Scheidingsmechanisme voor gebruikte capsules
Gebruikte koffiecapsules bevatten aluminium en koffiedik die in verschillende afvalstromen horen, dus heb ik een Nespresso-machine herontworpen om ze te scheiden: gemiddeld 85% van het koffiedik wordt verwijderd, zonder motor of extra energie. Het mechanisme past binnen de oorspronkelijke machine, vraagt minder dan 10 N aan de hendel en kost 13 s per capsule, binnen de zetcyclus.
- Project
- Casestudy, Politecnico di Milano
- Mijn rol
- Conceptontwerp, CAD, FEA en beproeving van prototypes
- Software
- SolidWorks, Abaqus FEA
- Methode
- Methodisch ontwerpproces
- 85%koffiedik gemiddeld verwijderd (streefwaarde ≥ 80%)
- 9,85Nkracht aan de nieuwe hendel, onder de antislipgrens van 12 N
- 13sper capsule, tegen een zetcyclus van maximaal 35 s
- 0%extra energieverbruik: geen motor
Aangetoonde vaardigheden
Aanpak
Een bestaande capsulemachine zo herontwerpen dat ze direct na het zetten ook de gebruikte capsule opent, het koffiedik verwijdert en de aluminium huls en het koffiedik in twee schone, gescheiden afvalstromen houdt, zonder het basisplatform van de grond af opnieuw te ontwerpen.
- Aanpassing binnen de voetafdruk, de behuizing en de hendelkinematica van de bestaande Nespresso Turmix Pixie. Dit is een modificatie, geen nieuw product.
- Ten minste 80% van het koffiedik uit elke capsule verwijderen, zonder enige vermenging tussen de twee afvalstromen.
- In de machine opslagruimte bieden voor ten minste een week normaal huishoudelijk gebruik (≥ 15 capsules) voor beide afvalstoffen.
- De extra bedieningskracht laag genoeg houden dat elke volwassene, ongeacht leeftijd of geslacht, de machine comfortabel kan bedienen, en laag genoeg dat de machine niet over het aanrecht schuift.
- De toename van gewicht, volume, energieverbruik, geluid en stukprijs begrenzen tot vaste percentages van de oorspronkelijke machine (volledige streefwaarden in de technische details).
-
De herontworpen machine
SolidWorks · aanpassing van het oorspronkelijke platform
Onder het oorspronkelijke zetcompartiment is een compressiemodule ingebouwd die de hendel en het watercircuit ervan deelt. Een gebruikte capsule valt nu automatisch in een rail, wordt samengedrukt door een zuiger die door een tweede hendel wordt aangedreven, en het koffiedik en de aluminium huls komen gescheiden in twee opslagbakken in de machine terecht.
- Buitenmaten (L×B×H)
- 356×160×342 mm
- Onderdelen
- 26 unieke, 49 in totaal incl. bevestigingsmiddelen
- Opslag in de machine
- 15 capsules
- Kracht aan de nieuwe hendel
- 9,85 N
Voor- en zijaanzicht met benamingen (de nummers komen overeen met de stuklijst), naast een opengewerkte weergave van de definitieve samenstelling: zetcomponenten (groen), compressiecompartiment (rood), opslagbakken (cyaan/oranje) en de basis met tandwielen en ratel (blauw). Selecteer om te vergroten. Stuklijst 26 unieke onderdelen, 49 in totaal met bevestigingsmiddelen. De nummers komen overeen met de verwijzingen in de tekening.
Stuklijst; de nummers komen overeen met de verwijzingen in de tekening Nr. Onderdeel Aantal 1 Behuizing 1 2 Zetcompartiment 1 3 Oorspronkelijke hendel 1 4 Waterreservoir 1 5 Zijplaat 2 6 Compressiecompartiment 1 7 Deur van het compressiecompartiment 1 8 Deur van het compressiecompartiment 1 9 Klein tandwiel 1 10 Groot tandwiel 1 11 Kleine tandheugel 1 12 Grote tandheugel 1 13 Ratelwiel 2 14 Kleine ratelpal 1 15 Grote ratelpal 1 16 Kleine as 1 17 As van de ratelplaat 1 18 Veer voor de ratel 2 19 Bus 2 20 Lager 1 21 Lineaire rail 1 22 Nieuwe hendel 1 23 Kopjesplateau 1 24 Bak voor koffiedik 1 25 Bak voor aluminium 1 26 Basis voor tandwiel en ratel 1 N/A Schroef M6×22 4 N/A Schroef M4×15 4 N/A Schroef M4×10 2 N/A Schroef M2×15 3 N/A Schroef M2×10 6 -
Conceptkeuze
Gewogen beslismatrix + gevoeligheidsanalyse in twee rondes
Een gewogen beslismatrix heeft de drie haalbare concepten gescoord op zeven criteria die rechtstreeks uit de klanteisen komen. Daarna heeft een gevoeligheidsanalyse in twee rondes de matrix opnieuw doorgerekend met andere sets wegingen, om te bevestigen dat de winnaar geen gevolg was van de gekozen wegingen.
Twee extra sets wegingen verschoven de totalen naar 2,23 / 2,22 / 1,99 en 2,09 / 2,49 / 1,91 (pellen / compressie / doorn). Het compressieconcept won of eindigde vrijwel gelijk bij elke weging en is daarom verder uitgewerkt, ook al scoorde het het laagst op alleen de kwaliteit van het verwijderen van koffiedik; dat gat is in stap 3 direct gedicht.
Compressiegekozen conceptGewogen beslismatrix Criterium Weging Pellen Compressie Doorn Verwijderen van koffiedik 0,13 3 1 3 Onderhoud 0,14 2 3 1 Ingenomen ruimte 0,15 1,5 2,5 1 Gebruiksgemak 0,18 3 2 3 Vrijheidsgraden van het mechanisme 0,21 1 3 1 Energie 0,08 2 3 2 Geluid 0,11 2 3 2 Gewogen totaal 1,00 2,03 2,49 1,81 -
Beproeving van zuigerdiameter en compressiekracht
Proefopstelling met meetinstrumenten · 3D-geprinte zuigerkoppen
3D-geprinte zuigerkoppen in vier diameters zijn op een proefopstelling met meetinstrumenten in gebruikte capsules gedrukt, om de kleinste kracht te vinden die nog een schone, symmetrische compressie gaf.
Zowel 32 mm als 20 mm gaf een symmetrische compressie met 85% verwijderd koffiedik; 20 mm is gekozen omdat daarvoor veel minder kracht nodig is (142 N tegenover 245 N).
20 mmgekozen zuigerdiameterResultaten van de proeven met zuigerdiameters Zuiger-ø [mm] Gem. max. kracht [N] Symmetrisch? Verwijderen van koffiedik 32 245 Ja 85% 26 216 Nee 80% 24 206 Nee 80% 20 (gekozen) 142 Ja 85% 
Proefopstelling: een veerunster-dynamometer meet de kracht die nodig is om met elke zuigerkop een gebruikte capsule samen te drukken. Selecteer om te vergroten. -
Grenzen voor ergonomische kracht en antislip
Gepubliceerde gegevens over trekkracht + 2D-slipmodel
Gepubliceerde gegevens over de trekkracht van de hand leggen een harde bovengrens van 25 N vast (de onderkant voor vrouwen van 55 jaar). Een vereenvoudigd 2D-slipmodel bij het ontwerpgewicht (3,9 kg) scherpte dat verder aan: bij de wrijvingscoëfficiënt van de bestaande rubber voetjes (≈ 0,3) begint de machine boven ongeveer 12 N hendelkracht te schuiven.
Beide grenzen werden bindende eisen voor het mechanisme (stap 5), niet alleen voor de zuiger.
25 Nergonomische bovengrens voor trekkracht12 Nantislipgrens (bindende grens)
Toelaatbare hendelkracht tegen de wrijvingscoëfficiënt bij het ontwerpgewicht. Bij de coëfficiënt van de bestaande voetjes (omcirkeld) ligt de grens op ≈ 12 N. Selecteer om te vergroten. -
Keuze van het mechanisme: dubbele ratel en twee tandwielen
Zes indelingen van hendel en tandwielen beoordeeld
Zes indelingen van hendel en tandwielen zijn beoordeeld op de lineariteit van de krachtoverbrenging en de synchronisatie tussen zet- en compressiecompartiment. Een indeling met tandheugel en tandwiel en een vast compressiecompartiment won op beide punten, maar zelfs dan kon één hendelslag van 90° de bedieningskracht niet onder de grens van 12 N uit stap 4 brengen. Door de slag te verdelen over twee halen van 90° (met een dubbel ratelmechanisme, zodat het tandwiel alleen tijdens de krachtslag doordraait) halveerde de piekkracht per haal. Een tweede tandwiel, dat alleen bij de terugslag ingrijpt, zet de zuiger daarna met één keer optillen van de hendel terug.
9,85 Ndefinitieve kracht aan de hendel200 Ncompressiekracht op de zuiger
Links: hendel, tandwieloverbrenging en tandheugel die de zuiger aandrijven. Rechts: de samenstelling met dubbele ratel en twee tandwielen die de gedeelde slag mogelijk maakt. Selecteer om te vergroten. -
Definitieve samenstelling en bedieningsvolgorde
Resultaat
- Plaats een nieuwe capsule in het zetcompartiment (de vorige gebruikte capsule ligt al in het compressiecompartiment eronder).
- Zet koffie zoals gewoonlijk: door aan de oorspronkelijke hendel te trekken loopt de koffie door, en aan het eind van de slag valt de gebruikte capsule in de compressierail.
- Beweeg de nieuwe compressiehendel twee keer omlaag en omhoog (2×90°) om de zuiger door de capsule te drijven.
- Druk op de ontgrendelknop om de ratel vrij te zetten en til de hendel één keer op om de zuiger terug te zetten en de samengedrukte capsule in de opslag te laten vallen.
Volledige bedieningsvolgorde in veertien stappen, zoals vastgelegd voor de tekeningenset en de gebruikerstests. Selecteer om te vergroten.
Controle van de resultaten
Het definitieve ontwerp voldoet aan alle 14 klanteisen. Twee daarvan worden met een werkelijk krappe marge gehaald, en één afweging in gebruiksgemak is bewust geaccepteerd. Alle drie zijn hieronder in de aanbevelingen opgenomen in plaats van hier te worden weggepoetst.
14/14
klanteisen vervuld
Elke eis haalt haar streefwaarde, maar niet allemaal met een ruime marge: het gewicht (39,2% van een maximum van 40%) en de stukprijs (alleen gehaald bij grote productieaantallen) zijn de twee om in de gaten te houden nu het ontwerp richting productiematrijzen gaat.
Benutte ruimte per eis
Deel van de toegestane toename (of krachtgrens) per begrensde eis dat al is benut. Beweeg over een balk voor details.
| Eis | Streefwaarde | Behaald | Status |
|---|---|---|---|
| Verwijderen van koffiedik | ≥ 80% | Gemiddeld 85% | Vervuld |
| Opslagcapaciteit | ≥ 15 capsules | 15 capsules | Vervuld |
| Cyclustijd | ≤ 35 s | 13 s | Vervuld |
| Volumetoename | ≤ 25% | 5% | Vervuld |
| Gewichtstoename | ≤ 40% | 39,2% (3,9 kg) | Vervuld, krappe marge |
| Bedieningskracht, ergonomische grens | ≤ 25 N | 9,85 N | Vervuld |
| Bedieningskracht, antislipgrens | ≤ 12 N | 9,85 N | Vervuld, krappe marge |
| Toename van het geluid | ≤ 80 dB | ≈ 0% toename | Vervuld |
| Toename van het energieverbruik | ≤ 40% | 0% (geen motor) | Vervuld |
| Toename van de stukprijs | ≤ 40% | Alleen gehaald bij grote aantallen | Voorwaardelijk |
| Reinheid | Onderdelen met de hand te reinigen | Opslagbakken uitneembaar en afwasbaar | Vervuld |
| Veiligheid | Geen blootliggende scherpe randen | Geen scherpe delen bij normaal gebruik | Vervuld |
| Onderhoud | Te onderhouden door een gemiddelde gebruiker | Geen onderdelen die regelmatig vervangen moeten worden | Vervuld |
| Toegankelijkheid | Vergelijkbaar met de standaardmachine | Volgorde met twee hendels en twee knoppen | Afweging in gebruiksgemak |
Elk belast onderdeel is vóór vrijgave gecontroleerd met een handberekening of een eindige-elementenberekening (Abaqus) van de spanningen. De vier onderdeelcontroles staan in de technische details.
Technisch oordeel en aanbevelingen
Naast het oordeel voldoet/voldoet niet laat het project zien waar het ontwerp echt ruimte heeft en waar niet.
-
Aandachtspunt
Het gewicht zit op 98% van de toegestane ruimte
Met 3,9 kg tegen een maximum van 40% blijft slechts 0,8 procentpunt speelruimte over. Aanbevolen wordt een vervolgronde voor gewichtsbesparing (zuiger en basis verder uithollen, een slankere tandwielas gezien de torsiemarge van ≈25×, of bepaalde beugels van CK45 vervangen door aluminium) voordat productiematrijzen worden besteld.
-
Aandachtspunt
De antislipmarge is de krapste beperking van het mechanisme
Met 9,85 N tegen een slipgrens van 12 N is dit (en niet de ergonomische grens van 25 N) wat het mechanisme werkelijk begrenst. Als een toekomstige revisie het gewicht van de machine of het materiaal van de voetjes verandert, is dit de eerste eis die opnieuw moet worden gecontroleerd.
-
Afweging in gebruiksgemak: twee hendels, twee knoppen
De oplossing met dubbele ratel houdt de bedieningskracht laag, maar voegt handelingen toe ten opzichte van de standaardmachine. Aanbevolen wordt in een toekomstige revisie een alternatief met één hendel te onderzoeken, of de stap van het omschakelen van tandwielen te automatiseren (bijvoorbeeld met een kabel vanaf de compressiehendel).
-
Voor de stukprijs is een echte offerte van een leverancier nodig
De raming van de kostenstijging van €135,5 / €67,75 gaat uit van een lineaire schaling met de aantallen voor ingekochte onderdelen. Vervang die vóór de vrijgave door offerteprijzen van een productiepartner en een volwaardige DFMA-review.
Technische details
Methode, eisen, conceptgeneratie, risicoanalyse, onderdeelcontroles en kosten, voor wie zich verder wil verdiepen.
Methode en klanteisen Ontwerpproces, functionele decompositie (EMI-diagram) en de 14 klanteisen
Methode
Methodisch ontwerpproces
Het herontwerp volgde het methodische ontwerpproces dat in de werktuigbouwkundige productontwikkeling gangbaar is: de bestaande machine opsplitsen in functies, concepten genereren en beoordelen, het winnende concept kiezen en de risico’s ervan beperken, en daarna elk belast onderdeel uitwerken en verifiëren voordat het ontwerp wordt vrijgegeven.
- Bij de conceptgeneratie is een morfologische matrix van werkprincipes gebruikt, teruggebracht tot drie haalbare concepten.
- Het winnende concept is gekozen met een gewogen beslismatrix en bevestigd door een gevoeligheidsanalyse in twee rondes.
- Technische risico’s zijn vóór het detailontwerp gerangschikt met een FMEA-achtige score van kans × ernst, een risicoanalyse-instrument uit Six Sigma.
- De zuigergeometrie en de krachtdoelen voor het mechanisme zijn vastgesteld op basis van proeven met fysieke prototypes, niet alleen op aannames.
- Elk belast onderdeel is vóór vrijgave gecontroleerd met een handberekening of een eindige-elementenberekening (Abaqus) van de spanningen.
- Alle CAD-modellering, 2D-tekeningen en stuklijsten zijn in SolidWorks gemaakt.
Klanteisen en functionele decompositie
Energie–materiaal–informatiediagram (EMI)
De nieuwe taak is opgesplitst in zes deelfuncties: ontvangen, vasthouden, openen, het koffiedik verwijderen, en vervolgens elk materiaal afzonderlijk geleiden en opslaan. Dat gaf structuur aan zowel de conceptgeneratie als de definitieve onderdelenlijst (stap 1).
| Eis | Categorie | Streefwaarde |
|---|---|---|
| 1. Scheiding van de afvalstromen | Eis | Aluminium huls en koffiedik volledig gescheiden, zonder vermenging |
| 2. Verwijderen van koffiedik | Eis | ≥ 80% van het koffiedik per capsule verwijderd |
| 3. Opslagcapaciteit | Eis | ≥ 15 capsules aan gecombineerd afval, in de machine |
| 4. Reinheid | Eis | Onderdelen die met koffiedik in aanraking komen, zijn met de hand uitneembaar en te reinigen |
| 5. Cyclustijd | Eis | Capsule sneller verwerkt dan één zetcyclus (≤ 35 s) |
| 6. Afmetingen | Wens | ≤ 25% toename van het totale volume van de machine |
| 7. Gewicht | Wens | ≤ 40% toename van het gewicht van de machine |
| 8. Veiligheid | Eis | Geen blootliggende scherpe randen; veilig voor huishoudelijk gebruik zonder toezicht |
| 9. Geluid | Eis | ≤ 80 dB per cyclus (5 s toegestaan tot 85 dB) |
| 10. Toegankelijkheid | Wens | Even gemakkelijk te bedienen als de standaardmachine |
| 11. Onderhoud | Eis | Te onderhouden door een gemiddelde gebruiker, zonder speciaal gereedschap |
| 12. Stukprijs | Wens | ≤ 40% toename van de stukprijs |
| 13. Energieverbruik | Wens | ≤ 40% toename van het energieverbruik van de machine tijdens bedrijf |
| 14. Uiterlijk | Wens | Het oorspronkelijke uiterlijk van de machine behouden |
Een kort onderzoek naar de stand van de techniek bij geoctrooieerde mechanismen voor het scheiden van capsules (een motorgedreven ontwerp met drie zuigers) bevestigde de kern van het probleem: bestaande oplossingen openden de capsule goed, maar maakten de machine aanzienlijk groter om de extra hardware kwijt te kunnen. Die bevinding vormde eis 1 en stuurde de conceptgeneratie naar een compacte oplossing met één actuator.
Conceptgeneratie Morfologische matrix: acht concepten teruggebracht tot drie
Morfologische matrix
Zes vereiste deelfuncties zijn uitgewerkt tot een morfologische matrix van werkprincipes (toevoer via rail en zwaartekracht, doornen, guillotines, borstels, prikpennen, compressiezuigers), gecombineerd tot acht kandidaatconcepten en daarna teruggebracht tot drie haalbare richtingen:
- Pellen: de capsule wordt als in een boorkop vastgehouden en opengepeld door een combinatie van rotatie en lineaire schroefbeweging (2 vrijheidsgraden); lage kracht, maar er zijn een motor en een nauw getolereerde snijbaan nodig.
- Compressie: de vallende capsule wordt door een zuiger die de gebruiker aandrijft tegen een vaste wand samengedrukt; 1 vrijheidsgraad, geen motor.
- Doorn: de capsule wordt ingeklemd, de rand door een guillotine afgeknipt en de inhoud met een boor uitgehaald; het beste resultaat bij het verwijderen van koffiedik, maar de meeste onderdelen en ruimte.
Risicoanalyse (FMEA-achtig) Zeven gerangschikte technische risico’s en de maatregel die in het ontwerp is meegenomen
Score van kans × ernst (risicoanalyse volgens Six Sigma)
Nadat een concept was gekozen, zijn de technische risico’s gerangschikt met een FMEA-achtige score van kans × ernst (een gangbaar risicoanalyse-instrument uit Six Sigma), voordat het detailontwerp werd vastgelegd. Zo kregen de risico’s met de hoogste prioriteit als eerste technische aandacht, en niet alleen de meest voor de hand liggende.
| Risico | K | E | RPN | Maatregel in het ontwerp |
|---|---|---|---|---|
| Machine overschrijdt het gewichtsbudget | 3 | 5 | 15 | Metalen onderdelen (vooral de zuiger) hol ontworpen in plaats van uit massief materiaal |
| Capsule loopt vast in de toevoerrail | 3 | 5 | 15 | Bestaande, beproefde railgeometrie van het zetcompartiment hergebruikt |
| Samengedrukte capsule loopt vast in het mechanisme | 3 | 5 | 15 | Randen van de zuigerkop plus een bijpassende rand aan het deksel strippen de capsule in de opslag |
| Benodigde hendelkracht te hoog voor sommige gebruikers | 3 | 4 | 12 | Compressieslag verdubbeld via een ratel, waardoor de piekkracht per slag halveert |
| Minder dan 80% van het koffiedik verwijderd | 3 | 4 | 12 | Holle vorm van de zuigerkop en diameter van 20 mm vastgesteld uit proeven (stap 3) |
| Machine schuift tijdens gebruik over het aanrecht | 3 | 4 | 12 | Hendelkracht rond 10 N gehouden, onder de berekende slipgrens van 12 N |
| Machine verliest stabiliteit / kantelt | 2 | 5 | 10 | Zwaartepunt en scharnier van de nieuwe hendel laag gehouden ten opzichte van het oorspronkelijke ontwerp |
Vier risico’s met lagere prioriteit (RPN 1–8) betroffen vermenging van koffiedik en aluminium en lekkage; alle zijn opgelost met de roostermaat in de opslagbakken en een afgedichte behuizing van het mechanisme, en geen ervan is bij latere prototypeproeven waargenomen.
Onderdeelcontroles FEA van het deksel (Abaqus), tandwielmateriaal, as en spie, lager en lineaire geleiding
Elk belast onderdeel is vóór vrijgave gecontroleerd met een handberekening of een eindige-elementenberekening (Abaqus) van de spanningen.
01. Spanningscontrole met FEM: dekselonderdeel (Abaqus)
Eis
Het spuitgegoten dekselonderdeel moet herhaalde reactiebelasting door de compressie rond het uitwerpgat voor koffiedik doorstaan zonder te scheuren. Opgelost in Abaqus met een vrije tetraëdermesh, globale elementgrootte 1 mm, verfijnd tot 0,5 mm rond het gat.
Zelfs ten opzichte van de onderkant van het vloeigrensbereik van ABS laat de maximale spanning een marge van meer dan 4×. Dat is afzonderlijk bevestigd door een 3D-geprint prototype dat dezelfde belasting in de proef doorstond.
02. Tandwielontwerp: materiaalkeuze
Eis
Het zwaarbelaste compressietandwiel (diameter 25 mm, module 1, 25 tanden, aangrijpingshoek 20°) moet bij de compressie-ingrijping zowel de Hertzse contactspanning als de buigspanning doorstaan, zonder risico op interferentie. Zes kandidaat-staalsoorten zijn getoetst op de minimale tandwielbreedte die elk zou vereisen.
| Materiaal | σ adm H [MPa] | σ adm F [MPa] | Min. breedte [mm] |
|---|---|---|---|
| Ac 60 | 400 | 200 | 25,6 |
| CK 45 (gekozen) | 590 | 200 | 11,8 |
| 37 Cr 4, veredeld | 650 | 270 | 9,7 |
| 37 Cr 4, gehard | 1280 | 310 | 9,5 |
| 42 CrMo 4, genitreerd | 1220 | 430 | 2,75 |
| 20 MnCr 5, ingezet | 1630 | 480 | 2,28 |
CK45 is verkozen boven de hoogwaardiger legeringen: het voldoet bij een praktische breedte, zonder te betalen voor harden of inzetharden, wat dit belastinggeval niet vraagt.
03. Spanningscontrole van as en spie
Eis
De as die tijdens de compressie het koppel van het tandwiel draagt, moet bij torsie ruim onder de vloeigrens van CK45 blijven, en de aandrijfspie die dat koppel overbrengt moet zowel de grens voor afschuiving als die voor vlaktedruk halen.
Een as van 10 mm laat bij torsie ongeveer 25× marge tegen vloeien: meer dan de belasting vraagt, en in de aanbevelingen aangemerkt als kandidaat voor een lichtere revisie. De aandrijfspie type B (a = 2 mm, L = 13 mm) komt uit op een vlaktedruk van ≈ 50 MPa, binnen het venster van 40–150 MPa voor een vaste stalen spie, met een schuifspanning onder de helft van de vloeigrens van het materiaal.
04. Keuze van lager en lineaire geleiding
Eis
De zuiger heeft een lineaire geleiding nodig die de radiale belasting en het koppel kan opnemen die de ingrijping van tandwiel en tandheugel erin brengt, en de ratelas heeft een lager nodig dat radiale belasting draagt en de as toch axiaal laat schuiven tussen haar twee koppelingsstanden.
Een standaard lineaire geleiding SKF LVZ7 (slag 50 mm) is uit de catalogus gekozen: de aangebrachte belasting benut slechts ≈ 3% van het draaggetal, wat ruim marge laat voor de koppelcomponent die in de vereenvoudigde radiale controle niet is meegenomen. Voor de ratelas is een naaldlager gekozen vanwege het hoge radiale draagvermogen, de lage kosten en omdat het de axiale schuifbeweging van de as niet tegenwerkt.
Productie en kosten (DFM/DFMA) Kostprijsraming bij prototype- en 100.000-stuksaantallen
Kostprijsraming op basis van de stuklijst
Uit de stuklijst van het toegevoegde mechanisme is een globale kostprijsraming opgesteld om de kostenstijging te toetsen aan het maximum van de klant, voordat een volledige DFMA-ronde met een productiepartner wordt aanbevolen.
De eis van ≤40% kostenstijging wordt bij prototype- en stuksaantallen niet gehaald, maar wel bij grote productieaantallen, waar de prijzen van ingekochte onderdelen (lager, lineaire geleiding, tandwielen, veren) doorgaans meer dan halveren. In de aanbevelingen is aangegeven dat hiervoor een echte offerte van een leverancier nodig is in plaats van de hier gebruikte lineaire schaling. De materiaalkeuze volgde rechtstreeks uit de controles van deksel en tandwiel: ABS voor de spuitgegoten behuizingen (licht, goedkoop, ruime FEA-marge) en koolstofstaal CK45 voor de belaste delen van de tandwieloverbrenging, gekozen vanwege de verhouding tussen Hertzse en buigspanning enerzijds en kosten anderzijds, ten opzichte van de beschouwde hoogwaardiger legeringen.
