UNIVERZITET U ZENICI Škol.god. Mašinski fakultet u Zenici 2007/2008

Katedra za automatizaciju i metrologiju Predmet: Industrijski dizajn

SEMINARSKI RAD

Tema: Dizajn stola za laptop

Profesor: R.prof.dr.sc.Nermina Zaimović-Uzunović

Uradili:

Nermina Nezo (5229/04)

Munever Alagić (5154/04)

Elvis Habibović (4844/01)

U Zenici; 10.7.2008.

Dizajn stola za laptop

2

Sadržaj:

Sažetak........................................................................................................................................3

1. Uvod .......................................................................................................................................3

2. Definicija dizajna..................................................................Error! Bookmark not defined.

2.1. Šta je dobar dizajn ...................................................................................................4

3. Vrste dizajna ..........................................................................................................................5

4. Historijski razvoj dizajna........................................................................................................6

5. Proces dizajna .........................................................................................................................7

6. Faktori dizajna ........................................................................................................................9

7. Analiza postojećih proizvoda na tržištu................................................................................11

8. Lista zahtjeva ........................................................................................................................12

9. Morfološka matrica...............................................................................................................13

10. Osobine materijala ..............................................................................................................14

11. Proračun..............................................................................................................................16

12. 3D dizajn komponenti.........................................................................................................18

13. Analiza opterećenja ............................................................................................................20

14. Zaključak ............................................................................................................................26

Literatura...................................................................................................................................27

Dizajn stola za laptop

3

Sažetak

Dizajn proizvoda predstavlja element diferencijacije u odnosu na proizvode konkurencije, pa na taj način postaje značajan izvor za stjecanje i održavanje konkurentske prednosti poduzeća na tržištu. Nažalost, dizajn proizvoda vrlo često ulazi prekasno u proces razvoja novog proizvoda i uslijed toga njegovo značenje i potencijal ostaju zanemareni. U daljnjem radu je predstavljen razvoj stola za laptop od polazne ideje, kroz proračun do mogućeg rješenja. Na početku rada dat je osvrt na dizajn kroz historiju. U radu je data lista zahtjeva i dijagram toka samog dizajna, a zatim je urađen i proračun određenih dijelova da se provjeri da li zadovoljava zahtjevane uslove. Na kraju rada dat je 3D model i MKE analiza. Ključne riječi: dizaj, analiza, naprezanje, 3D model, sto za laptop

1. Uvod ˝Mi ne mislimo da dobar dizajn može učiniti loš proizvod dobrim, bez obzira da li se radi o stroju, zgradi, brošuri u promocijske svrhe ili poslovnom čovjeku. Ali, mi smo uvjereni da dobar dizajn može bitno pomoći proizvodu u realizaciji njegovog punog potencijala. Ukratko, mi mislimo da je dobar dizajn dobar posao˝1

Thomas Watson, IBM

2. Definicija dizajna Definicije dizajna su brojne. Na primjer, Amic i Eames smatraju da je dizajn ˝plan za uređivanje elemenata na način da najbolje ostvare određeni cilj˝, odnosno Caplan kaže za dizajn da je to ˝umjetnost uređivanja materijala ili prilika u planirani oblik˝.1 U definicijama dizajna prisutan je naglasak na odabir i organizaciju konstitutivnih elemenata prema estetskim principima s ciljem postizanja jedinstvene ukupnosti za određenu svrhu. Dakle, ukupnost treba biti više od sume sastavnih dijelova. Dizajn je vođen funkcijom koju predmet, odnosno situacija moraju ispunjavati. Odatle i potječe geslo da ˝oblik (forma) slijedi funkciju˝.1

Harold van Doren dizajn definira kao praksu analize, kreiranja i razvoja proizvoda za masovnu

proizvodnju. Cilj mu je da ostvari forme koje će sigurno biti prihvaćene prije nego što se proizvođač baci u krupne investicije i koje se mogu proizvoditi uz cijenu koja dopušta široku

distribuciju i normalne profite. Industrijski dizajn je profesija koja se bavi razvojem proizvoda za industrijsku proizvodnju, koji će služiti bolje nego prijašnji i stvaranjem želja u potrošača za posjedovanjem.1

F. C. Asford determinira dizajn kao aktivnost koja ima za cilj oblikovanje proizvoda na takav način da se oni lakše i ekonomičnije proizvode, te da se raspoloživa znanja i oprema koriste na najefikasniji način. Po Asfordu doprinos dizajna ugodnijem življenju očituje se u poboljšanju estetskih i ergonomskih kvaliteta.1

Christopher Jones definira dizajn kao hibridnu aktivnost koja zavisi od uspješnog uklapanja umjetnosti, nauke i matematike, ali vjerojatno neuspješnu ako se identificira s bilo kojom od ovih disciplina.

Reswichk kaže da je dizajn kreativna aktivnost koja uključuje stvaranje nečega novoga i korisnoga što prije nije postojalo.1

Henry Dreyfuss kaže: Znamo da se proizvodima služimo, da na njima sjedimo, da ih gledamo, da govorimo u njih, uključujemo ih, radimo s njima ili se njima na neki drugi način koristimo pojedinačno ili masovno. Kada je točka dodira između čovjeka i proizvoda točka sukoba i poteškoća, dizajner je pao na ispitu. Na drugoj strani, ako se ljudi koriste proizvodom sigurnije, komfornije, efikasnije, zadovoljnije ili sretnije, dizajner je uspio.1

Dizajn stola za laptop

4

Dizajn proizvoda nalazi se unutar trokuta ograničenja:

krajnja upotreba kojoj je proizvod namijenjen, materijali od kojih je proizvod proizveden, oprema i procesi koji se primjenjuju u proizvodnji.

Zbog toga je za dizajn proizvoda nužna suradnja industrijskih dizajnera s marketinškim stručnjacima i industrijskim inženjerima.

2.1. Šta je dobar dizajn Dobar dizajn mora ispunjavati uvijete vezane za:

a) upotrebljivost proizvoda, b) ergonomsku prilagodljivost, c) tehničku/ekonomsku pouzdanost, d) estetsku senzibilnost, e) dosljednost imagea.

a) Upotrebljivost proizvoda

Temeljni zahtjev koji se postavlja pred dobar dizajn jest osigurati upotrebljivost proizvoda. Dobar, praktični dizajn mora se isticati po tome da odgovara svrsi. Naime, potrošač/korisnik ne mora znati, razumjeti ili brinuti kako proizvod funkcionira, ali u svakom slučaju očekuje da funkcionira. Zatim, proizvod mora funkcionirati, makar samo određeno vrijeme i u nepovoljnim uvjetima uptrebe. Također, treba biti dostupan, jednostavan za instalaciju, korištenje, održavanje i eventualno odlaganje. Perspektiva poduzeća ponešto je drugačija. Ono je prvenstveno zainteresirano za produljenje životnog vijeka proizvoda i ponudu novih varijanti ovisno o promjenama uvjeta na tržištu. b) Ergonomska prilagodljivost Proizvod mora biti prilagođen fizičkim i psihološkim potrebama ljudi. Dobar dizajn mora ponuditi maksimalno moguće: lakoću upotrebe, komfor, higijenu, sigurnost. Također, za trajne proizvode dobar dizajn treba omogućiti skraćenje vremena potrebnog za učenje o upotrebi proizvoda. Na primjer, razumijevanje ljudskog faktora u odnosu na tastature, ekrane, ostalu opremu, stolice, radne stolove i prostore kritično je za dizajn osobnih računala. Loše oblikovan i smješten ekran računala stvara zamor oka, dok glasni printeri djeluju iritirajuće. ˝Uredski stolac, na primjer, može biti dizajniran s posebnom pažnjom posvećenom smanjivanju umora uredskog radnika. Težina sjedala može bitno smanjiti smetnje koje prednji rub izaziva za nogu. Konfiguracija naslona može dati dobru podršku leđima za vrijeme rada za stolom. Presvlaka se može vrlo jednostavno maknuti radi čišćenja. ˝Komunikacija poduzeća s potrošačima trebala bi proslijediti informaciju o onim obilježjima dizajna koja čine proizvod korisnim. Reći potrošaču ˝Pogledajte kako je komforan˝, i biti sposoban objasniti ona obilježja dizajna koja čine sto komfornim bitno je različito.

c) Tehnička/ekonomska pouzdanost Proizvod osim što mora biti koristan mora biti i dostupan u ekonomskom smislu. Stoga, dobar dizajn mora voditi računa o ekonomskim momentima. Za proizvode koji spadaju u kategoriju potrošnih dobara potrošač obično promatra trošak po jedinici upotrebe, za trajne proizvode trošak pribavljanja i trošak funkcioniranja koji uključuje potrošnju energije i održavanje. Trajnost proizvoda također je važna kategorija, a ovisna je o pogodnosti korištenih materijala i načinima njihova kombiniranja. Promatrano iz perspektive dobrog dizajna, svi korišteni materijali trebaju potpuno ispunjavati zahtjeve proizvoda, a ne samo zahtjeve koje postavlja njegova upotreba. Važno je obilježje proizvoda njihova pogodnost za

Dizajn stola za laptop

5

efikasnu distribuciju. Zbog toga je potrebno odrediti fizičke zahtjeve dizajna proizvoda, što znači odrediti fizičke dimenzije proizvoda (npr. težina). Prema tome, dostupnost i pogodnost materijala, konstrukcije i/ili procesa proizvodnje, te logistika zahtijevaju pažljiva razmatranja i ulaze u kategoriju ekonomske/tehničke pouzdanosti kao trećeg temeljnog zahtjeva dobrog dizajna.

d) Estetska senzibilnost Obilježja materijala i metode obrade moraju biti usklađeni s onim što će tržište prihvatiti. Izgled proizvoda određuje se prvenstveno, iako ne i isključivo, temeljem preferencija potrošača/korisnika. Ljudi reagiraju emocionalno na stvari prezentirane njihovim osjetilima, a ponašanje koje slijedi kao odgovor na podražaj pod utjecajem je prethodnih iskustava. ''Javnost nije nespremna prihvatiti bolje; ona je nespremna prihvatiti nepoznato.'' Međutim, nikako se ne smije zanemariti novost kao jedan od važnih aspekata privlačnosti dizajna. ''Osoba je najprije privučena (proizvodu) putem dizajna. Ako su obilježja proizvoda u skladu s dizajnom, a cijena je u redu, dolazi do prodaje.'' Sposobnost proizvoda da izazove i održava interes potrošača vođena je novitetom njegova dizajna. Dobar dizajn izaziva ugodni doživljaj. Što su proizvodi tehnički superiorniji, veća je potreba da ih se učini razumljivim i poželjnim. Zbog toga je estetska senzibilnost važan zahtjev koji dobar dizajn mora ispunjavati.

e) Dosljednost imagea Potrošač obično preferira dizajn proizvoda čiji je image konzistentan s njegovim konceptom o sebi samom – bez obzira da li se radi o konceptu kakav bi individualac želio biti ili kakav on uistinu jest. Potrošač često odabire proizvod koji će izraziti njegov socijalni status drugim ljudima – na primjer, odjeća, galanterija, itd. s istaknutim imenom ili inicijalima dizajnera samo je jedna od takvih manifestacija. Dizajn pojedinog proizvoda mora biti u sinergiji s cjelokupnim programom dizajna poduzeća. Kroz dizajn proizvoda, ekonomsku propagandu, ostale oblike promocije, pisane materijale, izloške, korespondenciju, itd. poduzeće otkriva svoj karakter potrošačima. Stoga, dizajn proizvoda mora biti prepoznatljiv kao vizualno utjelovljenje osobnosti poduzeća. On treba doprinositi ideji koju poduzeće ima o samom sebi. Dimenzije dobrog dizajna nisu međusobno neovisne. Općenito, dobar dizajn predstavlja određeni oblik kompromisa između konfliktnih zahtjeva koji izviru iz različitih dimenzija.

3. Vrste dizajna Danas dizajn dijelimo na:4

grafički dizajn (naljepnice, logotipi, plakati...), industrijski dizajn (mašine, automobili, kućni aparati...) i tekstilni dizajn (materijali i krojevi).

Postoje četiri osnovna stepena interdisciplinarne serioznosti dizajnera:

stajling (styling), redizajn (redesign), preoblikovanje dizajn proizvoda i vizualnih komunikacija dizajn okoline.

Stajling bismo mogli definirati kao stvaranje iluzije o promjeni proizvoda. Isključivo formalnim intervencijama mijenja se proizvod. Osnovna je svrha stajlinga ubrzavanje tržišnog prodora proizvoda motiviranjem na njegovu kupnju. Smisao stajlinga je da oblikovnim, stilskim intervencijama, koje su u skladu s modnim trendovima, proizvod osuvremeni, ne zalazeći u njegovu strukturu. Estetika u konvencionalnom smislu tog termina, na ovom planu ima glavnu ulogu. Stajling dakle polazi od

Dizajn stola za laptop

6

konkretnih predmeta kojima se dodaju neki dekorativni elementi (oblik), dok dizajn polazi od zahtjeva i svojstava koje bi budući proizvod trebao posjedovati, što će se reflektirati i u razlici vrednovanja uspješnosti rezultata: kod stajlinga uspješnim će se smatrati onaj oblik koji tržište prihvaća (zbog čega je stajling u najvećoj mjeri slijeđenje pomodnih impulsa tržišta), dok će dizajn imati mnogo šire parametre verifikacije: funkcionalnost, spektar upotrebe, način korištenja, sigurnosne aspekte, kulturna svojstva objekta i njihovo djelovanje na korisnika i sl. Redizajn predstavlja proces oblikovanja koji se temelji na bitnim interdiscipliniranim premisama dizajna, ali se kao sadržaj dizajnerova rada uzima postojeći, stari proizvod. Dizajner zalazi u njegovu strukturu, ali je njegova funkcija uglavnom određena.

4. Historijski razvoj dizajna Predmeti su oduvijek bili na neki način ukrašavani. U vrijeme dok nije postojala industrijska proizvodnja nije postojala bitna razlika u stvaranju nekog upotrebnog predmeta i skulptura, oba su bili individualni proizvodi. Tako je utjecaj autonomne figurativne umjetnosti na stvaranje upotrebnih predmeta bio spontan i logičan.

Slika 1: Povijesni razvoj oblika automobila Izvor: http://hr.wikipedia.org/wiki/Dizajn

U trenutku kad se proizvodnja mijenja i postaje industrijska, oblikovanje proizvoda prestaje biti umjetnost. Od tada razlikujemo unikatne predmete (nastale umjetničkim obrtima) i industrijski proizvod (industrijski dizajn). Kada su se uporabni predmeti počeli industrijski masovno proizvoditi, trebalo ih je osloboditi pretjeranih ukrasa kojima se prekrivala loša izrada ili ružna forma. Pretjeranost ukrasa nije lijepa i nazivamo je kič. Razdoblje mnogobrojnih izuma koje još i danas traje započelo je u 18. i 19. st. Izumi su imali u prvom redu znanstvenu namjenu i po obliku su bili "bezoblični", posve tehnološkog karaktera (Npr. Bellov telefon iz 1876., usisavač iz 1907., televizijski prijamnik iz 1926.). Ponekad bi oblikom oponašali upravo one upotrebne predmete koje su efikasnošću premašili (tramvaj na paru koji imitira konja i kočiju, ili automobil u obliku kočije). Zbog spoja staroga i novoga ovi predmeti su izgledali naivno.

Krajem 19. st. u Engleskoj se javlja ideja o povezivanju umjetnika i industrijske proizvodnje kako bi se uljepšali industrijski proizvodi, a uništili imitacije i kič. Spajanje "umjetnosti i obrta" pokrenuo je u

Dizajn stola za laptop

7

Engleskoj William Morris (Arts and Crafts) već krajem 19. st., ali su njihovi proizvodi bili individualni i bogato dekorirani, dakle nisu bili u skladu s modernim nastojanjima. Pod njegovim utjecajem 1907. u Münchenu je osnovan Njemački savez obrtnih i industrijskih proizvođača (Deutsche Werkbund). Jedna od struja u tom udruženju težila je standardizaciji (ujednačavanju) industrijskih proizvoda najbolje prilagođenih namjeni, te novim materijalima i tehnikama.

Djelatnost Werkbunda unapređuje i razvija Walter Gropius, te osniva specijaliziranu školu za istodobno bavljenje svim vrstama oblikovanja – Bauhaus, 1919. u Weimaru, gdje su tada na vlasti bili socijalisti (Weimarska Republika). U toj školi zajedno su djelovali umjetnici i obrtnici, a cilj je bio da se stambeni prostor s namještajem i uporabnim predmetima ujedini jedinstvenim duhom, funkcionalnošću i jednostavnošću. Prema shvaćanju Bauhausa, predmetima ne treba nadodavanje ukrasa koji bi skrivali ili popravljali ružne i bezoblične dijelove, nego treba te dijelove oblikovati na lijep, umjetnički način i predmet će biti lijep sam po sebi. Pod utjecajem pojedinih pravaca moderne umjetnosti (ekspresionizma, kubizma i osobito nekih grana apstraktne umjetnosti), koji su težili pojednostavljenjem i pronalazili nove oblike, oblikovanje uporabnih predmeta dobiva novo značenje – postizanje funkcionalnosti predmeta kao kreativan čin. Ideje Bauhausa poštuju se i danas u načelima industrijskog dizajna: jedinstvo namjene (funkcije), poštivanja materijala i procesa serijske proizvodnje.

5. Proces dizajna

Dizajn polazi od definicije problema, zatim se nastavlja s programom neposrednih istraživanja i razvoja, što vodi do izrade projekta i prototipa.Proces se završava serijskom proizvodnjom i distribucijom proizvoda i na taj se način potreba zadovoljava ondje gdje je nastala. Josine des Cressonnieres ukazala je na četiri osnovne činjenice koje karakteriziraju industrijski dizajn:

1.) U zemljama u razvoju prihvaćanje, usvajanje i primjena industrijskog dizajna javlja se kao životna potreba, ovisno o problemu njihove početne industrijalizacije, o kvaliteti i stručnom kadru novostvorene industrije.

2.) U visokorazvijenim zemljama industrijski je dizajn u fazi zrelosti. Ima svoje mjesto u poduzeću. Služba dizajna, bilo da se radi o jednom ili više stručnjaka, stvara na visokom nivou proizvodnje poduzeća sintezu tehničkih, privrednih i društvenih faktora kojima je određen proizvod. Ta sinteza uvijek je kompromis između mnogih zahtjeva i to najbolji kompromis.

3.) Industrijski dizajn postaje u svim privrednim granama strašno konkurentsko oružje, sve potrebnije kako se širi i internacionalizira tržište i kako itenzitet i sloboda konkurencije rastu.

4.) Konačno, industrijski dizajn dobiva duboko ljudsko značenje u odgoju masa. Nastoji predmetima za svakodnevnu upotrebu dati estetsku i ljudsku vrijednost. Ako prisilimo ljude da spoznaju tu vrijednost, oni će spoznati i smisao okoline u kojoj žive.

Dizajn stola za laptop

8

Zadatak

Slika 2: skraćeni prikaz sadržaja procesa dizajna Izvor: Mario Štorga, Davor Pavlić, Neven Pavković, Zvonko Herold:

„Znanost o konstruiranju – podloge za vježbe“, Zagreb 2002

Prikupljanje podataka i razjašnjavanje

- Formiranje struktore funkcija tehničkog procesa

- Formiranje principskih (koncepcijskih) rješenja

- Izbor optimalne varijante

Pretprojekt: optimiranje mjera, oblika, međusobnih veza i oslanjanja dijelova na bazi proračuna. Izbor materijala I koncipiranje

sklopnog crteža.

Lista zahtjeva

Koncepcija rješenja

Optimalna varijanta

P r o j e k t i:

- Detaljna razrada usvojenog rješenje sa završnim proračunom izdržljivosti i pouzdanosti i definitivno oblikovanje dijelova.

- Izrada crteža dijelova, uputstva za montažu, za rukovanje i uputstva za održavanje.

- Analiza rezultata ispitivanja

Glavni projekt

Pri

prem

a el

emen

ata

Kon

cipi

ranj

e rj

ešen

ja

Opt

imir

anje

pri

ncip

a r

ada

rješ

enja

Opt

imir

anje

kon

stru

kcij

e od

nosn

o ko

nstr

uisa

nje

u už

em s

mis

lu r

iječ

i

Izvođenje

Dizajn stola za laptop

9

6. Faktori dizajna Klasifikacija faktora dizajna i njihove relevantnosti, prema B. Archeru:

Djelovanje nekog od faktora moguće je istražiti samo u njegovoj međuzavisnosti od svih ostalih faktora, kao i parametara, koji u datoj situaciji djeluju na dizajn proizvoda. Estetika Mogli bismo je definirati kao nauku o lijepome ili nauku o percipiranju lijepoga. Motivacija Pod motivacijom podrazumijevamo psihološko stanje pozitivnog ili negativnog stimulansa čovjeka u odnosu na predmet s kojim korespondira. Motivacija će stimulirati ili destimulirati čovjeka da se proizvodom koristi ili da ga uopće kupi, te će određivati aktivan stav u pogledu modaliteta korištenja. Funkcija Funkciju bismo mogli definirati kao prilagođenost predmeta ispunjavanju određene namjene, odnosno kao svrhovitost predmeta. Analiza dizajnera mora proći od određivanja funkcije ili namjene proizvoda, a u skladu s diktiranim potrebama. Svaki predmet ima svoj određeni dijapazon osnovnih i dodatnih funkcija, koje određuju funkcionalnu kompleksnost proizvoda. Ergonomija Ergonomija je naučna disciplina kojoj je zadatak da na bazi rezultata svojih empirijskih istraživanja antropometrijskih, dinamičkih, senzornih i psiholoških karakteristika čovjekova organizma i ponašanja pruži definirane parametre i preporuke prilagođavanja predmeta, okoline, sistema i procesa čovjeku, koji s njima dolazi u doticaj. Bitni su zadaci ergonomije: sprečavanje povreda i profesionalnih oboljenja kvantitativno i kvalitativno povećanje efikasnosti u proizvodnji povećanje efikasnosti i sigurnosti upotrebe. Mehanizam O fizičko-konstruktivnim uvjetima koji određuju proizvod direktno će ovisiti njegov konačni oblik. Razumljivo je, da će uloga mehanizma uvjetovati konačan oblik nekog predmeta zavisno od konkretnog slučaja: kod kompaktnih predmeta uloga mehanizma bit će značajnija nego kod manje kompaktnih. Aspekti interferencije između tehnike i dizajna: nova koncepcija prilagodljivost (adaptibilnost) sigurnost proizvodnje i upotrebe redukcija dimenzija redukcija troškova lakoća upotrebe pouzdanost racionalizacija

Dizajn stola za laptop

10

Struktura Strukturu bismo mogli definirati kao opis vrsta i kategorizacija elemenata i njihovih međuodnosa u jednom sistemu, mehaničkom ili biološkom organizmu. Struktura je u ovom smislu kategorija kompleksnija od mehanizma, jer zavisi, osim od fizičkih i tehnički datih okolnosti funkcioniranja organizma i od upotrebljenog materijala, načina proizvodnje, završne obrade (finalizacije) i sličnih ograničenja. Proizvodnja Proizvodnja sama po sebi diktira oblik proizvoda. Ekonomika Pravilnim oblikom proizvoda dizajn racionalizira radni proces, standardizira strukturalne dijelove proizvoda; putem oblikovanja sredstava ekonomska propaganda informira tržište o proizvođaću i proizvodu, da bi na bazi toga osigurala plasman. Dizajn, dakle, sintetizira sve aspekte proizvodnje i potrošnje u jedinstveni sistem, što je osnovni predmet njegova rada. Prezentacija Dizajn sam po sebi motivira na kupnju proizvoda, ali on sadrži i jedno značajnije obilježje: dobar dizajn mora jasno upozoravati na način i karakter korištenja proizvoda. Dakle, vanjski oblik predmeta mora prezentirati funkciju predmeta.

Dizajn stola za laptop

11

7. Analiza postojećih proizvoda na tržištu Pri istraživanju postojećih proizvoda na tržištu došli smo do zaključka da u Bosni i Hercegovini u većini slučajeva se koriste već izrađeni stolovi koji se uvoze iz inostranstva. Cijene tih proizvoda nimalo nisu niske za običnog građanina. Kod istraživanja smo se bazirali na internet i na sljedećih par slika dajemo mogući dizajn i cijene na tržištu u svijetu.

Cijena: 29,98$

Cijena:199$ Cijena:32,99$

Dizajn stola za laptop

12

8. Lista zahtjeva Na osnovu istraživanja u prethodnom dijelu seminarskog rada može se izraditi lista zahtjeva koja je prikazana sljedećom tabelom: Tabela 1:

Konstrukcijska specifikacija zahtjev želja

1.FUNKCIJA 1.1. Postolje za laptop pri radu

*

2.USLOVI TEHNIČKOG PROCESA 2.1.Radna površina

a) Oblik i dimenzije: b=600 mm

d=400 mm H= 5mm b) Materijal: plastika – polipropilen 2.2.Nogare – sklopljive a) Profili i dimenzije nogara: Hmin=500mm ; Hmax=800mm Profil 1.: Profil 2.: D1=17,1mm D2=20,4mm t1=1,6mm t2=1,6mm b) Materijal: konstrukcioni ćelik

* *

3.RADNA SVOJSTVA 3.1.Radni vijek: 5 godina 3.2.Dobra prenosivost 3.3.Pouzdanost 3.4.Lako održavanje

*

* * *

4.ERGONOMSKA SVOJSTVA 4.1.Radna visina 4.2.Sigurnost protiv loma

* *

5.IZGLED *

6.KLASIFIKACIJA I USKLADIŠTENJE 6.1Minimalni volumen stola zbog uskladištenja

*

7.ISPORUKA 7.1.Krajnji rok: 2 mjeseca (3max)

*

8.TROŠKOVI 8.1.Troškovi proizvodnje: ?

*

D

Dizajn stola za laptop

13

9. Morfološka matrica Tabela 2:

Dizajn stola za laptop

14

10. Osobine materijala Polietilen (PE) najjednostavniji je poliugljikovodik, a ujedno i jedan od najpoznatijih i najvažnijih materijala današnjice. Industrijski se proizvodi polimerizacijom etilena, a labaratorijski se može dobiti i od diazometana. Polietilen se sastoji od mnoštva jedinica –CH2-CH2-, koje međusobnim povezivanjem tvore lančane makromolekule velikih molekulnih masa opšte formule –(CH2-CH2-)-n. Jednostavna struktura makromolekula u izduženim planarnim konformacijama omogučuje njihovu laganu kristalizaciju. Polietilen kristalizira u trans-konformaciji i pod uobičajenim uvjetima iz talina stvara pravilno građene lamele presavijenih makromolekula. Iz nukleusa razrastaju vrpcaste lamele, izgrađujući kuglaste tvorevine, sferolite.

Formirani PE je djelomično kristalne strukture (zamućen). Svojstva politilena ovise o njegovoj strukturi i aditivima koji se dodaju tokom proizvodnje. Najvažniji strukturni parametri, koji izravno utiču na svojstva polietilena, jesu stepen kristalnosti, prosjećna molekulska masa i razdioba molekulskih masa. Stepen kristalnosti mjera je za omjer kristalne faze prema amorfnoj, a zavisi, među ostalim, o granatosti makromolekule. Naime, polietilinske makromolekule nisu samo ravnolančane, već neki od vodikovih atoma mogu biti zamjenjeni manjim ili većim (kraćim ili dužim)

ugljikovodičnim supstituentima. Oni onemogućuju gusto slaganje lančanih segmenata i potpuniju kristalizaciju, pa se s povećanjem granatosti smanjuje stepen kristalnosti. Stepenu kristalnosti izravno je proporcionalna gustoća polietilena. Kako se gustoća može jednostavno mjeriti, svojstva polietilena se upravo prema njegovoj gustoći i ocjenjuju. S porastom gustoće povećava se talište i većina mehaničkih svojstava, među njima tvrdoća, vlačna čvrstoća, produljenje pri raskidu, otpor prema puzanju, krutost, a takođe i hemijska postojanost. Osim toga, smanjuje se i propusnost kapljevina i plinova. S druge strane, s porastom gustoće smanjuje se savitljivost, prozirnost, žilavost i otpornost prema nastajanju napuklina od naprezanja. Prosjećna molekulska masa polietilena vrlo je važna, posebno što od nje zavisi sposobnost prerade polietilena. Polietilen s većom molekulskom masom se generalno teže prerađuje. On pokazuje bolja mehanička svojstva, npr. Povećanu udarnu žilavost, čvrstoću na paranje i otpornost prema koroziji zbog napuklina od naprezanja, a veća mu je i hemijska postojanost. Međutim, tvrdoća, savitljivost i vlačna čvrstoća ne ovise uopšte o iznosu prosječne molekulske mase. Razdioba molekulskih masa utječe također na svojstva politetilena i njegovu preradljivost. Generalno vrijedi da tipovi polietilena s uskom razdiobom ispoljavaju veću žilavost, čak i pri nižim temperaturama, ali se teže prerađuju. Tabela 3: Fizikalna i mehanička svojstva polietilena niske i visoke gustoće Izvor: http://www.mf.unze.ba/materijali/GPM/Seminarski_Jovic.pdf

Dizajn stola za laptop

15

Tabela 4: Primjena i proizvodi od polietilena Izvor: http://www.mf.unze.ba/materijali/GPM/Seminarski_Jovic.pdf

Tabela 5: osobine livenog ugljeničnog čelika Izvor: Solid Works

Osobina Vrijednost Jedinica

Modul elastičnosti 2e+011 N/m^2

Poissonov koeficijent 0.32 NA

Modul smicanja 7.6e+010 N/m^2

Gustina 7800 kg/m^3

Vlačna čvrstoća 4.8255e+008 N/m^2

Dopušteno naprezanje 2.4817e+008 N/m^2

Koeficijent termalnog širenja

1.2e-005 /Kelvin

Termalna kondukcija 30 W/(m.K)

Specifična toplota 500 J/(kg.K)

Dizajn stola za laptop

16

11. Proračun

Pri proračunu ovakve vrste stolova obično se vrši proračun table. Tabla se optereti na kraju sa silama koje su ustvari aproksimacija pritiska ruku čovjeka koji se osloni. Pri takvom opterećenju javljaju se i određene reakcije u zglobovima koje su prikazane na skici. Sila S je reakcija, koja se javlja pri opterećenju stola, na mjestu gdje se tabla oslanja na potporne nosače. Pri ovakvom proračunu dobije se debljina ploče koja treba da zadovolji uslove opterećenja i ne prelazi ugib veći od 5 mm.

Statički uslovi ravnoteže su:

Iz

)3.(..........................................................................................020045cos400

)2(..............................................................................................................045sin

)1...(....................................................................................................045cos

SFM

XSX

YSFY

A

jednačine (3) slijedi:

NS

NF

S

5,1131

5,1131707,0200

400400

45cos200

400

Iz jednačine (2) slijedi:

NX

NSX

800

9,799707,05,113145sin

Iz jednačine (1) slijedi:

NY

NSFY

400

9,399707,05,113140045cos

Maksimalni moment je:

NmmFM 80000200400200max

Normalni napon:

Dizajn stola za laptop

17

xW

M

250

mm

Ndoz

6

20050

2hb

F

41650600

2004006

h

Usvojeno h=5 mm, što predstavlja debljinu ploče.

A

F

4

5,113150

2

D

mmD 97,58,2850

45,1131

Usvojeno D=6 mm, što predstavlja debljinu potpornih nosača između nogara i table. Usvojeni standardizovani šuplji profili od livenog ugljičnog čelika su:

D=17,1 mm D2=20,4 mm t=1,6 mm t2=3,2 mm

D1=20,3 mm D3=23,6 mm

Dizajn stola za laptop

18

12. 3D dizajn komponenti

Nakon provedenog istraživanja i urađenog proračuna dobijeni su uslovi da se modeliraju pojedinačni dijelovi stola. U proračunu su dobijene dimenzije tih dijelova koje iznose: Tabla: Debljina: h=5 mm Širina:600 mm Dužina 400mm Materijal: polietilen

Ojačanje: Materijal: cast carbon steel Dužina:396 mm T profil:

Dizajn stola za laptop

19

Potporni nosač: Dužina:282 mm Širina:560 mm Prečnik profila: 6 mm Materijal: liveni ugljenični čelik Gornji dio nogu: Dužina:500 mm Širina:600 mm Profil: Φ20,3mm, t=1,6 Materijal: liveni ugljenični čelik Donji dio nogu: Dužina:300 mm Širina:400 mm Profil:Φ23,6mm, t=3,2 Materijal: liveni ugljenični čelik

Dizajn stola za laptop

20

13. Analiza naprezanja Analiza naprezanja se vrši, kao što je poznato, metodom konačnih elemenata, metodom konačnih volumena ili nekim drugim poznatim metodom. U našem slučaju je korištena metoda konačnih elemenata. Analizi je podvrgnuto ojačanje table da se provjeri da li će ono izdržati zadato opterećenje. Za analizu je koršten programski paket Solid Works 2008 premium. Tabela 6: karakteristike MKE analize

Naziv analize Study 1

Tip analize Static

Tip mreže Solid Mesh

Tip solvera FFEPlus

Termalni efekat Ulazna temperatura

Nulta naprežuća temperatura 298.000000

Jedinica Kelvin

Uključivanje efekta fluida iz COSMOSFloWorks Off

Trenje Off

Ignorisanje slobodnih veza Off

Upotreba adaptivnog metoda Off

Tabela 7: korištene jedinice pri analizi

Sistem jedinica SI

Dužina/pomijeranje m

Temperatura Kelvin

Ugaona brzina rad/s

Napon/ Pritisak N/m^2

Dizajn stola za laptop

21

Tabela 8: podaci o korištenom materijalu

Osobina Vrijednost Jedinica

Modul elastičnosti 2e+011 N/m^2

Poissonov koeficijent 0.32 NA

Modul smicanja 7.6e+010 N/m^2

Gustina 7800 kg/m^3

Vlačna čvrstoća 4.8255e+008 N/m^2

Dopušteno naprezanje 2.4817e+008 N/m^2

Koeficijent termalnog širenja

1.2e-005 /Kelvin

Termalna kondukcija 30 W/(m.K)

Specifična toplota 500 J/(kg.K)

Tabela 9: podaci o graničnim uslovima (oslonci)

Naziv graničnih uslova Označeni set Opis

Restraint-1 <ojacanje1> on 1 Face(s)Hinge

Restraint-2 <ojacanje1> on 1 Face(s)Hinge

Tabela 10: podaci o opterećenju

Naziv opterećenja Označeni set Tip opterećenja Opis

Force-1 <ojacanje1> on 1 Face(s) apply force 200 N normal to reference plane with respect to selected reference Edge< 1 > using uniform distribution

Sequential Loading

Dizajn stola za laptop

22

Slika 3: MKE model

Dati dio je kao što se vidi i na slici opterećen na kraju silom koja iznosi 200 N. Sila od 200 N predstavlja pola sile ukupnog opterećenja koje je predviđeno da stol može da izdrži. Pri ograničavanju je dozvoljena rotacija oko X-ose, a ostala kretanja su zabranjena.

Dizajn stola za laptop

23

Urađena analiza je pokazala da model može da izdrži zadato opterećenje tako da se mogao izraditi i konačan 3D model stola. Ono što se još može zaključiti iz analize jeste da naponi na nekim dijelovima prelaze dozvoljene ali i da nema mogućnosti loma. Slika 4: analiza napona

Slika 5: analiza pomjeranja

Dizajn stola za laptop

24

Slika 6: analiza naprezanja

Nakon svih izvršenih analiza može se uraditi i 3D sklop stola koji je predstavljen na sljedećoj slici.

Slika 7: pogledi iz više uglova na 3D model stola

Dizajn stola za laptop

25

Dizajn stola za laptop

26

14. Zaključak

Uz korištenje poznatih metoda za razvoje novih proizvoda te softverskih paketa za 3D modeliranje i MKE analizu (Solid Edge V20 i Solid Works 2008 Premium) razvijen je i ispitan 3D model stola za laptop koji predstavlja jedno od mogućih rješenja. Takođe je se moglo zaključiti u toku ovoga istraživanja da u Bosni i Hercegovini ne postoji akreditovana ustanova za ispitivanje namještaja iako je to u Europi i svijetu zakonska obaveza, međutim kod nas predstoji vrijeme velikih promijena pa se u budućnosti možemo nadati da će postojati i ovakve ustanove.

Dizajn stola za laptop

27

Literatura:

1. www.web.efzg.hr/dok/mar/kolegiji/ppid/Dizajn_kao_integralni_element_razvoja_proizvoda.pdf 2. http://www.mf.unze.ba/materijali/GPM/Seminarski_Jovic.pdf 3. Zoran Savić i grupa autora: Inženjersko Mašinski Priručnik II, Beograd 1992. 4. http://hr.wikipedia.org/wiki/Dizajn 5. Mario Štorga, Davor Pavlić, Neven Pavković, Zvonko Herold: „Znanost o konstruiranju – podloge

za vježbe“, Zagreb 2002.