06 · 2024/2025

Kunststoff-Spielzeugschaufel

Von der Analyse bis zum spritzgießbaren Produkt: eine Spielzeugschaufel, die stark, sicher und herstellbar ist.

Kunststoff-Spielzeugschaufel

Rolle

Technisches Design und Materialforschung

Jahr

November 2024 — Januar 2025

Tools

SolidWorks · Materialwissenschaft · CAD

Kontext

Design Engineering Periode 2, technische und Nachhaltigkeitsaspekte von Gebrauchsprodukten.

Die Aufgabe

Die Aufgabe war, eine Kunststoff-Spielzeugschaufel zu entwerfen und technisch auszuarbeiten, mit Fokus auf Herstellbarkeit, Materialwahl und mechanische Belastungen.

Die Herausforderung war, ein Produkt zu entwickeln, das:

  • Für die Massenproduktion durch Spritzguss geeignet ist
  • Ausreichend stark und langlebig für Kinder
  • Verschiedene Belastungen (Biegung, Aufprall, Verschleiß) aushält
  • Sicherheitsnormen für Spielzeug erfüllt

Das Design musste zudem vollständig mit Analysen zu Material, Mechanik und Produktion begründet werden.


Das Ergebnis

Das Ergebnis ist ein vollständig ausgearbeitetes Design für eine Kunststoff-Spielzeugschaufel, inklusive 3D-Modell und technischer Begründung. Das Design beinhaltet:

  • Eine dünnwandige, spritzgießbare Konstruktion mit Entformungsschrägen und Abrundungen
  • Ein ergonomischer Griff und fließende Übergänge zwischen den Teilen
  • Eine Form, die verschiedenen Nutzungsszenarien standhält
  • Eine Materialwahl (ABS) mit guter Balance zwischen Festigkeit, Zähigkeit und Kosten
Entwicklung bei SolidWorks, Materialwissenschaft und Mathematik/Mechanik ist gut. Arbeitet oft eigenständig von zu Hause aus.
Wido de Kruijf (IPO-Dozent)

Das Design ist außerdem begründet durch

Analyse von Belastungen und kritischen Nutzungsszenarien Ein umfassendes Anforderungsprogramm Materialforschung und Auswahl über EduPack CAD-Ausarbeitung in SolidWorks inklusive Entformungsanalyse


Vorgehen & meine Rolle

Dieses Projekt habe ich eigenständig durchgeführt und den gesamten technischen Designprozess durchlaufen. Mein Ansatz bestand aus:

  • Analyse bestehender Kunststoffprodukte und Produktionsmethoden
  • Untersuchung von Belastungen und Nutzungsszenarien bei Kindern
  • Erstellung eines Anforderungsprogramms
  • Materialforschung und Auswahl mit EduPack
  • Entwurf und Modellierung der Schaufel in SolidWorks
  • Optimierung des Designs für Spritzguss (Entformung, Abrundungen, Schale)
  • Überprüfung der Herstellbarkeit mit Entformungsanalyse

Meine Rolle war die vollständige Verantwortung für

Technische Ausarbeitung des Designs Materialwahl und Begründung CAD-Modellierung und Validierung Übertragung der Anforderungen in ein herstellbares Produkt


Eine starke Antwort auf die Aufgabe

Dieses Projekt ist eine starke Antwort auf die Aufgabe, weil:

  • Das Design ist vollständig spritzgießbar und für die Massenproduktion geeignet
  • Es werden realistische Belastungen und Nutzung durch Kinder berücksichtigt
  • Die Materialwahl ist technisch und wirtschaftlich begründet
  • Das Design erfüllt Sicherheits- und Nutzungsvorgaben
  • Fähigkeit, technische Analysen durchzuführen und im Design anzuwenden
  • Fähigkeit, ein Produkt mit Fokus auf Herstellbarkeit zu entwickeln
  • Materialwissenschaft in praktische Entscheidungen übersetzen
  • Gute Arbeit mit CAD und Designvalidierung
  • Eigenständige Ausarbeitung eines technischen Designs von der Analyse bis zum Endmodell
Kunststoff-Spielzeugschaufel — 1
Onderdelen van de materiaalselectie via Granta EduPack
Kunststoff-Spielzeugschaufel — 3
Berekenen van kritische gebruikscenario's door toepassing van mechanica
Kunststoff-Spielzeugschaufel — 5
Dunwandig product maken
Kunststoff-Spielzeugschaufel — 2
Maatschets voor het maken van het schepje
Kunststoff-Spielzeugschaufel — 4
Modeleren van een product rekening houdend met de productietechniek spuitgieten