Ziel dieser Arbeit ist es, die Anwendung der erlernten Grundlagen des Produktentwicklungsprozesses nach VDI Richtlinie 2221 sowie die Anwendung der Konstruktionsmethoden und -Techniken zur Lösungsfindung, Lösungsbeurteilung und Lösungsauswahl aufzuzeigen.
Nach kurzer Einleitung wird im Kapitel Planen eine Marktrecherche und Patentrecherche durchgeführt. Aus den gesammelten Informationen wird eine vorläufige Anforderungsliste erstellt. Im Kapitel Konzipieren wird das Produkt in einzelne Teilfunktionen zerlegt und daraus eine Funktionsbaum und Funktionsstruktur erstellt. Die Lösungen für jede Funktion werden gesucht und ausgewertet. Dabei wird die Anforderungsliste mit neuen Erkenntnissen vervollständigt. Im Kapitel Entwerfen wird das ausgewählte Lösungskonzept weiter ausgearbeitet und die Bauunterlagen erstellt.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Ziel der Arbeit
1.2 Aufbau der Arbeit
2 Planen
2.1 Aufgabenstellung
2.2 Marktrecherche
2.3 Patentrecherche
2.4 Vorläufige Anforderungsliste
3 Konzipieren
3.1 Funktionsbaum
3.2 Funktionsstruktur
3.3 Anforderungsliste
3.4 Morphologischer Kasten
3.5 Lösungskonzepte
3.6 Bewertung der Lösungskonzepten
4 Entwerfen
4.1 Modulare Strukturen
4.2 Vorentwürfe
4.3 Gesamtentwurf
4.4 Ausarbeiten und fertiges Model
5 Schluss
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit besteht in der eigenständigen Entwicklung einer Kosmetikmaschine für den Heimgebrauch unter Anwendung der Methodik des Produktentwicklungsprozesses nach VDI 2221. Dabei liegt der Fokus auf der Konstruktion einer kompakten und bedienerfreundlichen Lösung, die zur Herstellung und Abfüllung kleiner Mengen von Do-It-Yourself-Kosmetikprodukten dient.
- Anwendung methodischer Konstruktionsschritte von der Planung bis zur Ausarbeitung
- Analyse bestehender Abfülllösungen und Ableitung spezifischer Anforderungen
- Entwicklung funktionaler Strukturen und deren technische Umsetzung in Lösungskonzepte
- Detailkonstruktion und 3D-Modellierung der gewählten Maschinenvariante
Auszug aus dem Buch
3.5 Lösungskonzepte
Aus dem morphologischen Kasten wurden drei Lösungskonzepte gebildet. In der Abbildung 9 ist die Lösungskonzept 1 als rotes Pfad, die Lösungskonzept 2 als blaues Pfad und Lösungskonzept 3 als grünes Pfad dargestellt.
Prinzipieller Aufbau vom Lösungskonzept 1 ist in der Abbildung 10 dargestellt. In einem rechteckigen Gehäuse ist ein trapezförmige Trichter befestigt, der Deckel ist mit einem Scharnier befestigt. Rührer befindet sich am Boden des Behälters und wird durch einen Flach oder Keilriemen mit einem Motor angetrieben. Am Behälter, unten an der Seite oder unten am Boden, ist eine Öffnung zu der ein Kugelrückschlagventil befestigt ist. Kugelrückschlagventil verhindert, dass noch nicht gemischte Zutaten in die Leitungen gelangen. Rechts ist eine ansaugfähige Impellerpumpe angebracht. Im Betrieb, durch Saugwirkung, öffnet sich der Rückschlagventil und transportiert vorher fertige, gemischte Creme zu einem Auslauf mit einer Düse. Im Auslauf soll ebenfalls ein Rückschlagventil verbaut werden.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Diese Einleitung definiert das Ziel der Arbeit, nämlich die Anwendung von Grundlagen der Produktentwicklung zur Konstruktion einer Kosmetikmaschine, und skizziert den methodischen Aufbau der Ausarbeitung.
2 Planen: Hier erfolgt die Klärung der Aufgabenstellung sowie eine Marktanalyse bestehender Produkte, um daraus eine fundierte Anforderungsliste für die Neukonstruktion abzuleiten.
3 Konzipieren: Dieses Kapitel zerlegt das Produkt in Teilfunktionen, erstellt eine Funktionsstruktur und bewertet verschiedene Lösungsansätze anhand einer Nutzwertanalyse, um das optimale Konzept zu identifizieren.
4 Entwerfen: Der Fokus liegt auf der modularen Ausarbeitung des gewählten Konzepts, der Vorentwicklung einzelner Komponenten und der Erstellung des finalen 3D-Modells inklusive der technischen Dokumentation.
5 Schluss: Das Fazit reflektiert den komplexen Entwicklungsprozess und benennt konkrete Optimierungspotenziale für zukünftige Iterationen des Entwurfs.
Schlüsselwörter
Kosmetikmaschine, Produktentwicklung, VDI 2221, Konstruktion, Neukonstruktion, Abfüllmaschine, Do-It-Yourself, Funktionsstruktur, Nutzwertanalyse, 3D-Modellierung, CATIA V5, Mechanik, Haushaltsgerät, Viskosität, Komponentenentwicklung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit?
Die Arbeit befasst sich mit der technischen Konstruktion einer Kosmetikmaschine, die speziell für die Herstellung und Abfüllung von Do-It-Yourself-Kosmetik im privaten Haushalt konzipiert ist.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Die zentralen Felder umfassen die systematische Produktplanung, die funktionale Konzipierung, die mechanische Konstruktion sowie die Ausarbeitung technischer Komponenten unter Berücksichtigung von Kosten und Fertigung.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Ziel ist die methodengestützte Neukonstruktion eines Geräts, das kompakt und einfach zu bedienen ist, um Kosmetikprodukte mit einer Viskosität bis ca. 8000 mPas verarbeiten zu können.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit folgt dem strukturierten Produktentwicklungsprozess gemäß der VDI-Richtlinie 2221, einschließlich Marktrecherche, Funktionsbaumanalyse, morphologischem Kasten und Nutzwertanalyse.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Planungsphase, die Erarbeitung von Funktionskonzepten, die detaillierte Ausgestaltung der Maschinenmodule sowie die 3D-Modellierung der endgültigen Konstruktion.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Konstruktion, Kosmetikmaschine, Produktentwicklung, Funktionsstruktur, Nutzwertanalyse, Mechanik und Haushaltsanwendung.
Wie wurde die Auswahl des finalen Konzepts getroffen?
Durch eine Nutzwertanalyse (Nutzwertmatrix), bei der verschiedene Lösungskonzepte anhand technischer und wirtschaftlicher Kriterien gewichtet und bewertet wurden.
Warum wurde beim Gesamtentwurf eine Zugfeder ergänzt?
Die Zugfeder unterstützt die Kolbenbewegung beim Loslassen des Hebels, damit der Stoff selbstständig aus dem Behälter in die Pumpvorrichtung eingesaugt werden kann.
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- Andrej Mironov (Author), 2020, Konstruktion einer Kosmetikmaschine. Planen, Entwerfen und Konzipieren, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/964093
