Braun Multimix 260 WattAnalyseren WTB-product

Midas VorkHaagse hogeschool Delft

Oktober 2016

Inhoudsopgave

1. SAMENVATTING 3

2. VERKLARENDE WOORDENLIJST 4

3. INLEIDING 5

4. BELANGHEBBENDE EN BEHOEFTEN 6

5. PROBLEEMSTELLING 7

6. ORIËNTATIE EISEN EN WENSEN 8

7. PAKKET VAN EISEN 9

8. EXPLODED VIEW 10

9. TECHNISCHE TEKENING 11

10. FUNCTIEBESCHRIJVING 11

11. FUNCTIEBLOKSCHEMA 12

12. FUNCTIEBOOM 12

13. ENERGIEOMZETTING 13

14. VERBINDINGEN 13

15. MATERIAAL/PRODUCTIEPROCES 14

16. CONCLUSIE 17

17. BRONNENVERMELDING 18

2

1. Samenvatting

In dit rapport is beschreven hoe en waarom een elektrische mixer is ontworpen. Met de kennis van “Rapport over rapporteren” en “Ontwerpen van technische innovaties” heb ik dit rapport opgesteld.

De volgende opdrachten worden behandeld in dit rapport.Opdracht

1 Belanghebbende en behoeften2 Probleemstelling3 Oriëntatie eisen en wensen4 Pakket van eisen5 Functieblokschema6 Overbrengingen7 Verbindingen8 Gebruikte materialen9 Productieprocessen

Tabel1In de inhoudsopgave staat aangegeven waar elke opdracht terug te vinden is.

Er zijn veel processen nodig om tot een product te komen. Hier denk je niet meteen aan, er zit veel meer achter dan je zou denken.

3

2. Verklarende woordenlijst

Functieblokschema:“Met een functieblokschema plaats je de functies in volgorde van tijd. Dit is vooral handig als je een product ontwerpt waarin veel processtappen plaatsvinden met veel bewegende delen en handleidingen.” Bron 1: OTI eerste druk Blz. 125

Functieboom:“Een functieboom laat hiërarchie van functies zien: door het onderscheid in de hoofdfunctie en de deelfuncties.”Bron 2: OTI eerste druk Blz. 122

4

3. Inleiding

Een mixer lijkt heel eenvoudig, maar het tegengestelde is waar. Niet alleen de onderdelen en processen zijn complexer dan verwacht, maar ook de achterliggende gedachte, de probleemstelling. De probleemstelling (uitgewerkt onder kop “Probleemstelling”) is simpel gezegd: Het kloppen en mixen van substanties is vermoeiend werk en duurt meestal erg lang. De oplossing is in dit geval de mixer. Vanuit deze probleemstelling is een complex pakket van eisen en wensen opgesteld waaruit een ontwerp is gekomen en uitgevoerd.

Dit project is uitgevoerd om meer kennis te krijgen over hoe en waarom een product op de markt is gekomen. Dat wordt duidelijk aan de hand van de probleemstelling, de belanghebbende en de behoeftes die vervuld moeten worden aan de hand van eisen.

De volgende stappen over hoe er te werk is gegaan zijn chronologisch geformuleerd. - Het project is gestart met het uitzoeken van een product die elektrische energie

omzet in kinetische energie. Ik heb gekozen voor een mixer zoals te zien is.- Door belanghebbende en hun behoeftes op een rij te zetten kan de probleemstelling

worden opgesteld.- Het PvE (pakket van eisen) is bijna elke week bijgesteld doordat je steeds meer

kennis krijgt over het product.- Door de mixer uit elkaar te halen en de onderdelen in volgorde naast elkaar te leggen

krijg je een exploded view. De exploded view, de ontwerptekening, het functieblokschema en de functieboom geven een goed beeld over hoe het product in elkaar zit en wat het allemaal kan.

- De verbindingen en productieprocessen geven een goed beeld over hoe het product gemaakt is.

5

4. Belanghebbende en behoeften

- Opdrachtgever De opdrachtgever wilt zijn behoeftes laten vervullen. Hij heeft iets in gedachte en denkt daarmee de behoeftes van bakkers, hobbybakkers, huisvrouwen etc. te vervullen.

- Ontwerper De ontwerper krijgt de behoeftes en de daar bijbehorende eisen. De ontwerper gaat dus aan de hand van de eisen (veilig, makkelijk te gebruiken etc.) een product ontwerpen. De ontwerper verkoopt zijn ontwerp en verdient daar dus geld mee.

- Fabrikant De Fabrikant krijgt de opdracht dit ontwerp gebruiksklaar te maken. Zodra de mixer ingepakt is met de juiste bijbehorende hulpmiddelen (gebruiksaanwijzing en verschillende gardes) worden ze verkocht aan de klanten, die in dit geval de winkels zijn.

- Klant De klanten kunnen de bakkers en huishoudens zijn, maar het kunnen dus ook de winkels en groothandels zijn. Deze willen in hun eigen behoefte voorzien door een mixer te kopen en daardoor minder inspanning te leveren om zijn/haar goederen te mixen of het dus in grote aantallen inkopen bij de fabrikant en dan te koop aanbieden voor hun eigen klanten.

6

5. Probleemstelling

1. Wat is het probleem? In de keuken wordt veel opgeklopt en gemixt. Dat gaat allemaal best prima. Maar je hoort steeds vaker dat in de keuken werken heel zwaar is. Het met de hand mixen van bijvoorbeeld pannenkoekenmix is een flinke klus. Er moeten manieren zijn waarop dat bijna geen kracht kost en waardoor het wat prettiger is om in de keuken te werken.

2. Voor wie is het een probleem? In de keuken wordt het product gebruikt dus koks en hobby bakkers/koks hebben het meest te maken met het probleem. Vooral koks moeten soms de hele dag lang opkloppen/mixen.

3. Wat gaat er op de goede manier veranderen? Doordat het mixen met een elektrische mixer veel sneller gaat kan er dus ook meer gedaan worden. Je houdt dus tijd over die je kan besteden aan andere dingen. Bij koks is dat bijvoorbeeld verder gaan met het bereiden van andere producten. Het kost ook minder kracht, dus kan de bespaarde energie ergens anders in gestoken worden.

4. Wat zijn de keerzijden van deze oplossingen? Doordat een kok sneller met zijn werk klaar is en dus op een dag/avond meer kan doen, kan het zo zijn dat er dus personeel op een avond minder nodig is. Dus verdwijnen er werkuren. Nou zal dit niet zo snel gebeuren door alleen een elektrische mixer aan te schaffen, maar het is wel onderdeel van alle producten die gemechaniseerd worden. Ook zijn de elektriciteitskosten hoger. Dit geld ook voor de huishoudens.

5. Wat zijn de handelsmogelijkheden? Er moet geïnnoveerd blijven worden om concurrentie voor te blijven. Door er verschillende soorten garden bij te leveren of te koop aan te bieden worden de mogelijkheden groter om het voor meer substanties te gebruiken.

Kortom:De probleemstelling kan geformuleerd worden als: Gemakkelijk zonder te veel moeite mengsels te mengen of op te kloppen.

7

6. Oriëntatie eisen en wensen

Eisen WensenVeiligheid Hoog toerental (sneller dus)Spatwaterdicht Goedkoop zijnVolledige overnamen van handmixen Keuze uit kleuren Sneller dan handmixen Simpel schoon te makenElektrische voeding AccuvoedingMakkelijk te besturen CompactSpatwaterdicht Keuzes uit verschillende types.Duurzaam

Tabel 2

8

7. Pakket van eisen

Groep Eis Eenheid Bron Datum1 Overheid

Moet minimaal 4 jaar mee gaan

Jaren Aanname 9 oktober

Moet voor 60% recyclebaar zijn

- Aanname 9 oktober

Moet voorzien zijn van een keurmerk

- Rijksoverheid 13 oktober

2 ProductieWantdikte van de kappen tussen de 2 en de 4mm

Mm Opdrachtgever 9 oktober

Product moet tussen de 300 en de 500 gram zijn

Gram Opdrachtgever 13 oktober

Een elektramotor van minimaal 260 Watt

Watt Opdrachtgever 13 Oktober

Moet minimaal 8 uur non-stop kunnen functioneren zonder oververhitting

Uur Belanghebbende 14 Oktober

Moet een zekering is zitten

- Opdrachtgever 14 oktober

Spuitgieten vanaf 2000 stuks

Stuks Fabrikant ABS 15 oktober

Moeten minimaal 3 rotatiesnelheden opzitten

- Opdrachtgever 15 oktober

Moet spatwater-dicht zijn.

- Belanghebbende 15 oktober

Moet met 1 hand te bedienen zijn

Opdrachtgever 15 oktober

Tabel 3

9

8. Exploded View

Figuur 1

Elektromotor:

Figuur 2

Kunststof omhulsel TandwielenElektromotor

Bedieningsknop

10

9. Technische tekening

Figuur 3

10. Functiebeschrijving

De hoofdfunctie en de deelfuncties bepalen wat DE functie van het product nou eigenlijk is. Een elektronische mixer heeft geen ingewikkelde functies, omdat er geen software of informatie is geprogrammeerd om de beste omstandigheden te krijgen. Het is simpel gezegd een elektromotor met een draai-as waar de draait elementen aan vastzitten.

De hoofdfunctie van dit apparaat is het mixen van Substanties. Een functie bestaat altijd uit een werkwoord en een zelfstandig naamwoord.

Deelfuncties zijn: draaiende elementen, veilig zijn, uithalen elementen etc. Dit is terug te vinden in het functieblokschema en de functieboom (H11 en H12)

29.3

11

11. Functieblokschema

Tabel 4

12. Functieboom

Tabel 5

Substanties Mixen

Draaiende elementen

Met hoge toeren draaien

Met lage toeren draaien

Veilig zijn

Scherpen onderdelen vermijden

Instoppen draaiende elementen

Uithalen elementen

Verschillende elementen

beschikbaar

12

Tijd: 1 2 3 4 5

Materie: Activeren apparaat

Instellen draaisnelheid

Draaien gardes

Uitklikken mixvoorwerpen

Deactiveren apparaat

Selecteren mixvoorwerpen

Mixen substanties

Info: Weergeven spanning op apparaat

Ingestelde stand zichtbaar

Weergeven geen spanning op apparaat

Energie: Toevoegen elektriciteit

Omzetten elektrische energie Kinetische energie

Stoppen toevoer elektriciteit

Elektrische energie

Omzetting in de mixer

Kinetische energie

13. Energieomzetting

Figuur 4Je moet de stekker in het stopcontact steken. De stroomkring sluit met een transformator ertussen. De elektromotor zet de elektrische energie om in beweging dus de gardes gaan draaien. Deze soort energie heet kinetische energie.

Er komt zeer waarschijnlijk ook warmte vrij door de wrijving die plaats vindt bij de draaiende onderdelen in de elektromotor. Dit zal niet veel zijn.

14. VerbindingenEr zijn veel verbindingen aanwezig.

De kunststof kappen die de vorm aan de mixer geven zitten met twee soorten verbindingen vast. Namelijk met schroeven. Zodra de schroeven zijn verwijderd moeten de kappen nog uit elkaar geklikt worden. Er zit dus ook een klikverbinding in. Verder zitten de draden ook met schroeven vast maar op veel plekken ook gesoldeerd. Ook op de printplaat zit bijna alles gesoldeerd. De as zit “vast” met magneten. “Vast” staat tussen aanhalingstekens omdat de as kan draaien om zijn as, maar blijft wel op zijn plaats draaien. Het snoereinde zit aan de stekker en aan het verbindingsgedeelte van de mixer gelijmd. De beweging wordt verdeeld door de tandwielen. Deze blijven op hun plek zitten omdat ze in elkaar klemmen.

Legenda: KrachtopsluitingVormopsluitingMateriaalversmelting

Tabel 5

Warmte

13

Figuur 5

15. Materiaal/productieproces

De bescherm/vorm kappen, verbindingstukken en de tandwielen zijn gemaakt van het plastic ABS (Acrylonitril-butadieen-styreen).

SpuitgietenABS wordt tot tussen de 220 en 285 graden Celsius verwarmd. Dit wordt dan vloeibaar. Zodra je dit vloeibare polymeer in een matrijs/mal van rond de 50 graden Celsius spuit moet het ongeveer 2 tot 4 uur drogen tot het ABS gereed is. De

tandwielen zouden eventueel nog in massa’s geproduceerd kunnen zijn maar de kappen zijn speciaal voor dit type mixer en is dus enkelstuks.

De groene kunststof drukknop is gemaakt om de gardes uit het apparaat te klikken. Dit is POM (Polyoxymethyleen). Dit is een kunststof dat bekent staat om zijn hardheid. Ook heeft het een soepele mechanische beweegbaarheid zonder kogellagers of olie. Deze eigenschap is denk ik de reden dat de drukknop ervan gemaakt is. Deze moet steeds tegen de drukbeweging kunnen en het ligt op de ijzeren cilinder waar de draai-as in ligt.

SpuitgietenOok POM wordt gemaakt d.m.v. spuitgieten. Het enige verschil met ABS is dat het smeltpunt van POM tussen de 180 en 210 graden Celsius ligt. Dit is een onderdeel dat ook voor dit en misschien nog een enkel ander model is gemaakt. Het is dus enkelstuks.

Op de foto hierboven is ook de cilinder te zien waar de as in ronddraait. Dit is staal. Ik denk dat het staal is, omdat het magnetisch is en ik zie geen reden waarom het rvs zou moeten zijn aangezien er geen vocht binnen de kappen mag komen.

Walsen, vrezen, slijpenDit kan op verschillende manieren gemaakt zijn. De cilinder is denk ik vanuit een dunne gewalste plaat geperst of geslepen en vanuit daar in een cilinder gebogen. Er is ook een pas naad aanwezig. Het plaatje dat er aan vast zit is volgens mij ook uit een dunne plaat geperst of geslepen. Daarna de passende gaten en vormen in geboord en gevreesd. Dit is redelijk secuur en specifiek werk, dus is het enkelstuks geproduceerd.

Figuur 6

14

De as bestaat uit verschillende onderdelen. De as zelf, koperdraad en ijzeren componenten aan de buitenkant. Koperdraad en de ijzeren componenten zijn slappe metalen. Ze vervormen heel snel plastisch. Maar vooral koperdraad geleidt goed stroom.

DraaienDe as zelf is zeer waarschijnlijk glad en in de goede vorm gedraaid. Ook omdat er verschillende dieptes in de as zitten. Het is een redelijk standaardmaat as, dus ik denk dat dit in vele massa’s wordt geproduceerd.

KoperdraadtrekkenKoperdraad wordt vanuit dik draad door een matrijs getrokken. Elke keer in stappen, dus steeds een kleinere matrijs. De laatste matrijs heeft dezelfde dikte als de dikte van de draad de je wilt hebben. In dit geval is dat heel erg klein want het draad dat om deze as zit is heel dun. Dit is massaproductie die duizenden meters tegelijkertijd produceert. Rollen van dit koperdraad wordt aan de lopende band getrokken en kan voor elk apparaat gebruikt worden.

IJzerdraadtrekkenGaat op precies dezelfde manier als koper en is ook massaproductie.

Op de afbeelding is een printplaat te zien. Een printplaat is tegenwoordig gemaakt van kunsthars versterkt met glasvezel. Hierop worden componenten gesoldeerd. Componenten als de standenregelaar, zekering, weerstanden en een condensator.

Solderen is een proces dat draden aan elkaar kan verbinden met vloeibaar tin d.m.v. een verwarmelement. Deze mixer heeft bijvoorbeeld een andere samenstelling op de printplaat dan bijvoorbeeld een boor. Daarom is het enkelstuks geproduceerd.

Bij de mixers horen natuurlijk ook gardes. Dit is gemaakt van rvs (roestvrijstaal). Het komt voortdurend in aanraking met vloeibare stoffen. Dit mag dus niet roesten.

Ik denk dat het d.m.v. draadtrekken is gemaakt. Uiteindelijk in de goede vorm gebogen en aan elkaar gelast op de punten waar ze kruisen.

Figuur 7

15

Materiaal EigenschappenABS Vormvast, ligt, hard, slagvastPOM Hard, soepele mechanische

beweegbaarheidStaal Hard, makkelijk in de goede vorm te

krijgenRVS Hetzelfde als ijzer maar dan

corrosiebestendigKoper Hoge geleidbaarheid

SpuitgietenVoordelen NadelenSnel veel produceren Je hebt een mal nodigRecyclen Het kan alleen met thermoplasten

WalsenVoordelen NadelenHet kan gebruikt voor zware metalen Kost veel energieHet kan in massa geproduceerd wordenJe kan de vlakheid goed bepalen

FrezenVoordelen NadelenJe kan er hoekige vormen mee bewerken

Snel/veel slijtage aan de frees dus veel vervangingskosten

Er kan heel precies gewerkt worden

DraaienVoordelen NadelenJe kan er cilindrische vormen mee bewerken

Keramische bijtel kan snel breken en is duur.

SlijpenVoordelen NadelenNiet gebruikelijke vormen en inhammen zijn mogelijk met dit proces

Slijpschijf slijt snel en moet dus snel vervangen worden.Komen veel vonken vrij waardoor licht ontvlambare gassen en vloeistoffen gevaarlijk kunnen zijn.

KoperdraadtrekkenVoordelen NadelenWordt in zeer grote hoeveelheden tegelijkertijd geproduceerd

Er zijn heel veel verschillende diktes, dus moeten er veel verschillende processen plaats kunnen vinden

Koperdraad is een product dat veel geconsumeerd wordt en op deze manier kan het snel gemaakt worden.

Tabel 6

16

16. Conclusie

Het analyseren van een werktuigbouwkundig product heeft tot de volgende conclusie geleid:

Bij het ontwerpen van een product is veel nodig. Om te beginnen heb je een probleem nodig dat je gaat oplossen. Dit probleem komt uit de praktijk. Om dit probleem op te lossen zijn eisen behoeftes etc. nodig.

Tekeningen en foto’s geven een goed beeld over wat voor onderdelen erin zitten en waar ze voor dienen. De verbindingen en materialen maken de cirkel rond. Als deze gegevens compleet zijn uitgewerkt kan het product gemaakt worden.

De probleemstelling is dus de basis van alles.

17

17. Bronnenvermelding

1. De Braun Multi-mix 260Watt

2. Kals, H. J. (2007). Industriële productie: Het voortbrengen van mechanische producten. Den Haag: Academic Service.

3. Oskam, I. (2012). Ontwerpen van technische innovaties: Door onderzoek, creatief denken en samenwerken. Groningen: Noordhoff.

4. Hoogland, W., Dik, R., & Brand, I. (2015). Rapport over rapporteren: Op papier en digitaal. Groningen: Noordhoff Uitgevers bv.

5. Budinski, K. G., Budinski, M. R., Wagenaar, J., & Wei, W. (2014). Materiaalkunde. Amsterdam: Pearson.

6. http://www.citationmachine.net/

18