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1. 125 Lamiera d appoggio Materiale Lamiera al C o inox Dimensioni _Spessore lamiera 2mm _Area massima 885cm _Dimensione massima 196mm Propriet del componente _Dimensioni medio piccole _Complessit moderata _Buon livello di finitura superficiale Caratteristiche generali Tolleranze _Generali 0 2mm Diametro fori 0 1mm _Pieghe 0 1 Finiture superficiali _SPE 3 lucida Vincoli _basso costo al pezzo _buona qualit dimensionale per gli accoppiamenti Altre considerazioni _volume di produzione 50 000pezzi _tempi ciclo accettabili 15 20 secondi _Lavorazioni di svasatura dei fori dopo le operazioni di tranciatura e piegatura 126 Inserto per aggancio base estintore Materiale Polimerico termoplastico ABS o PA Dimensioni _ Volume 1 cm _Lunghezza massima 13mm _Spessore medio 5mm Propriet del componente _Dimensioni piccole _Forme molto semplici _Basso livello di finitura superficiale Caratteristiche generali Tolleranze _Generali 0 1mm Finiture superficiali _SPE 4 Vincoli _ basso costo al pezzo Altre considerazioni _ volume di produzione 50 000pezzi _tempi ciclo accettabili 2 3 secondi 127 Pannellature Materiale Polimerico termoplastico ABS o PA Dimensioni _ Volume 565_fronte 578retro 110basso 683 cm _Lunghezza massima 1200mm _Spessore medio 2mm Propriet del componente _ Dimensioni medie _Forme molto semplici
2. Questo concept parte dal concetto di massimo grip con la leva superiore ben visibile dalla superficie discontinua della leva stessa Mantenendo invariata questa parte superiore stata sviluppata una versione C1 foto a destra con la leva inferiore disgiunta connotata da notevole semplicit e linearit Invece ne stata sviluppata una versione con la maniglia inferiore integrata con quella superiore In questo caso il modello meccanico l M1 mentre nel concept C1 il modello meccanico rimane l MO SI Concept D Questo concept parte dall eliminazione della leva inferiore e dall acquisizione da parte della leva di attivazione anche della funzione di trasporto La linea estetica nata ricalca il profilo del muso allungato del tapiro Rimane ad ogni modo connotata da una notevole semplicit Il modello meccanico Di riferimento per questo concept PMI TAF Concept E Questo concept trae pienamente inspirazione dal mondo del ciclismo La leva di attivazione diventa la leva del freno e la leva inferiore diventa il braccio del manubrio In questo caso il modello meccanico rimane l MO Ad ogni nulla vieta di invertire le due leve utilizzare il modello meccanico modo e di Mi 83 Concept F Questo concept trae spunto dal modello 43A della Gloria L attivazione di erogazione viene assunta dalla maniglia di trasporto Inoltre la ma
3. fissaggio leva Poca superiore tolleranza inserimento copertura Accoppiamento superiore con sforzo posizionamento Poca Accoppiamento 13 estrusi di sostegno tolleranza con sforzo posizionamento pareti 4 laterali fissaggio pareti Poca Accoppiamento 13 laterali tolleranza con sforzo inserimento estrattore Accoppiamento manichetta con sforzo 196 Fissaggio base Poca Accoppiamento tolleranza con sforzo inserimento sigillo di sicurezza inserimento anello di Accoppiamento sicurezza con sforzo fissaggio tastiera a 4 membrana Tasm 154 S Costo di assemblaggio Casm Casm X Tasm 25 h x 0 042h 1 06 Un risultato accettabile se si considera l alto livello qualitativo del prodotto ottenuto 197 8 2 1 COSTI DI ASSEMBLAGGIO SUPPORTO ESTINTORE L esploso della struttura ci servir per fissare l ordine di montaggio dei componenti 198 Tabella dei tempi posizionamento struttura saldata posizionamento pannello basso Inserimento snap di Accoppiamento fissaggio con sforzo posizionamento 4 pannello alto_fronte Inserimento snap di Accoppiamento fissaggio con sforzo posizionamento 4 pannello alto retro Inserimento snap di Accoppiamento fissaggio con sforzo posizionamento Poca inserti per aggancio tolleranza estintore su lamiera d appoggio posizionamento e Poca serraggio lamiera tolleranza d appoggio posizionamento 4 decalcomania Tasm 60 S Costo di assemblaggio Casm
4. Gancio esterno Si No Valutazione 4 3 4 4 TT voto 1 5 Valutazione 4 3 3 IT voto 1 5 15006002 F6SKK sini n O O DO ni N DS e 1 DS 2 2 4 BENCHMARK DEI REQUISITI Dopo aver confrontato le metriche delle specifiche di prodotto che abbiamo selezionato diamo dei voti ai requisiti che abbiamo selezionato precedentemente m gt scarso mm gt sufficiente mmm gt buono munn gt Ottimo Modello EXM 005 Processo produttivo economico Facile eseguirvi manutenzione Leggero non ulteriormente appesantito usare impugnare Adattabile a diverse tipologie di estintore Facilmente riponibile appendibile Avere un aspetto tecnico Avere un aspetto gradevole siria a m Em F2 1500600 IPI 6H AG 3F B10BC 43A F6SKK 44 2 2 5 IDENTIFICAZIONE DELLE SPECIFICHE OBIETTIVO Ora dopo aver confrontato i vari requisiti tra i diversi estintori selezionati andremo a delineare le varie specifiche obiettivo che il nostro prodotto dovr avere Risulta essere molto importante fissare queste specifiche per avere sia dei valori obiettivo che dei valori limiti minimi che l estintore dovr avere Riportiamo di seguito le varie specifiche obiettivo suddivise in due tipologie accettabili che esprimono il limite minimo e ideali che esprimono il limite massimo o ottimale che il progetto potr avere Accettabile per manutenzione min Personalizzazione adattabile
5. Investimento attrezzature e stampi 80 480 o Piastra di sostegno Investimento totale materiale 83 500 Investimento costi manodopera ed esercizio 7 000 Investimento attrezzature e stampi 7 744 o Struttura di sostegno Investimento totale materiale 629 000 Investimento costi manodopera ed esercizio 490 500 Investimento attrezzature e stampi 32 177 L investimento totale per l estintore di 334 980 98 244 per la piastra di sostegno Marginalmente valutiamo anche un costo complessivo 1 151 677 per produrre 50 000 strutture di sostegno che difficilmente verranno prodotte data la maggiore richiesta di fissaggio a parete Tale struttura verr prodotta solo su specifica richiesta del cliente e non tenuta in grande quantit a stock Dobbiamo ricordare per che l investimento necessario ed iniziale quello relativo al costo degli stampi Gli altri costi invece saranno scomposti lungo i diversi lotti di stampaggio dei componenti dell estintore stesso 200 8 3 SPECIFICHE FINALI 201 9 CONCLUSIONI A questo punto prima di formulare delle adeguate conclusioni occorre tornare indietro e rileggere l ipotesi progettuale iniziale per capire se tutto il processo stato compiuto in maniera coerente Ora dobbiamo quindi capire se tutto il processo progettuale ha risposto alla domanda iniziale e in quale modo lo ha fatto L obiettivo essenziale della domanda iniziale chiedeva d
6. e Corsa richiesta I 2xh altezza dello stampato 50 250mm 156 Dimensionamento pressa Dalla tabella possiamo osservare 140 che la pressione di p MPa e_PC 30 vetro iniezione per le PA di p 110Mpa 120 POM PC PET 30 vetro PA 100 ABS PPO PE PS PP 30 talco 80 La forza di chiusura richiesta F sar data dalla formula F fp x p Pa x A mf KN Dove fp 0 5 il fattore di riduzione delle perdite di pressione nel sistema di iniezione Quindi la forza richiesta pari a 0 5 x 110 x10 Mpa x 0 03243m 1945800N 1945KN Quindi avremmo bisogno di una pressa da 2000KN Commercialmente troviamo presse da 1600KN o 5000KN Probabilmente andremo a stampare con la prima per non gestire gli alti costi della seconda l57 Stima del tempo ciclo Il tempo ciclo t viene valutato con la formula t t t t S Dove t tempo di iniezione 2x Vixp dove P W la potenza della pressa Dal grafico ricaviamo la P W potenza della pressa conoscendo la forza richiesta in KN ovvero 35kW avremo quindi t 2 x 133 4x10 m x 110x10 Pa 35000 W 0 85s 1s te tempo di raffreddamento te S maxX K dove K un coefficiente del materiale preso dalla tabella e Smax lo spessore massimo del pezzo PPO 30 ca Sere V PET 30 v PCo i e PA s E E E E E E N a e E T E R E E 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 2 24 K simm te 4 X 1 9 7 6 S t tempo di reset apertu
7. 152 8 1 CALCOLO DEI COSTI DEGLI STAMPATI Nel seguente paragrafo valuteremo il costo dei componenti che verranno stampati con tecnologia ad iniezione Costi dello stampaggio a iniezione Questa procedura suddivisa in tre fasi tutte le tabelle e le formule derivano dagli studi di Boothroyd 1 Impostazione del processo Qui stabiliremo i parametri di partenza Per prima cosa bisogna configurare lo stampo indicandone la linea di divisione la forma delle impronte i relativi estrattori e il numero complessivo delle impronte A seguire calcoleremo due parametri fondamentali volume d iniezione e area proiettata calcoli finali di questa fase riguarderanno le dimensioni totali dello stampo ed il dimensionamento della pressa Stima del tempo ciclo Qui valuteremo il tempo ciclo totale in secondi Il tempo ciclo la somma di tre componenti tempo di iniezione di raffreddamento e di reset della macchina Tutti e tre i tempi dipendono da un numeroso insieme di fattori che affronteremo durante il calcolo Valutazione dei costi Qui ricaviamo le tre principali voci di costo che sommate andranno ad indicare il costo totale del componente analizzato Per primo ricaveremo il costo del materiale al pezzo poi il costo d esercizio della manodopera dalla pressa e dai costi indiretti infine il costo dello stampo che ha un peso fondamentale sul costo totale del manufatto 153 8 1 1 CALCOLO DEI COSTI DEI COMPONENTI ESTINTORE
8. 52 2 4 BRIEF Dopo questa lunga fase di ricerca e soprattutto in relazione ai vari test effettuati e alle interviste dirette fatte agli utenti sono emerse diverse caratteristiche che il prodotto dovr avere In questa fase quindi andremo a definire Il brief del nostro progetto Il brief la descrizione del prodotto da progettare in un breve testo che definisce l utente a cui indirizzato le funzioni che deve avere ovvero i requisiti le prestazioni a cui deve rispondere i bisogni e le soluzioni che abbiamo ipotizzato ESIGENZE REQUISITI SOLUZIONI Facilit di assemblaggio Pulibile Differenziazione estetica Differenziazione funzionale e tecnologica Comprensione dell utilizzo alla portata di tutti user friendly Poche fasi per attuazione Progettazione mirata al criteri del design for assembly Adattabile a un percentile ampio e variegato Ridurre al minimo 1 tempi di pulizia Esprimere un valore aggiunto al prodotto Esprimere e riprogettare delle funzioni aggiuntive al progetto 53 Riprogettazione del sistema di leveraggio mantenendo inalterata la forma dell anello di erogazione per mantenere chiaramente comprensibile cosa tirare Erogare il prodotto utilizzando una sola mano mantenendo la seconda mano sulla manichetta rendendo l erogazione pi veloce Aggiungere delle indicazioni sonore Minimizzare il numero dei componenti e delle fasi di assemblaggio Presa stretta e
9. 6 O 1 5 Cariche e tolleranze di riempimento Le cariche nominali degli estintori portatili di incendio devono essere scelte in funzione dell agente estinguente tra i valori della tabella Il seguente Tabella II D M 20 12 1982 All A Estintori portatili cariche Polvere CO Idrocarburi Acqua e agenti base acqua ma e ooa E tollerati 1 5 2 tolleranze di riempimento Dispositivi di sicurezza Tutti gli estintori devono essere muniti di dispositivi di sicurezza contro le sovrappressioni in diretta comunicazione con l interno dell involucro Per gli estintori a CO la pressione di taratura di detti dispositivi deve essere compresa tra 17 e 20 MPa Per gli altri estintori la pressione di taratura di detti dispositivi deve essere non inferiore a una volta e un quarto la pressione sviluppata all interno dell apparecchio alla temperatura di 60 e non superiore a 2 4 MPa 4 12 Prove di efficacia Per realizzare queste prove l operatore in tenuta da lavoro normale che non presenti alcun carattere di protezione particolare contro il fuoco sono autorizzati elmetti e guanti di lavoro 16 4 12 1 Definizione e designazione delle classi dei fuochi secondo la norma europea EN 2 Ora analizzeremo le diverse classi di fuoco che un estintore pu spegnere per capire a fondo l uso e i limiti dell estintore stesso I simboli letterali seguenti hanno lo scopo sia di classificare i fuochi di diversa natura sia di
10. Anche in questo caso suddivideremo l analisi in due paragrafi estintore e sostegno estintore Calcolo dei costi della copertura superiore a Dati sul componente e Materiale PA caricato 30 fibra di vetro e Finitura superficiale SPE 2opaco e Spessore medio 2mm e Volume i produzione ipotizzato 50000pz anno e Tolleranze 0 1 Calcolo dei parametri principali sullo stampo e Area proiettata sullo stampo A 282cm e Volume totale oggetto Viet nxV 116cm Dove n numero impronte 1 Ora dal grafico sapendo il volume complessivo calcoleremo un fattore di incremento fi che ci servir per calcolare i parametri successivi fi 1 15 e Volume di iniezione Vi Via X fi 133 4 cm e Area proiettata complessiva A fi xXnxA 324 3 cm 0 200 400 600 800 1000 n V cm 154 Analizzeremo ora il layout dello stampo Secondo le regole dobbiamo lasciare 75mm da ogni lato dello stampo e aggiungere 5mm ogni 100cm di area proiettata Lasceremo quindi 90mm per lato fatta eccezione per il lato con carrello che occuperanno 160mm Come preannunciato nei calcoli utilizzeremo uno stampo ad un impronta In rosso evidenziamo la linea di divisione dello stampo le amm a n a MOLLI n ak 155 Dalla messa in tavola dello stampo otteniamo le dimensioni delle piastre 310x460x370mm parametri delle piastre sono e Area frontale Ap 46x37 1702cm e Altezza delle piastre h 31cm
11. ad esempio ipotizzare di eliminare il carrello per il foro di centraggio della spina di rotazione e riprendere il singolo pezzo sul centro di lavoro 163 Base inferiore Riassumeremo il processo finora applicato anche a questo componente Questo pezzo presenta una certa complessit data solamente dalle nervature interne non presenta grosse complessit nella superficie esterna Dati componente _ Materiale PA caricato 30 fibra di vetro _ Finitura SPE 2 _ Spessore 2mm S _ Tolleranze 0 1mm _ Volume di produzione 50 000 Parametri principali _ Ap 282 cm se Viot 134 59 cm E Vi 154 8 cm _ A 324 3 cm 405 164 Parametri piastre _ Ap 34x40 cm 1360cm sa hp 22 5cm k 23cm _ forza pressa F 2000 1783 KN Tempo ciclo _ amp 0 83 1s p 5S _t 145S Costi materiali e esercizio _ Cmat 4 8 dm _ Ces 42 83 h Crui 0 73 pz Ces 0 17 pz Costi dello stampo Cp 3126 _ Cip 3126 _ Gii 13360 _ Tiav 334 h Ca 19612 Tempi lavorazione impronta Tiav esp 45h _Tiav dim 92h _Tlav geo 172h Tavera 25h Costo al pezzo Cp Cinar Csa C N 1 29 Considerazioni Il costo finale dello pezzo stampato adatto ad una produzione industriale In questo caso ci che fa lievitare i costi sono le lavorazioni geometriche date dalla complessit delle nervature Potremmo ad esempio ipotizzare
12. da una reazione chimica o dalla liberazione di un gas ausiliario Un estintore portatile concepito per essere portato ed utilizzato a mano e che pronto all uso ha una massa minore o uguale a 20 kg L agente estinguente il complesso del o dei prodotti contenuti nell estintore la sua azione provoca l estinzione La carica dell estintore la massa o il volume dell agente estinguente contenuto nell estintore Dal punto di vista quantitativo la carica degli apparecchi a base di acqua si esprime in volume litri e quella degli altri apparecchi in massa chilogrammi 1 3 Designazione di un estintore Un estintore designato dall agente estinguente che esso contiene Gli estintori attualmente si dividono in estintori ad acqua fig a estintori a schiuma fig b estintori a polvere fig c estintori ad anidride carbonica fig d estintori a idrocarburi alogenati fig e 15 1 4 Durata di funzionamento Definizione La durata di funzionamento il tempo durante il quale si verifica la proiezione dell agente estinguente senza che vi sia stata Interruzione nella proiezione con valvola totalmente aperta e senza tener conto dell emissione del gas propellente residuo La tabella da la durata minima di funzionamento degli estintori Tabella I D M 20 12 1982 All A Estintori portatili durata Massa o Volume X dell agente Durata minima di funzionamento estinguente contenuto Kg o L o 8
13. e Ottima finitura superficiale e Bassi limiti di tollerabilit sui difetti di stampaggio Teniamo presente che questa solo una fase di ipotesi di specifiche di produzione Esse verranno meglio definite una volta stabilito l orientamento del nostro concept 69 4 CONCEPT Siamo giunto alla fase centrale del progetto la fase di concept In questa fase del progetto metteremo in pratica tutte le nozione oggettive apprese nei capitoli precedenti per esprimere proposte creative interessanti e adatte ai nostri obiettivi e vincoli progettuali In questa fase di concept esprimeremo tutte le diverse proposte progettuali per andare a definire tutti i concetti che devono caratterizzare il nostro progetto e fissare le basi per la realizzazione dello stesso In questa fase di espressione di proposte progettuali terremo sempre ben presente tutta la parte di normative ben delineata nei primi capitoli 70 4 1 DEFINIZIONE PROGETTO Per una maggiore chiarezza soprattutto nostra prima di andare ad esplicitare i concetti basilari del progetto meglio riassumere gli obiettivi espressi finora Su questi obiettivi andremo a erigere le fondamenta del nostro prodotto Il prodotto stesso esprimer questi concetti ricavati da varie fasi del metodo progettuale ovvero l ipotesi progettuale iniziale requisiti del cliente specifiche di prodotto e di produzione Di seguito riportiamo in maniera dettagliata quelli che sono i diversi obiettivi Diffe
14. fronte retro basso _Alto livello di finitura superficiale Caratteristiche generali Tolleranze _Generali 0 1mm _ Diametro fori 0 15mm Finiture superficiali _SPE 3 opaca o sabbiata per l esterno _SPE 2 lucida per l interno Vincoli _basso costo al pezzo _buona qualit dimensionale per i centraggi dei fori sulla struttura Altre considerazioni _volume di produzione 50 000pezzi _tempi ciclo accettabili 1 2 min 128 6 2 SCELTA DEL PROCESSO La scelta dei processi di produzione per i componenti elencati nelle pagine precedenti andr ad influire sui diversi fattori riguardanti produttivit e costi Dopo aver osservato i diversi componenti possiamo dire che copertura superiore leva superiore base inferiore sigillo di sicurezza estrattore per manichetta e la gabbietta d appoggio saranno ottenuto con lo stesso processo in quanto le loro caratteristiche sono molto simili Mentre per la piastra orizzontale e gli estrusi di sostegno andremo ad utilizzare due tecnologie differenti Da un osservazione delle diverse alternative di processo e delle loro specifiche come potrete vedere dalle schede tecniche nelle pagine successive che le tre tecnologie pi idonee sono e Stampaggio ad iniezione Questa tipologia di stampaggio un processo di produzione industriale in cui un materiale plastico viene fuso e iniettato ad elevata pressione all interno di uno stampo chiuso che viene aperto dopo il raffreddamento del manufat
15. ll 10011 fanello di sicurezza I 12 10012 piastrina sostegno anello di sicurezzo l 13 10013 igilo di sicurezza inni Paine cant Mi PES i 14 10014 jporete laterale 2 lestruso di sostegno lavorato per 15 10015 imanichetta i 16 10016 ibose inferiore 17 10017 lestruso di sostegno verticale 18 10018 knop od incastro gonde l 19 10019 estrattore per manichetta 1 4 20 10019 janeto guida manichetta I 21 10020 piosiino premi valvola 22 10021 Sensore passaggio anello di sicurezza I i 4 L 23 10022 sondo controllo pressione 24 10023 inap od incastro_piccolo 4 L st j 4 Y n j A jj 5 rA 15 n A A i7 L esploso dell estintore ci servir per fissare l ordine di montaggio dei componenti Si rimanda al capitolo 5 2 per la story board di montaggio 195 Tabella dei tempi posizionamento 4 serbatoio posizionamento 4 piastra sostegno orizzontale posizionamento e 4 serraggio gruppo valvola posizionamento Accoppiamento gabbietta d appoggio con sforzo posizionamento e Poca Accoppiamento serraggio profilo tolleranza con sforzo sostegno dispositivo di controllo posizionamento dispositivo di controllo elettronico fissaggio dispositivo tanza Accoppiamento di controllo elettronico tolleranza con sforzo fissaggio sensore di EE Ed passaggio piccolo tolleranza fissaggio sensore Oggetto 1 5 pressione piccolo inserimento anello in 4 gomma fissaggio manichetta 4 avvitare
16. 1 Xe n superfici lato iniezione esterno x0 1 Quindi n superfici lato iniezione 10 superfici precise 8 superfici interne FI 3 doppio profilo 50 snap 9 nervature i5 supote eseme 2 cannocchiale manometro 4 cannocchiale manometro Xi 7 7 X 5 4 Tiavgeo 5 8 x 7 7 5 4 144 h 160 Lavorazioni extra Elenchiamo di seguito diverse indicazioni per calcolare tempi di lavorazioni aggiuntive e Per ogni dispositivo di estrazione di sottosquadri esterni serie di carrelli esterni sullo stesso lato dello stampo 50 80h e Per ogni dispositivo di estrazione di sottosquadri interni 100 200h e Per ogni dispositivo di estrazione di anime filettate con azionamento comune a pi anime 200 300h e Per texture o caratteri 5 Tiav dim Tiav geo e Per superfici di elevata finitura frazione di Tiav dim Tlav geo o Superfici non critiche SPE 4 gt 10 Superfici opache standard SPE 3 gt 15 Superfici trasparenti standard SPE 3 gt 20 Superfici opache alta qualit SPE 2 gt 25 Superfici trasparenti alta qualit SPE 2 gt 30 Superfici trasparenti di qualit ottica SPE 1 gt 40 O O o o O Quindi 200 h per i 2 carrelli interni 36 h per finitura di superficie opaca standard SPE 3 15 92 144 Tlav extra 236 h Tempo di lavorazione totale dello stampo Tas Tiav esp T Tiav dim Tiav geo Tiav extra h Tiav 45 92 144 236 517 h Costo di lavorazione impr
17. 26 8cm L 6cm _ Dimensioni di ingombro massimo del tranciato d 5cm d2 25 8cm _ Volume totale di materiale utilizzato incluso sfido Viots WXLxT 24 12 cm 175 Calcolo dei tempi di tranciatura Questa formula per il calcolo del tempo ciclo di tranciatura deriva da sperimentazioni di Boothroyd in questo campo t 5 4 0 18 x W L s quindi t 5 4 0 18 x 26 8 6 11 3 s Dobbiamo per ricordare che questa formula da utilizzarsi solo nel caso in cui si ipotizzi l uso di stampi automatizzati o a passo quindi con l intervento di manodopera specializzata ad ogni tranciatura Calcolo costi del materiale Cmat Cmat X Viots dOve Cma Il costo del materiale per unit di volume Cmat 14 7 E dm x 0 0241dm 0 35 Costo in linea con la filosofia di industrializzazione del prodotto Costi di esercizio Ces Ces X ti dove Ces il costo per l operatore e per i macchinari allora 25 h quindi Ces 25 h x 11 3 3600 h 0 078 Anche in questo caso il costo accettabile Costo dello stampo di tranciatura Cst t Ciav tX Tiav t Dove Giava Il costo i costo orario di lavorazione dello stampo pari a circa 40 h e Tiav il tempo di lavorazione dello stampo espresso in ore Calcolo del tempo di lavorazione _ faim Il fattore dimensionale _ Teo il tempo di lavorazione dovuto alla complessit geometrica del bordo Quindi faim 1 0 04 x djXdo 7 1 0 04 x 5 x 25 8 2 2
18. 8 2 Calcolo dei costi di assemblaggio 8 2 1 Costi assemblaggio estintore 8 2 2 Costi assemblaggio sostegno estintore 8 2 3 Conclusione dei costi 8 3 Specifiche finali 9 Conclusioni Bibliografia Software utilizzati Ringraziamenti 19 18 89 92 95 97 98 105 108 109 112 113 114 116 117 117 126 130 131 133 135 135 144 149 153 154 155 180 195 196 199 201 202 203 205 207 208 1 INTRODUZIONE Punto di partenza di tutto il percorso della tesi quello di mettere in luce tutto il processo di progettazione appreso durante il percorso di studi in Design amp Engineering sperimentando metodologie e scelte che sappiano sottolineare la metodologia di analisi appresa La seguente tesi di tipo progettuale spiega il processo attraverso il quale si giunge alla definizione di un prodotto si parte da una fase di ricerca iniziale poi si passa attraverso una fase di design definitivo fino a giungere alla fase di ingegnerizzazione Tutto il percorso ben delineato da fasi precise e dettagliate per mostrare il processo in maniera molto oggettiva per poter descrivere un processo che si adatti bene a grosse quantit e facilmente applicabile a qualsiasi prodotto a carattere industriale La scelta ricaduta su un estintore perch si avuta la possibilit di collaborare con un azienda produttrice MB estintori che ha messo a disposizione le sue conoscenze e le sue esperienze per gli aspet
19. 88 Strength Elongation Endurance Limit Toughness ae 1 0 0181 Impatto ambientale riciclo Il riciclo del PC post consumo non ancora molto diffuso a causa della difficolt di reperimento La materia prima seconda si ottiene principalmente dal riciclo di pre consumo sfridi di lavorazione e scarti di produzione Le sperimentazioni ad oggi avviate hanno dimostrato che il prodotto riciclato presenta caratteristiche fisiche molto simili al vergine a discapito per delle propriet estetiche trasparenza che risultano sensibilmente peggiori Vogliamo far notare che per ogni Kg di PC vergine sostituito con PC riciclato o rigenerato vengono risparmiati 5 45 kg di materie prime Informazioni di supporto manufatti in PC vengono solitamente realizzati per stampaggio ad iniezione soffiaggio ed estrusione e possono essere successivamente lavorati con le attrezzature standard per la falegnameria e la metallurgia senza riportare spaccature scheggiature rotture di alcun genere film e le fibre sono ottenuti per estrusione o da soluzione primi posso essere successivamente termoformati e come gli altri semilavorati realizzati in PC si incollano facilmente con collanti epossidici e si saldano ad ultrasuoni 150 AISI 1020 Propriet generali Resistenze 7800 7900 0 3732 0 6717 kg Flammability Very Good Recycle fraction 0 8 0 9 m Energy Propriet meccaniche Organic Solvents Very Good Young s Mod
20. Casm X Tasm 25 h x 0 01h 0 41 Un risultato accettabile se si considera l alto livello qualitativo del prodotto ottenuto 199 8 2 3 CONCLUSIONE DEI COSTI A questo punto dopo aver calcolato i costi dei nuovi componenti e dell assemblaggio possibile fare un discorso conclusivo ed esprimere le dovute osservazioni e Lasommatotale dei costi di produzione rientra pienamente all interno dei nostri obiettivi inerenti la produzione arrivando a un costo complessivo di 10 01 pezzo per l estintore e 2 8 per la piastra di fissaggio 26 1 tutta la struttura di sostegno Dobbiamo far notare per che tutti i calcoli sono stati eseguiti sulla base di tariffe e fattori in linea con lo standard europeo Se ipotizzassimo di eseguire la produzione delle attrezzature e il manufatto stesso in paesi in via di sviluppo come ad esempio la Cina il costo complessivo risulterebbe molto inferiore la met del costo ottenuto in Europa e Stesso ragionamento per i costi di manodopera e assemblaggio Basti pensare che lo stipendio medio di un operaio cinese di 100 euro al mese il rapporto sul costo della Manodopera di 1 20 rispetto alla concorrenza europea e A livello degli investimenti da fare possiamo fare una rapida somma rispetto alle 50 000 unit prodotte dividendo in estintore e struttura di sostegno o Estintore Investimento totale materiale 207 600 Investimento costi manodopera ed esercizio 46 900
21. _ Tgeo 15 0 125 x X dove X p d xd 28 84 Toso 15 0 125 x 28 84 16 5 h Quindi Tiavi faim X Toso 2 x 8fori 2 2x16 5 16 52 3 h Il costo dello stampo sar quindi Cst t Clav t X Tiav t 40 h xb52 3 h 2092 Costo di finitura Chin CfinXAfin CfinXAtot Ricaviamo Cin dalla seguente tabella Crin E cm costo del trattamento per unit d area Valori orientativi Impregnazione leghe di AI gt 0 04 100cm 176 Lucidatura leghe di AI Zn Cu gt 0 03 100cm Anodizzazione leghe di AI Zn Mg gt 0 04 100cm Cromatura leghe di Zn gt 0 09 100cm Verniciatura leghe di Zn primer finitura gt 0 04 0 05 100cm Nel nostro caso il pezzo sar anodizzato quindi cin 0 04 100cm Otterremo quindi cin 0 04 100cm x 253cm 0 10 al pezzo Costo totale del componente Cp CmattCest Cst N Cfin 0 35 0 78 0 04 0 10 0 57 pezzo Note Il costo finale del componente risulta molto ragionevole in un ottica industriale Si nota subito tuttavia che la voce pi alta risulta essere quella del costo del materiale diversamente da ci che accade nello stampaggio a iniezione 177 Costo estrusione supporto verticale Per calcolare i costi di questo profilo abbiamo utilizzato un metodo diverso ma molto efficace Ci siamo rivolti a un azienda che produce profili estrusi per chiedere una quotazione del pezzo per una fornitura mi
22. a Iniezione 1 18 A BS PC PC Estrusione in lastra e tranciatura AISI 1020 D ed Estrusione e lavorazioni meccaniche di finitura AISI 1020 0 57 Lamiera lavorata 192 RIASSUMENDO COSTO COMPONENTI SOSTEGNO ESTINTORE Disegno Componente Materiale Processo N Struttura AISI 1020 Estrusione saldata forature e saldatura Lamiera AISI 1020 Tranciatura d appoggio forature svasatura e piegatura Inserto per aggancio base estintore Pannello PC Estrusione in alto_fronte lastra e tranciatura foratura Stampaggio a iniezione Estrusione in lastra e tranciatura foratura Pannello alto retro Estrusione in lastra e tranciatura foratura Pannello basso 193 1 5 2 16 0 15 2 68 2 68 0 50 8 2 CALCOLO DEI COSTI DI ASSEMBLAGGIO In questo paragrafo andremo ad effettuare un attenta valutazione dei costi derivanti dall assemblaggio dell estintore L ipotesi quella di un fase di assemblaggio a mano in apposita isola di montaggio Dobbiamo tuttavia ricordare che la valutazione solo indicativa e serve a dare un idea di costo alla manodopera di montaggio e per vedere se i principi del Design for Assembly sono stati tenuti in considerazione nel processo di progettazione Metodo di valutazione La metodologia che andremo ad utilizzare quella definita Poli Ovvero una valutazione di massima del tempo di montagg
23. acciaio anche per gli estrusi di sostegno laterale per evitare problemi di corrosione per differenza di potenziale e per mantenere un costo accettabile 140 Parete laterale La caratteristica fondamentale di questo componente la deformabilit 0 allungamento in quanto deve deformarsi per entrare nelle apposite guide Anche in questo caso terremo in forte considerazione il costo del materiale Anche in questo caso ci limitiamo a selezionare solo 5 materiali polimerici PMMA PA PP PEe PC Valori materiali Modulo Allungamento Limite Costo Resistenza Accetta elastico elastico fiamma colore Lu La LE FAS FAS Valore A a AE m A n pe lla e a Puma 305 6 e 15 Ne o PA 2 59 65 61 15 36 Si Si PP 1 22 350 28 95 09 No Si PE 0 71 500 195 2 No _ Si Voti assegnati TE SS elastico elastico fiamma colore 8 GA A LA max w e rpe E min S I s e o a Puma io o o de Ni PA 7 9 J97 o f35 Jio Jio Pe l2 fes 38 10 b Mo PE Jo do O 19 75 Jo 0 Pe _ 66 87 to j2 e 141 Dalla tabella possiamo subito scartare il PMMA in quanto tende a bruciare molto facilmente insieme a PP e PE in quanto anch essi hanno ricevuto voto 0 nella resistenza alla fiamma Analizzeremo meglio i materiali rimasti PA e PC con un grafico radar Modulo elastico 10 resistenza fiamma Allungamento PA f PC Accetta colore imite elastico Costo Dal grafico poss
24. cartellino il documento che attesta gli interventi effettuati in conformit alla norma stessa Per la classe D si prendono in considerazione i fuochi di metalli leggeri ovvero di sostanze chimiche combustibili in presenza di aria reattive in presenza di acqua o schiuma Ad esempio fosforo alluminio sodio potassio 13 Essi vanno quindi erogati dolcemente sul materiale che brucia per ben coprirlo e in particolare se questo minuto per evitare di sollevare polvere del metallo che potrebbe estendere l incendio o dar luogo ad esplosioni Inoltre gli estinguenti devono essere caricati perfettamente secchi e mantenersi tali nel tempo Caratteristiche di questi estintori devono quindi essere una bassa velocit di erogazione e una perfetta tenuta La pressurizzazione va fatta con gas inerte argon 14 2 1 2 2 FUNZIONAMENTO E CLASSIFICAZIONE Le norme tecniche ministeriali per l approvazione degli estintori portatili antincendio forniscono definizioni e indicazioni sulla classificazione di questi mezzi di pronto intervento Riportiamo qui di seguito per riassunto dal D M 20 12 1982 All A quelle parti delle norme che riteniamo pi utili ai fini del progetto 1 GENERALIT 1 2 Definizioni Un estintore un apparecchio contenente un agente estinguente che pu essere proiettato e diretto su un fuoco sotto l azione della pressione interna Questa pressione pu essere fornita da una pressione preliminare permanente
25. componenti utili al sostegno dell estintore stesso Inserto per aggancio base estintore Riassumeremo il processo finora applicato anche a questo componente Il componente presenta una certa complessit data dalla dimensione ridotta non presenta grosse complessit nella superficie esterna inoltre in questa fase non considereremo i eventuali carrelli per le forature interne Dati componente _ Materiale ABS _Finitura SPE 4 _Spessore 3mm _Tolleranze 0 1mm _ Volume di produzione 50 000 210 Parametri principali _ Ap 4 35 cm Vio 4 0 cm V 5 6 cm E Ai 36 4 cm 179 Parametri piastre _ Ap 21x21 cm 441 cm E hp 16 2cm i 7 6cm _ forza pressa F 300 182 KN Tempo ciclo _t amp 0 14 1s o te 15s _t 7S t 23s Costi materiali e esercizio Cma 2 2 dm _ Ces 28 h _ Cmar 0 03 pz _ Ces 0 04 pz Costi dello stampo _ Cp 1604 _ Cip 1604 _ Gii 920 Tiav 23 h Cst 4128 Tempi lavorazione impronta Tiav esp 7 5h _Tiav dim 6 5h _Tlav geo 7 5N laine Dh Costo al pezzo Cp se Crai Ces C N 0 15 pz Considerazioni Il costo finale dello pezzo stampato decisamente ottimale per una produzione industriale Il costo risulta decisamente basso ma dobbiamo ricordare che dovremo ipotizzare l inserimento di eventuali carrelli per la filettatura M3 per il fissaggio della vite oppure dei
26. costi aggiuntivi per un inserto filettato o in ultima analisi una lavorazione meccanica postuma 180 Lamiera d appoggio Analizzando il componente in lamiera appare subito evidente che il profilo geometrico molto semplice Dividiamo quindi le fasi di realizzazione del pezzo in quattro fasi e Tranciatura dello sviluppo del componente in lamiera e Svasatura con apposito macchinario delle parti note e Piega dei bordi del componente senza stampo data la semplicit del componente e Finitura del componente sbavature anodizzazione Utilizzando una piegatura libera o eventualmente con stampo a V possiamo affermare che i costi di queste attrezzature siano da considerarsi molto bassi nel contesto di un investimento di questo tipo Quindi scegliamo di non calcolare i costi relativi alla piegatura ma solo quelli relativi alla tranciatura delle lamiere e alla finitura del componente Dati componente _ Materiale Acciaio AISI 1020 bonificato _ Finitura Anodizzazione _Spessore 1 5mm _ Tolleranze 0 1mm_Angoli 0 5 _ Volume di produzione 50 000 pezzi Parametri principali _ Perimetro sviluppo lamiera 107cm _ Volume totale lamiera_Vi 86 cm _ Area esterna totale del pezzo tutte le superfici incluse _Axx 887 cm Layout dello stampo Nel layout possiamo notare la messa in lastra del componente Per farlo abbiamo osservato la regola secondo cui la distanza tra bordo di tranciatura e bordo di lamiera fosse magg
27. di materiale utilizzato incluso sfrido Viots WXLXT 105 cm Calcolo dei tempi di tranciatura t 5 4 0 18 x W L s quindi t 5 4 0 18 x 24 24 14 04 s Calcolo costi del materiale Cmat Cniai X Viota Cmat 3 76 E Am x 0 105dm 0 39 Costi di esercizio asta X t Ces 25 h x 14 04 3600 h 0 09 Costo dello stampo di tranciatura Cst t Ciav tX Tiav t 188 Calcolo del tempo di lavorazione faim 1 0 04 x djxdo 7 1 0 04 x 23 x 23 4 22 _ Toeo 15 0 125 x X dove X p djxd5 19 2 _ Teo 15 0 125 x 33 5 16 1 h Quindi Tiav t faim X Tgeo 2 x Ofori 4 22 16 1 20 32 h 21 h Cstt ClavtX Tiav 40 E h x21 h 840 Costo totale del componente Cp CmattCes Cst4 N 0 09 0 39 0 016 0 50 pezzo Note Il costo finale del componente risulta abbastanza ragionevole 189 Costo saldatura struttura sostegno estintore 245 Per calcolare i costi di questa struttura abbiamo recuperato attraverso un fornitore dell azienda il costo del tubo e in seguito abbiamo calcolato i costi di saldatura Dati componente _ Materiale Acciaio AISI 1020 bonificato _ Finitura anodizzazione _Spessore 2mm _Tolleranze 0 1mm _ Volume di produzione 50 000 pezzi Costo del tubolare 20x20x2mm zincato Cmat 2 08 al metro lineare Lunghezza tubolari Liot 23x6 121x2 2 8m 3m Calcolo costo tubolari Cmat t Cmat X Liot 6 24 Calcolo costi del pannello
28. di processo sono Materiali Il materiale potr essere quello definitivamente scelto per la produzione del componente oppure potr essere anche solo ipotizzato In questa fase delle selezione fondamentale che se ne conosca la tipologia es termoplastico estruso stampato ad iniezione Dimensioni Le dimensioni del pezzo possono validare o meno una determinata tecnologia di processo quindi di vitale importanza sapere la dimensione lineare massima il volume di contenimento e gli spessori del pezzo Propriet dei prodotti Descrivono delle caratteristiche non espressamente qualificabili quantitativamente come ad esempio la complessit di un pezzo Tolleranze le tolleranze influenzano in maniera preponderante la scelta del processo in quanto un errata stima potrebbe portare a danni disastrosi nell assemblaggio dei pezzi e nella loro iterazione Finitura superficiale Generalmente questa specifica viene espressa tramite il livello di rugosit fondamentale nel caso in cui il progettista ricerchi una determinata finitura utile al funzionamento di parti meccaniche o solamente al rivestimento esterno dell oggetto Limitazioni Le limitazioni di processo inglobano quelle caratteristiche di produzione quali il costo e il tempo di produzione delle attrezzature per produrlo oppure parametri relativi alla buona riuscita del pezzo come ad esempio il rischio di distorsioni Altri criteri Con altri criteri andiamo ad
29. di ridurre il numero delle nervature o semplificarne la geometria 165 Gabbietta d appoggio Riassumeremo il processo finora applicato anche a questo componente Il componente presenta una certa complessit data dalla dimensione ridotta non presenta grosse complessit nella superficie esterna inoltre in questa fase non considereremo i eventuali carrelli per le forature interne Dati componente _ Materiale ABS _ Finitura SPE 4 _Spessore 1 5mm _Tolleranze 0 1mm _ Volume di produzione 50 000 Parametri principali _Ap 6 cm _ Via 3 29 cm __ Vi 4 45 cm E A 8 1 cm 166 Parametri piastre _ Ap 18 5x17 5 cm 323 75cm _ hp 20cm k 21cm _ forza pressa F 300 40 5 KN Tempo ciclo _t amp 0 11 1s _t 4S _t 5S _t 105 Costi materiali e esercizio _ Cmat 2 2 dm _ Ces 28 h _ Cmar 0 09 pz _ Ces 0 07 pz Costi dello stampo _ Cp 1482 _ Cp 1482 _ Ci 1450 Fiv 38 5 h _ Car 4414 Tempi lavorazione impronta Tiav esp 7 5h _Tiav dim 15 5h _Tlav geo 2 5h Tiavea sh Costo al pezzo Cp Cinar Csa C N 0 24 pz Considerazioni Il costo finale dello pezzo stampato adatto ad una produzione industriale Il costo risulta decisamente basso ma dobbiamo ricordare che dovremo ipotizzare l inserimento di eventuali carrelli per i fori interni oppure l ipotesi di riprendere il pezzo con una dima di
30. diversi bozzetti e disegni che mostrano i diversi concept che meglio rispondono ai diversi obiettivi di funzionalit ed ergonomia del prodotto stesso Concept A Questo primo concept affronta un tema di coesione tra la parte della valvola e il serbatoio Con questa scocca pensata in polimero stampato a iniezione si vuole fondere assieme le due parti Tai Da un lato in questo primo concept si lasciato in secondo piano il problema dei costi derivanti dallo stampaggio a iniezione di un pezzo cos ampio Dall altro invece si voluto dare ampio spazio all ergonomia studiando un grip molto saldo e confortevole con la mano 78 Le due scocche garantiscono maggiore sicurezza e protezione per la valvola stessa che rimane pi protetta nel caso di urti o colpi pi o meno accidentali Inoltre per agevolare la presa della leva di attivazione sono stati pensati diverse forme che agevolino l attivazione e riducano il rischio di pizzicotto con la leva superiore La meccanica d azionamento e tranquillamente adattabile sia al modello di concept MO che M1 79 Concept B Questo concept prevede l integrazione tra leva di attivazione superiore e inferiore In questo caso si deciso di mantenere invariato il modello meccanico mantenendo il modello MO Inoltre gli ipotetici costi di attrezzaggio e produzione risultano essere piuttosto contenuti 80 Concept C
31. e Anello di sicurezza utilizzato dall utente per l operazione di avvio della meccanismo di uscita dell agente estinguente e Manichetta presa per posizionare l uscita dell agente estinguente alla base del principio d incendio e Leva di attivazione utilizzata come iterazione finale dell utente per l uscita dell agente estinguente 106 5 7 VERIFICA ERGONOMICA Prima di giungere alla forma delle leve attuale abbiamo ipotizzato diversi modelli e ne abbiamo studiato l iterazione con la mano a un diverso e vario grado di percentile ponendo le maniglie in diverse posizioni e prese per essere certi che la presa dell estintore fosse ben salda e agevole Modello1 Modello 2 Modello 3 Modello 4 107 5 8 COMPONENTI INTERNI Durante la fase di reverse engineering abbiamo smontato ed analizzato tutti i componenti dell estintore campione per andare ad individuare tutti i gruppi funzionali e la loro posizione all interno del sistema Adesso andremo ad effettuare la stessa operazione sul nostro modello progettato Anche in questo caso troviamo gli stessi gruppi funzionali individuati nella fase di reverse ma con l aggiunta del gruppo di controllo DI Gruppo di azionamento _ i F N i Gruppo di controllo Gruppo di erogazione Gruppo di contenimento gt gt 108 copertura superiore 1 _ dispositivo di controllo elettronico 5 ves daenna n 6 10006 fosieraame
32. f LA A MI SS FLUATLESMISESTSAILILTATI LE LIMT ESILE LISI DX N _ er S Autore Louis F Allen and Joseph B Ott Anno 1975 Descrizione In questi anni inizia a emergere il concetto di ergonomia da notare lo studio della presa sulle leve applicato a un modello di estintore meccanicamente molto simile a uno dei nostri giorni 31 2 nf PARE E 4 9 il _E FLE o LI LI AR 2N E ENO an NNN YA NDR 32 Autore Norbert Allmendinger Anno 1977 Descrizione Anche questo modello risulta molto influenzato da principi ergonomici Risulta per privo di un dispositivo di sicurezza Autore Edward J Rozniecki Anno 1986 Descrizione Questo piccolo esempio di estintore rappresenta un ottimo modello di contenitore pressurizzato che nel corso degli anni stato applicato anche ad altri ambiti Autore Stuart D Woodman Anno 1989 Descrizione In questo modello emerge una forte estetica caratterizzata da linee decise e squadrate unite da leggeri raccordi Risulta ben definita la meccanica interna dell estintore Autore Richard C Arrington Anno 1990 Descrizione Questo piccolo estintore rappresenta un accurato studio estetico e funzionale Le conoscenze meccaniche trovano il loro punto di equilibrio in questo estintore Autore Brendan T Mc Sheffrey Anno 1998 Descrizione In questo
33. foratura oppure su un centro di lavoro prima del montaggio 167 Sigillo di sicurezza Anche con questo componente utilizzeremo lo stesso procedimento Il pezzo chiaramente molto piccolo e la sua realizzazione non comporta eccessivi problemi Anche in questo caso in rosso evidenziamo la linea di divisione degli stampi 172 Dati componente Materiale PC _Finitura SPE 3 _Spessore 1mm _Tolleranze 0 1mm _ Volume di produzione 50 000 Parametri principali _Ap 6 cm _ Viot 0 0584 cm Dn Vi 0 8 cm _A 8 22 cm 151 168 Parametri piastre _ Ap 17 2X17 6 cm 302 72cm hp 15cm __ k 5 2cm _ forza pressa F 300 KN 45 richiesti Tempo ciclo _ t amp 0 023 1s o t 6sS 3S _t 105 Costi materiali e esercizio _ Cmat 3 76 dm _ Ces 25 5 h _ Cma 0 003 pz _ Ces 0 07 pz Costi dello stampo _ Cp 1402 _ Cp 1402 _ Cii 640 _ Fay 16h _ Car 3444 Tempi lavorazione impronta _Tlav esp 7h _Tiav dim 6 5h _Tlav geo 1h Tavera Dh Costo al pezzo Cp Cinar Csa C N se 0 133 pz 0 15 pz Considerazioni Il costo finale dello pezzo stampato ampiamente adatto ad una produzione industriale Il costo risulta decisamente molto basso ed il rischio di eventuali problemi o difetti di stampaggio dei pezzi risulta molto vicino allo zero 169 Estrattore manichetta Anche questo componente risulta essere molto p
34. lunga per essere adattabile alle diverse tipologie di mano Aspetto ruvido e lamellato per garantire un ottima aderenza della mano Creare una scocca di protezione che semplifichi l operazione di pulizia e possa garantire altri requisiti come la sicurezza Cover di copertura personalizzabile a seconda del cliente tecnologici atti a ridurre 1 tempi e 1 costi di manutenzione touch screen indicazioni sonore Minima differenziazione interna Economico Sicurezza Qualit Utilizzo in ambiti differenti Facilit di riposizionamento Utilizzo di una meccanica standard ben consolidata Bassi costi di processo Messa in sicurezza della valvola per migliorare la resistenza agli urti Le varie scelte dovranno essere guidate da questo valore per garantire tutti gli altri requisiti Scelta di materiali adattabili e integrabili a diversi ambienti e climi Predisposizione di opportuni agganci e sedi 54 Dal processo di reverse engineering analizzeremo 1l sistema di erogazione e lo manterremo tale Dati 1 bassi lotti di produzione prediligeremo tecnologie di produzione di uno stampaggio con costi contenuti Ipotizzeremmo un sistema in grado di incapsulare la valvola e proteggerla in caso di caduta Leggendo attentamente le varie normative abbiamo un idea molto precisa dei test che l estintore dovr effettuare Quindi ipotizzeremo la scelta dei materiali e del processi sulla base di e
35. marzo 1998 Criteri generali di sicurezza antincendio e per la gestione dell emergenza nei luoghi di lavoro 12 2 1 2 RICERCA APPROFONDITA_ ESTINTORI PORTATILI Dopo aver osservato quello che lo stato dell arte e le macroaree nel mondo degli estintori insieme al responsabile tecnico dell azienda Giorgio Restelli abbiamo deciso di focalizzare la nostra attenzione verso gli estintori portatili 2 1 2 1 MANUTENZIONE SORVEGLIANZA CONTROLLO REVISIONE Tutti gli estintori sono soggetti a sorveglianza controlli e revisioni periodici in conformit alle disposizioni di legge in materia In Italia criteri per effettuare la sorveglianza il controllo la revisione e il collaudo degli estintori ai fini di garantirne l efficienza operativa sono prescritti dalla norma UNI 9994 Riportiamo da questa norma 5 1 Sorveglianza Consiste in una misura di prevenzione atta a controllare con costante e particolare attenzione l estintore nella posizione in cui collocato tramite l effettuazione di una serie di accertamenti elencati nella norma In altre parole la sorveglianza consiste nel tenere continuamente sotto controllo l estintore in loco per rilevare e correggere eventuali anomalie 5 2 Controllo Consiste in una misura di prevenzione atta a verificare con frequenza almeno semestrale l efficienza dell estintore tramite l effettuazione di una serie di accertamenti elencati nella norma Tra gli accertam
36. modello notiamo un forte tentativo di integrazione tra la maniglia di presa e quella di attivazione 33 2 1 5 RICERCA IN AMBITI DIFFERENTI In questa sezione andremo a selezionare alcuni oggetti secondo due filoni e Azionamentolevae sblocco elemento di sicurezza con una sola mano e Erogazione del prodotto attraverso un canale di erogazione esterno Lo scopo di questa selezione sar quello di ottenere informazioni di usabilit del prodotto da parte dell utente che andremo ad evidenziare con test specifici nel capitolo 2 2 2 Nel capitolo 3 invece a partire da questa fase di analisi andremo a delineare il concept di partenza per il nostro prodotto 2 1 5 1 AZIONAMENTO LEVA E TASTO DI SICUREZZA CON UNA SOLA MANO Oggetto ventosa a pressione periodo anni 80 Descrizione interessante studio sagomatura della mano e semplicit di blocco e sblocco con una sola mano Oggetto sega multifunzione 880EC black amp decker periodo 2010 Descrizione Interessante grip tra mano e presa e possibilit di accensione con una sola mano 2 1 5 2 EROGAZIONE DEL PRODOTTO ATTRAVERSO UN CANALE ESTERNO Oggetto Accendigas a fiamma periodo 2010 Descrizione Studio ergonomico impugnatura e accensione risultano essere molto interessanti semplici e ben integrati nel prodotto Oggetto GOLA action spray periodo 2000 Descrizione Interessante canale di erogazione rotante di facile comp
37. non si ha sgocciolamento di particelle infiammate che incendiano il cotone idrofilo posto sotto il provino e V 2 il tempo di combustione dopo ogni applicazione della fiamma non supera i 30 secondi ed permesso che alcune gocce infiammate incendino il cotone idrofilo posto sotto il provino e HB quando non classificabile come sopra e nella prova con provino orizzontale si hanno velocit di bruciatura lt 38mm min per spessori gt 3mm e lt 7 6mm min per spessori lt 3mm Riportiamo di seguito una tabella che rappresenta il grado di autoestinguenza secondo l UL94 di alcuni polimeri non modificati utilizzando un provino di spessore variabile da 3 a 6mm UL94 PTFE VO PVDF VO PSU HB V2 PESU HB V2 PC HB V2 PPO m HB PA66 HB V2 PET HB PP HB PE VO POM HB 132 Indice di ossigeno _I1S04589 Un altra importante prova che viene effettuata per calcolare ed analizzare la resistenza alla fiamma quella dell indice di ossigeno La prova consiste nel misurare la percentuale minima di ossigeno nella miscela ossigeno idrogeno che sopporti la combustione del materiale plastico Pi alta la percentuale di ossigeno necessaria alla combustione valore LOI minore la probabilit di combustione L indice di ossigeno la concentrazione minima di ossigeno in presenza della quale il campione di materiale riesce ad alimentare la combustione per 3 minuti o a bruciare per 50 mm Riportiamo di seguito una tabella che rappresenta l
38. prima seconda si ottiene principalmente dal riciclo di pre consumo sfridi di lavorazione e scarti di produzione post consumo componenti e accessori di veicoli arredi ed altri beni durevoli valori marcati con sono stimati Informazioni di supporto Le poliammidi hanno un rivestimento esterno duro forte e hanno un basso coefficiente di attrito con propriet utili in un ampio range di temperatura 80 a 120 C Essi sono ottimi per stampaggio a iniezione macchine e finitura possono essere legati termicamente o a ultrasuoni o uniti con resina epossidica fenolica o adesivi in poliestere Le fibre di nylon sono forti tenaci elastiche e brillanti sono facilmente giuntabili in fili o in miscela con altri materiali Le poliammidi inoltre hanno scarsa resistenza agli acidi forti agenti ossidanti e solventi in particolare nelle versioni trasparenti 148 Acrilonitrile butadiene stirene ABS Propriet generali Resistenze 1010 1210 2 12 2 33 EIkg Recycle 0 45 0 55 fraction creation Energy Propriet meccaniche Propriet ottiche Poisson s Ratio _ 0 3908 0 422 Vickers Strength Toughness a Lia e S 0 03884 valori marcati con sono stimati Impatto ambientale riciclo Il materiale facilmente riciclabile se non contaminato da altre tipologie di plastiche non compatibili Molte grandi societ produttrici di ABS e di apparecchiature elettriche ed elettroniche sono coinvolte in progr
39. prime fasi di ideazione in maniera ciclica lungo tutto l arco di sviluppo del prodotto 4 approccio multidisciplinare del team di usabilit che sia in grado di avere una conoscenza trasversale di campi anche molto diversi come marketing formazione fattori umani multimedia 10 SO 13407 2000 Human centred design processes for interactive systems 46 Alla base del ciclo di produzione di un sistema interattivo vi sono tre elementi il modello del progettista l immagine del prodotto e il modello dell utente Per una buona progettazione sono quindi necessarie due condizioni _fornire un buon modello concettuale che permetta facilmente all utente di prevedere i risultati delle proprie azioni _ rendere visibili le cose e creare delle corrispondenze tra strumenti azioni e reazioni Fondamentale diventa quindi il principio del mapping A facilitare questo processo interviene il feedback problemi di usabilit e le difficolt di interazione esistono quando non vengono rispettati questi principi i comandi diventano arbitrari e non giustificati costringendo l utente a un inutile sforzo di memoria Con il modello user centered design che inizia ad affermarsi su larga scala alla fine degli anni 80 si riconosce l importanza non solo delle capacit e dei vincoli fisici e cognitivi dei singoli utenti ma anche delle relazioni culturali sociali e organizzative nonch degli artefatti cognitivi distribuiti nell ambiente che influenz
40. progettazione mirata capire le tecnologie di produzione utili e discutere anche in collaborazione con l ufficio tecnico dell azienda le ipotesi inerenti le specifiche di produzione L obiettivo di questa discussione quello di andare ad adattate la configurazione del prodotto alle tecnologie produttive presenti in azienda o eventualmente esterne ma soprattutto sono fondamentali per iniziare a redigere una stima dei costi e un preventivo di massima Dalle specifiche di prodotto e dalla fase di reverse possono derivare le specifiche di produzione ma sempre basate sui principi di funzionamento sulla struttura del prodotto estintore sulle relazioni ei disegni tra i vari componenti dell estintore stesso Partendo dai dati fornitici sul estintore in dotazione ipotizziamo le diverse specifiche Possiamo dividere le specifiche di produzione in tre gruppi 1 Dati generali e Volume di produzione 50000 unit e Durata minima 5 anni e Prezzo al pubblico 300 circa e Investimento 200 000 circa 2 Requisiti tecnici sull assieme e Smontaggio minimo ogni 6 mesi e Ampia durata per un alto numero di cicli d uso e Resistenza dei materiali e dei giunti e Superficie di giunzione precisa e Assemblaggio rapido e semplice da parte dell operatore e del manutentore e Peso contenuto 3 Requisiti tecnici sui componenti aggiuntivi e Forma dell elemento di personalizzazione semplice e attraente e Buone tolleranze dimensionali
41. rotazione 14 Guarnizione tenuta OR manometro 15 Manometro 16 Cartellino di manutenzione Gruppo di contenimento_composto da 17 Serbatoio 18 Fondello in plastica 19 Etichetta esplicativa Gruppo di controllo composto da 20 Manichetta 21 Elemento raccordo valvola 22 Elemento giunzione manichetta 23 Rompigetto 65 Modello glass box Dopo aver individuato i tre gruppi funzionali e i singoli componenti possiamo delineare un modello glass box che rappresenta le iterazioni tra i componenti principali del sistema estintore arunno di AZIONAMENTO la LEVA SUPERIORE riceve la forza F e la trasferisce al il PISTONCINO PISTONCINO si muove verso il basso carica la MOLLA Terminata la forza F la MOLLA si scarica il PISTONCINO fa uscire l agente estinguente contenuto il PISTONCINO torna in posizione il TUBO PESCANTE prende l agente estinguente in pressione e lo manda alla il MANOMETRO cont VALVOLA rolla che nel serbatoio ci sia sempre la giusta pressione NIVEN IC il FONDELLO in OI PLASTICA sostiene il la VALVOLA manda l agente estinguente alla MANICHETTA ONTRO il ROMPIGETTO regola il flusso dell agente estinguente gruppo di 66 3 2 4 ANALISI CINEMATICA ESTINTORE Lo sviluppo di un modello un utile metodo per lo studio delle varie iterazioni tra i componenti interni la cinematica e le forze che si sviluppano sull estintore Sepp
42. sul tastiera a membrana 95 5 4 CONTESTI D USO In base alla fascia di mercato di riferimento abbiamo individuato 4 contesti tipo dove inserire l oggetto estintore L ufficio il concessionario lo showroom e il negozio Dopo aver eseguito le diverse prove di analisi ergonomica possiamo affermare che il nostro oggetto risulta essere adatto a luoghi di fascia medio alta Tuttavia la sua estetica le sue funzionalit e la sua ergonomia lo differenziano dall estintore classico Resta evidente che ci sar un considerevole gap economico rispetto a un estintore orientato alla fascia bassa Il nostro estintore quindi orientato a una clientela che fa dell estetica e della funzionalit la sua caratteristica principale caratteristiche che emergono a prima vista dal nostro prodotto estintore 96 5 5 STORYBOARD FASI DI MONTAGGIO Nella seguente storyboard elenchiamo le fasi necessarie per il corretto montaggio dell estintore Alt Il corretto studio di una storyboard funzionale per il progettista per capire se le azioni che dovr intraprendere l utente sono facilmente comprensibili 1 posizionamento serbatoio Posizionare il serbatoio in una posizione ottimale utile per le operazioni di assemblaggio SUCCESSIVE 2 posizionamento piastra sostegno orizzontale Posizionare la piastra come indicato in figura 3_posizionamento e serraggio gruppo valvola Posizionare la valvola gi assemblata come in figura
43. superiore pari a 200N applicata verticalmente al manico e Obiettivi _Un peso massimo imposto di 250g _Costo massimo imposto per il materiale al pezzo 0 8 200N Schema dell applicazione della forza dell utente al manico A causa della sezione e della forma complessa utilizzeremo un software di calcolo per elementi finiti per ricavare lo sforzo massimo a cui soggetta la scocca ed in particolare il manico Nome studio COSMOSXpressStudy Tipo di grafico Static sollecitazione nodale Grafico1 Scala di deformazione 4 43412 von Mises Nim 2 200N 5 328e 007 4 884e 007 4 440e 007 3 996e 007 3 552e 007 3 108e 007 2 664e 007 2 220e 007 1 776e 007 Max 1 332e 007 5 3283 1e 007 8 891e 006 4 440e 006 6 322e 001 Snervamento 0 000e 000 Min 6 322e 001 Immagine dell analisi FEM dello sforzo massimo tramite software CosmossXpress il risultato uno sforzo massimo di 54 Mpa 135 Fase 2 _ Correlazione tra requisito e propriet Ora valutando ci che stato detto nella fase 1 andremo ad esplicitare le propriet che metteremo a confronto per valutare i materiali Resistenza Carico di snervamento o MPa Leggerezza Densit Kg dm8 Economicit Costo materiale al Kg Kg Estetica colore Accetta i colori in fase di stampaggio Si No Per andare avanti occorre prima di tutto scegliere dei materiali per il confronto e poi andare a reperire i dati
44. tra i prodotti esistenti della fascia di riferimento individuata ed anche un confronto tra metriche e requisiti che metter a confronto i vari prodotti per aiutarci a scegliere le specifiche obiettivo del nostro progetto Le specifiche obiettivo che delineeremo saranno divise in accettabili o minime e ideali Tutto ci ci dar un intervallo di valori all interno dei quali far oscillare le caratteristiche del progetto Alla fine del processo di engineering otterremo le specifiche finali che dovranno avere il pi possibile i valori impostati per le specifiche obiettivo bd ar t ni T z3 g9 ni 38 2 2 1 IDENTIFICAZIONE DEI REQUISITI DEL CLIENTE Ora imposteremo i requisiti richiesti dall ipotetico acquirente ai prodotti della fascia di mercato che abbiamo selezionato Requisiti cliente Metriche e Processo produttivo economico Prezzo processo produttivo voto 1 5 e Facile eseguirvi manutenzione Personalizzazione smontabile Si No e Leggero non ulteriormente appesantito Tempo smontaggio voto 1 5 e Resistente Massa volumica elementi aggiuntivi e Facile da usare ca Presenza di grip sulla leva Si No e Facile da impugnare IA Elemento protezione urti valvola Si No e Sicuro N Elementi di sicurezza Si No e Adattabilea diverse tipologie estintore Elemento anti ribaltamento Si No e Facilmente riponi bile appendibile Presenza Gancio esterno Si No e Avere un aspetto tecnico A Valutazione funziona
45. viene creato un elemento di giunzione tra il fondello e le leve concept A e H Inoltre viene sviluppato un concetto ergonomico molto importante rimuovere l anello di sicurezza ed azionare la leva superiore mentre l altra mano fissa sulla manichetta Il tutto nasce dal fatto che spesso nel tentativo di rimuovere l anello succede di azionare la leva e ricevere la manichetta in pressione sul corpo provocando danni Inoltre stato ipotizzato un elemento di congiunzione tra leve e serbatoio nel quale trova spazio un piccolo display dove poter archiviare i cicli di manutenzione ed eventualmente anche un controllo in remoto dello stesso estintore 87 5 DESIGN DEFINITIVO Ora dopo aver esplicitato diverse soluzioni ed averne individuata una entriamo nella fase definita di design definition Per eseguire questa fase del progetto utilizziamo un programma di modellazione solida 3d Solidwors Questo software ci consentir di avere un riscontro diretto dei volumi delle dimensioni della correttezza e delle proporzioni del progetto Dobbiamo ricordarci che il nostro oggetto ha le giuste dimensioni e proporzioni grazie alla fase di reverse engineering affrontata precedentemente Con quella fase infatti abbiamo ricavato e modellato tutti i Componenti standard dai quali partiremo per questa fase di progettazione definitiva Ad ogni modo rimangono aperte alcune questioni molto importanti che affronteremo pi avanti come e scel
46. volume di produzione 50 000pezzi _tempi ciclo accettabili 2 3 secondi 121 Parete laterale Materiale Polimerico termoplastico ABS o PA Dimensioni _ Volume 0 8 cm _Lunghezza massima 443mm _Spessore medio 1 9mm Propriet del componente _ Dimensioni medie _Forme molto semplici _Alto livello di finitura superficiale Caratteristiche generali Tolleranze _Generali 0 1mm _ Diametro fori 0 15mm Finiture superficiali _SPE 3 opaca o sabbiata per l esterno della scocca _SPE 2 lucida per l interno a contatto con le scocche Vincoli _basso costo al pezzo _buona qualit dimensionale per gli accoppiamenti Altre considerazioni _volume di produzione 50 000pezzi _tempi ciclo accettabili 15 20 secondi 122 Supporto orizzontale Materiale Lamiera al C o inox Dimensioni _Spessore lamiera 1mm _Area massima 233cm _Dimensione massima 208mm Propriet del componente _Dimensioni medio piccole _ Complessit moderata _finitura superficiale da lamiera Caratteristiche generali Tolleranze _Generali 0 2mm Diametro fori 0 1mm _Pieghe 0 1 Finiture superficiali _Liscia come da lamiera Vincoli _ basso costo al pezzo _buona qualit dimensionale per gli accoppiamenti Altre considerazioni _ volume di produzione 50 000pezzi _tempi ciclo accettabili 15 20 secondi _ presenza di ricalcature lungo l asse maggiore _il pezzo andr ad accoppiarsi con gli estrusi di sostegn
47. 1 0 04 x 119 x 23 11 18 _ Tgeo 15 0 125 x XP dove X pf d xd2 33 5 Tgeo 15 0 125 x 33 5 16 7 h Quindi Tiavt faim X Tgeo 2 X 10fori 11 18x33 5 20 394 53 h 395 h Cstt Clavt X Tiav 40 h x395 h 15781 Costo totale del componente Cp Cmat Ces Cst N 2 16 0 21 0 31 2 68 pezzo Note Il costo finale del componente risulta abbastanza ragionevole 185 Pannello alto retro Il componente in esame di facile realizzazione Partiremo da una lastra piana sulla quale andremo ad effettuare le varie lavorazioni Divideremo il processo in tre fasi e Estrusione in lastra del pannello e Taglio tranciatura sagoma e fori Dati componente Materiale PC Finitura SPE 3 Spessore 2mm _ Tolleranze 0 1mm _ Volume di produzione 50 000 Parametri principali _ Perimetro sviluppo pannello 303cm _ Volume totale parete_ Vi 573 cm _ Area esterna totale del pezzo tutte le superfici incluse _Ajor 5792 cm Layout dello stampo Nel layout abbiamo ipotizzato 5mm di distanza tra bordo di tranciatura e bordo di lamiera Parametri pannello _ Ingombro pannello grezzo W 122cm L 24cm _ Dimensioni di ingombro massimo del tranciato dj 121 d 23cm __ Volume totale di materiale utilizzato incluso sfrido Viots WXLXT 585 cm Calcolo dei tempi di tranciatura t 5 4 0 18 x W L s quindi t 5 4 0 18 x 122 24 31 68 s Calcolo costi del materiale CmatCmai X Vi
48. 3 19 inserimento sigillo di sicurezza Inserire il sigillo di sicurezza nella sua sede sulla copertura inferiore 20_inserimento anello di sicurezza Abbassare la leva superiore fino alla battuta con il sigillo di sicurezza ed inserire l anello di sicurezza 21 fissaggio tastiera a membrana Eliminare la pellicola protettiva ed incollare la tastiera a membrana nella sua sede sulla copertura inferiore 5 6 STORYBOARD USO TIPICO Nella seguente storyboard elenchiamo le fasi necessarie per il corretto uso dell estintore Alt Anche questo studio con storyboard risulta essere molto funzionale per il progettista per capire se le azioni che dovr intraprendere l utente sono facilmente comprensibili Nelle immagini seguenti verr mostrato l ordine cronologico delle operazioni da svolgere j Presa del estintore dalla maniglia 2 Estrazione Anello di sicurezza 104 105 3 Presa manichetta nella parte finale di erogazione e 4 Posizionamento della manichetta verso la base del principio d incendio 4 Pressione sulla leva di attivazione fino al punto di stop 5 Rilascio della leva alla fine dell estinzione dell incendio o al termine del quantitativo di agente estinguente Dal analisi della storyboard possiamo affermare che l utente interagir sempre con i seguenti componenti e Maniglia che verr utilizzata per le operazione di movimentazione e presa dell estintore stesso
49. Civate Cmat X Viots Cmatp 14 7 dm x 0 112dm 1 64 20x20 x2 _ 237x237x 2 Lunghezza saldatura laalm saldature tubolari saldature piastra 0 08x8 0 8 1 44m Velocit di avanzamento Vsald m min 0 35m min per saldatura MIG Fattore operativo tempo attivo tempo totale fop 0 45 per saldature MIG Tempo di saldatura f Nn lsald sald fop Usald tsaa min 1 44 0 45 x 0 35 9 5min 190 Tempo di posizionamento Tpos min 10 s pz x 8 pz 1 5min Costo di assemblaggio Casm CsaldX pos Tsaa 50 h x 1 1 60 z9 5 Costo totale Gai t Ora t Casm 6 24 1 64 9 5 1 7 5 Note Il costo si trova un po al limite con i costi di una logica di produzione industriale Per ridurre il costo potremmo ipotizzare in una seconda fase di ridurre lo spessore del pezzo o di ricorrere ad un altra tecnologia di produzione 191 RIASSUMENDO COSTO COMPONENTI ESTINTORE Disegno Componente Materiale Processo Costo pezzo Copertura superiore Base inferiore Leva superiore Gabbietta Estrattore manichetta Sigillo di SICUrezza Parete laterale Supporto verticale Supporto orizzontale PA Stampaggio 1 42 30 fibra a iniezione vetro PA Stampaggio 0 63 30 fibra a iniezione vetro 1 29 PA Stampaggio 30 fibra vetro a Iniezione Stampaggio 0 24 a Iniezione Stampaggio 0 15 a Iniezione Stampaggio 0 15
50. Imbutitura degli inviti per gli snap Dati componente _ Materiale PC _ Finitura SPE 3 _Spessore 2mm _Tolleranze 0 1mm _ Volume di produzione 50 000 Parametri principali _ Perimetro sviluppo pannello 152cm _ Volume totale parete_ Vi 234 42 cm _ Area esterna totale del pezzo tutte le superfici incluse _Apt 2375 36 cm 459 Nel layout possiamo notare la messa in lastra del componente Per farlo abbiamo osservato la regola secondo cui la distanza tra bordo di tranciatura e bordo lastra fosse maggiore o uguale allo spessore T nel nostro caso abbiamo ipotizzato 5mm 172 Parametri pannello _ Ingombro pannello grezzo W 46cm L 28cm _ Dimensioni di ingombro massimo del tranciato dj 45 ds 27cm _ Volume totale di materiale utilizzato incluso sfrido Viots WxLxT 257 6 cm Calcolo dei tempi di tranciatura Questa formula per il calcolo del tempo ciclo di tranciatura deriva da sperimentazioni di Boothroyd in questo campo t 5 4 0 18 x W L s quindi t 5 4 0 18 x 46 28 18 8 S Dobbiamo per ricordare che questa formula da utilizzarsi solo nel caso in cui si ipotizzi l uso di stampi automatizzati o a passo quindi con l intervento di manodopera specializzata ad ogni tranciatura Calcolo costi del materiale Cmat Cmat X Viots dove Cma Il costo del materiale per unit di volume Cmat 3 76 E Am x 0 257dm 0 96 Costo in linea con la filosofia di industrializzazione
51. PA Dimensioni _ Volume 29 cm _Lunghezza massima 170mm _Spessore medio 2mm Propriet del componente _Dimensioni piccolo medie _Forme semplici e dettagli fini _Alto livello di finitura superficiale Caratteristiche generali Tolleranze _Generali 0 1mm _Diametro fori 0 15mm Finiture superficiali _SPE 3 opaca o sabbiata per l esterno della scocca _SPE 2 lucida per l interno a contatto con le scocche Vincoli _loasso medio costo al pezzo _buona qualit dimensionale per gli accoppiamenti Altre considerazioni _ volume di produzione 50 000pezzi _tempi ciclo accettabili 15 20 secondi 117 Base inferiore Materiale Polimerico termoplastico ABS o PA Dimensioni _ Volume 134 cm _Lunghezza massima 225mm _Spessore medio 2mm Propriet del componente _ Dimensioni medie _Forme semplici e dettagli fini _Alto livello di finitura superficiale Caratteristiche generali Tolleranze _Generali 0 1mm Diametro fori 0 15mm Finiture superficiali _SPE 3 opaca o sabbiata per l esterno della scocca _SPE 2 lucida per l interno a contatto con le scocche Vincoli _basso medio costo al pezzo _buona qualit dimensionale per gli accoppiamenti Altre considerazioni _volume di produzione 50 000pezzi _tempi ciclo accettabili 15 20 secondi 118 Gabbietta d appoggio Materiale Polimerico termoplastico ABS o PA Dimensioni _ Volume 2 cm _Lunghezza massima 60mm _Spessore
52. Siamo andati cos a selezionare dei materiali perch abbiamo riscontrato che vengono utilizzati nel campo egli estintori dalla ricerca di mercato effettuata sia perch hanno al possibilit di essere processati tramite la tecnologia di produzione selezionata nel capitolo precedente Materiale Carico di Densit Costo Resistenza Accetta snervamento Kg dm E Kg fiamma colore MPa Si No LABS Si Si 30 vetro PP___ 34 09 09 scasa Si Dati ricavati CES material selector 4 5 edu level 3 scarsa buona Fase 3_Normalizzazione dei dati Per poter andare avanti dovremo attribuire un valore minimo e un massimo significativo a questi dati numerici e Carico di snervamento Dall analisi degli sforzi abbiamo ottenuto uno sforzo massimo di 54Mpa che stato calcolato per rimanere in sicurezza quindi ora adotteremo questo valore come carico di snervamento minimo Mentre adotteremo un valore di 90 Mpa come carico di snervamento massimo e Densit Partendo da un volume di 117cm e ipotizzando di ottenere un peso massimo di 250g andremo ad impostare una densit massima di 2Kg dm che andr a prendere il voto pi basso Mentre attribuiremo voto pi alto a una densit minima di 1Kg dm 136 e Costo Per il costo il discorso non cambia costi maggiori corrispondono ad un voto pi basso Ipotizzeremo un costo massimo di 5 Kg ed un minimo di 1 Kg e Accetta colore Infine per la possibilit di rice
53. ZZA LEVA DI PRESA CARTELLINO DI MANUTENZIONE SERBATOIO 60 3 2 2 STORYBOARD USO TIPICO La storyboard mostra le operazioni da compiere passo passo per il corretto uso dell estintore L analisi fotografica mette in evidenza le azioni dell utente i metodi e i momenti di iterazione con l oggetto estintore Nelle immagini seguenti verr mostrato l ordine cronologico delle operazioni da svolgere Presa dell estintore tramite apposita leva 2 Estrazione Anello di sicurezza 61 3 Presa manichetta nella parte finale di erogazione e posizionamento della manichetta verso la base del principio d incendio 4 Pressione sulla leva di attivazione fino al punto di stop 62 5 Rilascio della leva alla fine dell estinzione dell incendio o al termine del quantitativo di agente estinguente Dal analisi della storyboard possiamo affermare che l utente interagir con i seguenti componenti e Maniglia che verr utilizzata per le operazione di movimentazione e presa dell estintore stesso e Anello di sicurezza utilizzato dall utente per l operazione di avvio della meccanismo di uscita dell agente estinguente e Manichetta presa per posizionare l uscita dell agente estinguente alla base del principio d incendio e Leva di attivazione utilizzata come iterazione finale dell utente per l uscita dell agente estinguente Risulta di fondamentale importanza lo studio di queste iterazioni t
54. a a 2011 2012 Tesi di Laurea Progetto Estintore Relatore Matteo Ingaramo Studente Gabriele Crivelli Matricola 22358 Politecnico di Milano Facolt del Design Corso di laurea magistrale in Design amp Engineering Tesi di Laurea INDICE 1 Introduzione 1 1 Ipotesi progettuale 1 2 Sviluppo progetto 2 Ricerca 2 1 Ricerca Progettuale 2 1 1 Ricerca generica 2 1 1 1 Scelta estintori 2 1 2 Ricerca approfondita_estintori portatili 2 1 2 1 Manutenzione 2 1 2 2 Funzionamento e classificazione 2 1 2 3 Descrizione e vincoli 2 1 2 4 Generalit 2 1 2 5 Funzionamento 2 1 2 6 Tenuta del propellente 2 1 2 7 Requisiti dei componenti 2 1 2 8 Supporto estintore portatile 2 1 2 9 Resistenza alla corrosione 2 1 2 10 Identificazione estintori d incendio portatili 2 1 3 Vincoli progettuali 2 1 4 Ricerca brevettuale 2 1 5 Ricerca in ambiti differenti 2 1 5 1 Azionamento leva e tasto di sicurezza con una sola mano 2 1 5 2 Erogazione del prodotto attraverso un canale esterno 2 1 6 Ricerca fascia di mercato utile 2 2 Analisi specifiche di prodotto 2 2 1 Identificazione dei requisiti del cliente 2 2 2 Benchmark fra i prodotti esistenti 2 2 3 Benchmark delle metriche 2 2 4 Benchmark dei requisiti 2 2 5 Identificazione delle specifiche obiettivo 2 3 User centered design 2 3 1 Validazione di usabilit test 2 3 2 Validazione di usabilit risultati test 2 4 Brief 3 Reverse engineering 3 1 Investigazione 3 2 Esperienz
55. a concreta 3 2 1 Analisi oggetto campione 3 2 2 Storyboard uso tipico 3 2 3 Identificazione dei gruppi funzionali 3 2 4 Analisi cinematica estintore 3 3 Specifiche di produzione 4 Concept 4 1 Definizione del progetto 4 1 1 Sviluppo concept O 0 10 12 13 14 14 16 22 22 23 24 24 26 2 29 35 35 37 38 40 41 44 45 46 49 52 54 56 58 60 62 65 68 70 11 12 14 4 2 Meccanica 4 3 Funzionalit ed ergonomia 5 Design definitivo 5 1 Scheda riassuntiva design definitivo 5 2 Differenziazione estetica 5 3 Differenziazione funzionale 5 4 Contesti d uso 5 5 Storyboard fasi di montaggio 5 6 Storyboard uso tipico 5 7 Verifica ergonomica 5 8 componenti interni 5 8 1 Cinematismo dei componenti interni 5 8 2 Analisi cinematica 5 9 Riposizionamento estintore 6 Engineering scelta delle tecnologie di produzione 6 1 Specifiche di produzione dei nuovi componenti 6 1 1 Specifiche di produzione estintore 6 1 2 Specifiche di produzione sostegno estintore 6 2 Scelta del processo 7 Engineering selezione dei materiali 7 1 Resistenza alla fiamma 7 2 Metodo di selezione applicato ai componenti 7 2 1 Metodo selezione componenti estintore 7 2 2 Metodo selezione componenti sostegno estintore 7 3 Schede dei materiali 8 Engineering calcolo dei costi 8 1 Calcolo dei costi degli stampati 8 1 1 Calcolo dei costi componenti estintore 8 1 2 Calcolo dei costi componenti sostegno estintore
56. a diverse No Si P A I Valutazione funzionale 1 5 LA Valutazione qualitativa 1 5 Abbiamo cos formalizzato gli obiettivi del nostro progetto ora proseguiremo con le scelte progettuali tenendo sempre conto di questi valori e di cosa comportano 45 2 3 USER CENTERED DESIGN Alla base dell usabilit pu essere posto il processo User Centered Design L essenza di questo processo che prevede il coinvolgimento dell utente finale del prodotto in tutto il ciclo di ideazione progettazione e sviluppo pu essere definita come la pratica di disegnare i prodotti in modo da permettere all utente di assolvere i propri compiti con il minimo stress e la massima efficienza Oggi questo processo user centred design regolamentato nello standard ISO 13407 quattro principi dell UCD che ne riassumono le caratteristiche sono l 4 Approcio Focalizzzazione multidisciplinare utenti e loro compiti 2 Misure 3 Design quantitative e interattivo qualitative uso prodotto 1 focalizzazione sugli utenti e i loro compiti necessario un approccio sistematico e strutturato agli utenti che permetta di registrare tutte le informazioni relative ai loro compiti e che li coinvolga in tutte le fasi del ciclo di vita del prodotto 2_misure quantitative e qualitative circa le caratteristiche d utilizzo del prodotto 3_design iterativo basato sulla struttura primo design gt test gt secondo design da applicarsi fin dalle
57. ammi di riciclo di questo polimero Sono diverse le sperimentazioni nel campo della telefonia dove l ABS riciclato dai telefoni viene nuovamente utilizzato per i medesimi prodotti La raccolta differenziata di questo materiale resa possibile dalla specificit delle applicazioni e gi oggi una parte dell ABS utilizzato per computer telefoni ed altri impieghi viene riciclato Informazioni di supporto L ABS un terpolimero eseguito dalla copolimerizzazione di 3 monomeri acrilonitrile butadiene e stirene L acrilonitrile conferisce resistenza termica e chimica la gomma butadiene d duttilit e resistenza lo stirene conferisce alla superficie lucidit Inoltre un prodotto di facile lavorabilit e adatto allo stampaggio a iniezione Risulta ottimale anche per il suo basso costo la facilit di lavorazione e un costo inferiore 149 Policarbonato PC Propriet generali Resistenze Density 1140 1210 kg m3_ Price 3 0 3 4 kg CO2 creation 3 8 4 2 kg kg Weak Acid Strong Acid Production 105 116 MJ kg Energy Weak Alkalis Strong Alkalis Organic Solvents Recycle 0 45 0 55 Fraction Propriet meccaniche UV Young s 2 2 44 GPa Oxidation at 500C Modulus Shear Modulus 0 7891 0 872 Propriet ottiche Bulk modulus 3 7 3 9 Transparency Optical Poisson s Ratio 0 3912 0 4082 Quality Hardness 17 7 21 7 Vickers Elastic Limit 59 70 Tensile 60 72 4 Strength Compressive 69 86
58. ano il modo di lavorare dell uomo Fanno parte del processo UCD _Conoscenza degli utenti _Analisi comparativa Definizione dei requisiti di usabilit Si devono definire quali sono le priorit dei vari aspetti dell usabilit del prodotto Questa gerarchia dovr guidare nella scelta fra soluzioni diverse ad esempio se il prodotto prevede un utilizzo saltuario l accento dovr essere posto pi sulla facilit di apprendimento e utilizzo piuttosto che sulla personalizzazione Per ciascuna caratteristica vanno individuate delle misure di riferimento se possibile sfruttando l analisi comparativa e i limiti di accettabilit _Progettazione parallela _Prototipazione _ Validazione di usabilit attraverso test _Indagine follow up 47 2 3 1 VALIDAZIONE DI USABILITA TEST In questa fase andremo a proporre a uno specifico target d utenza un set di alcuni oggetti mostrati nel capitolo 2 1 4 che presentino un erogazione del prodotto contenuto attraverso un canale esterno Lo scopo di questa prova sar quello di sottoporre l utenza all analisi e utilizzo di questi oggetti Analizzeremo le prove di utilizzo degli oggetti indirettamente tramite un questionario da compilare a cura dell utente che sappia svelare le problematicit e i pregi dell erogazione Noi invece analizzeremo direttamente l utente durante le prove di usabilit annotando tutte le possibili problematicit e migliorie Gli oggetti che andremo ad analizza
59. astico per evitare che i pannelli non si deformino in maniera permanente Anche in questo caso ci limitiamo a selezionare solo 5 materiali polimerici PMMA PA PP PE e lt gt PC Voti assegnati Materiale Limite Costo Resistenza Accetta elastico fiamma colore PMMA i0 8 o _ 10 Dalla tabella possiamo subito scartare il PMMA in quanto tende a bruciare molto facilmente insieme a PP e PE in quanto anch essi hanno ricevuto voto 0 nella resistenza alla fiamma Analizzeremo meglio i materiali rimasti PA e PC con un grafico radar Modulo elastico resistenza fiamma Allungamento PA i PC Accetta colore imite elastico Dal grafico possiamo facilmente notare che i due materiali si equilibrano abbastanza Sceglieremo il PC in quanto presenta un costo inferiore 145 RIASSUMENDO COMPONENTI ESTINTORE Disegno Componente Materiale Processo Copertura superiore PA 30 fibra Stampaggio a vetro iniezione Base inferiore PA 30 fibra Stampaggio a vetro iniezione Leva superiore PA 30 fibra Stampaggio a vetro iniezione Stampaggio a iniezione Estrattore manichetta PC Stampaggio a iniezione Sigillo di sicurezza PC Stampaggio a iniezione PC Parete laterale Estrusione in lastra e tranciatura Supporto verticale AISI 1020 Estrusione e lavorazioni meccaniche di finitura Supporto orizzontale AISI 1020 Lamiera lavorata 146 RIASSUMENDO COMPONENTI SOSTEGNO ESTINTORE Dise
60. ato l impiego di benzina per autotrazione La prova di estinzione avr inizio dopo che il focolare stato acceso e lasciato bruciare liberamente per 60 sec Si ritiene che un estintore capace di spegnere il focolare quando su tre prove effettuate ciascuna con un estintore carico si ottengono due estinzioni se le prime due sono positive la terza non si effettua 18 Tabella B parziale Focolari di prova Classe B per estintori portatili Designazione del tipo Numero di travi di Lunghezza del di focolare legno di 50cm per focolare cm strato Focolare citato a titolo indicativo perch viene sempre meno utilizzato Nota Ogni focolare designato dal numero di una serie dove ogni termine uguale alla somma dei due precedenti cio questa serie rappresenta approssimativamente una progressione geometrica di ragione 1 62 focolari supplementari posti tra parentesi nel prospetto rappresentano il prodotto del termine precedente nella progressione per la radice quadrata di 1 62 4 12 1 3 Focolari tipo per fuochi di classe C a Pittogramma che rappresenta la classe di fuoco C I focolari tipo per fuochi di classe C debbono essere realizzati come segue Bombole di gas propano ciascuna di 25 Kg ca di gas allo stato liquefatto aventi valvole con diametro 2 7 mm sono unite in parallelo a un tubo collettore avente valvole con un diametro interno di 25 mm circa Il tubo collettore deve essere munito di un manometro
61. atti il 64 reputa l impugnatura assolutamente non confortevole Azionamento Il prodotto che risulta avere un migliore azionamento lo spray medicale raggiungendo quota 96 per la sua facilit di azionamento Questo dato appare in strettissima conseguenza con i dati raccolti precedentemente Dobbiamo per notare che risulta che la colla pattex raggiunge quota 92 nella facilit di azionamento nonostante le difficolt nel capire come usarlo il funzionamento risulta ottimale SI Sistema di sicurezza Nonostante abbia ottime qualit nell azionamento nell erogazione e nella presa il sistema di sicurezza dello spray medicale raccoglie il 72 di sfavore per la poca sicurezza del sistema di erogazione sufficiente un lieve tocco per nebulizzare il prodotto in qualsiasi posizione dell erogatore Invece l accendigas raggiunge il 96 di soddisfazione per il suo sistema di sicurezza facilmente intuibile e sicuro non permette l azionamento della fiamma ai bambini Conoscenze pregresse In perfetta sintonia con i risultati raccolti abbiamo notato che il 92 degli utenti aveva avuto in sistema come quello dello spray medicale Probabilmente ci spiega la semplicit nell erogazione del prodotto misurata nei vari test Mentre il 76 del target non aveva la minima conoscenza di un metodo di erogazione similare a quello della colla pattex Motivazione deducibile anche dalle difficolt emerse nell utilizzo del prodotto stesso
62. avorazione preparatoria delle piastre Gi il costo di lavorazione delle impronte Costo delle piastre e lavorazione C densit x volume 1000 0 45 x Ap x h 1000 0 45 x 1702 x 3 9 4025 Secondo Boothroyd Cp Cp di conseguenza Cp 4025 Costo di lavorazione delle impronte Cii CiavX Tiav X n Dove k 0 7 fattore di correzione nel caso di impronte multiple Cav il costo orario di lavorazione circa 40 h Tiav il tempo di lavorazione espresso in h 159 Tempo di lavorazione delle impronte Il tempo di lavorazione delle impronte composto da diverse tempistiche Tia Tiav esp Tiavaim Tlav geo Taveira h Tia esp tempo di lavorazione degli espulsori Tiavaim tempo di lavorazione associate alle dimensioni del pezzo e Tiavgeotempo associato alla complessit geometrica dell impronta Tiavextra tempo di lavorazione associato alle lavorazioni per dispositivi di estrazione texture superfici a elevata finitura tolleranze ristrette superfici di divisione complesse Lavorazione degli espulsori Tiavesp 2 5 x Ai n dove A espresso in cm Quindi Traviesp 2 5 x 324 3 45 h Lavorazione dimensionale Tiav dim 5 0 085 x A n dove A espresso in cm Quindi Tiav dim 5 0 085 x 324 3 92 h Lavorazione geometrica Tlav geo 5 8 x Xi Xo Dove i fattori x sono indici di complessit geometrica Xi n superfici lato espulsore interno x0
63. bile che percorra radialmente il settore verde con lunghezza compresa tra il 50 e l 80 dell altezza del settore verde Garantirelasua visibilit alle due estremit del settore verde e a P 20 C Avere la lunghezza totale della scala del manometro almeno 1 5 volte la distanza dallo zero all estremit dell alta pressione del settore verde I materiali di costruzione del manometro devono essere compatibili con gli agenti estinguenti e il gas propellente 2 1 2 8 SUPPORTO ESTINTORE PORTATILE Se l estintore provvisto di un supporto DEVE avere i seguenti requisiti La rimozione dal supporto DEVE essere semplice e il metodo di rimozione ovvio Il supporto quando fissato a parete deve sostenere un carico di almeno due volte la massa dell estintore 2 1 2 9 RESISTENZA ALLA CORROSIONE Gli estintori DEVONO essere sottoposti a prova in nebbia salina secondo ISO 9227 per 480h e a un successivo lavaggio per rimuovere tutti i residui di sale A seguito di questa prova devono avere i seguenti requisiti e La forza energia necessaria attivazione estintore 100N_ pulsante 200N_leva a compressione 100N_ volantino 2J_pomolo a impatto e La durata del funzionamento a 20 10 C DEVE essere compresa entro 25 del valore medio a secondo della classe di fuoco dell estintore e Dopo il funzionamento il manometro o l indicatore di pressione DEVONO indicare l assenza di pressione 25 e La manichetta DEVE funzionare pe
64. cli di caduta su apposita piastra in acciaio da un altezza di 15mm alla frequenza di 1Hz e APERTURA DI RIEMPIMENTO O 20mm di diametro per estintori con carica di 3Kg o 3L o minore 25mm di diametro per estintori con carica di 3Kg o 3L o maggiore 2 1 2 5 FUNZIONAMENTO e INIZIO EROGAZIONE O Dopo essere stati sottoposti alla prova di compattazione tutti gli estintori DEVONO iniziare l erogazione entro 4s dall apertura della valvola di comando 6s se l estintore pressurizzato con un azione separata e TEMPERATURE DI UTILIZZO O La temperatura MASSIMA di utilizzo DEVE essere 60 C o maggiore La temperatura MINIMA di utilizzo DEVE essere 20 C 30 C o minore esclusi estintori ad acqua Nota quando gli estintori sono sottoposti a prove ai limiti di temperatura Tmax Tmin essi devono essere conformi ai seguenti requisiti L erogazione DEVE iniziare dopo 10s dall apertura della valvola di comando Ad eccezione degli estintori a biossido di carbonio la durata del funzionamento NON DEVE essere maggiore del doppio del valore determinato a 20 C La durata del funzionamento NON DEVE essere minore di 6s La carica residua NON DEVE essere maggiore del 15 della carica nominale per gli estintori contenenti polvere del tipo BC e non maggiore del 10 della carica nominale per gli estintori contenti altri agenti 22 2 1 2 6 TENUTA DEL PROPELLENTE e GENERALITA o Gli estintori e le cartucce di propel
65. del mercato e le esigenze dell azienda inoltre ci potr aiutare a trovare aree o nicchie progettuali Specifiche obiettivo In quest altra fase riassumeremo tutti i risultati ottenuti andando a delineare una lista chiara ed esaustiva delle specifiche obiettivo che il nostro prodotto dovr avere _User Centred Design In questa sotto sezione invece andremo ad analizzare quello che sono i bisogni dell utente tramite test specifici sempre in relazione al capitolo precedente 10 2 1 1 RICERCA GENERICA L estintore un apparecchio di pronto intervento che contiene un agente estinguente che pu essere proiettato e diretto sul fuoco sotto l azione di una pressione interna Quest azione pu essere generata da una compressione preliminare permanente oppure da una reazione chimica o infine per liberazione di un gas ausiliario Gli estintori che raggiungono l autorizzazione alla commercializzazione seguono dei precisi test secondo la normativa vigente la principale UNI EN 3 che affronteremo in seguito diventano prototipi omologati La punzonatura sul serbatoio dell estintore garanzia dell omologazione contiene l anno di costruzione il numero di matricola progressivo e il codice del costruttore L estintore si divide in due macroaree portatili e carrellati Estintori portatili Gli estintori di questa tipologia sono di dimensioni e peso modesti sono concepiti per essere portati ed utilizzati a mano Gli estintor
66. del prodotto Dobbiamo per far notare che il costo del PC in lastra sar leggermente maggiore rispetto a quello del materiale vergine indicato in formula Costi di esercizio Cos Ces X ti dove Css il costo per l operatore e per i macchinari allora 25 h quindi Ces 25 h x 18 8 3600 h 0 13 Anche in questo caso il costo accettabile Costo dello stampo di tranciatura Csit ClavtX Tiav t Dove Giava Il costo i costo orario di lavorazione dello stampo pari a circa 40 h e Tav il tempo di lavorazione dello stampo espresso in ore Calcolo del tempo di lavorazione Tag fdim X Toeo 2 X n fori _ faim Il fattore dimensionale _ Togeo il tempo di lavorazione dovuto alla complessit geometrica del bordo Quindi faim 1 0 04 x djxdo 7 1 0 04 x 45 x 27 6 7 _ Toeo 15 0 125 x XP dove X p djxdx 28 84 _ Toeo 15 0 125 x 19 16 1 h Quindi Tiavt faim X Tgeo 2 X 4fori 6 7x16 1 8 115 87 h 116 h Il costo dello stampo sar quindi Cstt Clavt X Tiav t 40 h x116 h 4640 173 Costo totale del componente Cp CmattCes CstW N 0 96 0 13 0 09 1 18 pezzo Note Il costo finale del componente risulta abbastanza ragionevole in una fase successiva potremmo ipotizzare l utilizzo di uno stampato a iniezione e ridurre i costi del materiale 174 Costo stampaggio lamiera Supporto orizzontale Analizzando il componente in lamiera appare subito evident
67. dividuare i costi di produzione non significa semplicemente quale sar il costo dei singoli pezzi ma soprattutto conoscere bene il costo delle attrezzature per realizzarli e della manodopera utile durante il processo di produzione Scopo La valutazione che andremo ad eseguire segue una metodologia semplice ma analitica Gli scopi principali sono i seguenti e Preventivazione dei costi di processo produzione e assemblaggio e Scelte riguardanti i processi ed eventuale confronto tra diverse soluzioni costruttive e Analisi degli investimenti produttivi e Consapevolezza delle risorse da gestire della configurazione del sistema e della programmazione della produzione e Eventuali analisi di contabilit Obiettivi Gli obiettivi di questa valutazione sono sostanzialmente tre Il primo quello della determinazione di valori significativi delle principali voci di costo Poi troviamo la comprensione delle leve di costo significative punto fondamentale ai fini dell ottimizzazione del progetto Infine troviamo la possibilit di fare un confronto economico tra diverse soluzioni progettuali Ecco quindi i parametri che troviamo da una valutazione dei costi e Materiali diretti costo materiale Kg x quantit di materiale Kg e Manodopera diretta costo orario h x tempo ciclo h e Costi indiretti o Costo orario delle macchine h x tempo ciclo h o Costo delle attrezzature volume di produzione o Incremento di vario genere
68. e Forza o energia richiesta per attivare il dispositivo Tipo di dispositivo Forza o energia massima Forza N Energia J US E I E a i a l La forza deve essere misurata in corrispondenza del bordo esterno del volantino b b La rotazione massima del volantino deve essere 360 per ottenere la completa posizione di apertura 23 e DISPOSITIVO DI SICUREZZA o Il meccanismo di azionamento dell estintore DEVE essere provvisto di un dispositivo di sicurezza per prevenire l azionamento accidentale o Lo sblocco del dispositivo di sicurezza DEVE richiedere un azione diversa da quella del meccanismo di azionamento e una forza compresa tra i limiti di 20N e 100N o Il dispositivo di sicurezza deve essere provvisto di mezzi che indichino se l estintore stato azionato come Filo metallico con sigillo Meccanismo che impedisca il reinserimento del dispositivo o Il dispositivo di sicurezza DEVE essere costruito in maniera tale che qualsiasi tentativo solo manuale con forza pari a due volte o superiore indicato nella tabella superiore di azionare l erogazione senza prima azionare tale dispositivo e MANICHETTAE ACCOPPIAMENTI o Essi DEVONO funzionare per l intero campo di temperature d esercizio o sistemi di accoppiamento DEVONO essere progettati e montati senza danneggiare la manichetta o Prove prestazione manichetta appare la manichetta e mandare la pressione al valore minimo applicabile in almeno 30s mantene
69. e serrarla fino al fine corsa 97 98 4 posizionamento gabbietta d appoggio Posizionare la gabbietta come indicato in figura inserirla inclinata di 45 nella direzione A arrivati a battuta ruotarla in direzione B fino a battuta 5_posizionamento e serraggio profilo sostegno dispositivo di controllo Posizionare il profilo come indicato in figura facendo attenzione al centraggio tra le forature del profilo e della piastra Serrare il profilo attraverso i due snap piccoli evidenziati nell immagine 6_posizionamento dispositivo di controllo elettronico Posizionare il dispositivo di controllo facendolo scorrere nel profilo finch sia perfettamente centrato all interno del profilo 7_fissaggio dispositivo di controllo elettronico Centrare i fori superiori del dispositivo di controllo con i fori ed inserire due snap piccoli 99 8_fissaggio sensore di passaggio a Inserire i due sensori nella gabbietta come indicato in figura e all occorrenza serrarli con un dado M3 b Inserire i due cavi del sensore come indicato in figura all interno del dispositivo di controllo 9 fissaggio sensore pressione a Inserire il sensore di pressione all interno della sua sede come indicato in figura sul corpo valvola b Inserire il cavo del sensore come indicato in figura all interno del dispositivo di controllo 10 _inserimento anello in gomma Inserire l anello in gomma con u
70. e che le forme geometriche non risultano molto complesse Quindi decideremo di dividere il processo di stampaggio in quattro fasi e Tranciatura dello sviluppo del componente in lamiera e Imbutitura delle parti note e Piega dei bordi del componente senza stampo data la semplicit del componente e Finitura del componente sbavature anodizzazione Avendo ipotizzato quindi l utilizzo di una piegatura libera o eventualmente con stampo a V possiamo affermare che i costi di queste attrezzature sia da considerarsi molto basso nel contesto di un investimento di questo tipo Quindi sceglieremo di non calcolare i costi relativi alla piegatura ma solo quelli relativi alla tranciatura delle lamiere e alla finitura del componente Dati componente _ Materiale Acciaio AISI 1020 bonificato _ Finitura verniciatura polimerica satinata _Spessore 1 5mm _ Tolleranze 0 1mm_Angoli 0 5 _ Volume di produzione 50 000 pezzi Parametri principali _ Perimetro sviluppo lamiera 61cm _ Volume totale lamiera_Vig 15 cm _ Area esterna totale del pezzo tutte le superfici incluse _Axx 253 cm Layout dello stampo 268 a 60 U Nel layout possiamo notare la messa in lastra del componente Per farlo abbiamo osservato la regola secondo cui la distanza tra bordo di tranciatura e bordo di lamiera fosse maggiore o uguale allo spessore T nel nostro caso abbiamo ipotizzato 5mm Parametri lamiera _ Ingombro lamiera grezza W
71. e di una valvola a chiusura rapida avente diametro Interno compreso tra 10 e 15 mm Un diaframma di 7 mm fissato all uscita della valvola a chiusura rapida ed seguito da un tubo di 2 m di lunghezza e di 22 mm di diametro interno Con bombole alla temperatura di 20 C 5 Il gas liquefatto incendiato dopo avere aperto la valvola a chiusura rapida all uscita del tubo Non richiesto alcun tempo di combustione libera L attacco del focolare d incendio effettuato con un estintore di carica gt 3 kg il focolare deve essere estinto almeno due volte con lo stesso estintore Nota Nel caso in cui il pi piccolo apparecchio di una stessa gamma di estintori abbia superato la prova del focolare di classe C gli estintori di grandezza maggiore appartenenti alla stessa gamma sono considerati efficaci sui focolari di classe C a condizione che ciascuno abbia gi superato la prova di efficacia sui focolari di classe B 4 12 2 Capacit estinguente Focolari minimi esigibili La capacit estinguente determinata dalla classe di fuoco e dal focolare tipo che l estintore in grado di estinguere In base alla carica nominale sono stabiliti fuochi minimi esigibili che l estintore deve essere in grado di estinguere Il fabbricante pu chiedere una classificazione di capacit 19 estinguente superiore alla minima classificazione esigibile focolari minimi esigibili per fuochi di classe A e B sono riportati rispettivamente n
72. e e l operazione di trasformazione necessaria al buon funzionamento della meccanica che andremo ad analizzare nelle fasi successive Gli spunti progettuali iniziali saranno quindi indirizzati alle possibilit di miglioramento nella funzionalit del sistema e dell ergonomia dello stesso 58 3 2 ESPERIENZA CONCRETA In questa fase analizzeremo pi a fondo il sistema estintore Per prima cosa supportati dall azienda MB estintori di Legnano abbiamo procurato un estintore da 6Kg p Il modello in dotazione il PMB6B EN prodotto ampiamente commercializzato dall azienda come prodotto di fascia medio bassa Il costo economico della produzione del serbatoio di questo modello si distingue per il basso costo di produzione e l alto grado di sicurezza Il percorso di esperienza concreta che effettueremo sar suddiviso nelle seguenti fasi di analisi e Presentazione oggetto e Storyboard d utilizzo e Identificazione dei gruppi funzionali e Conclusioni e scelte progettuali 59 3 2 1 ANALISI OGGETTO CAMPIONE Nelle figure di seguito riportate vengono mostrate tutte le componenti esterne dell estintore campione che abbiamo in dotazione LEVA DI ATTIVAZIONE PUNZONATURA CODICI ETICHETTA ESPLICATIVA MANOMETRO MANICHETTA BASE Componenti esterne Leva di attivazione Leva di presa Anello di sicurezza Manometro Manichetta Serbatoio Base Cartellino manutenzione Etichetta esplicativa ANELLO DI SICURE
73. e in questi settori non c ampia concorrenza sulla personalizzazione degli estintori frutto di norme molto restrittive sul suo uso e funzionamento Diversamente da ci che accade in altri paesi Quindi il nostro potenziale cliente osciller tra la fascia media e quella alta Il prodotto che svilupperemo sar dedicato a una clientela molto esigente che richiede un prodotto diverso adatto alle proprie idee estetiche e soprattutto funzionali 37 2 2 ANALISI SPECIFICHE DI PRODOTTO In questo capitolo analizzeremo a fondo le caratteristiche che il nostro prodotto dovr avere Dopo aver eseguito analisi sul mondo degli estintori e del mercato utile insieme all ufficio tecnico e al titolare dell azienda abbiamo delineato le specifiche che il prodotto dovr avere Le specifiche sono caratteristiche precise richieste al prodotto espresse in maniera estremamente sintetica composte da una caratterizzazione metrica e un valore Il valore delinea la caratteristica del prodotto Questo valore pu essere ricavato da un analisi tecnica dei prodotti esistenti anche attraverso prove tecniche oppure fornite dal produttore stesso del prodotto Con il termine metrica invece intendiamo una caratteristica misurabile in termini quantitativi ovvero tramite un unit di misura un voto oppure una booleana che indica la presenza o meno della caratteristica espressa attraverso un si o un no Dopo questa fase di trasformazione eseguiremo un benchmark
74. ece lo fosse la quantit di scarto sarebbe inferiore Alleghiamo un immagine chiarificatrice del concetto 183 Pannello alto fronte Il componente in esame di facile realizzazione Partiremo da una lastra piana sulla quale andremo ad effettuare le varie lavorazioni Divideremo il processo in tre fasi e Estrusione in lastra del pannello e Taglio tranciatura sagoma e fori Dati componente _ Materiale PC _ Finitura SPE 3 _Spessore 2mm _Tolleranze 0 1mm _ Volume di produzione 50 000 Parametri principali _ Perimetro sviluppo pannello 303cm _ Volume totale parete_ Vi 565 cm _ Area esterna totale del pezzo tutte le superfici incluse _Aioy 5710 cm Layout dello stampo Nel layout abbiamo ipotizzato 5mm di distanza tra bordo di tranciatura e bordo di lamiera Parametri pannello _ Ingombro pannello grezzo W 120cm L 24cm _ Dimensioni di ingombro massimo del tranciato d 119 d 23cm __ Volume totale di materiale utilizzato Incluso sfrido Viot s WxLxT 576 cm Calcolo dei tempi di tranciatura t 5 4 0 18 x W L s quindi t 5 4 0 18 x 120 24 31 32 s Calcolo costi del materiale C mat mat X Viot s Cmat 3 76 E dm x 0 576dm 2 16 184 Costi di esercizio Csa X ti Ces 25 h x 31 32 3600 h 0 21 Costo dello stampo di tranciatura Cstt Ciav tX Tiav t Calcolo del tempo di lavorazione Tivi foim X Togeo 2 X n fori faim 1 0 04 x djxdo 7
75. ella tabella V e nella tabella VI seguenti L idoneit degli estintori a estinguere i fuochi di classe C viene accertata con la prova di efficacia di cui al punto 4 12 1 3 Tabella V D M 20 12 1982 Estintori portatili fuochi classe A quantit max estinguente Focolare Quantit massima agente estinguente ammesso per l estinzione Polvere Agente Idrocarburi ABC estinguente a alogenati base d acqua 6L 9L 27A 43A Questi dati si riferiscono agli halon ora banditi Tempo Idrocarburi Estinguenti minimo alogenati a base Questi dati si riferiscono agli halon ora banditi Termina qui il testo riportato per riassunto dal D M 20 12 1982 20 2 1 2 3 DESCRIZIONE E VINCOLI Riportiamo di seguito un breve sunto della norma UNI EN 3 7 relativa agli estintori d incendio portatili nello specifico la parte 7 sulle caratteristiche requisiti di prestazione e metodi di prova Un estintore d incendio portatile costituito dai seguenti componenti a Corpo b Accessori del corpo fissati o avvitati allo stesso e comprendenti almeno a Dispositivo di comando b Assieme manichetta e o coni e o ugelli c Tappo di chiusura d Dispositivo di azionamento Nota gli accessori c e d possono essere separati o incorporati in un unico componente c Agenti Analizziamo meglio solo i componenti che interesseranno il nostro intervento progettuale 2 1 2 4 GENERALIT e EROGAZIONE o L e
76. enso orario attorno al perno di rotazione spostando il pistoncino verso Il basso permettendo l uscita dell agente estinguente foro per anello di sicurezza foro per perno rotazione leva superiore Z pistoncino 29 mesi SA A eS hi CRI IE CAT CCNI CIO SIA LA C A RE 74 Concept M1 rotazione leva di foro per anello attivazione in senso di sicurezza antiorario N foro per perno rotazione leva superiore gg i FRI n S pistoncino Ai i p aR Questo modello meccanico prevede la possibilit di utilizzo di un unica leva sia per l attivazione che per il trasporto Anche in questo caso l attivazione molto semplice Si toglie l anello di sicurezza inserito nell apposito foro Si fa ruotare la maniglia in senso antiorario finch il dentello sulla leva stessa non spinge il pistoncino verso il basso permettendo cos l uscita dell agente estinguente 75 Concept M3 Questo concept meccanico prevede una sostanziale modifica nella meccanica della valvola Come evidenziato dall immagine sottostante la manichetta acquista una notevole rigidit integrandosi e acquisendo il ruolo di leva di attivazione L utente toglie l anello di sicurezza e muove la manichetta in senso orario permettendo l uscita dell agente estinguente A 4 4 x Iyl ADMD IT FISSAGGIO ANELLO dI SIWWREZZA 76 4 3 FUNZIONALIT ED ERGONOMIA Nelle immagini seguenti andremo a mostrare
77. enti richiesti vi sono verifiche delle cariche e dei propellenti mediante pesata e misurazioni manometriche Dobbiamo far notare per che la periodicit dei controlli per il settore navale stabilita da appositi atti regolamentari del Ministero competente 5 3 Revisione Consiste in una misura di prevenzione di frequenza almeno pari a quella indicata dal prospetto atta a verificare e rendere perfettamente efficiente tramite l effettuazione di accertamenti e interventi elencati nella norma Tra essi inclusa la ricarica e o sostituzione dell agente estinguente tempi massimi per effettuare la revisione con sostituzione della carica sono i seguenti Estintori a polvere 36 mesi Estintori ad acqua o a schiuma 18 mesi Estintori ad anidride carbonica 60 mesi Estintori ad idrocarburi alogenati 72 mesi Gli estintori per fuochi di classe D non sono normati dalla normativa UNI n esistono fuochi di prova standardizzati per tali fuochi Le prove vanno fatte sui singoli metalli da proteggere Un estinguente adatto per un metallo pu rivelarsi pericoloso se usato su un altro metallo Inoltre le differenze nello stato fisico del metallo influiscono molto sulle difficolt che si incontrano nell estinzione Gli estinguenti di classe D agiscono come materiale inerte che deve coprire il metallo in fiamme separarlo dall aria e consentirgli di raffreddarsi La norma prevede un cartellino di manutenzione Il
78. ento Con il modello black box esplicitato nella pagina precedente attraverso un sunto molto sintetico e schematico che ci aiuta a capire come funziona l estintore Gli input e Agenteestinguente All interno del serbatoio trova posto l agente estinguente Esso disponibile sotto diverse forme a seconda della tipologia da estinguere e forza dell utente La forza dell utente l elemento necessario per mettere in moto il sistema estintore L utente applica una forza sulla leva superiore posta sul punto pi alto dell estintore tale per cui la valvola interna dell estintore si alzi e metta in moto il sistema Funzione del sistema estintore La funzione del sistema estintore sar quella di convertire la forza dell utente in forza per l apertura della valvola di uscita dell agente estinguente Nel caso di un estintore a pressione permanente il sistema agir direttamente sull apertura della valvola Mentre nel caso di estintori pressurizzati al momento dell utilizzo il sistema agisce su un dispenser interno che permetter al sistema estintore di funzionare Gli output e Ritorno sonoro Questo l output sonoro che l utente sentir quando metter in funzione il sistema e Agenteestinguente L agente uscir fino a che il sistema sar messo in funzione dall utente Spunti progettuali Da tutto questo sistema black box risulta essere evidente che i punti fondamentali sono l iterazione tra l utente e il sistema estintor
79. eranno 0 anche in una sola propriet verranno scartati O N WA DON DO Esempio di una scala di normalizzazione dei dati M Levi 131 7 1 RESISTENZA ALLA FIAMMA Metodo UL94 Prima di andare ad effettuare tutto il processo di selezione dei materiali doveroso spendere due parole su questa particolarit dei materiali polimerici Risulta essere molto importante infatti che i materiali che compongono l estintore stesso abbiano una buona resistenza alla fiamma nel caso di contatto con il principio d incendio Spieghiamo meglio in cosa consiste il metodo UL underwriters laboratories con questa procedura si ottengono informazioni sulla resistenza alla fiamma del materiale da analizzare La prova viene realizzata con un apparecchiatura una estremit del provino supportato verticalmente viene sottoposta ad una fiamma attraverso un Bunsen alta 20 mm che viene applicata due volte per 10 secondi In base a e Comportamento del materiale e Tempi di combustione del provino e Eventuale caduta di gocce di materiale incandescente con accensione del sottostante strato di cotone i materiali vengono classificati secondo le seguenti classi e V O il tempo di combustione dopo ogni applicazione della fiamma non supera i 10 secondi e non si ha sgocciolamento di particelle infiammate che incendiano il cotone idrofilo posto sotto il provino e V 1 il tempo di combustione dopo ogni applicazione della fiamma non supera i 30 secondi e
80. ettuata stata quella di modificare il posizionamento dell anello di sicurezza per favorire le operazioni di sgancio al momento del bisogno PASSO 1 L utente applica una forza F per togliere Sx l anello di sicurezza O idenziato in verde iero no evidenziato in verde EE e s D Per tutti gli altri passaggi si rimanda al capitolo 3 2 4 sull analisi cinematica dell estintore campione perch risulta essere identica 112 5 9 RIPOSIZIONAMENTO ESTINTORE Caratteristica importante e fondamentale di ogni estintore il suo posizionamento Per ovviare a questo problema abbiamo sviluppato una soluzione di fissaggio a parete e una di fissaggio a una struttura mobile sempre a partire dalla stessa piastra da parete Soluzione a parete 113 Soluzione a struttura 114 6 ENGINEERING SCELTA TECNOLOGIE DI PRODUZIONE Con questo capitolo inizia la fase di Engineering del progetto L engineering andr ad affrontare per prima cosa la scelta delle tecnologie di produzione poi la selezione dei materiali in base alle specifiche assegnate e infine andremo a calcolare i costi di produzione Scelta delle tecnologie di produzione Lo scopo di questa sezione sar quello di andare a confrontare sinteticamente le specifiche di produzione e prodotto che si adattano meglio ai nuovi componenti dell estintore Gli aspetti considerati per confrontare le diverse alternative
81. garamo che mi ha aiutato a sviluppare tutto il progetto e mi ha insegnato a progettare nel mondo universitario e in quello del lavoro in maniera oggettiva e reale Un altro grazie all ufficio tecnico della MB estintori per i preziosi consigli Infine un grazie anche a me e alla mia testardaggine che mi ha permesso di arrivare fino a qui Gabriele Crivelli 207
82. gno Componente Materiale Processo Struttura saldata AISI 1020 Estrusione forature e saldatura Lamiera AISI 1020 Tranciatura d appoggio forature svasatura e piegatura Inserto per aggancio base estintore Pannello PC Estrusione in alto_fronte lastra e tranciatura foratura Stampaggio a iniezione Estrusione in lastra e tranciatura foratura Pannello alto_retro Estrusione in lastra e tranciatura foratura Pannello basso 147 7 3 SCHEDE DEI MATERIALI Riporteremo in queste pagine le schede tecniche dei materiali selezionati nella fase precedente tratte da CES material selector 4 5_edu level 1 Poliammide PA caricata 30 fibra di vetro Propriet generali Resistenze Recycle fraction 0 09 011 CO2 creation 7 68 8 49 Kg kg Production Energy 109 121 MJ kg Weak Alkalis Very Good Propriet meccaniche Strong Alkalis Young s Modulus 8 21 8 62 Organic Solvents Shear Modulus 3 041 3 193 GPa Bulk modulus 9 122 9 578 Oxidation at 500C 0 34 0 36 Propriet ottiche Elastic Limit 110 4 121 6 Hardness Vickers 33 1 36 5 Tensile Strength 138 152 E Strength m 1 2 Toughness Loss Coefficient 9 163e Modulus of rupture 193 2 212 8 Shape factor 66 o Impatto ambientale riciclo Largo impiego trova il riciclo delle poliammidi da pre consumo che attraverso un percorso di polimerizzazione diventano nuovo materiale e compound La materia
83. i portatili sono mezzi di immediato intervento e sono immediatamente usabili da una sola persona Essi servono per estinguere i principi d incendio e hanno massa inferiore hai 20 Kg Estintori carrellati Questi estintori invece sono dotati di ruote sono di dimensioni e peso maggiori e sono concepiti per essere trascinati pure a mano sul posto dell incendio entro un raggio di alcune decine di metri dalla loro posizione Gli estintori carrellati che hanno carica e gittata maggiore dei portatili servono nel caso non sia stata sufficiente l azione degli estintori portatili Quelli di maggiori dimensioni richiedono l intervento di due persone Le cariche nominali degli estintori carrellati vanno da 50 a 150 litri per la schiuma da 18 a 54 kg per l anidride carbonica e da 30 a 150 kg per la polvere Un estintore si definisce convenzionalmente carrellato se ha massa superiore hai 20Kg 1 Cfr All A del D M 20 12 1982 Norme tecniche e procedurali relative agli estintori portatili d incendio soggetti all approvazione del tipo da parte del Ministero dell interno Il D M 6 marzo 1992 Norme tecniche e procedurali per la classificazione della capacit estinguente e per l omologazione degli estintori arrellati di incendio stabilisce che la valutazione delle caratteristiche e delle prestazioni nonch la classificazione si effettuano secondo quanto specificati nella norma UNI 9492 CNVVFE CPAI Estintori carrellati d ince
84. i andare a riprogettare un oggetto che avesse funzionalit e design innovativi con la possibilit di introdurre una minima differenziazione interna Effettuando un attenta analisi iniziale delle funzionalit e dell ergonomia dell estintore sotto l aspetto del design un osservazione approfondita della componentistica interna e delle loro interazioni tramite un attenta fase di reverse engineering e applicando una creativit guidata da una logica progettuale oggettiva e vincolante abbiamo ottenuto un progetto finale funzionante e funzionale sotto tutti gli aspetti Quindi rileggendo tutto il percorso di tesi possiamo affermare che il risultato finale soddisfa a pieno l obiettivo iniziale Possiamo chiaramente affermare che il successo di questa metodologia di progettazione sta nel procedimento logico ed analitico che ha accompagnato tutto il processo di realizzazione dell estintore dall idea al concetto fino a giungere alla sua realizzazione finale Il processo del Design amp Engineering che stato seguito sempre stato un unico metodo mai due processi distinti uno integrazione e sostegno dell altro e viceversa 202 203 BIBLIOGRAFIA K T Ulrich S D Eppinger R Filippini Progettazione e sviluppo prodotto seconda edizione McGraw Hill 2007 Il nuovo manuale di meccanica terza edizione Zanichelli Esac 2003 M Ashby K Johnson Materiali e design Casa Editrice Abrosiana 2007 B Simionato Usabi
85. i di legno disposte secondo la lunghezza del focolare il numero di travi di legno di 50 cm per ogni strato disposto secondo la larghezza del focolare La norma UNI EN 2 Classificazione dei fuochi definisce le classi dei fuochi secondo la natura del combustibile Di conseguenza non definisce una classe particolare per i fuochi in presenza di un rischio di natura elettrica Nelle classificazioni precedentemente in uso venivano indicati come fuochi di classe E quelli di apparecchiature elettriche sotto tensione 17 Tabella A Focolari di prova Classe A per estintori portatili Designazione del tipo Numero di travi di Lunghezza del di focolare legno di 50cm per focolare cm Nota Ogni focolare designato dal numero di una serie dove ogni termine uguale alla somma dei due precedenti cio questa serie rappresenta approssimativamente una progressione geometrica di ragione 1 62 focolari supplementari posti tra parentesi nel prospetto rappresentano il prodotto del termine precedente nella progressione per la radice quadrata di 1 62 Caratteristiche I focolari tipo per fuochi di classe B vengono realizzati in una serie di recipienti cilindrici di lamiera di acciaio saldati le cui dimensioni sono definite nel prospetto B Questi focolari sono designati da un numero seguito dalla lettera B questo numero presenta il volume liquido in litri contenuto nel recipiente La superficie del recipiente espressa in dm presa conve
86. i i particolari interni ed esterni utili alla giunzione dei vari pezzi e al funzionamento dell estintore stesso 3 assemblaggio Ultimata la modellazione di tutti componenti in 3D passiamo al loro assemblaggio Solidworks ci permette di assemblare i componenti in maniera parametrica dandogli dei vincoli tra loro e assegnandoli degli accoppiamenti Cos facendo possiamo verificare la giusta iterazione tra le parti correggere eventuali difetti di dimensionamento o di interferenza 59 4 disegni tecnici Dopo aver ultimato tutta la fase di modellazione 3d si passa alla messa in tavola 2d del tutto Realizzare dei buoni disegni tecnici risulta essere fondamentale perch essi rappresentano un importante strumento di comunicazione tra progettista produttore e prodotto finito 5 rendering Per una buona presentazione del prodotto il rendering risulta essere molto importante Esso risulta essere un valido metodo per mostrare realisticamente il prodotto finito al cliente Ci da tenere molto in considerazione soprattutto se Il materiale l aspetto estetico le finiture e gli abbinamenti cromatici risultano essere determinanti per il mercato in cui il prodotto dovr essere inserito Questa tecnica ci permetter di effettuare tutte le prove di cui abbiamo bisogno 90 5 1 SCHEDA RIASSUNTIVA DESIGN DEFINITIVO _ eve ergonomiche e miglior grip anello di sicurezza in posizio
87. iamo facilmente notare che i due materiali si equilibrano abbastanza Controllando le resistenza alla fiamma dei due materiali ci rendiamo conto che il PC leggermente migliore rispetto alla PA Inoltre la produzione di PC in lastra risulta essere facilmente reperibile sul mercato con estrema facilit rispetto a quella della PA Pertanto ipotizziamo di eseguire le scocche in Policarbonato 142 7 2 1 METODO DI SELEZIONE COMPONENTI ELEMENTO SOSTEGNO ESTINTORE Ora applicheremo il metodo di selezione ai componenti dell elemento di sostegno dell estintore Struttura saldata La caratteristica pi importante di questo componente che venga prodotto in economia Poi valuteremo la resistenza alla corrosione e il peso che avr Infine come ultima caratteristica valuteremo il coefficiente elastico I materiali che confronteremo sono tre acciaio basso legato AISI 1020 acciai inossidabili AISI 304 e AISI 410 martensitico Kg alla elastico corrosione AIS1304 10 10 25 5 AISI 1020 E AISI 304 f AISI 410 limite elastico densit Scartiamo subito l AISI 304 perch ha un valore 0 troppo costoso Vediamo chiaramente che l AISI 1020 eccelle nel settore pi importante quello del costo mantenendo ottimi risultati nelle altre caratteristiche offrendo ottima resistenza meccanica e alla corrosione a un ottimo prezzo La nostra scelta cadr quindi sull AISI 1020 Utilizzeremo questo acciaio anche
88. iccolo e di facile realizzabilit Utilizzeremo lo stesso procedimento di analisi utilizzato finora La linea rossa evidenzia sempre la linea di divisione degli stampi Dati componente _ Materiale PC _ Finitura SPE 3 _Spessore 1mm _Tolleranze 0 1mm _ Volume di produzione 50 000 Parametri principali _Ap 9 5 cm Vii 1 cm _ Vi 1 37 cm se Ai 13 cm in 170 Parametri piastre _ Ap 18 5x18 cm 333cm E hp 15cm k 5 2cm _ forza pressa F 300KN effettivi 71 5KN Tempo ciclo _ amp 0 037 1s _ kr 678 pero _t 105 Costi materiali e esercizio _ Cmat 3 76 dm _ Ces 25 5 h _ Cmat 0 005 pz _ Ces 0 07 pz Costi dello stampo _ Cp 1442 _ Cp 1442 _ Ci 780 Mag 19 5 h _ Ca 3664 Tempi lavorazione impronta Tiav esp 9h _Tlavdim 7h _Tlav geo Dh _Tlavjextra 2h Costo al pezzo Cp Oma Gas F C N 0 145 pz Considerazioni 0 15 pz Il costo finale dello pezzo stampato adatto ad una produzione industriale Il costo risulta decisamente basso a causa delle ridotte dimensioni del pezzo in questione 171 Parete laterale Layout dello stampo Il componente in esame di facile realizzazione Partiremo da una lastra piana sulla quale andremo ad effettuare le varie lavorazioni Divideremo il processo in tre fasi e Estrusione in lastra del pannello e Taglio tranciatura sagoma e fori e
89. il fenomeno e lo relazioneremo ad una propriet del materiale che indice del fenomeno qui ad esempio sar lo sforzo di snervamento o e la relativa unit di misura MPa Seguiremo questo processo per tutti i requisiti ricavandone una lista di caratteristiche che ci serviranno per andare a confrontare i diversi materiali candidati alla selezione 130 Fase 3_ Normalizzazione dei dati Sulla base di un insieme di propriet in genere non omogenee ed a volte qualitative non possibile effettuare un confronto tra i materiali In questa fase attribuiremo a ciascuna propriet un punteggio che sar determinato dalla sua posizione in una scala di valori compresa fra un valore minimo accettabile e massimo significativo Andremo quindi a convertire le propriet fisiche in voti tramite un metodo proporzionale e ad ogni valore della propriet uguale o superiore al massimo andremo ad attribuire il voto massimo esempio 10 mentre un valore inferiore al minimo cio 0 comporter l esclusione diretta del materiale Fase 4_ Selezione Otterremo quindi un profilo di propriet per ogni materiale concorrente che andremo a schematizzare su un indice pesato come ad esempio un diagramma radar ottenendo cos un riscontro visivo diretto tra le diverse propriet La selezione sar effettuata per il materiale che sar dotato del migliore insieme di propriet Valore massimo significativo Valore minimo accettabile i candidati che prend
90. in 20 30 C e Inizio erogazione dopo 4s apertura valvola Componenti e Manichetta o Deve funzionare correttamente nelle temperature di utilizzo o Oltre 3Kg o 3L obbligatoria o Lunghezze e 400mm o maggiore e 250mm se agente estinguente 3Kg o 3L o minore e Dispositivo di controllo pressione o Da effettuare ciclicamente tramite strumento esterno e Dispositivo di azionamento o Deve essere nella parte superiore o Forza N o Energia J necessarie e 100N pulsante e 200N leva a compressione e 100N volantino e 2J pomolo a impatto e Dispositivo di comando controllo erogazione o Ammesso all estremit della manichetta o Per controllare e arrestare erogazione e Dispositivo di sicurezza o Per prevenire azionamenti accidentali o Progettato per resistere almeno a una forza di 400N o Necessario azionamento diverso rispetto alla leva di attivazione e Manometro o Deve essere controllabile tramite strumentazione esterna e Serbatoio o Colore Rosso RAL 3000 o Non deve presentare corrosione e Supporto o Facile rimozione estintore o Deve sostenere due volte il peso dell estintore 28 2 1 4 RICERCA BREVETTUALE In questo capitolo si andr ad affrontare un analisi progettuale attraverso una ricerca brevettuale Tramite l osservazione e l analisi sar possibile rendersi bene conto dell evoluzione del prodotto estintore nei tempi mettendo in luce gli avanzamenti dal punto di vista tecnologico meccanico e produttivo Il tutto nel ten
91. indi variare il colore delle stesse ma in ogni caso servirebbe una certificazione da parte di un ente certificatore Parallelamente per abbiamo ipotizzato di offrire a grossi clienti dei lotti personalizzati di coperture superiori dell estintore Tale procedimento viene realizzato tramite un apposita pellicola adagiata nello stampo che crea sul pezzo una texture personalizzabile dal cliente 94 5 3 DIFFERENZIAZIONE FUNZIONALE Oltre ad una scocca esterna ben visibile atta alla messa in sicurezza della valvola stato ipotizzato anche un dispositivo elettronico di controllo e sicurezza Controllo rimozione anello di sicurezza stato pressione estintore manutenzioni effettuate e future Impostazioni manutenzioni orari scadenze Con tale dispositivo sar possibile controllare se stato rimosso l anello di sicurezza avere un secondo controllo oltre quello del manometro sullo stato della pressione interna e lo stato delle manutenzioni effettuate e da farsi Sar possibile impostare le date delle manutenzioni direttamente dalla tastiera a membrana Inoltre si potrebbe sviluppare un dispositivo di controllo remoto per controllare la manutenzione dell estintore a distanza o su un dispositivo di controllo con pi estintori L alimentazione dello stesso sar resa possibile grazie a una piccola batteria posta sotto lo stesso facilmente caricabile con cadenza annuale tramite un ingresso posto
92. indice Mo PTFE 92 PVDF 43 PI 36 PSU 37 PESU 38 PC 26 PPO m 31 PA66 25 PET 22 PP 18 PE 18 POM 16 Considerazioni Nelle fasi seguenti terremo molto ben presente la resistenza alla fiamma dei materiali che andremo a selezionare 133 7 2 METODO DI SELEZIONE APPLICATO Al COMPONENTI Ora andremo ad applicare il metodo di selezione appena enunciato ai componenti del nostro estintore iniziando dai componenti in materiale polimerico 7 2 1 METODO DI SELEZIONE COMPONENTI ESTINTORE Anche in questo caso applicheremo il metodo di selezione prima ai componenti dell estintore poi all elemento di sostegno Copertura inferiore Fase 1 _ Definizione dei requisiti La copertura inferiore dovr rispettare i requisiti ricavabili anche dalle specifiche di prodotto A seguire espliciteremo tutti i requisiti fino ad arrivare agli obiettivi e Funzioni della copertura _Permettere all utente di alzare l estintore _Sostenere il display _Guidare le pareti laterali _Coprire e proteggere la valvola _Dare forma e colore al prodotto ovvero comunicare visivamente e Vincoli geometrici _Forma gi definita complessa e cava guscio di spessore 2mm _ Sezione del manico a C con nervature interne _Volume totale comprensivo di nervature 117cm 134 e Vincoli strutturali La forza peso che deve sostenere la copertura inferiore di 9 8Kg circa 98N ma siccome l oggetto soggetto a fatica valuteremo una forza di circa 2 volte
93. inguente degli estintori portatili devono rispondere ai valori indicati nella tabella per quanto attiene gli incendi di classe A e B ed ai criteri di seguito indicati il numero dei piani non meno di un estintore a piano la superficie in pianta lo specifico pericolo di incendio classe di incendio la distanza che una persona deve percorrere per utilizzare un estintore non superiore a 30 m Per quanto attiene gli estintori carrellati la scelta del loro tipo e numero deve essere fatta in funzione della classe di incendio livello di rischio e del personale addetto al loro uso Tabella V 1 D M 10 3 1998 All V Estintori Capacit estinguente Tipo di estintore Rischio basso Rischio medio Rischialto asa 888 00m oS aans o oo S 34 A 144 B 5564 2338 om 200m 2m importante che essi siano ben visibili raggiungibili e segnalati con gli appositi cartelli Salvo le diversit connesse al differente tipo di estinguente richiesto dagli specifici rischi da cui proteggersi consigliabile che nello stesso locale o fabbricato o stabilimento gli estintori siano tutti dello stesso modello o per lo meno di modelli molto simili Questo per evitare incertezze al momento dell impiego Nei fabbricati gli estintori portatili devono essere ubicati preferibilmente lungo le via di uscita in prossimit delle uscite e fissati a muro Estintore Gallo MB estintori Decreto Interministeriale 10
94. intendere ad esempio la tipicit di un applicazione rispetto a un componente standard Oppure vantaggi o svantaggi di una tecnologia rispetto ad un altra 115 6 1 SPECIFICHE DI PRODUZIONE DEI NUOVI COMPONENTI In questo paragrafo andremo ad analizzare le specifiche di produzione per tutti i nuovi componenti progettati per l estintore Dobbiamo specificare che andremo ad analizzare solo quei componenti riprogettati da zero Tra i nuovi componenti troviamo anche un elemento di sostegno per l estintore Per comodit divideremo l analisi in due sezioni 6 1 1 SPECIFICHE DI PRODUZIONE ESTINTORE In questo paragrafo analizzeremo le specifiche di produzione dei nuovi componenti dell estintore Copertura superiore Materiale Polimerico termoplastico ABS o PA Dimensioni Volume 117cm _Lunghezza massima 225mm _Spessore medio 2mm Propriet del componente Dimensioni medie _Forme complesse e dettagli fini _Alto livello di finitura superficiale Caratteristiche generali Tolleranze _Generali 0 1mm _ Diametro fori 0 15mm Finiture superficiali _SPE 3 opaca o sabbiata per l esterno della scocca _SPE 2 lucida per l interno a contatto con le scocche Vincoli _basso medio costo al pezzo _buona qualit dimensionale per gli accoppiamenti Altre considerazioni _ volume di produzione 50 000pezzi _tempi ciclo accettabili 15 20 secondi 116 Leva superiore Materiale Polimerico termoplastico ABS o
95. io per ogni componente sottogruppo del prodotto La tabella sottostante descrive il metodo Difficile da Difficile da Facile da allineare allineare o da allineare e da e da inserire inserire inserire Facile da afferrare manipolare Facile da afferrare manipolare Fattori da considerare Valutazione della difficolt di afferraggio e manipolazione dei singoli componenti in base alle loro caratteristiche fisiche grandezza della parte scivolosit o adesione alle mani affilatezza fragilit o flessibilit Valutazione delle difficolt di allineamento Il componente non deve tendere ad incastrarsi e deve essere preferibilmente simmetrico lungo il suo asse o rispetto alle facce In alternativa il componente deve presentare una forte e marcata asimmetricit Difficolt di inserimento valutate in base all accessibilit della posizione di montaggio la visibilit la resistenza all inserimento pezzi ad incastro e stabilit 194 8 2 1 COSTI DI ASSEMBLAGGIO ESTINTORE num codice descrizione Quantit l 10001 serbatoio kg classico I 2 10002 Valvola assemblato 3 10003 jeva superiore E E 4 10004 copertura superiore idispositivo di controlo elettronico 5 10005 icon dispiay I 10006 Itastiera a membrana 7 10007 ipiastra sostegno orizzontale I _ SA ooo a 8 10008 iprofilo sostegno gruppo di controllo 9 10009 adattatore monichetta 2 i 10 10010 Imonichetto I T
96. ionamento a pulsante e il pulsante di sicurezza facilmente azionabili 9 Non ho trovato alcun problema ad accendere la fiamma 10 Non ho trovato alcun problema a regolare la fiamma 49 11 Non ho trovato alcun problema a sbloccare il pulsante di sicurezza 12 Ho trovato il sistema di accensione inutilmente complesso 13 Ho premuto il pulsante di sicurezza prima di azionare il pulsante di accensione della fiamma 14 Ho trovato Il sistema di sicurezza dell erogazione molto sicuro 15 Ho trovato i passaggi per l accensione della fiamma ben integrati nel prodotto 16 Ho rilevato troppe incoerenze nel metodo di accensione e controllo della fiamma 17 Immagino che la maggior parte delle persone potrebbero imparare ad utilizzare questo prodotto molto velocemente 18 Ho trovato il prodotto molto scomodo da utilizzare 19 Mi sono sentito molto sicuro nell utilizzo del prodotto 20 Avevo delle conoscenze pregresse nell utilizzo di un prodotto simile 50 2 3 2 VALIDAZIONE DI USABILITA RISULTATI TEST Abbiamo deciso di suddividere i risultati dei test di usabilit in diverse categorie per rendere pi fluido e chiaro il tutto Erogazione e istruzioni erogazione Tra i vari metodi di erogazione proposti agli utenti selezionati emerso che il sistema di erogazione del farmaco gola action risulta essere quello pi gradito e di facile comprensione da parte dell utente Dall altro lato invece il sis
97. iore o uguale allo spessore T nel nostro caso abbiamo ipotizzato bmm 268 181 Parametri lamiera _ Ingombro lamiera grezza W 26 8cm L 28cm _ Dimensioni di ingombro massimo del tranciato d 27cm d 25 8cm _ Volume totale di materiale utilizzato incluso sfrido Viots WXLxT 112cm Calcolo dei tempi di tranciatura Questa formula per il calcolo del tempo ciclo di tranciatura deriva da sperimentazioni di Boothroyd in questo campo t 5 4 0 18 x W L s quindi t 5 4 0 18 x 26 8 6 15 2 S Dobbiamo per ricordare che questa formula da utilizzarsi solo nel caso in cui si ipotizzi l uso di stampi automatizzati o a passo quindi con l intervento di manodopera specializzata ad ogni tranciatura Calcolo costi del materiale Cmat Cmat X Viots DOVE Cma Il costo del materiale per unit di volume Cmat 14 7 E dm x 0 112dm 1 64 Costo in linea con la filosofia di industrializzazione del prodotto Costi di esercizio Ces Ces t X t dove Ces il costo per l operatore e per i macchinari allora 25 h quindi Ces 25 h x 15 2 3600 h 0 1 Anche in questo caso il costo accettabile Costo dello stampo di tranciatura Cst t Ciav t X Tiav t Dove Giava il costo i costo orario di lavorazione dello stampo pari a circa 40 h e Tiav il tempo di lavorazione dello stampo espresso in ore Calcolo del tempo di lavorazione a fai X Togeo 2 X n fori _ faim Il fat
98. l universo dei materiali Criteri di selezione dei materiali Il metodo che utilizzeremo per la selezione dei materiali si suddivide in pi fasi ognuna delle quali serve a restringere il campo sempre pi fino alla valutazione e alla scelta dei materiali con le caratteristiche pi adatte Le fasi sono cos suddivise e Fasel_ Valutazione dei requisiti Nella prima fase andremo a valutare quali saranno i requisiti fondamentali a cui il materiale dovr rispondere In questa fase dovremmo tener ben presente che il nostro oggetto dovr rapportarsi non solo con il progetto stesso da dove nato ma anche con il mercato i bisogni dell utente ed anche con eventuali desideri o richieste del progettista e dell azienda committente In questa fase quindi andremo ad esplicitare per prima cosa quali funzioni dovr svolgere il componente al quale dovr essere applicato il materiale poi i vincoli non modificabili che devono rimanere tali ai fini del progetto Infine andremo a scegliere gli obiettivi che vorremo massimizzare o minimizzare per il nostro prodotto e Fase2_ Correlazione tra requisito fenomeno e propriet Qui andremo a mettere in relazione i requisiti richiesti al componente con il fenomeno che li contraddistingue e la propriet fisica del materiale che risponde a questo fenomeno Se ad esempio il requisito del componente quello di essere utilizzato applicandovi ripetutamente una forza senza che esso si rompa analizzeremo
99. la estintore o il tipo di agente estinguente o le classi di spegnimento dell estintore e Parte seconda o le istruzioni per l uso che devono contenere uno o pi pittogrammi che indichino le modalit di utilizzo dell estintore o pittogrammi dei focolari idonei ad estinguere e Parte terza o le avvertenze di pericolo o l indicazione circa l uso o non sui quadri elettrici sotto tensione 26 e Parte quarta o Le avvertenze generali con le indicazioni degli estremi di omologazione del M I e l indicazione della conformit alla norma EN3 7 2004 e Parte quinta o Il nome della societ responsabile dell apparecchio ESTINTORE 12 kg POLVERE ABC 233B 1 TOGLIERE IL DISPOSITIVO n DI SICUREZZA 2 PREMERE IL PERCUSSORE 3 PREMERE IL GRILLETTO AVVERTIMENTI RICARICARE DOPO L USO VERIFICARE PERIODICAMENTE VERIFICARE ANNUALMENTE IL PESO DELLA BOMBOLA UTILIZZARE SOLO PRODOTTI E LE PARTI DI RICAMBIO CONFORMI AL PROTOTIPO OMOLOGATO AGENTE ESTINGUENTE 12 kg POLVERE ABC TIPO APPROVATO N 413 A GAS PROPELLENTE 225 g CO TIPO X 25 H TEMPERATURE LIMITE 20 C a 60 C COSTRUTTORE Esempio marcatura estintore Nota I numeri cerchiati indicano le parti della marcatura ed i numeri a destra di ogni parte indicano l altezza dei caratteri in proporzione ad H 21 2 1 3 VINCOLI PROGETTUALI Funzionamento e Non deve essere capovolto per funzionare e Temperature utilizzo e Max 60 C e M
100. la sicurezza dell utilizzatore Dovremmo quindi eliminare ogni possibile punto di pericolosit sull oggetto estintore stesso Permeabilit del design La personalizzazione che andremo a progettare dovr avere una linea coerente con la forma dell oggetto che possa rimanere inalterata per diverso tempo e non frutto di una moda o di un momento particolare Qualit Gli obiettivi di basso costo di produzione dovranno tenere sempre bene in considerazione un alta qualit sia estetica che funzionale dell estintore Mancando questo valore il prodotto ha altissime probabilit di diventare un grande flop Utilizzo su diversi modelli Il poter adattare il progetto di personalizzazione risulta essere molto funzionale sia per la riduzione dei costi sia per l allargamento del prodotto personalizzato ad altre fasce di prodotto Facilit di riposizionamento Risulta essere molto importante per il nostro cliente molto esigente che il nostro prodotto estintore abbia una collocazione precisa prima e dopo il suo utilizzo Ja 4 1 1 SVILUPPO CONCEPT Avendo deciso di differenziare il meno possibile la meccanica interna e volendo differenziare fortemente l estetica e la funzionalit esterna abbiamo optato per la suddivisione del concept in due filoni funzionalit ergonomia e meccanica Le due vie che abbiamo individuato dovranno essere affrontate in fase cronologica ma sempre in relazione l una con l altra Meccanica Abbiamo decis
101. le voto 1 5 e Avere un aspetto gradevole Valutazione qualitativa voto 1 5 39 2 2 2 BENCHMARK FRA I PRODOTTI ESISTENTI In questa fase di benchmark elencheremo una raccolta di prodotti direttamente concorrenti e le loro caratteristiche principali al fine di avere dei dati di raffronto In questa fase di selezione di aziende competitor terremo in forte risalto la fascia di mercato individuata nel capitolo iniziale ma terremo in forte considerazione anche gli altri prodotti per eventuali spunti progettuali Marca EXMON Modello EXM 005 Agente Polvere estinguente 6Kg Massa volumica Note interessante la base anti ribaltamento in metallo Marca GLORIA Modello F2 Agente Polvere estinguente Massa 2Kg volumica Note interessante la base anti ribaltamento in neoprene e la copertura della valvola di eccellente finitura superficiale e ben armonizzata col corpo dell estintore 40 41 Marca Modello Agente estinguente Massa volumica LOUIS 15006002 polvere 6kg Note interessante la leva per l avviamento della pressione interna e la leva sulla manichetta Marca Modelllo Agente estinguente Massa volumica UNIX IPI 6H polvere 6kg Note interessante la leva per l avviamento della pressione interna e la leva sulla manichetta Marca Modello Agente estinguente Massa volumica UNIX AG 3F acqua 6kg Note interessante la leva per l avvia
102. lente devono essere progettati per CONSENTIRE VERIFICA della tenuta del propellente a intervalli regolari e PESATURA o Attraverso la determinazione del peso deve essere possibile controllare Cartucce di propellente Estintori a biossido di carbonio e MISURAZIONE DELLA PRESSIONE o Deve essere possibile verificare la pressione di un estintore a pressione permanente come segue o L estintore DEVE essere provvisto di un apparecchio che consenta controllo diretto della pressione in maniera indipendente Il collegamento utile al controllo DEVE essere provvisto di coperchio per trattenere la pressione e comunicare direttamente con il contenuto sotto pressione Questo elemento pu essere un coperchio un manometro o un indicatore di pressione e LIVELLI DI ACCETTAZIONE o Le perdite dell estintore o della cartuccia di propellente NON devono essere maggiori di Un tasso annuo del 6 V V di perdita di gas espanso a 20 C per gli estintori a pressione permanente Un tasso annuo del 5 di carica nominale per gli estintori e le cartucce di propellente sottoposti a prova mediante pesatura Una perdita dopo la pressurizzazione maggiore di 5cm di gas al minuto per gli estintori pressurizzati solo al momento del funzionamento 2 1 2 7 REQUISITI DEI COMPONENTI e DISPOSITIVO DI AZIONAMENTO o Per attivazione si intende la totalit delle azioni richieste per la pressurizzazione e il rilascio iniziale dell agente estinguent
103. lit percepita edizioni F Angeli 2010 L Anselmi II Design di prodotto oggi edizioni F Angeli 2009 Bralla Design for manufacturability handbook McGraw Hill 1998 Boothroyd Dewhurst Knight Product design for manufacture and assembly edizione Dekker 2002 E Chirone S Tornincasa disegno tecnico industriale 2 edizioni il Capitelli 2008 P Davoli L Vergani S Beretta M Guagliano S Baragetti Costruzione di macchine 1 Mc GrawHill 2006 Donald A Norman La caffettiera del masochista Giunti 1990 Donald A Norman Emotional Design Apogeo 2004 Criteri di selezione dei materiali M Levi dispensa corso 2008 Industrializzazione rapida A Armillotta dispensa corso 2009 Tecnologie meccaniche e sistemi di lavorazione A Armillotta dispensa corso 2008 204 LINKOGRAFIA Www google com patents V ww espacenet com Www mb fire it Www glorialtalia it Www fireextinguisher com Www wikipedia com Www grantadesign com 205 SOFTWARE UTILIZZATI Solidworks 2008 Cosmoss Express Photoshop CS3 Illustrator CS3 Office 2007 CES material selector v 4 5 206 RINGRAZIAMENTI Un sentito ringraziamento alla mi famiglia che mi ha permesso di arrivare fino a cui con serenit Un grazie agli amici e ai colleghi che mi hanno sempre aiutato e sostenuto in tutto il percorso di studi Ai datori di lavoro che mi hanno sempre permesso di seguire i corsi serenamente Un ringraziamento al proff In
104. medio 1 2mm Propriet del componente _Dimensioni piccole _Forme molto semplici _Basso livello di finitura superficiale Caratteristiche generali Tolleranze _Generali 0 1mm _Diametro fori 0 15mm Finiture superficiali _SPE 2 lucida per l interno e l esterno Vincoli _ basso costo al pezzo _buona qualit dimensionale per gli accoppiamenti Altre considerazioni _ volume di produzione 50 000pezzi _tempi ciclo accettabili 5 10 secondi 119 Sigillo di sicurezza Materiale Polimerico termoplastico ABS o PA Dimensioni _ Volume 0 5 cm _Lunghezza massima 26mm _Spessore medio 0 5mm Propriet del componente _Dimensioni piccole _Forma molto semplice _Basso livello di finitura superficiale Caratteristiche generali Tolleranze _Generali 0 1mm Finiture superficiali _SPE 2 lucida per l interno e l esterno Vincoli _basso costo al pezzo Altre considerazioni _ volume di produzione 50 000pezzi _tempi ciclo accettabili 2 3 secondi 120 Estrattore manichetta Materiale Polimerico termoplastico ABS o PA Dimensioni _ Volume 1 cm _Lunghezza massima 26mm _Spessore medio 1mm Propriet del componente _Dimensioni piccole _Forme molto semplici _Alto livello di finitura superficiale Caratteristiche generali Tolleranze _Generali 0 1mm Finiture superficiali _SPE 2 lucida per l interno e l esterno Vincoli _ basso costo al pezzo Altre considerazioni _
105. mento della pressione interna e la leva sulla manichetta 42 Marca Modello Agente estinguente Massa volumica BADGER B10BC acqua 6kg Note interessante la linearit del pulsante di azionamento e il grande diametro del manometro Marca Modello Agente estinguente Massa volumica GLORIA 43A polvere 6kg Note interessante la maniglia di presa dell estintore dimensioni generose e alto grado di grip Marca Modello Agente estinguente Massa volumica GLORIA F 6 SKK polvere 6kg Note interessante la maniglia di presa dell estintore pienamente integrata nell estintore il pulsante di azionamento la leva di sicurezza e la collocazione della manichetta 2 2 3 BENCHMARK DELLE METRICHE Ora approfondiremo i prodotti selezionati mettendo a confronto tra loro le diverse metriche ricavate nelle pagine precedenti a partire dai requisiti del cliente Li a Metrica Modello EXM 005 IPI 6H AG 3F B10BC Prezzo 3 processo produttivo voto 1 5 Personalizza No Si Si Si zione Base copriv leva a a a e leva smontabile alvola manich Si No e man e manigli a de smi smontaggio voto 1 5 Massa volumica elementi n aggiuntivi Presenza di grip sulla leva Si No Elemento No No protezione urti valvola Elementi di Si Si Si sicurezza Si No Elemento Si No Si SI SI ribaltamento Si No Presenza SI No Si
106. mwona 1 o o paroroon ma premere 1 gt 16609 faaono maniche m __10010 monichetio n 1000 fonelodiseueze 1 truso di sostegno verticale snap ad incostro_grande trattore per monichetta sensore passaggio anello di sicurezza sonda controllo pressione p ad incostro_piccolo iej 109 Gruppi funzionali Gruppo di contenimento All interno di questo gruppo trovano spazio i componenti utili al contenimento Qui troviamo quindi il serbatoio utile al contenimento dell agente estinguente Inoltre troviamo tutti i componenti utili al contenimento dell estintore stesso ovvero la base inferiore i due estrusi laterali le pareti laterali e la piastra di sostegno orizzontale Gruppo di erogazione Qui troviamo tutta la componentistica utile all erogazione dell agente estinguente Quindi manichetta con elementi di giunzione e controllo ed estrattore manichetta Gruppo di azionamento Qui trovano spazio i componenti utili all azionamento e quindi all erogazione dell agente estinguente La valvola assemblata con la copertura superiore e la leva superiore trovano spazio in questo gruppo Gruppo di controllo Questo gruppo comprende le parti necessarie a controllare l erogazione e il mantenimento dell agente estinguente Trovano spazio il dispositivo digitale con display per il controllo e la memorizzazione delle operazioni utili al controllo dell estintore stesso e tutta la parte di sostegno al di
107. na leggera pressione come indicato in figura 100 11 fissaggio manichetta a avvitare la manichetta come evidenziato in figura b far passare la manichetta all interno dell anello in gomma come evidenziato in figura 12 _ fissaggio leva superiore Posizionare la leva e serrarla con il perno come indicato in figura nei punti a e b 13_inserimento copertura superiore Inserire la copertura superiore come indicato in figura 14 posizionamento estrusi di sostegno Posizionare i due estrusi di sostegno come indicato in figura 14 posizionamento pareti laterali Posizionare le pareti laterali all interno delle guide sugli estrusi e nella loro sede nella copertura inferiore 101 102 15_ fissaggio pareti laterali Fissare le parti posti nei passaggi precedenti come indicato in figura attraverso gli snap ad incastro centrando il foro nella copertura inferiore estruso parete laterale e piastra di sostegno orizzontale Wa 16_inserimento estrattore manichetta Inserire l estrattore per la manichetta facendolo scorrere nella guida dell estruso di sostegno partendo dalla parte inferiore e farlo calzare sulla manichetta 17_posizionamento base Posizionare la base centrando i due estrusi e le pareti laterali nelle opportune guide come indicato in figura 18_Fissaggio base Fissare la base al resto attraverso gli incastri a snap come effettuato al punto 15 Wa 10
108. ndio Requisiti di costruzione e tecniche di prova o La norma UNI 9492 prevede una carica massima di polvere di 150 kg Esistono comunque gruppi a polvere con una carica di 250 kg autotrainabili o automontati per impiego industriale I gruppi autotrainabili sono utilizzati per creare delle stazioni temporanee antincendio in occasione di lavori a fuoco in aree isolate In questi gruppi la manichetta pu essere del tipo semirigido o del tipo flessibile Nel primo caso essa pu anche essere svolta solo parzialmente dal suo supporto al momento dell uso Per pesante non molto lunga e non consente all operatore grande mobilit Nel secondo caso invece la manichetta deve essere rimossa dal suo supporto e svolta completamenteprima di mettere in pressione il gruppo altrimenti potrebbe bloccarsi e non potersi pi svolgere Questo svantaggio per ampiamente compensato dal fatto che la manichetta pi leggera pi lunga e pi maneggevole per cui in mano ad un operatore ben addestrato con essa si possono ottenere dall estintore risultati notevolmente superiori L erogatore del tipo a pistola con diffusore 11 2 1 1 1 SCELTA ESTINTORI In merito agli estintori portatili e carrellati l allegato V del D I 10 3 1998 stabilisce che La scelta degli estintori portatili e carrellati deve essere determinata in funzione della classe di incendio e del livello di rischio del luogo di lavoro Il numero e la capacit est
109. ne verticale display di controllo ss sensori di controllo interni per uscita anello di sicurezza controllo pressione guida per manichetta s p lamiera x supporto W estintore i materiale plastico a DarCti laterali in _ tampografia sulle estrattore per pareti manichetta Modello estintore Alt L estintore riprogettato stato chiamato Alt nome che indica sia la funzione di fermare l incendio che l alternativa funzionale ed estetica che offre al cliente e Differenziazione estetica dal mercato base La linea estetica e la geometria dell estintore differenziano In maniera preponderante l oggetto rispetto agli altri prodotti in mercato Inoltre le due scocche laterali sono state ideate per essere personalizzate a seconda delle esigenze e dello stile del cliente e Differenziazione funzionale Le scocche che sono state disegnate mettono la valvola in maggiore sicurezza nel caso di bruschi urti e cadute dello stesso Inoltre stato favorito il movimento di azionamento delle leve possibile solo con una mano mentre l altra e fissa fin da subito sulla manichetta e Leggere modifiche alla meccanica interna La meccanica interna rimasta pressoch invariata La valvola la medesima il funzionamento rimasto invariato fatta eccezione per la leva superiore che stata ipotizzata in materiale plastico e Facilit di assemblaggio e smontaggio L estintore prevede dei semplici passaggi
110. niglia di attivazione e trasporto tenta di adattarsi meglio all ergonomia della mano Abbiamo ipotizzato inoltre un sistema di bloccaggio della manichetta All estremit della manichetta viene fissato un elemento a L che viene inserito in un elemento a C fissato al serbatoio PIR AALA AAA ANW S p a h Concept G A met strada tra il concept A e D nato questo concept L integrazione tra parte superiore e inferiore diventano il connotato principale per questo concept Mentre l estetica semplice e allungata tratta dal concept D La meccanica si basa sul modello M1 mentre la presa della manichetta stata migliorata grazie a una presa pi confortevole e agevole 85 CONCEPT H Questo concept parte dallo stesso presupposto del concept A avere due scocche esterne che nascondono il serbatoio e lo mettono in sicurezza Inoltre stata modificata la posizione della leva in area centrale per migliorare la presa e la trasportabilit Infine stata ipotizzata un indicazione foto luminosa per sottolineare il punto di presa dell estintore stesso MANIGLIA LEVA ALORALIONE ADESIVO FOTO LUMINOSO V LLLLLLAIZZZZT LL 86 CONCEPT FINALE Abbiamo deciso di lavorare su questo ultimo concept perch fonde insieme diversi punti analizzati nei concept precedenti Rimane invariata la meccanica e il posizionamento delle leve ma viene a perdersi l aria tra le due concept B
111. nima La risposta che abbiamo ricevuto stata la seguente Il profilo non risulta complesso e non necessita di particolari lavorazioni con inserti per la sua generazione Orientativamente il costo per la sua realizzazione oscilla tra i 1500 e i 2000 il cui costo sar da effettuarsi a consuntivo Per il materiale in questione AISI 1020 il costo varia a seconda delle quantit ordinate e della pro grammaticit dell ordine tra 2 38 e 3 Kg Generalmente il lotto medio prodotto di 5 quintali Dati componente _ Materiale Acciaio AISI 1020 bonificato _ Finitura anodizzazione _Spessore 2mm _Tolleranze 0 1mm _ Volume di produzione 100 000 pezzi Parametri principali _ Volume V 73 828mm _Area totale A i 724 34cm _ Massa M 0 56Kg gt 0 5Kg Costo stampaggio estrusione Cst e CmattCest XM 2 38 Kg x0 5 Kg 1 J 1 9 Costo stampo _Cst 1750 Costo di finitura Crin CrinXAfin CfinXAtot Nel nostro caso il pezzo sar anodizzato quindi Cfin 0 04 1 00cm Otterremo quindi Crin 0 04 100cm x 724cm 0 28 al pezzo Costo pezzo Cp Csi e Csi N GCrin 1 6 Il costo si trova un po al limite con i costi di una logica di produzione industriale Per ridurre il costo potremmo ipotizzare in una seconda fase di ridurre lo spessore del pezzo o di ricorrere ad un altra tecnologia di produzione 178 8 1 2 CALCOLO DEI COSTI DEI COMPONENTI SOSTEGNO ESTINTORE Ora analizzeremo i
112. nzionalmente eguale al prodotto del numero del focolare tipo per n recipienti sono impiegati con fondo d acqua nella proporzione seguente 1 3 d acqua 2 3 di benzina La quantit di liquido contenuta allora tale che l altezza di acqua nei recipienti approssimativamente uguale ad 1 cm e l altezza di benzina uguale a 2 cm Le caratteristiche del focolari per fuochi di classe B sono date nel prospetto B Pittogramma che rappresenta la classe di fuoco B i Il focolare viene acceso ponendovi sotto una vasca d accensione in cui su uno strato d acqua di 3 cm versata una quantit di benzina di qualit uguale a quella impiegata per i focolari B tollerata la benzina per autotrazione tale che la sua altezza sia 0 5 cm sopra l acqua La benzina viene accesa e dopo 2 minuti si ritira la vasca Si lascia bruciare il legno ancora per 6 minuti totale 8 minuti quindi si inizia l estinzione Per la validit delle prove tutte le fiamme devono essere spente e non deve prodursi alcuna ripresa di fiamma durante i tre minuti che seguono lo svuotamento completo dell estintore Si ritiene che un estintore capace di spegnere il focolare quando su tre prove effettuate ciascuna con un estintore carico si ottengono due estinzioni se le prime due sono positive la terza non si effettua La velocit del vento non deve essere maggiore di 3 m s Il combustibile la benzina d aviazione AF GAS 100L Nato Code F18 E toller
113. o di incominciare con la meccanica dell oggetto stesso In questa fase svilupperemo delle possibili modifiche alla meccanica interna dell estintore stesso L obiettivo di questa fase meccanica sempre quello di ipotizzare le minore modifiche possibili cercando di adattarle ove necessario alle nuove forme estetiche e funzionali Una volta sviluppati alcuni modelli meccanici li applicheremo a dei possibili concept Funzionalit ed ergonomia Questa di fase di concept prevede la realizzazione di schizzi e disegni che riguardano l estetica funzionale la semplicit d uso dell oggetto estintore e l ergonomia dello stesso Risulta di notevole importanza ricordarsi che l estintore presenta un serbatoio caratterizzato da una dimensione e un peso ben precisi Caratteristiche molto importanti ai fini di una progettazione equilibrata 73 4 2 MECCANICA In questa fase attraverso diversi disegni e sezioni andremo a mostrare alcuni modelli meccanici per l apertura della valvola Dobbiamo ricordare che applicheremo principalmente delle modifiche meccaniche di lieve importanza per contenere i costi di produzione Concept MO Per comodit andremo a definire il modello meccanico attualmente utilizzato dall azienda come MO Questo modello di funzionamento molto semplice Si toglie anello di sicurezza inserito nell apposito foro Poi si imprime una forza F sulla leva superiore L incavo nella parte superiore della leva si muove in s
114. o e le pareti laterali sar pertanto importante mantenere una buona assialit dei fori 123 Estruso di sostegno Materiale Acciao al C o inox Dimensioni _ Volume 74 cm _Lunghezza massima 410mm _Spessore medio 2mm Propriet del componente _Sezione aperta _Forma poco complessa _Alto livello di finitura superficiale Caratteristiche generali Tolleranze _Generali 0 1mm Diametro fori 0 15mm Finiture superficiali _SPE 2 lucida per l interno e l esterno Vincoli _basso costo al pezzo _buona qualit dimensionale per gli accoppiamenti Altre considerazioni _ volume di produzione 50 000pezzi _tempi ciclo accettabili 5 10 secondi 124 6 1 2 SPECIFICHE DI PRODUZIONE SOSTEGNO ESTINTORE In questo paragrafo analizzeremo le specifiche di produzione dei nuovi componenti del sostegno dell estintore Struttura saldata Materiale Acciaio al C o inox Dimensioni _ Volume 612 cm _Lunghezza massima 1220mm _Tubolare 20x20mm spessore 2mm Propriet del componente _Sezione chiusa unita _Forma poco complessa _Alto livello di finitura superficiale Caratteristiche generali Tolleranze _Generali 0 1mm _Diametro fori 0 15mm Finiture superficiali _SPE 2 lucida Vincoli _basso costo _buona qualit dimensionale per gli accoppiamenti Altre considerazioni _ volume di produzione 50 000pezzi eventualmente producibile su richiesta del cliente _tempi ciclo accettabili 5 10 min
115. onte Cii CiavX Tiav 40 x 517 20680 Costo totale dello stampo Cst Cb Cip Cii Cst 4025 4025 20680 28730 Costo totale al pezzo Cp Ces C ma C N N volume di produzione 50000 Cp 0 22 0 36 28730 50000 1 42 pezzo 161 Leva superiore Ora andremo a riassumere il processo applicato precedentemente alla leva superiore Il componente presenta una certa complessit geometrica data dalla superficie e dalle nervature interne Dati componente _ Materiale PA caricato 30 fibra di vetro _Finitura SPE 2 _Spessore 2mm _Tolleranze 0 1mm _ Volume di produzione 50 000 Parametri principali _ Ap 40 5 cm _ Vior 29 672 cm _ Vi 41 54 cm _A 56 7 cm Parametri piastre _ Ap 26x30 cm 780cm sa hp 27cm __ I 16cm _ forza pressa F 283KN 162 Tempo ciclo _ amp 1 14 1s _t 5S t 13s Costi materiali e esercizio _ Cmat 4 8 dm _ Ces 27 h _ Cmar 0 19 _ Ces 0 2 h Costi dello stampo _ Cp 2311 Cib 2311 sa Ci 7520 _Tiay 188 h _ Cs 12142 Tempi lavorazione impronta _Tlav esp 9h __Mawdim 5h _Tlav geo 40h _Tlavjextra 114h Costo al pezzo Cp Cmat Ces Cs N 0 63 Considerazioni Il costo finale dello pezzo stampato adatto ad una produzione industriale Anche in questo caso ci che fa lievitare i costi sono le lavorazioni extra Potremmo
116. osto Accetta olore 3 C Valore max Valore min o ABS eo 30 vetro 1 O 5 i 0 i 10 ABS EPA PP PE gt PC Possiamo subito notare che tutti i materiali hanno ottimi voti Iniziamo a scartare per PA e PC per il costo elevato Poi sapendo l importanza del ritiro e il costo connesso scegliamo senza dubbio l ABS che ha un basso ritiro e un basso costo 139 Supporto orizzontale La caratteristica pi importante di questo componente che venga prodotto in economia siccome verr acquistato il semilavorato e il conseguente sfrido Poi valuteremo la resistenza alla corrosione e il peso che avr Infine come ultima caratteristica valuteremo il coefficiente elastico materiali che confronteremo sono tre acciaio basso legato AISI 1020 acciai inossidabili AISI 304 e AISI 410 martensitico alla elastico corrosione Valore max 2 5 Ottima 88 Valore min 08 Scarsa 7 6 300 a Materiale o lo o S o AIS11020 10 _ J8 J5 y CE AISI 1020 Mi AISI 304 f AISI 410 limite elastico densit Scartiamo subito l AISI 304 perch ha un valore 0 troppo costoso Vediamo chiaramente che l AISI 1020 eccelle nel settore pi importante quello del costo mantenendo ottimi risultati nelle altre caratteristiche offrendo ottima resistenza meccanica e alla corrosione a un ottimo prezzo La nostra scelta cadr quindi sull AISI 1020 Utilizzeremo questo
117. ot s Cmat 3 76 dm x 0 573dm 2 15 186 Costi di esercizio Csa X ti Ces 25 h x 31 68 3600 h 0 22 Costo dello stampo di tranciatura Cstt Ciav tX Tiav t Calcolo del tempo di lavorazione Tivi foim X Togeo 2 X n fori faim 1 0 04 x dixdo 1 0 04 x 121 x 23 11 3 _ Tgeo 15 0 125 x XP dove X p d xd 33 0 Tgeo 15 0 125 x 33 0 16 7 h Quindi Tiavt faim X Tgeo 2 X 8fori 11 3x33 16 388 9 h 389 h Cstt Clavt X Tiav 40 h x389 h 15556 Costo totale del componente Note Il costo finale del componente risulta abbastanza ragionevole 187 Pannello basso Il componente in esame di facile realizzazione Partiremo da una lastra piana sulla quale andremo ad effettuare le varie lavorazioni Divideremo il processo in tre fasi e Estrusione in lastra del pannello e Taglio tranciatura sagoma e fori Dati componente _ Materiale PC _ Finitura SPE 3 _Spessore 2mm _ Tolleranze 0 1mm _ Volume di produzione 50 000 Parametri principali _ Perimetro sviluppo pannello 101cm _ Volume totale parete _Vix 110 cm _ Area esterna totale del pezzo tutte le superfici incluse _Ax 1125 cm Layout dello stampo Nel layout abbiamo ipotizzato 5mm di distanza tra bordo di tranciatura e bordo di lamiera Parametri pannello _ Ingombro pannello grezzo W 24cm L 24cm _ Dimensioni di ingombro massimo del tranciato dj 23 d 23cm __ Volume totale
118. otevole semplicit estetica e funzionale Pertanto il nostro concept dovr essere orientato alla medesima filosofia Funzionale Il progetto che andremo a sviluppare dovr mantenere inalterata la funzionalit del prodotto estintore Esso dovr comunicare in maniera semplice il suo metodo di utilizzo a tutti Il tutto sar poi verificato attraverso una storyboard del suo utilizzo 71 Ergonomico La forma della nostra personalizzazione dovr essere il pi possibile orientata a migliorare l ergonomia dell oggetto estintore stesso Il tutto dovr rendere l oggetto pi user friendly possibile Terremo quindi in considerazione l user centered design che mette l utilizzatore al centro del proprio processo progettuale Sar di vitale importanza mantenere una forte iterazione tra leva di attivazione e mano dell utente Processo produttivo economico La nuova personalizzazione dell estintore dovr essere prodotta con bassi costi di produzione e assemblaggio Dal momento che non si prevedono alti volumi di produzione e meglio contenere i costi per immettere sul mercato un prodotto a un prezzo ragionevole Basso investimento Come diretta conseguenza del punto precedente troviamo un basso investimento del processo di produzione Dobbiamo infatti puntare verso processi economici o a tecnologie gi presenti in azienda Sicurezza La personalizzazione che andremo ad effettuare dovr essere per prima cosa sicura e anzi aumentare
119. otto si passa alla fase successiva si osservano i prodotti in maniera pi approfondita per capire le differenze tecniche materiche e funzionali Attraverso un attenta analisi di norme e normative Ricerca brevettuale Terminata la ricerca di prodotti sul mercato e avendo capito a fondo cos un estintore passeremo alla ricerca di brevetti sia nuovi che vecchi Il tutto per capire quali soluzioni o quali strade sono gi state affrontate per risolvere ad esempio problemi di tipo meccanico o chimico o come venuto ad evolversi il prodotto nel corso degli anni Ricerca in ambiti differenti E molto interessante soprattutto nella fase di concept analizzare altri prodotti in diversi campi per trarne utili spunti progettuali Si potr ad esempio riprendere un interfaccia o una soluzione che risulta essere gi ben consolidata in un altro ambito e che potrebbe essere ben consolidata in altri ambiti _Analisi specifiche di prodotto Requisiti del cliente In questa fase analizzeremo a fondo i requisiti del cliente osservando e tracciando con accurata precisione il contesto d uso del prodotto Fase di benchmark Come conseguenza diretta della fase sopra elencata entriamo in questa fase Inizieremo con un benchmark funzionale utile a capire e a confrontare i diversi prodotti sul mercato e a valutarli in maniera molto chiara e diretta tramite metriche e valori associati ad essi Questa fase risulta essere fondamentale per capire l orientamento
120. per l assemblaggio dello stesso in linea di montaggio anche da una manodopera non specializzata La fase di manutenzione invece risulta notevolmente semplificata e soprattutto veloce grazie a quattro meccanismi a snap 91 Semplice L estetica generale dell oggetto risulta caratterizzata da linee pure e semplici L idea stata quella di dare all oggetto una linea formale tale da poter essere portata a seconda del cliente vicino ai propri gusti con una semplice personalizzazione Funzionale Attraverso il richiamo a delle forme ben note user friendly come l anello di attivazione abbiamo deciso di migliorare il funzionamento dell oggetto stesso mantenendo molto evidente cosa e come tirare per attivare l estintore stesso Ergonomico Un design user friendly una forma ergonomica ci hanno permesso di rendere ben evidente l azionamento l erogazione del prodotto stesso Processo produttivo economico La progettazione dell estintore stata mirata alla riduzione di parti superflue e all unione di funzionalit di alcuni componenti Ad esempio la calotta di copertura stata assemblata alla leva inferiore costi pi alti relativi agli stampi ad iniezione sono stati indirizzati solo alla leva superiore e quella inferiore perch parti molto importanti ai fini funzionali ed estetici Le parti catalogabili a forte usura perch smontabili ogni 6 mesi sono state scelte a catalogo per abbattere il costo di sostituzione in ca
121. per la lamiera d appoggio dell estintore 143 Inserto per aggancio base estintore Questo componente riveste una pura funzione di centraggio e bloccaggio antirotazionale dell estintore sulla piastra La conicit dello stesso ci permette di non necessitare di tolleranze molto ristrette Valuteremo il ritiro ma non sar un fattore determinante per la scelta del polimero Il fattore pi importante sar quindi il costo in stretta relazione con la densit del materiale stesso La colorabilit del componente e la finitura estetica del componente risultano fattori molto marginali In questo caso non valuteremo la resistenza alla fiamma in quanto il materiale non risulterebbe a contatto con la stessa Per velocizzare il tutto esprimeremo i valori da subito normalizzati Materiale Ritiro Densit Costo Accetta colore ABS J10 9 8e O 30 vetro PP_ a e 0 OSO PE 7 8 0 9 DOO Ritiro ABS E PA semi PP gt PE gt PC Possiamo subito notare che tutti i materiali hanno ottimi voti Iniziamo a scartare per PA e PC per il costo elevato Poi sapendo l importanza del ritiro e il costo connesso scegliamo senza dubbio l ABS che ha un basso ritiro e un basso costo 144 Pannellature La caratteristica fondamentale di questo componente la color abilit dello stesso in relazione al costo In quanto il componente riveste una funzione fortemente estetica Terremo anche in considerazione il limite el
122. pi di funzionamento del prodotto e a rilevare i parametri operativi per aiutarci a ragionare meglio sulle scelte progettuali Sviluppo modelli progettuali Questa fase un ulteriore sviluppo dell esperienza concreta Qui vengono sviluppati dei modelli cinematici e dinamici che consentono di capire le iterazioni tra i vari meccanismi e i sistemi del prodotto Questa fase viene sviluppata tramite modelli 2D 3D con sistemi CAD oppure pu arrivare a veri e propri prototipi Analisi progettuale Questa fase pu comprendere sia lo studio dei modelli e dei prototipi sviluppati nel punto precedente sia una ricerca brevettuale Tramite lo studio dei modelli si pu arrivare a migliorare e ad ottimizzare le iterazioni tra i vari sistemi e o componenti La ricerca brevettuale invece uno step importante per comprendere il funzionamento di prodotti similari analizzare le soluzioni tecniche e acquisire importanti fonti di ispirazioni per il nostro progetto 56 3 1 INVESTIGAZIONE Ora andremo ad analizzare il nostro oggetto l estintore con il modello black box precedentemente spiegato Modello black box FUNZIONE DEL SISTEMA Applicazione modello black box all estintore Converte la forza impressa alla leva forza dell utente in energia per Agente Agente l apertura della estinguente estinguente valvola e il Ritorno sonoro funzionamento del mezzo 57 Analisi delle modalit di funzionam
123. prodotto tecnologie costruzione ricerca in ambiti differenti normative e vincoli ricerca brevettuale Schema 2 Sintesi aree chiave sviluppo ricerca L estintore un mezzo di semplice utilizzo ma per ottenere le migliori prestazioni occorre conoscere le caratteristiche la tecnica e i limiti d impiego e l agente estinguente in esso contenuto Inoltre occorre conoscere bene il pensiero dell utilizzatore finale gli obiettivi dell azienda i brevetti del prodotto e le normative a cui soggetto Insomma abbiamo bisogno di un ampia fase di ricerca che ci possa condurre a tracciare con estrema certezza un brief di progetto su cui lavorare Abbiamo cos organizzato la fase di ricerca in tre categorie principali che si miscelano e si intersecano tra loro una prima fase di ricerca progettuale poi una di analisi delle specifiche di prodotto e una di analisi dell utilizzatore Sviluppo della ricerca _ Ricerca progettuale In questa fase andremo a determinare quelli che sono i vincoli e le caratteristiche che il nostro estintore dovr avere Per far questo abbiamo suddiviso la ricerca in diverse sottofasi Ricerca generica In questa fase analizzeremo il prodotto estintore e i vari accessori dell azienda di riferimento Capiremo il prodotto in maniera basilare come fatto e a cosa serve Tramite l azienda avremo un campione di estintore utile in questa fase Ricerca approfondita Una volta circoscritto il prod
124. r l intero campo di utilizzo a temperatura ambiente di 20 5 C e NONDEVE esservi corrosione del metallo dell estintore tali da pregiudicare il funzionamento o la sicurezza 2 1 2 10 IDENTIFICAZIONE ESTINTORI D INCENDIO PORTATILI e COLORE O Il colore del corpo DEVE essere Rosso RAL 3000 e MARCATURA O O La marcatura sull estintore DEVE essere di colore i contrastante con lo sfondo La marcatura come da immagine in basso DEVE essere suddivisa in cinque parti La marcatura richiesta per le parti 1 2 3 e 5 DEVONO essere contenute nella medesima etichetta in posizione ben visibile La marcatura richiesta nella parte 4 pu trovarsi anche in altra posizione sull estintore Il valore di H per il calcolo dell altezza dei caratteri in riferimento a una E maiuscola NON DEVE essere minore di 3mm per estintori carica lt 3Kg L 5mm per estintori carica gt 3Kg L Se la marcatura in pi lingue valore minimo di H 2mm L altezza dei caratteri nelle parti 1 2 3 e 4 deve essere la seguente con tolleranza 10 Parte l e 1 5x H perla parola estintore d incendio e 0 75xHperle altre informazioni Parte 2 e 1xH Parte 3 e xH Parte 4 e 0 5xH L altezza della cornice che contiene la parte 5 deve essere maggiore di 1 3 dell altezza totale delle parti 1 2 e 3 Sull estintore deve essere apposta un etichetta che deve riportare le seguenti informazioni in sequenza e Prima parte o la paro
125. ra espulsione chiusura Il tempo di reset valutabile rome kompa Lorna come somma dei tempi piatta a scatola cilindrica parziali da tabella nel nostro caso avremo 5 s a cui aggiungeremo 4 s per i due inserti carrelli quindi 9s Apertura stampo Espulsione Chiusura stampo Quindi il nostro tempo ciclo sar t t t 17 6 s 18s Ora inizieremo a calcolare i costi 158 Costo del materiale per unit di prodotto Cmat Cmat X Vi n Dove Cmat E Am rappresenta il costo del materiale al dm Cmat P X Cmat x M dove p Kg dm la densit del materiale Cmat x m E Am il costo del materiale per unit di massa Quindi Cmat 1 33 Kg Am x 3 6 Kg 4 8 dm Cmat 4 8 E Am x 0 133 dm 0 63 al pezzo II costo del materiale al pezzo rientra pienamente nei limiti che ci eravamo prefissati Costo di esercizio per unit di prodotto Ces Ces X t n Dove Ces l costo orario di esercizio Manodopera macchina indiretti Cos K Ko x F Dove K fattore di costo operatore 25 h Ko fattore di costo macchina 0 01 h x KN Quindi Ces 25 0 01 x 1945 44 45 h Ces 44 45 x 18 3600 0 22 al pezzo Anche il costo di esercizio rispecchia parametri prefissati Costo dello stampo Il costo dello stampo dato dalla somma di diversi voci Csi Cb Cip Ci Dove C il costo delle piastre grezze espresso in Ci il costo della l
126. ra le parti al fine di ottenere un progetto finale quanto pi possibile focalizzato e attento alle esigenze dell utilizzatore 63 3 2 3 IDENTIFICAZIONE DEI GRUPPI FUNZIONALI Una volta osservate le componenti esterne dell estintore ed aver realizzato una storyboard che descrive il suo funzionamento possiamo passare all analisi della componentistica interna Nella prima fase smonteremo l oggetto per poter capire come assemblato e quali sono i gruppi funzionali che compongono il sistema stesso Nella seconda fase invece verr smontato completamente per permetterci di analizzare ogni singolo pezzo e le iterazioni tra loro attraverso il modello glass box Per una migliore iterazione con l oggetto stesso quoteremo le varie componenti per realizzare un modello 3d parametrico dell estintore Questa fase di restituzione sar molto utile anche all atto della riprogettazione dell oggetto GRUPPO DI CONTROLLO n N N GRUPPO DI AZIONAMENTO GRUPPO DI CONTENIMENTO 64 Iniziando a smontare l estintore in dotazione appare facile individuare tre gruppi funzionali Gruppo di azionamento_composto da 1 Tubo pescante 2 Valvola 3 Pistoncino per valvola 4 Guarnizione OR di tenuta 5 Guarnizione OR di tenuta 6 Molla pistoncino 7 Premi valvola 8 Guarnizione di tenuta valvola 9 Alzata per valvola 10 Leva inferiore maniglia 11 Leva superiore pulsante di azionamento 12 Spina di sicurezza 13 Perno di
127. re la pressione per altri 30s Se non scoppia aumentare la pressione fino allo scoppio Registrare la pressione a cui avviene e VALVOLA DI COMANDO o Gli estintori DEVONO essere provvisti di una valvola di comando a chiusura automatica che consenta l interruzione dell erogazione dell agente estinguente Senza perdite o Durante le prove di pressione il secondo valore NON DEVE essere minore dell 80 del primo valore misurato o NON minore del 50 della pressione misurata prima dell apertura della valvola e MANOMETRO o DEVE poter essere controllato tramite un apparecchiatura esterna che controlli il regolare funzionamento del manometro P 20 C Scala del manometro Legenda 1_arrotondamento allo 0 5 bar pi vicino 24 Scala del manometro DEVE avere Settore zero Se previsto un arresto finale DEVE trovarsi sulla parte negativa non a valore zero Settore verde settore di lavoro che corrisponde alle pressioni tra le temperature d esercizio con tolleranze e 15 a Tmin e 6 a Tmax Le pressioni derivate sono arrotondate all unit o al mezzo bar settori ai due lati del verde devono essere rossi Errori ammessi Max1barall estremit inferiore del settore verde 6 della pressione all estremit superiore del settore verde punto P 20 C e l errore massimo ammesso 0 5bar Per garantire la visibilit dell indicatore di pressione il manometro DEVE Essere provvisto di una lancetta mo
128. re sono i seguenti i 1 Accendigas 2 Collante 3 Spruzzatore 4 Farmaco Il questionario sar cos composto e Dati generali utili all identificazione del target e Immagine e nome del prodotto utile alla chiara identificazione del prodotto da parte dell utente e Domande mirate che evidenzino i seguenti aspetti o Rapporto ergonomico con l oggetto Erogazione del prodotto Istruzione per erogazione del prodotto Azionamento del prodotto Sistema di sicurezza Esperienze pregresse utilizzo prodotto O O O 0 0 Riportiamo nelle due pagine seguenti il format del questionario sottoposto 48 QUESTIONARIO USABILITA Prodotto inserire nome prodotto Dati generali 1 Sesso M F 2 Et lt 16 16 25 Oo gt 25 3 Altezza lt 160 160 180 o gt 180 Mancino Destroso o Ambidestro NOTA Leggi con attenzione ciascuna affermazione che viene presentata ed indica la tua risposta segnando la casella corrispondente ad uno dei numeri nella scala non pensare a lungo prima di rispondere Se non sai cosa rispondere ad una particolare voce segna la casella centrale della scala Completo disaccordo Completo accordo 4 Penso che mi piacerebbe utilizzare questo metodo di accensione della fiamma 5 Ho pensato che il sistema fosse facile da utilizzare 6 Penso che avrei bisogno delle istruzioni per utilizzare questo sistema di accensione della fiamma 7 Ho trovato l impugnatura molto confortevole 8 Ho trovato l az
129. rebbero presentarsi in fase progettuale Questa metodologia si basa su un processo standard che prevede diversi passaggi che portano alla fase di riprogettazione Riportiamo di seguito uno schema che mostra le diverse fasi di questa metodologia Dobbiamo inoltre sottolineare che l ordine di elencazione rispecchia anche l ordine cronologico dei vari passaggi utile a eseguire il processo nella maniera pi corretta Analisi RIPROGETTAZIONE progettuale Sviluppo modelli progettuali Esperienza concreta Investigazione 55 Le fasi del reverse engineering Investigazione In questa fase il prodotto viene osservato esternamente dal punto di vista dell utente Tramite un modello black box definiremo gli input e gli output dell oggetto ovvero analizzeremo l oggetto come se fosse una scatola nera quindi smontandolo e capendone i meccanismi interni Questa definizione ci porta a capire le modalit di funzionamento dell oggetto stesso ma anche ad iniziare a cogliere la complessit e a raccogliere i primi spunti per la riprogettazione Esperienza concreta In questa fase ci iniziamo a porre in maniera pi critica verso l oggetto Qui il prodotto viene smontato e osservato tramite un modello glass box come se l oggetto fosse esternamente trasparente e lasciasse intravedere tutto il suo interno Gli obiettivi di questa metodologia sono di riconoscere i sottoassiemi e le relative funzioni al fine di capire meglio i princi
130. rensione da parte dell utente 35 Oggetto PATTEX mille chiodi periodo 2010 Descrizione Originale e alternativo sistema di erogazione del prodotto che non necessita della classica pistola di erogazione Risultano necessarie per indicazioni d uso sul prodotto Oggetto Spruzzatore periodo 2000 Descrizione Ergonomia del prodotto poco studiata L azionamento del prodotto si rif a conoscenze pregresse di un prodotto simile 36 2 1 6 RICERCA FASCIA DI MERCATO UTILE Analizzando alcune stime di vendita di estintori si evince subito che l estintore debba essere il pi possibile economico ed eventualmente leggermente personalizzabile con variazioni dell euro Parlando con il responsabile dell ufficio commerciale dell azienda stato possibile fare una stima sulla vendita di estintori personalizzati e normali Il 95 dei clienti richiede un estintore economico semplice e quindi normale rimane per il 5 dei clienti che richiede un estintore diverso personalizzato che caratterizzi il loro negozio e che si integri maggiormente con il gusto del negoziante Riportiamo a titolo di esempio il caso della boutique di Dolce amp Gabbana nel capoluogo milanese che ha deciso di utilizzare un estintore completamente argentato ignorando le continue multe per la non regolarit dello stesso che obbligano l utilizzo del RAL 3000 per i serbatoi Dobbiamo inoltre aggiungere ch
131. renziazione estetica dal mercato base Caratteristica fondamentale per l estintore che andremo a riprogettare la forte differenziazione estetica che andr ad attirare una fascia consumers molto esigente e desiderosa di un prodotto diverso e adatto alle proprie esigenze Differenziazione funzionale Il target al quale sar indirizzato il prodotto risulta essere molto esigente non solo di una qualit estetica ma anche di una forte funzionalit del prodotto estintore come qualit tattili di sicurezza di durata dei componenti Leggere modifiche alla meccanica interna Questo punto risulta essere di fondamentale importanza per garantire i costi la fattibilit e Il risultato del prodotto estintore stesso Il mantenere una meccanica interna ci permetter di mantenere uno standard produttivo gi perfettamente collaudato e garantito dall azienda MB estintori stessa nel corso di molti anni Facilita di assemblaggio e smontaggio La facilit e la semplicit di assemblaggio condizionano notevolmente i tempi di produzione e quindi i costi stessi di produzione Inoltre l estintore subendo una manutenzione minima ogni 6 mesi avr necessit di avere una personalizzazione facilmente smontabile e riposizionabile in poco tempo Semplice La semplicit risulta essere una caratteristica molto comune nei processi di progettazione Abbiamo avuto modo di notare che l oggetto estintore ha subito diverse modifiche che l hanno portato a una n
132. semplificare il linguaggio o la scrittura relativi a questi fuochi Classe A Fuochi da materiali solidi generalmente di natura organica la cui combustione avviene con formazione di braci Classe B Fuochi da liquidi o da solidi liquefattibili Classe C Fuochi di gas Classe D Fuochi da metalli 4 12 1 1 Focolari tipo o per fuochi di Classe A Pittogramma che rappresenta la classe di fuoco A Lunghezza del focolare DI DI DI DI DI DI DI DI DI DI DI DI DI PI DI PI PI PI PI DPI PI PI DI DI DI DI DI DI DI DI DI DI DI DI DI DI DI DI DS DPI DI DI DI DI DI DI DI DI DI DI DI DI Vista laterale varia secondo il focolare 600 Esempio di focolare tipo 13A 50 d at misure in mm Vista frontale di un focolare tipo identica per tutti i tipi di focolari Caratteristiche I focolari tipo per fuochi di classe A sono costituiti da una catasta di travi di legno su zoccolo metallico di 250 mm di altezza 900 mm di larghezza di lunghezza uguale a quella del focolare tipo Lo zoccolo d acciaio costituito con profilati di 50 x 50 mm in conformit alla raccomandazione ISO 657 1 Le travi di legno sono di Pinus Silvestris o equivalente contenente dal 10 al 15 di umidit Esse hanno una sezione quadrata di 39 mm 2 mm di lato Ogni focolare designato con un numero seguito dalla lettera A Questo numero caratteristico del focolare rappresenta la lunghezza del focolare in decimetri cio la lunghezza delle trav
133. so di rottura Basso investimento Viste le dimensioni dei componenti da stampare con processo ad iniezione l investimento previsto risulta essere catalogabile come un basso investimento Sicurezza La progettazione di una scocca esterna al gruppo valvola aumenta in maniera molto evidente la sicurezza dell oggetto stesso Permeabilit del design La linea estetica scelta ricalca un concetto di pura eleganza e semplicit della linea utile a mantenere inalterata la linea estetica dell oggetto e non vincolata a delle mode del momento Qualit L oggetto come gi evidenziato affonda le sue radici in una semplicit puramente estetica dettagli e i particolari di costruzione sono stati curati in maniera maniacale per mantenere alto il livello di qualit del prodotto stesso Utilizzo su diversi modelli L utilizzo di due scocche laterali e di due estrusi di tenuta ci permettono di variare l altezza dell estintore al variare del serbatoio 92 e Facilit di riposizionamento La forma risulta essere molto contenuta e facilmente assimilabile al design di diversi ambienti Inoltre la manichetta ha trovato un adeguata sede per non creare fastidi al cliente 93 5 2 DIFFERENZIAZIONE ESTETICA La normativa in atto non offre grosse possibilit di variazioni cromatiche dal rosso RAL 3000 per la parte del serbatoio In realt potremmo ipotizzare di catalogare le due pareti laterali come un elemento di contenimento del serbatoio e qu
134. spositivo infine troviamo anche il sigillo di sicurezza 110 5 8 1 CINEMATISMO DEI COMPONENTI INTERNI Come fatto per la fase di reverse engineering dell estintore campione svilupperemo un nuovo modello glass box In questo modello andremo ad aggiungere i componenti che si abbiamo aggiunto al nostro progetto ovvero la parte di contenimento e protezione del serbatoio e della valvola e la parte di controllo con il dispositivo elettronico e i sensori connessi a quest ultimo nono di AZIONAMENTO la LEVA SUPERIORE riceve la forza F e la trasferisce al il PISTONCINO PISTONCINO si muove verso il basso ica la MOLLA carica la Terminata la forza F la MOLLA si scarica il PISTONCINO fa uscire l agente estinguente contenuto il PISTONCINO torna in posizione rolla che nel serbatoio s ci sia sempre la giusta 5 il FONDELLO in PIGRRIGIO i PLASTICA z sostiene il Mi la VALVOLA manda Oj l agente estinguente alla 5 MANICHETTA il DISPOSITIVO DIGITALE controlla e registra le azioni eseguite dalla le PARETI LATERALI danno sicurezza alla VALVOLA VALVOLA il ROMPIGETTO regola e la pressione del il flusso dell agente SERBATOIO estinguente 111 5 8 2 ANALISI CINEMATICA Come gi preannunciato nei paragrafi precedenti il progetto non prevede dei cambiamenti rivoluzionari nel cinematismo del funzionamento dell estintore stesso L unica variante eff
135. ssi Ipotizzeremo dei materiali nati per ampi range di temperatura poco sensibili agli sbalzi termici Per mantenere il sistema di sostegno dell estintore pi stabile ipotizzeremo un sistema di aggancio al serbatoio 3 REVERSE ENGINEERING Dopo quest attenta fase di ricerca e di confronto arrivato il momento di iniziare la fase pi ricca del progetto Attraverso il reverse engineering fondamentale ai fini della riprogettazione avremo un primo approccio prettamente sperimentale e analitico per l oggetto che andremo a riprogettare Diamo ora una definizione precisa di reverse engineering con questo termine si intende un esame di un dispositivo oggetto o sistema esistente tramite un processo di analisi dei suoi principi tecnologici e delle sue strutture funzioni ed operazioni Il seguente metodo comprende la ricerca di informazioni osservazione e lo smontaggio dell oggetto o sistema che si andr ad osservare anche tramite l analisi dettagliata delle funzioni di sottoassiemi e componenti Risulta doveroso sottolineare l importanza fondamentale del reverse engineering nel processo di progettazione risultando un forte strumento di ispirazione non di imitazione Esso infatti fornisce indicazioni utili su chi ha gi affrontato determinati problemi fornendo indicazioni utili sulle specifiche di prodotto e di produzione soluzioni tecniche inoltre mette in evidenza problemi progettuali funzionali e tecnologici che pot
136. stenza meccanica infatti ha voto 10 superando di poco il costo del policarbonato PC L unico voto in cui il PC eccelle la densit che comunque accettabile anche per la PA Sceglieremo quindi per la nostra copertura una poliammide caricata a fibre di vetro tale da garantirci un buon risparmio e un eccellente sicurezza mantenendo il peso della scocca leggero Effettueremo la stessa scelta di materiale anche per la leva superiore e la base inferiore Ora applicheremo lo stesso processo di ricerca e selezione anche agli altri componenti 138 Gabbietta d appoggio Per quanto riguarda questo pezzo di fondamentale importanza il controllo dimensionale in fase di stampaggio in quanto deve calzare bene sulla valvola e avere poca tolleranza nel centraggio dei fori Andremo cos a valutare il ritiro del polimero e la sua densit per ottenere un componente non eccessivamente pesante controllando cos il costo al Kg per mantenere sotto controllo l economia del prodotto La colorabilit del componente e la finitura estetica del componente risultano fattori molto marginali Dobbiamo ricordare che il componente completamente nascosto e riveste una pura funzione di sostegno per il display e l anello di sicurezza In questo caso non valuteremo la resistenza alla fiamma in quanto il materiale non risulterebbe a contatto con la stessa Per velocizzare il tutto esprimeremo i valori da subito normalizzati Ritiro Densit C
137. stintore DEVE avere una valvola di comando a chiusura automatica per consentire temporanea interruzione dell erogazione e POSIZIONE FUNZIONAMENTO o l estintore deve funzionare senza bisogno di essere capovolto o Il dispositivo di azionamento DEVE essere nella parte superiore o ammesso un dispositivo di comando all estremit della manichetta o comandi a volantino della valvola sulle cartucce del propellente esterno devono trovarsi nella parte superiore 60 del corpo dell estintore e ASSIEME MANICHETTA A o Se l estintore ha massa dell agente estinguente maggiore di 3Kg o volume dell agente estinguente maggiore di 3L DEVE essere provvisto della MANICHETTA di erogazione o La lunghezza della parte flessibile della manichetta deve essere di 400mm o maggiore o Se l agente estinguente ha massa di 3Kg o volume di 3L o minore ed dotato di manichetta l assieme della manichetta deve avere lunghezza minima 250mm 21 e ESTINTORI PRESSIONE PERMANENTE O DEVONO essere provvisti di mezzi per il controllo della pressione e TEST SU ESTINTORI PORTATILI O Gli estintori a polvere prima di essere sottoposti alle prove di durata di funzionamento di tenuta della valvola e di spegnimento DEVONO essere sottoposti alla prova di compattazione La seguente prova consiste nel porre l estintore in condizioni di messa in servizio a temperatura ambiente di 20 5 C su apposito macchinario che lo sottopone a 500 ci
138. ta dei materiali in funzione delle caratteristiche che richiederemo al prodotto e scelta delle tecnologie di produzione in connessione con le specifiche di prodotto e di produzione espresse nei capitoli precedenti e costi di produzione per avere un idea di eventuali costi di produzione e di investimento per il nostro progetto Affronteremo queste tre fasi definite processo di engineering separatamente nei capitoli successivi Modellazione 3D Il procedimento di modellazione che abbiamo usato segue un percorso basilare per il design amp engineering di un oggetto La modellazione quindi stata suddivisa in diverse fasi per avere un controllo globale del processo di modellazione e del modello stesso A seguire trovate vari step che riassumono la metodologia che abbiamo deciso di applicare Dobbiamo comunque sottolineare che questo processo non universalmente riconosciuto come l unico modo di procedere ma rappresenta un metodo semplice e completo 88 Fasi Modellazione 1 superfici di stile Tramite il software Solidworks abbiamo effettuato un primo abbozzo delle superfici 3D Cos abbiamo avuto una prima idea del modello che saremmo poi andati a modificare nei passaggi successivi 2 modellazione parametrica Dopo la fase di modellazione della forma esterna in funzione della meccanica interna gi precedentemente modellata siamo passati alla modellazione parametrica In questa fase abbiamo curato tutt
139. tativo di capire e focalizzare quindi la nostra attenzione verso quali obiettivi si concentrata l innovazione nei tempi verso il mondo dell estintore Autore D Mapes Anno 1948 Descrizione Primo esempio di estintore l uscita dell acqua in pressione regolata da un rubinetto superiore Da notare la salda presa sulla maniglia Autore A B Guise Anno 1950 Descrizione In questo modello notiamo un primo tentativo di pressurizzazione dell agente estinguente al momento dell utilizzo tramite un gas esterno ausiliario 29 Autore D Mapes Anno 1954 ENN TS a Descrizione fi romeni fig SWNT NA Questo modello 2 RRAIN i SK y rappresenta uno dei primi modelli di N A apertura di valvola regolata da una leva Autore Robert H Hose Anno 1959 Descrizione Questo modello rappresenta il primo tentativo di personalizzazione di un estintore Questa calotta agevolava la presa dell estintore stesso e nel frattempo proteggeva la valvola da urti 30 Autore A a Frederich Sachs amp al 7 v 7 Anno A 1971 A 13 Ai Il Do 10 3 Descrizione Modello funzionale ed ergonomico 4 sfrutta una nuova posizione del Lt pulsante di i attivazione che libera un gas ausiliario che mette 8 in pressione l agente estinguente A ZA LA DI G e ZA RANA
140. tema di erogazione della colla pattex mille chiodi risulta essere quello meno gradito e di difficile comprensione d uso dall utente Infatti risultano essere necessarie le istruzioni per il suo utilizzo Nello specifico il 52 del target gradisce il sistema gola action mentre il 16 non gradisce il sistema pattex mille chiodi Va inoltre notato che il 71 degli utenti avrebbe necessit delle istruzioni per utilizzare il prodotto pattex mentre il 92 non avrebbe bisogno delle istruzioni per utilizzare il prodotto gola action Dobbiamo per notare che il 96 reputa necessarie le istruzioni per utilizzare lo spruzzatore e che 84 lo reputa facile da utilizzare Inizialmente potrebbero porsi in netta contraddizione le due risposte ma se ci soffermiamo sull ultima risposta ci rendiamo conto che l 88 delle persone aveva conoscenze pregresse nell uso di un prodotto simile Il tutto ci porta quindi ad affermare che il modello di erogazione risulta essere un modello semplice d uso perch fa parte del bagaglio culturale delle nostre abitudini ben radicata nel nostro vivere quotidiano Rapporto ergonomico L iImpugnatura dell accendigas risulta essere senza dubbio quella pi confortevole studiata per una presa ergonomica e soprattutto adatta alla presa e azionamento con una sola mano Lo spruzzatore invece non presenta la minima attenzione all impugnatura la presa dell oggetto caratterizzata da linee squadrate e geometriche Inf
141. ti prettamente tecnici di funzionamento ma anche le proprie esperienze di diversificazione del prodotto in relazione alla fascia di mercato Questo approccio fortemente analitico verso una riprogettazione dell estintore non vuole semplicemente trovare un nuovo modo per esporre il prodotto ma soprattutto valutare le alternative possibili e cercare la soluzione pi semplice facendo delle scelte ponderate e logiche ad ogni passaggio Non un semplice re styling dell estintore quindi ma un approccio al progetto con regole ben definite tale da poter fondere buon design funzionalit ergonomia coerenza estetica e ingegnerizzazione del prodotto 1 1 IPOTESI PROGETTUALE Come in ogni progetto il punto di partenza un ipotesi La domanda iniziale che ci poniamo per sviluppare il tutto la seguente Potrebbe essere progettato un estintore funzionale facendo dell innovazione nel campo dell interfaccia e dell estetica ottenendo una chiara differenziazione dell aspetto esteriore rispetto all oggetto iniziale mantenendo la minima differenziazione della meccanica interna La questione molto complessa ed articolata Appare subito chiaro che l estetica di questa tipologia di oggetto ben radicata da molti anni Ci rende tutto pi difficile perch si andr a riprogettare l estetica attingendo da campi differenti L ulteriore difficolt che dovremo affrontare sar quella di ottenere la miglior differen
142. to Generalmente l iniezione avviene a pressioni elevate ed a temperature abbastanza elevate da consentire lo scorrimento del materiale plastificato all interno del macchinario e Stampaggio di semilavorati in lamiera Questo processo stato selezionato per la realizzazione della piastra orizzontale Molti prodotti vengono realizzati a partire da una lamiera che pu essere tagliata piegata imbutita punzonata o tranciata Il costo del materiale utile per le attrezzature pu variare in base alla complessit del pezzo rimanendo comunque contenuto o al material e da costruzione Questi processi si adattano bene a geometrie semplici con spessore costante e Estrusionea caldo L estrusione un processo di produzione industriale di deformazione plastica che consente di produrre pezzi a sezione costante ad esempio tubi barre profilati lastre Essa utilizzata per i materiali metallici come l acciaio l alluminio o il rame Viene utilizzata anche per materie plastiche come la gomma o materiali termoplastici e altri materiali 129 7 ENGINEERING SELEZIONE DEI MATERIALI Arrivati a questo capitolo affronteremo la metodologia di selezione con cui verranno fabbricati i componenti descritti nei paragrafi precedenti Risulta molto utile nel processo di selezione seguire una metodologia ben precisa che sappia tener conto dei diversi fattori e che sappia utilizzare i dati in nostro possesso in maniera oggettiva per non perdersi nel
143. tore dimensionale _ Teo il tempo di lavorazione dovuto alla complessit geometrica del bordo Quindi faim 1 0 04 x djxdo 7 1 0 04 x 27x25 8 4 9 _ Tgeo 15 0 125 x XX dove XP p djxd 16 4 _ Tgeo 15 0 125 x 16 4 16 h Quindi Trav faim X Tgeo 2 X 6fori 4 9x16 12 90 4 h Il costo dello stampo sar quindi Cst t Ciavt X Tiavt 40 h x90 4 h 3616 182 Costo di finitura Chin CfinXAfin CfinXAtot Ricaviamo cin dalla seguente tabella Crin E cm costo del trattamento per unit d area Valori orientativi Impregnazione leghe di AI gt 0 04 100cm Lucidatura leghe di AI Zn Cu gt 0 03 100cm Anodizzazione leghe di AI Zn Mg gt 0 04 100cm Cromatura leghe di Zn gt 0 09 100cm Verniciatura leghe di Zn primer finitura gt 0 04 0 05 100cm Nel nostro caso il pezzo sar anodizzato quindi cin 0 04 100cm Otterremo quindi Crn 0 04 100cm x 887cm 0 35 al pezzo Costo totale del componente Cp CmattCes Csi N Crin 1 64 0 1 0 0 0 35 2 1 6 pezzo Note Il costo finale del componente risulta abbastanza elevato ma comunque ragionevole in un ottica industriale Si nota subito tuttavia che la voce pi alta risulta essere quella del costo del materiale Dobbiamo per far notare che nel caso calcolato lo sfrido elevato perch il pezzo non stato ipotizzato in una catena di tranciatura se inv
144. ulus 200 215 Very Good Shear Modulus 79 84 Oxidation at 500C Bulk modulus 158 175 0 285 0 295 Propriet ottiche Hardness 107 5 172 5 HV Vickers Elastic Limit 250 395 Tensile Strength 345 580 Compressive 250 395 Strength Elongation 26 47 Toughness Loss Coefficient Modulus of 265 325 Rupture ln Shape factor I valori marcati con sono stimati Impatto ambientale riciclo Il riciclo di questo materiale molto interessante Si pensi che in Italia la materia prima seconda recuperata pre consumo costituisce pi di un terzo del totale avviato al consumo ed rappresentato in larga parte da cascami ritagli lamiere lamierini torniture derivanti dalle lavorazioni effettuate presso le industrie e le officine meccaniche Un altro terzo viene recuperato post consumo attraverso la rottamazione di autoveicoli elettrodomestici o altri beni durevoli oppure attraverso la raccolta di imballaggi in acciaio e banda stagnata Informazioni di supporto Gli acciai basso legati presentano maggiore resistenza all abrasione pi elevata tenacit e migliore resistenza alle alte temperature rispetto agli acciai al solo carbonio Questi acciai vengono usati per applicazioni in cui sono richieste durezza e resistenza 151 8 ENGINEERING CALCOLO DEI COSTI Nel capitolo finale sull engineering del prodotto andremo a trattare i costi di produzione ed il loro calcolo Per la realizzazione di un progetto in
145. ur connotato da un meccanismo piuttosto semplice attraverso varie immagini verranno messe in luce tutte le varie iterazioni attraverso schematizzazioni in 2D della meccanica interna wr SES 7S AEF L gt LR VERO O EC O N re 67 PASSO 1 L utente applica una forza F per togliere l anello di sicurezza evidenziato in verde In seguito afferrer la manichetta ma in questa fase non ci interessa PASSO 2 L utente applica una forza F alla leva rappresentata nel pulsante di attivazione Tanto maggiore sar la distanza dalla valvola tanto minore sar il valore della forza F PASSO 3 F F Esercitando la forza F F sopra citata Il l pistoncino viene F spinto nel condotto della valvola Quando l utente non eserciter pi la forza F il pistoncino ritorner alla sua posizione grazie alla molla di recupero A SEZ lee FI rio TTI A la r 7 S gt A VA KO l K e tr S Ca ae EA E e a n pa PASSO 4 passi precedentemente illustrati permetteranno all agente estinguente in pressione di uscire prima dal tubo pescante poi dal condotto della valvola e infine dalla manichetta Il tutto finch l utente eserciter la forza F o finch l agente non sar terminato 68 3 3 SPECIFICHE DI PRODUZIONE Dopo questo lungo percorso di reverse engineering utile ai fine di una
146. vere o accettare colore in stampo daremo voto 10 mentre se non c la possibilit daremo voto 0 90 Valore massimo significativo Ogni voto vale 90 55 10 3 5Mpa voto vale 90 55 10 3 5Mpa O N Wah dI DON DD 55 Valore minimo accettabile Esempio di normalizzazione dei dati tramite la trasformazione in voto degli stessi Dati normalizzati Carico di Densit Costo Resistenza Accetta snervamento Kg dm E Kg alla colore CE Pa fiamma SI No bocca bocca 0 Cc min Ii WWW y gt Mil EIK uoioG G amp 6 amp fk aii Materiae __ _ _ _L______ 30 vetro CI E E I E Wi CO po po LI 70 55 3 5 Come gi preannunciato scarteremo tutti i materiali che hanno preso voto uguale a 0 anche in una sola categoria Cio l ABS il PE e il PP Concentreremo quindi il nostro confronto sui materiali rimasti il PC e la PA caricato a fibra di vetro per il 30 Per semplificare il tutto costruiremo un diagramma radar che raccolga i loro voti 137 carico di E Ge 0 PA EPC resistenza fiamma Dal grafico possiamo notare facilmente come il PC riceve voti in media pi bassi rispetto alla PA caricata Risulta evidente che non possiamo valutare una scelta sulla base della colorabilit dello stampato perch tutti e due la possiedono Guardando il resto invece ci rendiamo facilmente conto che la poliammide PA il polimero che ci d pi sicurezza per quanto riguarda la resi
147. ziazione esterna riducendo al minimo le modifiche della meccanica interna Nel processo produttivo ci sar molto importante perch metter sul mercato un prodotto nuovo che manterr inalterati i costi sulla meccanica interna da tempo ben consolidata e preveder degli investimenti solo sull involucro esterno 1 2 SVILUPPO PROGETTO e ricerca So DORIS e soluzioni progettuale ia f Po cadi produttive cub a analogie e disegni tecnici design tecnologiche analisi d uso PROGETTO Schema 1 Sviluppo progetto Con questo semplice schema si vuole sintetizzare quello che sar il processo di sviluppo del progetto Partiremo analizzando tre tematiche principali ricerca sul prodotto esistente analisi delle specifiche che il prodotto dovr avere e analisi dei bisogni e delle abitudini dell utente Alla fine di questa fase di ricerca saremo in grado di tracciare le linee guida del nostro brief Tenendo sempre in forte considerazione il nostro brief andremo ad eseguire un attenta analisi d uso su estintore campione Poi ricercheremo dei modelli che ci possano offrire analogie tecnologiche da studiare In seguito svilupperemo diversi concept tra cui ne redigeremo uno definitivo Ora avendo determinato un concept definitivo svilupperemo tutte le soluzioni tecniche disegni tecnici e analisi di costo Determineremo cos il nostro progetto 2 RICERCA test usabilit ERETTI specifiche

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