppfyllde de viktigaste kriterierna. För att se Go/No-Go matrisen (Se bilaga 2: Go/No-Go matris). 3.6.3 Beslutsmatris (Pugh) Av de 4 kvarvarande koncepten valdes koncept 3: Snäppfästen som referens sedan gjordes en beslutsmatris. I beslutsmatrisen jämfördes de andra koncepten mot referensen för att se om de uppfyllde kraven bättre eller sämre. Genom beslutsmatrisen blev det uppenbart att koncept 6: Hål är det koncept som författarna väljer att jobba vidare med. För att se beslutsmatrisen (Se Bilaga 3: Beslutsmatris (Pugh)) 28
Resultat och analys / Designprocessen 4 Resultat och analys / Designprocessen 4.1 Slutgiltigt koncept Efter att författarna tagit fram 15 olika koncept på infästningar har ett koncept valts med hjälp av olika sållningsmetoder och rådgivning från företaget. Konceptet som valdes är koncept 6: Hål. Konceptet löser infästningen av damasken genom att snäppfästen på del A förs in i motsvarande hål i damasken och i del B. Figur 10: Koncept 6: Hål Koncept 6: Hål är det bästa konceptet då det skulle gå väldigt snabbt att montera, allt som behövs göras är att damasken viks över del B och sedan pressas del A ner och snäppfästena trycks då in i hålen. Genom att damasken är fixerad vid hålen kan den inte bli fel monterad och på så sätt undviks att damasken sitter snett eller för långt ner i infästningen. Detta är i dagsläget ett problem för Kongsberg Automotive AB då det är svårt för montörerna att få damasken att sitta rakt när de limmar och hur långt ner den ska vara limmad.[1] Konceptet är även demonteringsbart. Konceptet kan lätt demonteras genom att snäppfästena trycks ut genom hålen på del B. Detta är en stor fördel jämfört med dagens lösning som limmas och därför inte går att demontera utan att förstöra damasken. Det valda konceptet är även bra med tanke på både miljön och arbetsmiljön. Materialet i de båda delarna går att återvinna. Vid monteringen används inga starka limmedel vilket förbättrar arbetsmiljön avsevärt. Det finns heller inga lösa delar i infästningen som skulle kunna trilla ner i växelspakslådan vid montering. Nackdelen med konceptet är att helt nya verktyg måste tas fram för att tillverka de båda delarna vilket medför en hög kostnad. 29
Resultat och analys / Designprocessen 4.2 Dimensionering Figur 11: Del A och Del B uppritade i CAD Den valda lösningen har ritats upp i CAD programmet Solidworks och ritningar med funktionsmåtten på de båda delarna har gjorts.(se bilagorna 4 och 5). 4.3 Materialval Materialet i produkten ska ha en användnings temperatur mellan -40 C till 80 C. Det bör även vara återvinningsbart för att värna om miljön.[1] I dagsläget använder sig Kongsberg Automotive AB av materialet POM (Polyoxymethylene) i del A och ABS (Acrylonitrilebutadienestyrene) I del B. ABS uppfyller inte riktigt kravet på användnings temperaturen då den bara tål temperaturer mellan -123 C till 76,9 C. För att se om det finns något material som uppfyller kraven bättre, är billigare och återvinningsbara har progamet CES EduPack 2011 använts. Genom att ställa upp ett diagram i programmet CES EduPack 2011 och jämföra pris och sträckgräns på plaster som uppfyller kraven, har de billigaste och bästa plasterna utsetts (Se bilaga 6). 30
Resultat och analys / Designprocessen Enligt grafen finns det fyra stycken material, PP (Polypropylene), PS (Polystyrene), PE (Polyethylene) och PET (Polyethyleneterephthalate) som är billigare än ABS och POM. Plasterna PE och PP går bort då de har för låg sträckgräns jämfört med ABS och POM. PS väljs bort på grund av dess töjning. PS tål bara en töjning på 1,2 till 3,6% vilket är väldigt lågt om det jämförs med ABS som tål 1,5-100%. PET är både billigare och har bättre sträckgräns än ABS och bör därför kunna ersätta ABS.[10] 4.4 Prototyp Figur 12: Prototypbygge För att testa det valda konceptet gjordes en prototyp. På grund av att författarna inte hade möjlighet att tillverka snäppfästen gjordes en annan lösning för att simulera samma funktion. Genom att borra hål i delarna A och B samt gör hål genom damasken kunde en pinne föras in i hålen och hålla fast damasken. Först användes en genomgående pinne för att testa om lösningen håller. Efter att ha testat infästningens hållbarhet genom att med kraft dra i damasken konstaterades att infästningen håller. Nästa steg i prototypbygget var att testa infästningen med växelspaksknoppen isatt. Detta gjordes genom att istället för att använda en tvärgående pinne bara använda två små pinnar på varje sida så att växelspaksknoppen får plats. Även med växelspaksknoppen isatt höll infästningen för författarnas tester. Figur 13: Test av prototyp med växelspaksknopp 31
Diskussion och slutsatser 5 Diskussion och slutsatser 5.1 Resultatdiskussion Utifrån resultatet som författarna har uppnått, är författarna nöjda med examensarbetet. En lösning på hur damasken ska fästas har tagits fram. Konceptet löser problemen som var uppställda i problembeskrivningen. Det har varit ganska svårt att komma på koncept som löser huvudfunktionen med tanke på att författarna inte hade möjlighet att ändra designen på delarna så att ändringen syns från utsidan. Det har även varit svårt att ta reda på information om hur andra damasker är fästa på växelspaken. Med hjälp av den valda lösningen kan företaget undvika lim vid monteringen och det medför att problemen företaget har haft med lim kan undvikas. Genom tester av författarnas prototyp fastställdes att det valda konceptet uppfyller huvudfunktionen, den glappar inte och det finns inga störande ljud. Författarna har inte haft möjlighet att testa om infästningen håller för en kraft som drar i damasken med exakt 200N men uppskattar att författarna vid tester dragit i damasken med åtminstone 100N. 5.2 Metoddiskussion 5.2.1 Funktionsanalys Författarna tycker att funktionsanalysen är en bra metod för att börja produktutvecklingsfasen med. Genom funktionsanalysen bryts produktens huvudfunktion ner i delfunktioner och det blir tydligt vilka funktioner som måste lösas och för vem dessa funktioner är viktiga för. 5.2.2 Designbrief Designbriefen har hjälpt författarna att med hjälp av bilder och ord beskriva den känslan och kvalitet som produkten ska förmedla. Designbriefen var även bra för att beskriva för vilka intressenter produkten ska tillverkas för och vad dessa intressenter har för behov. 5.2.3 Idégenerering Idégenereringen var nödvändig för examensarbetet för att kunna generera så många möjliga lösningar på problemet som möjligt. Med hjälp av olika brainstormingstillfällen tog författarna fram och utvecklade totalt 15 stycken olika koncept. 32
Diskussion och slutsatser 5.2.4 Sållning De olika sållningsmetoderna författarna har använt sig av i rapporten har varit relevanta för examensarbetet för att kunna utse vilket koncept som löser problemet bäst. Sållningsmetoderna har varit enkla och smidiga att använda. Under det första sållningstillfället gjordes sållningen tillsammans med författarnas företagskontakt Ann-Cathrine Adolfsson för att få företagets åsikt på de olika koncepten. 5.2.5 Materialval Materialvalet gjordes med hjälp av programmet CES EduPack 2011 och en litteratursundersökning. CES EduPack 2011 är ett väldigt smidigt och bra program där det är lätt att göra diagram med olika material egenskaper och se vilket eller vilka material som är lämpligast för produkten. 5.3 Slutsatser och rekommendationer Genom att utföra det här examensarbetet har författarna fått tillämpa de olika metoderna och den kunskapen författarna har lärt sig under tiden på Högskolan. Hade företaget gjort rätt från början och ställt upp en funktionsanalys och jobbat explorativt med att komma på möjliga lösningar hade användningen av lim kunnat undvikas från början. För att konceptet ska kunna gå till produktion bör snäppfästena optimeras och testas ytterligare för att infästningen av damasken ska bli så optimal som möjligt. Nackdelen med författarnas koncept är att nya verktyg för att tillverka delarna måste tas fram. Ett nytt verktyg kan kosta uppemot en halv miljon kronor. För att veta om konceptet är ekonomiskt försvarsbart bör företaget göra en noggrann kostnadsanalys. De ekonomiska fördelarna med konceptet är att företaget bör kunna halvera monteringstiden, undvika extrakostnader på grund av att damasken blir felmonterad och det skulle inte gå åt extra tid för att skrapa bort lim som hamnat på fel ställe. När prototypen testades med olika damasker upptäcktes att damasken vid ett tillfälle började släppa baktill. Därför skulle konceptet eventuellet behöva kompletteras med att tillverka två stycken ribbor på baksida av del A för att ge extra friktion. Eftersom författarna inte kunde tillverka snäppfästen utan använde sig av pinnar som skulle motsvara samma funktion skulle en mer exakt prototyp behöva göras för att avgöra om infästningen verkligen håller. 33
Referenser 6 Referenser [1] Kongsberg Automotive AB (2012) Samtal och handledning [2] Wixson Value Solutions, LLC http://www.wixsonvalueassoc.com/99paper.pdf. (Acc. 2012-04-12) [3] Material från Designkunskap på Pingpong, Kurs på Högskolan I Jönköping, Funktionsalays [4] Material från Designkunskap på Pingpong, Kurs på Högskolan I Jönköping, Introduktion till Industridesign [5] Ullman, D. (2009) The Mechanical Design Process, McGraw Hill Higher Education, ISBN 9780072975741 [6] Cross, N. (2000) Engineering Design Methods-Strategies for product design, Wiley Blackwell, ISBN 9780471872504 [7] Material från Produktutveckling med Industriell Design på Pingpong, Kurs på Högskolan I Jönköping, ProdDes_4_sållning [8] Imageboard, bilderna är numrerade från höger till vänster. Bild 1: http://foto.autozone.be/fotosartikelen/w600h9999q100/54/66/v olvo-prevoit-de-creer-10000-nouveaux-emplois-dici- 2020_0001546654.jpg(Acc. 2012-05-10) Bild 2:http://www.r7000.com/Images/1008337/A1008355.jpg(Acc. 2012-05-10) Bild 3:http://www.harriearendsen.nl/uploads/Volvo_V40_26.jpg(Acc. 2012-05-10) Bild 4:http://blog.neoauto.pe/wpcontent/uploads/2010/10/CAJA1.jpg(Acc. 2012-05-10) Bild 5:http://www.limonwhitaker.com/wp- content/uploads/2011/12/alex-8.-2011-and-2012-mileage- Deduction-Rates.jpg(Acc. 2012-05-10) Bild 6:http://www.automoto.it/static/upload/vol/0028/volvo-v40- -1-.jpg(Acc. 2012-05-10) [9] Plast forum http://www.plastnet.se/iuware_files/user/plastnet.se/pdf/bearbetni ng_a-o/06-03_98_100.pdf. (Acc. 2012-05-07) [10] CES EduPack 2011, Databaselevel 2 34
Bilagor 7 Bilagor Bilaga 1 Ritningar på del A och del B Bilaga 2 Bilaga 3 Bilaga 4 Bilaga 5 Bilaga 6 Go/No-Go matris Beslutsmatris (Pugh) Ritning koncept 6: Hål del A Ritning koncept 6: Hål del B CES EduPack 2011 (Material graf) 35
Bilaga 1: Ritningar på del A och del B 36
Bilaga 1: Ritningar på del A och del B 37
Bilaga 2: Go/No-Go matris 38
Bilaga 3: Beslutsmatris (Pugh) 39
Bilaga 4: Ritning koncept 6: Hål del A 40
Bilaga 5: Ritning koncept 6: Hål del B 41
Bilaga 6: CES EduPack 2011 (Material graf) 42
Bilaga 6: CES EduPack 2011 (Material graf) Förstoring av föregående bild PE PP PET PS POM ABS 43