Uppfinnaren Göran Ewerlöf är en obotlig seglare och varje säsong innebar en svidande förlust av både handdukar och badkläder då de slet sig från upphängningen med konventionella klädnypor och flög i vattnet. Ibland fick man tag på dem och ibland inte. Ur frustration föds innovation och Göran antog utmaningen att låsa fast badkläder och handdukar på ett enkelt och säkert sätt.

Åter hemma fortsatte den verkliga produktutvecklingen i 3D-programmet IRONCAD där jag normalt arbetar med maskinkonstruktioner.

Det visade sig att vägen till färdig produkt kom att innehålla det mesta vad gäller modern produktutveckling och även leda till en patenterad teknisk lösning. Berättelsen kan även vara en stilstudie i hur det i praktiken kan gå till från ide till färdig produkt.

Från koncept till produkt i flexibel 3D-miljö

Idén var att hålla samman klämmans rörliga delar med plastgångjärn. För att testa funktionen extruderade jag fram de olika delarna i CAD-programmet som separata parter. Dessa kunde jag sedan enkelt flytta till olika positioner med universalverktyget i IRONCAD; TriBall, för att på detta sätt simulera funktionen.

En extruderings profil görs enkelt i IRONCAD, lika smidigt är det att justera och testa profilen. CAD- programmets funktioner gör det lätt att genomföra nödvändiga justeringar för att uppnå optimal funktion. Den unika TriBall tekniken är väldigt användarvänlig och gör det enkelt att flytta och kopiera m.m.

Nästa steg var att göra ett autentisk funktionstest i datorn av de sammansatta delarna. Till detta använde jag funktionen Mekanism i IRONCAD. Klämmans ”armar” som öppnar och stänger käftarna har integrerade knäleder som stannar i ett stabilt läge då klämman stängs. Detta ger en hög låsningskraft i käftpartiet. Efter ett stort antal datasimuleringar var det dags att ta fram fysiska modeller och göra ett första skarpt test av funktionen.

Framtagandet av fysiska modeller – 3D print

Parallellt med datamoduleringen tog jag fram ett antal 3D-modeller från den råa extruderings-  profilen. Här hade vi ett spännande samarbete med Solidmakarna i egenskap av kunnig inom 3D -print området. 3D modellerna kan exporteras från IRONCAD till STL-filer i som de flesta 3D-skrivare accepterar. Dessa skrevs sedan ut med väldigt hög upplösning och detaljnoggrannhet. Dessutom kunde vi ha modellerna i handen redan nästa dag.

Modellerna har mycket hög detaljnoggrannhet men är spröda och klarar inte av att böjas utan att gå sönder. Lösningen blev att gjuta av dem i Siliconformar. Siliconformarna användes sedan till att gjuta prototyper i olika två-komponent–gjutblandningar. Efter 8 eller 9 SLA modeller (3D utskrifter) hade vi en grundfunktion som uppfyllde mina ambitioner.

Parallellt med funktionstesterna pågick arbetet med att skapa en stilren design och att banta bort överflödigt material samt att ersätta detta med tunna förstärkningsribbor. Även gångjärnens funktion och hållfasthet optimerades. Här kom IRONCAD´s extruderings-verktyg åter väl till pass då jag enkelt kunde ta fram en skiss över det parti som skall bantas ner för att sedan avlägsna material till ett visst djup.  Nu kom 3D-utskrifter åter till användning då man snabbt kan få fram olika iterationer av modellen att studera.

Klämman modulerades fram som ¼ del av den slutliga parten, därefter speglades och kopierades denna part i omgångar med hjälp av TriBall-funktionen tills dess vi hade en komplett detalj. På så sätt räckte det att göra nödvändiga uttag, lägga till rundningar, bevel, släppningsvinklar, förstärkningar m.m. på en detalj i stället för fyra.

Första provserien blev ett fiasko

Äntligen var det dags för nästa steg, att göra ett prototyp-formsprutningsverktyg i aluminium och testa olika plastråvaror. Förväntningarna var naturligtvis väldigt höga när jag fick den första provserien. Men vilket fiasko det blev, käftarna orkade inte klämma tillräckligt hårt och tappade kraften ytterligare när de suttit i spänn några timmar. Dessutom gick plastgångjärnen sönder eftersom plasten var för spröd.

På varje problem finns det minst en lösning. I detta fall var lösningen att använda två olika plastmaterial med unika egenskaper. Med en sådan konstruktion klarar klämmans käftparti höga bestående belastningar. Samtidigt är klämmans gångjärn så flexibla att de har ett närmast oändligt liv utan att brista.

Simulering

Till min hjälp hade jag plastleverantören DuPont som har en gedigen kompetens gällande högpresterande UV resistenta plaster. Klämmans plaster är UV stabiliserade och kan därför sitta i solen många år utan att brytas ner. DuPont hjälpte till med att datasimulera formsprutningen och föreslog vissa ändringar i formsprutningsverktygen för att maximera plasternas egenskaper.

De två olika plaster som klämman består av kan inte sammanfogas kemiskt. För att sammanfoga de två olika delarna skapades en mekanisk låsfunktion.

Alla utmaningar var nu lösta- produkten klar!

Den slutliga versionen kan låsa fast kläder, handdukar, tältdukar osv på exempelvis tvättlinor, men även på båtars pulpitrör upp till en diameter av hela 32mm. Klämman släpper inte taget ens under de mest extrema vindbyar och handduken hänger säkert även under gång i hög fart med båten. Då klämman består helt av plast slipper man dessutom konventionella metallfjädrar som inte sällan rostar sönder och lossnar.

Resultat: Prisbelönt och Patentskyddad lösning!

Resultatet blev produkten FIXCLIP – en innovativ låsbar klämma / klädnypa som håller greppet även under de tuffaste förhållanden. Klämmans patenterade dubbla knäledslås och självlåsande friktionsarmar ger unika greppegenskaper. Den har inga metallfjädrar och därmed inget problem med rost. FixClip håller ett stadigt grepp om handdukar, kläder, presenningar etc., även i kraftiga vindar. Det flexibla greppomfånget på 5-32 mm möjliggör en bred användning. One size fits all.

Mekanisk konstruktion i IRONCAD – automatisk monteringsutrustning

Två delar skall nu bli en! För att skapa lönsamhet i projektet måste det till en automatisk montering av de båda delarna. Åter till ritbordet och IRONCAD för att konstruera en maskin som sätter samman de båda delarna till en komplett FixClip. Jag upplever att vad som skiljer IRONCAD från andra lösningar är att 3D miljön verkligen uppmuntrar kreativiteten. Det är väldigt viktigt för en produktutvecklare eftersom det är så enkelt att skissa, testa ändra och simulera funktionerna.  Man behöver inte heller lägga energi på att hålla reda på tidigare datahistorik i konstruktionen, bara att bygga på eller ta bort delar utan problem. IRONCADs verktyg är enkla och användarvänliga vilket gör det lätt att modellera fram olika alternativa lösningar på kort tid. Detta gjorde det att det gick snabbt och effektivt att konstruera den fiffiga monteringsutrustningen med många rörliga delar.

Maskinen som jag konstruerade i IRONCAD har nu ersatt den manuella monteringen och spottar ut 3 000 st. kompletta klämmor per timme.

<-Se filmen som visar den ”in action” .

www.fixclip.eu