Befreest

Kekseliäisyys on meidän keinomme löytää ratkaisuja ongelmiin, jotka liittyvät joskus läheisesti asuinpaikkaamme. Apuliassa sijaitseva Taranton kaupunki pääsee usein otsikoihin Euroopan suurimpaan terästehtaaseen liittyvän alueellisen saastuneisuutensa vuoksi. Mistäpä muualta idea sisäilman laadunvalvontalaitteen kehittämisestä voisikaan olla lähtöisin?

Yritysten ja asiantuntijoiden muodostamassa ryhmässä, jossa vallitsi innostus ryhtyä uuteen hankkeeseen heidän aiheeseen liittyviä tarpeita koskevan laajan tietämyksensä pohjalta, syntyi Befreest, joka kehitti nose 4.0 ecosystem -laitteiston patentoiduksi ratkaisumalliksi: hengitä helposti, olet turvassa. Befreestillä on sarja nimellä nenä kutsuttuja laitteita, jotka valvovat jatkuvasti ilmanlaatua keskeytyksettömän IoT-tietoliikenteen avulla mahdollistaen ilmanvaihdon ohjaamalla ilmanvaihtojärjestelmiä käynnistymään tiettyjen parametrien toteutuessa.

Nose 4.0 ecosystem koostuu kolmesta pääosasta: nose-anturit – älykäs pilvipalvelu tietojenkäsittelyyn ja act, logiikkaohjain, joka pystyy ohjaamaan ilmanvaihtoa- ja ilmanpuhdistuslaitteistoja. Laite on saatavissa kahtena mallina: noseC, joka valvoo ilman hiilidioksidimäärää, lämpötilaa ja kosteutta, ja noseP, joka valvoo hiilidioksidimäärää, haihtuvien orgaanisten yhdisteiden kokonaispitoisuutta (TVOC – total volatile organic compounds) , PM 2,5- ja 10-hiukkasten määrää, lämpötilaa ja kosteutta.

Laitteen kotelon prototyypin valmistus alkoi Protolabsin verkkosivuilla, kuten nose-laitteiston tuotepäällikkö Mirco Cacace kertoo: "Kun selailin protolabs.it-sivustoa, olin vaikuttunut sisällön selkeydestä sekä materiaaleja ja valmistusprosesseja koskevien tietojen täydellisyydestä". Aluksi ladattiin kahta osaa koskeva CAD-tiedosto, jota varten pyydettiin ensiksi 3D-tulostusta koskeva arviointi, mutta Protolabs-tiimi tajusi pian, että Befreestin vaatimusten täyttäminen edellytti toisen teknologian käyttämistä, ruiskuvalua.

Protolabs suositteli Befreestille alkuaan 3D-tulostukseen tarkoitettujen CAD-tiedostojen mukauttamista ruiskuvalutekniikkaan soveltuviksi: Kuoren ja vahvistusten paksuussuhteet tarkistettiin, ruuviholkit, jotka olivat liian suuria, ohennettiin, ja materiaalien jakautuminen optimoitiin liian voimakkaan kutistumisen ehkäisemiseksi. Sen jälkeen kun tarkistettiin, että, että kotelon mitat ovat riittävät kaikille laitteen komponenteille, Befreest toisti saman prosessin toisen, suuremman kotelon osalta lopullista CAD-tiedostoa käyttäen. Protolabs valmisti neljä alumiinimuottia ensimmäisen 500 ruiskuvaloksen erän luonnonvalkoisesta nailon 6:sta valmistamista varten.

Muottien paremman toimivuuden ja valosten paremman ulkonäön vuoksi pintakuvioksi valittiin kevyt helmikohokuviointi. Tässä prosessin vaiheessa Protolabsin kokemus ruiskuvalusta tuli ratkaisevaksi tekijäksi: Tosiasiassa suosituksena oli kohokuvioida koko pinta vahvistuskaaren tasoa lukuun ottamatta logon saamiseksi esille ja kuvioidun pinnan ulkonäön parantamiseksi. Cacace jatkaa: "Stefano Moscan ja Sara Rinoldin apu osoittautui teknisestä näkökulmasta olennaisen merkitykselliseksi, ruiskuvaluvaiheeseen tehdyt parannukset yhteensopivuus Befreestsin tiukan julkistusaikataulun kanssa”.

Läpimenoaika 18. maaliskuuta tehdystä tilauksesta osien toimitukseen 7. huhtikuuta oli kolme viikkoa, mikä on Protolabsille tavanomainen mutta hyvin lyhyt aika neljän muotin valmistaminen, yhteensä 2 000 osan ruiskuvalaminen ja asiakkaalle toimittaminen huomioon ottaen.

 

Tiivistelmä

Haaste Befreest halusi kehittää laitteen, joka voi välittömästi todentaa suljetun ympäristön ilmanlaadun ja korjata sen kielteiset ominaisuudet välittömästi. Ratkaisu Protolabs ehdotti niiden osien ruiskuvalua, joista muodostuva kotelo sisältää anturit, tietoliikennelaitteet ja piirikortin. Neljä alumiinimuottia valmistettiin, ja ensimmäiset 500 kappaletta kutakin komponenttia valettiin, yhteensä 1 000 laitetta tyyppiä kohden. Tulos nose on laite, joka on tarkoitettu valvomaan ilmanlaatua keskeytyksettömästi, lähettämään tiedot pilvipalvelimeen ja myös käynnistämään ilmanvaihtojärjestelmän, kun mittausarvot laskevat laatukynnyksen alapuolelle.

Miten nose 4.0 ecosystem toimii? nose-laite ottaa ilmanäytteen kahden minuutin välein ja lähettää tiedot keskittimeen, pilvipalvelimeen, joka tuottaa ilmanlaatuindeksin (Index Air Quality – IAQ)- ja Sars-Cov-2 -tartuntariski-indeksin. Tämä lähetetään anturiin, joka ilmaisee valomerkillä neljä ympäristöriskin eri tasoa, joita on myös mahdollista lieventää välittömästi luonnollisen ilmanvaihdon avulla. Koneellisen ilmanvaihtojärjestelmän ollessa käytössä tapahtuma panee automaattisesti järjestelmän palauttamaan ympäristöparametrit oikeiksi.

nose-laitteisto on erityisen sopiva käytettäväksi sisätiloissa, joissa ihmiset liikkuvat paljon, esimerkiksi kouluissa ja toimistoissa. Koska on myös tieteellisiä todisteita ilmanlaadun ja virustartunnan, esimerkiksi SARS-CoV-2-koronaviruksen, leviämisen välisestä välittömästä korrelaatiosta, nose-laitteistosta on tulossa arvokas apuväline ilmanlaadun päätekijöiden ylläpitämisessä siellä, missä vietämme valvotuissa olosuhteissa suurimman osan elämästämme.

Befreestsin kehitys ei pysähdy siellä. ensi vuonna tulee saataville myös entistä laaja-alaisempi noseT-laitteisto, joka mitta myös radonkaasupitoisuuden, mikä tekee ilmanlaadun mittaamisesta jopa entistä tarkempaa.