Introductie

SensorTeam heeft samen met Designbureau Bjorn Luik de behuizing voor de IoT SoundSensor™ ontworpen. Bjorn is afgestudeerd aan de TU Delft met het Masterprogramma Integrated Product Design. Met deze studierichting op zak ontwerpt hij een verscheidenheid aan maatwerkbehuizingen en montageoplossingen. Over het ontwerpproces bij SensorTeam vertelt Bjorn het volgende:

“Ik ontwerp altijd aan de hand van vier pijlers: functionaliteit, vormgeving, materiaalkeuze en productiemethode. Deze thema’s hebben een wisselwerking op elkaar en moeten daarom gedurende het ontwerpproces in acht worden genomen. De functionaliteit – ofwel de hoofdcomponenten van het product en hun compositie ten opzichte van elkaar – bepaalt in grote lijnen de vormgeving van het product. Vereiste materiaalkeuzes bepalen samen met de vormgeving welke productiemethoden mogelijk zijn.”

Functionaliteit en vormgeving

Stap één van het ontwerp was de compositie van onderdelen. Zonnepaneel, loodaccu, printplaat en de microfoon; deze componenten vormen de functionaliteit van de IoT-geluidssensor. Na een aantal ideeschetsen is de karakteristieke vormgeving van de behuizing ontstaan en ligt het zonnepaneel onder een ideale hoek.

Ik ontwerp altijd aan de hand van vier pijlers: functionaliteit, vormgeving, materiaalkeuze en productiemethode.

Materiaalkeuze

Omdat het product werkt met draadloze communicatie, is het gebruik van een metalen behuizing niet mogelijk. Dit zou namelijk een kooi van Faraday vormen, waardoor de antenne buiten LoRa-bereik zou vallen. Om deze reden is er gekozen voor een kunststofbehuizing. Door een slimme mes-en-groef oplossing in het deksel is de behuizing waterdicht volgens de IP67 norm. Dankzij de toegevoegde verstevigingsribben is de behuizing constructietechnisch sterk genoeg om de zware loodaccu te kunnen dragen. Vanwege de hoeveelheid elektronica is de keuze van het materiaal gevallen op HIPS: High Impact Polystyreen. Deze sterke kunststof is slagvast en bovendien brandvertragend volgens UL-94 V0, tevens een belangrijk criterium voor de CE-markering.

Productiemethode

Verwerking van kunststof tot een product kan op verschillende manieren. Het klassieke spuitgieten biedt veel vormvrijheid en een hoge productiesnelheid. Onder hoge druk wordt het kunststof in de plastische fase in een matrijs gespoten. Het gaat hier doorgaans over enkele tot tientallen seconden. Het nadeel van deze productiemethode is dat de matrijzen zeer kostbaar zijn. Daardoor is spuitgieten pas commercieel interessant bij oplages van minstens 1.000 stuks.

Een andere techniek die de laatste jaren populair is geworden, is 3D-printen. Deze techniek biedt bijna eindeloze mogelijkheden op het gebied van vormgeving. Het nadeel ervan is de lage productiesnelheid. Het printen van de sensorbehuizing duurt ongeveer 30 uur. Dit is een leuke techniek voor een prototype, maar al bij een kleine oplage is hij niet meer rendabel.

Gelukkig hebben we een derde productiemethode ontdekt. Deze sluit zeer goed aan bij de vormgeving van de behuizing en daarnaast bij de omvang van de oplages: Planar Modular Production (PMP). Het bedrijf Formit BV hanteert deze techniek, waarbij een vlakke kunststof plaat wordt gefreesd, gebogen en gelast. Op deze manier kan de behuizing worden vervaardigd met een relatief snel proces, zonder hoge matrijskosten.

Bent uw nieuwsgierig naar hoe wij u kunnen begeleiden van ideeschets tot een professionele sensorbehuizing? Neem contact met ons op.