Produktframtagning – Från Ax till Limpa, eller Idé till Prototyp

Produktframtagning – visualisera en idé

En långt gången tanke hos mig har varit att dokumentera processen för framtagningen av en prototyp från en Idé, mer specifikt för en discgolf-disc. I denna blogg har jag valt att rita en disc för discgolf, och närmare bestämt en midrange-disc med målet att få ut ett specifikt flygbeteende.

Vad vill vi uppnå med prototypen?

Vi börjar med grunden till vad jag vill åstadkomma, själva idén, vad är det jag ska skapa och hur ska den bete sig?
En disc för discgolf kan, grovt generaliserat, flyga på tre olika sätt: Understabilt, neutralt och överstabilt. Vi vill ta fram en mid-range disc som flyger överstabilt, om den som vänsterhänt kastas så ska den flyga rakt fram för att sedan vid slutet av flykten falla kraftigt åt vänster. Det är det som kallas för en överstabil disc.
Till att börja med behöver vi sätta designen för hur vår disc ska se ut. I och med att jag inte tillverkat någon disc tidigare får jag falla tillbaka på erfarenhet i hur discar med de önskade egenskaperna brukar se ut. Utöver det behöver vi bestämma hur denna design ska se ut och hur jag vill att discen ska kännas i handen, dvs vilken form ska den ha.

En disc är allt från platt till rundad på ovansidan och detta bör påverka flygegenskaperna. Detta tillsammans med själva rimmen runt discen som också kan ha väldigt varierat utseende för att få olika flygegenskaper. Hur detta påverkar kommer vi testa oss fram med hjälp av flödessimulering hur formen påverkar hur luften passerar runt discen.

Börja med ritningen för produkten.

Själva ritningen för en disc är i grunden inte särskillt komplicerad men då vi vill skapa ett par olika alternativa modeller så bör vi göra dem så redigerbara som möjligt. Det vi vill redigera är framför allt ovansidans kurvatur, men även nosvinkeln och hur brant avslutet är i rimmen.

Figur 1 Skiss på “Dome”

Första discen vi ritar upp har en svag dome, dvs kurvad, ovansida och en grundare rim runt discen. Den andra gjorde jag helt platt på ovansidan och med en rakare lutning på rimmen runt discen. Vi kan kalla dem för ”Dome” och ”Flat” för enkelhetens skull. I praktiken skulle vi kunna ta fram en prototyp redan nu innan produktframtagning.

Figur 1. Dome

Figur 2. Flat

 Simulera innan produktframtagning.

Innan vi går vidare med någon, eller båda, utav modellerna kör vi dem genom SOLIDWORKS Flow simulation för att se hur luftflödet passer förbi discarna. För att göra det sätter vi upp båda discarna och belastar dem med samma vindmotstånd i en vindtunnel och ganska snabbt kan vi dra vissa slutsatser från resultatet.

Figur 4 “Dome” Flow Simulation resultat

Figur 5 “Flat” Flow Simulation resultat

I dessa två fall ser vi att den modell som har en mer kurvad ovansida har mer strömlinjeformad passage genom luften och därmed bättre lyft och vi kan anta att den kommer att glida längre och rakare. Den med platt topp har däremot vad vi kan se ett negativt luftflöde vilket tyder på att det trycker discen nedåt och vi kan därmed anta att den kommer vara mer överstabil på grund av detta då den inte kommer bära i luften lika väl.

För att göra en mer fullständig utredning bör såklart även beräkningsunderlag tas i hänsyn, men som ett första steg är Solidworks Flow Simulation väldigt intressant och ger en god insyn i vad man kan förvänta sig.

Och för att avsluta just denna test så printades båda ut i samma material och den vi kallade för ”Dome” hade massor av glid, bra stabil rotation och en tydlig fade till vänster på slutet. Det märktes att den hade en positiv lyftkraft vilket vi även såg i Flow testet. Den som vi kallade ”flat” var däremot extremt känslig för vind och hade väldigt svårt att flyga stabilt.

Ett väldigt lyckat test och nästa steg skulle kunna vara produktframtagning i form av prototyp från produktion. Extra kul att man redan i ett tidigt skede kunde dra slutsatsen vilken av discarna som skulle bete sig på ett korrekt och önskat sätt.