Przedsiębiorstwo z branży wzornictwa przemysłowego wykorzystuje oprogramowanie NX, aby ustanowić nowe standardy działania i dotrzeć do konsumentów zainteresowanych sprzętem jeżdżącym

Wygodny dojazd w dobrym stylu

Subtelne balansowanie ciałem może być kluczowe dla swobodnego przemieszczania się po miejskiej dżungli na elektrycznym monocyklu, natomiast przemyślany projekt to klucz do komfortowego korzystania i wydajności. Etos wzornictwa przemysłowego zainspirował firmę Uniwheel do zmiany tradycyjnego projektu monocyklu na taki, który jest ergonomiczny i niezawodny.

— Mieliśmy świadomość, że większość elektrycznych monocykli dostępnych na rynku korzysta z raczej prostego projektu: elektronikę zamknięto w obudowie z wystającymi, kwadratowymi pedałami — tłumaczy Steve Milton, dyrektor i CEO londyńskiej firmy. — Informacje od użytkowników pokazały nam jednak, że kanciasty kształt może powodować ból nóg. Właśnie dlatego chcieliśmy zapewnić użytkownikom bezpieczniejszą, przyjemniejszą i bardziej komfortową jazdę.

Misją firmy Uniwheel było wprowadzenie na rynek pierwszego w pełni przemyślanego projektu. Ten cel udało się osiągnąć pod koniec 2015 roku, gdy firma zaprezentowała swój pierwszy produkt konsumencki, zaledwie 7 miesięcy po stworzeniu początkowej koncepcji. Oprogramowanie NX™ od specjalisty w zakresie zarządzania cyklem życia produktu (PLM) — firmy Siemens Digital Industries Software — było kluczowe do osiągnięcia sukcesu i przyspieszenia całego procesu rozwoju.

Balansowanie między formą i funkcjonalnością

Już od momentu pierwszej koncepcji zespół konstrukcyjny zaczął pracę w NX, aby stworzyć podstawowe, trójwymiarowe modele części takich jak zewnętrzna, plastikowa obudowa z wbudowanym światłem, metalowe elementy wykorzystywane przy pedałach i silniku oraz drobne dodatki, np. poprawiające przyczepność na powierzchni pedałów. Głównym wyzwaniem było zintegrowanie skomplikowanej elektroniki oraz oprogramowania, wymiennego akumulatora, silnika i obudowy monocyklu. Krytyczne znaczenie miało zachowanie odpowiednich odstępów między wiązkami przewodów. Ze względu na skupienie się na ergonomii projektu głównej obudowy trójwymiarowe krzywe miały do odegrania ogromną rolę. — Możliwości stylizacji powierzchni w NX są naprawdę bardzo rozbudowane — uważa konstruktor Carson Brown.

Bezpieczeństwo było kluczowym elementem podczas całego procesu projektowania, dlatego konieczne było wbudowanie dużej liczby czujników w różne części — np. pedały i uchwyt. Czujniki pozwalają na automatyczną odpowiedź silnika, gdy użytkownik zdejmie nogę z urządzenia lub podniesie je z ziemi. Ustalono również wartość graniczną, która powoduje wyłączenie urządzenia, aby silnik nie został doprowadzony do granic możliwości.

Projekt monocyklu oraz opony był szczegółowo przemyślany, a następnie udoskonalono ciśnienie w oponie, co miało stworzyć większą powierzchnię kontaktu między nią a podłożem, a w rezultacie polepszyć stabilność i żywotność baterii. Dodatkowo zespół skorzystał z oprogramowania NX, aby zaprojektować szczególny bieżnik, który umożliwia szybkie odprowadzanie wody w celu polepszenia przyczepności.

W oprogramowaniu NX stworzono i oceniono niemal 400 różnych komponentów i 25 narzędzi, aby mieć pewność, że nie zachodzą żadne interferencje lub kolizje. W niektórych przypadkach skorzystano z technologii druku 3D, aby szybko stworzyć prototypy dwukierunkowych świateł, które zmieniają się w zależności od orientacji urządzenia, dostosowują się do poziomu światła dziennego i zaczynają świecić jaśniej, gdy użytkownik zwalnia.

Do stworzenia obudowy wykorzystano wytrzymały i odporny na kolizje kopoliester Tritan™, który następnie pokryto gumą silikonową, by pochłaniała energię zderzeń. Inżynierowie stworzyli stanowisko badawcze do fizycznych testów zużycia, aby odtworzyć proces obijania monocyklu o różne przedmioty podczas codziennego użytku. — Projekt głównej obudowy jest bardzo złożony, jednak problemy wykryte podczas testów były kosmetyczne. Mogliśmy w łatwy sposób znaleźć i dostosować drobne szczegóły powierzchni — mówi Steve Godden, konstruktor firmy Uniwheel. — NX pozwala nam uzyskać przejrzystość i precyzję.

Przewidywalność zmniejsza napięcie i presję

Do stworzenia oprzyrządowania wybrano kilku międzynarodowych dostawców, dlatego bardzo ważne było to, aby konstruktorzy firmy Uniwheel mogli w jasny sposób komunikować swoje założenia projektowe. Wykorzystanie NX oraz bezpośredni transfer plików CAD pozwolił na przejrzystą i konstruktywną dyskusję na temat osprzętu i procesu produkcji. Przeprowadzono tylko jedną próbę z oprzyrządowaniem w procesie udoskonalania świateł. — Mieliśmy zaufanie do NX już od samego początku — zaznacza Milton. — Wiedzieliśmy, że jeśli sprawdzimy wszystko w NX, nasi dostawcy nie będą mieli zbyt wielu pytań.

Korzystając z NX do optymalnej integracji wszystkich elementów konstrukcyjnych, zespół Uniwheel był w stanie zmniejszyć wagę całości o ponad kilogram, dzięki czemu całe urządzenie waży około 10 kg. To osiągnięcie wpłynęło na decyzję o opatentowaniu obudowy silnika. Zespołowi udało się również ukryć otwory na śruby w głównej obudowie, zachowując przy tym łatwość montażu. Złożenie kompletnego produktu w londyńskiej jednostce Uniwheel odpowiedzialnej za badania i rozwój zajmuje tylko godzinę. Pierwsze ukończone monocykle elektryczne wypuszczono na rynek już w grudniu 2015 roku, zaledwie siedem miesięcy po stworzeniu pierwszej koncepcji.

Niezawodność i stabilność oprogramowania NX miała kluczowe znaczenie dla konstruktorów firmy Uniwheel. — Z doświadczenia wiem, że NX to solidne i bardzo przewidywalne narzędzie. Ze względu na nasz napięty harmonogram właśnie tego potrzebowaliśmy — mówi konstruktor Mark Kennell.

— W przeszłości korzystałem z innego oprogramowania, które potrafiło zawieszać się dwa razy dziennie. Takie problemy mogą mieć bardzo negatywny wpływ na produktywność, zwłaszcza wtedy, gdy terminy są napięte. W pracy z NX nie doświadczaliśmy takich przeszkód.

— Oprogramowanie NX to standard w branży, a my jesteśmy start-upem. Jednak dziś dobrze wiem, że nie poradzilibyśmy sobie bez tego narzędzia — dodaje Eryk Sokołowski.

Pierwszy brytyjski elektryczny monocykl

16-calowe koło i 1500-watowy silnik, który wyłącza się automatycznie, gdy użytkownik schodzi z urządzenia, pozwalają monocyklowi Uniwheel sprawnie radzić sobie z nierównościami drogi. Jednak wygodna jazda na jednym kole wciąż wymaga trochę praktyki. — Najtrudniej jest jechać z prędkością mniejszą niż 11 km/h, ponieważ wtedy nie można polegać na rozpędzie w celu zachowania równowagi — uważa Steve Milton, dyrektor i CEO firmy Uniwheel. — Myślimy jednak, że możliwość opanowania tej umiejętności stanowi nieodłączną część uroku, który powoduje, że potencjalni użytkownicy są zainteresowani naszym produktem.

Zaprojektowany i zmontowany w Wielkiej Brytanii monocykl Uniwheel pasuje idealnie do dolnej części nóg i pozwala na aż 90 minut jazdy. Może osiągnąć prędkość 25 km/h, jego zasięg to niemal 15 km, natomiast pełne naładowanie urządzenia zajmuje zaledwie godzinę. Urządzenie można łatwo opanować. Oferowana jest również jego personalizacja z użyciem kolorowych zderzaków, które łatwo da się wymienić, jeśli zarysują się podczas typowego użytkowania. Wymianie podlegają również pedały.

Widząc rosnący popyt na urządzenia transportu osobistego, Uniwheel już myśli o rozwoju w przyszłości. — Kluczową kwestią jest dla nas balans między osiągami i wagą urządzenia, dlatego planujemy rozwinąć nasze możliwości, korzystając z oprogramowania NX do zastosowań CAE — deklaruje Milton.

Steve Milton wspomina również pierwszy rok działalności firmy: — To bardzo ważne, że NX jest tak niezawodnym narzędziem. Jesteśmy start-upem, który postawił sobie bardzo ambitny cel. Pracowaliśmy w młodym zespole konstruktorów, którzy wcześniej nie przenosili projektu do produkcji. Wiedziałem jednak, że NX pozwoli nam przejść od wizualizacji na kartce papieru do ukończonego monocyklu.