Промышленный индукционный парогенератор «В-Плазма»

Разработка дизайна и эргономики корпуса

Этап #1 Постановка задачи

Эта история разработки — не столько о действительно мощном и энергоэффективном парогенераторе, для которого Формлаб создавал дизайн и делал конструкцию, сколько о том, как в процессе работы цена корпуса вместо снижения внезапно выросла чуть ли не вдвое. И заодно поставила под угрозу всё будущее серийное производство.

Но мимо таких неприятных сюрпризов можно пройти — они не внезапны, а закономерны. Почему такое случается? Читайте, и будете предупреждены.

Формлабу предстоит сделать корпус для индукционного парогенератора. Время его выхода на полную мощность — всего пара десятков секунд (в отличие от аналогов), а энергии это устройство потребляет вдвое-втрое меньше, чем его электродные или тэновые «собратья».

Однако пока что это устройство производится кустарным способом, чуть ли не на коленке. Запустить такое в серийное производство — без разработанной конструкции, без документации — нонсенс. Но это жизненно необходимо: если изобретение не «отехнологичить», все старания разработчиков напрасны — единичные экземпляры долго не живут.

Индукционный парогенератор В-Плазма в сборке, существующая модель с кустарным корпусом до разработки конструкции для серийного производства. — *Сборка существующей модели парогенератора*

Кроме того, заказчик подсчитал затраты на изготовление корпуса для парогенератора. Получилось (даём условные цифры) около 70 тысяч рублей, — дорого. Стоимость надо снижать.

Этап #2 Эскизирование

Индукционный парогенератор В-Плазма, эскизы корпуса: варианты модуля с блоком управления и добавочных модулей.

Чистовые эскизы — модуль с блоком управления и добавочные модули. Идей много:

Индукционный парогенератор В-Плазма, концепт одиночного модуля в оранжевом корпусе с наклонной передней панелью и сеткой.

Индукционный парогенератор В-Плазма, концепт из трех модулей в синем корпусе с панелью управления на крайнем модуле.

Вот что сначала было выбрано.

Индукционный парогенератор В-Плазма, первоначально выбранный концепт модуля в оранжевом корпусе с боковыми решетками.

Однако после некоторых размышлений заказчик решил, что в первом поколении надо заниматься не внешним видом, а конструкцией, и сделать дизайн как можно более простым. Поэтому первое поколение серийных парогенераторов будет напоминать этот эскиз:

Индукционный парогенератор В-Плазма, упрощенный эскиз корпуса первого серийного поколения с тремя вентиляторами сверху.

Этап #3 3D-моделирование

Индукционный парогенератор В-Плазма, 3D-модель корпуса, вид сверху на панель с тремя вентиляторами и блок управления.

Индукционный парогенератор В-Плазма, 3D-модель корпуса, вид сбоку со скошенной панелью управления и регулируемыми опорами.

Рендеры выбранного варианта:

Промышленный индукционный парогенератор В-Плазма, визуализация 3D-модели в ракурсе справа с пультом управления и тремя вентиляторами.

Промышленный индукционный парогенератор В-Плазма, визуализация 3D-модели спереди: пульт с дисплеем и кнопкой аварийной остановки.

Этап #4 CAD-моделирование

Но… разработка дизайна составила процентов 5 от всего объёма работ. Всё остальное — это работа над конструкцией: чтобы подготовить агрегат, сделанный кустарным способом, к изготовлению в промышленных условиях, её переделали практически полностью — изменили компоновку, доступ ко внутренним элементам и саму сборку устройства.

И ещё важно то, что мы разработали конструкцию, в которой не использовались ни профилированный прокат, ни сварку. Вместо этого — профиль из листового металла на болтовых соединениях. В результате масса парогенератора ощутимо снизилась, а клиент получил то, что хотел: у него появилась возможность отказаться от аренды огромного склада и спокойно заниматься на своей территории узловой сборкой.

Конструкторская модель парогенератора В-Плазма в CAD с ручками для переноски на верхней панели из листового металла.

Конструкторская модель парогенератора В-Плазма, фрагмент: пульт управления, ручка для переноски и вентиляторы охлаждения.

Этап #5 Конструкторская документация

Теперь парогенератор точно готов к промышленному производству.

Парогенератор В-Плазма, сборочный чертеж корпуса с видами, разрезами узлов и спецификацией для промышленного производства.

Парогенератор В-Плазма, чертеж рамы корпуса из листового металла с размерами, сечениями и спецификацией деталей.

Этап #6 Прототипирование

Корпус у устройства металлический, значит, будет окраска порошковой краской. Для выбора цвета используем палитру RAL.

Детали корпуса парогенератора В-Плазма из листового металла перед порошковой окраской: панель с решетками и рамы. — *Это детали, которые будут красить*

Парогенератор В-Плазма, визуализация 3D-модели с вариантом порошковой окраски по каталогу RAL: RAL 1028 и RAL 9005. — *Предложенные цвета по катaлогу RAL*

Вот что получилось:

Прототип корпуса парогенератора В-Плазма после порошковой окраски: верхняя панель с решетками вентиляторов и черный бок.

Прототип корпуса парогенератора В-Плазма, вид сверху без крышки: каркас с тремя отверстиями под вентиляторы.

А вот и готовый прототип. Учитывая то, что производитель постоянно пытался усовершенствовать агрегат, список правок в конструкцию получился солидным. Но это нормально, учитывая сложность устройства.

Прототип промышленного индукционного парогенератора В-Плазма при сборке: насос, трубопроводы и пульт управления.

Прототип парогенератора В-Плазма, узел насоса с электромагнитным клапаном и медными трубопроводами внутри корпуса.

А теперь — самое главное: когда мы оценили стоимость нового корпуса, она оказались почти вдвое больше, чем раньше, — порядка 120 тысяч рублей.

Да, вы не ошиблись: стоимость серийно производимого изделия на первых порах будет выше, чем сделанного в кустарных условиях. Ведь на начальных этапах производитель не может не учитывать свои стартовые затраты — оснастка, штампы и т.д. На второй год себестоимость упала бы ниже 70 тысяч (без ущерба для качества), в что время как у «самодельного» изделия она бы выросла, а качество, наоборот, ухудшилось.

Вот так это и работает.

Портрет автора комментария о роли промышленного дизайна в проекте пульта системы спецсвязи.

— Старайтесь правильно рассчитывайте реальную стоимость производства. Нельзя считать экономику «серии– исходя из тех затрат, которые вы несли, когда собирали свой прибор или станок руками: искажение будет значительным, и не только в цене.

Вот пример: вы напечатали корпус для мелкой серии на 3D-принтере. Корпус стоит 500 рублей, и вы закладываете эту цену в экономику проекта. Но, когда вы будете выпускать свой девайс сотнями или тысячами, 500 рублей неминуемо превратятся в 1000 или даже больше: принтер требует расходных материалов, которые стоят денег, он изнашивается, он, в конце концов, очень медленно печатает. Тысячи корпусов сделать на нём просто невозможно, и приходится искать подрядчиков, что тоже стоит денег.

Считайте всё правильно с самого начала, и ваши планы не сорвутся.

Евгений Аракас,
руководитель проекта