Kämmentietokoneen kuorirakenteen prototyypin mekaniikkasuunnittelu

Abstract

Opinnäytetyöni kertoo kämmentietokoneen kuorirakenteen mekaniikkasuunnitteluprosessista. Opinnäytetyön aiheen sain Mikkelin ammattikorkeakoulun tuotekehitysstudio hankkeen kautta. Työn toimeksiantajana toimi savonlinnalainen Control Express Finland Oy, jonka erikoisala on ruggeroitujen teollisuus- ja sotilastietokoneiden, näyttöjen sekä tietoliikennelaitteiden suunnittelu ja valmistus.

Työn tavoitteena oli suunnitella kämmentietokoneen prototyyppisarja, jolla työn toimeksiantaja pystyy tarkastelemaan muun muassa laitteen toimivuutta ja käytettävyyttä. Kämmentietokoneelle oli asetettu tiettyjä vaatimuksia, joiden pohjalta suunnittelutyö toteutettiin. Suurimmat haasteet suunnitteluvaiheessa olivat IP- ja EMC- suojausvaatimusten toteuttaminen.

Opinnäytetyössä selvitän prototypoinnin hyötyjä ja mahdollisuuksia suunnitteluprosessissa. Suunnittelutyön toteutin käyttäen prototypoinnin työkaluina virtuaalimallinnusta ja pikavalmistusta. Virtuaalimallinnus tapahtui Vertex G4 3D- suunnitteluohjelman avulla ja sillä suunniteltu malli valmistettiin 3D- tulostus pikamallinnustekniikalla. 3D- tulostimella valmistetusta hahmomallista saadun informaation perusteella suunnittelutyötä jatkettiin kunnes lopullisen protosarjan osat valmistutettiin alihankkijoilla.

Työn lopputuloksena saatiin noin 20 prototyyppikappaletta kuorirakenteesta. Kuorirakenteen runko-osia valmistettiin kolmesta eri materiaalista; alumiini, polyuretaani ja metallipinnoitettu polyuretaani.

The subject of this thesis is the design process of housing for a personal digital assistant device (PDA). The subject arranged through the Product Development Enterprise of Mikkeli University of Applied Sciences. Assignment was received from Control Express Finland Oy (CEF) company. CEF is Finland´s largest designer and producer of ruggedized industrial and military computers, displays and telecommunication equipment.

The aim of the design process was to produce a batch of PDA prototypes. From PDA prototype CEF could revise such information as functionality and usability. The Design process of PDA device was based on certain demands predefined by CEF. Main demands were international protection rating (IP) and electro-magnetic compatibility (EMC).

In this thesis, I explore possibilities and benefits of product prototyping in the design process. Main tools used in a prototyping process were three-dimensional (3D) modelling program and rapid prototyping. As a 3D- modelling program were used Vertex G4 and as a rapid prototyping device a 3D- printer. The first step was to design housing with 3D program and the second step was to make rapid prototype with 3D- printer. Rapid prototype helped to conceptualize the structure of a PDA device. It also denounced all errors in the structure. Final step was to find a manufacturer to construct the designed parts.

Final result was about 20 housing prototypes for PDA device. Housings were made of three different mate-rials; aluminium, polyurethane and metal coated polyurethane.