VSP Optical
Silmälasivalmistaja käyttää nopeaa ruiskuvalua vauhdittamaan suunnittelun validointia
Silmälasit ovat olleet suosituin päälle puettava tekniikka jo yli 700 vuoden ajan, joten terveysseurantaominaisuuden lisääminen silmälaseihin tällä puettavan tekniikan aikakaudella on järkeenkäypää.
Tämän ajatuksen pohjalta VSP Global on kehittänyt prototyyppialoitetta, jota kutsutaan nimellä Project Genesis. Kyseessä on silmälasit, joissa on sisäänrakennettu aktiivisuuden seuranta. Kaliforniassa toimivalla, näönhuoltoon keskittyvällä yhtiöllä, VSP Globalilla, on silmälasien valmistus- ja suunnitteluosasto. Lisäksi yhtiön näkövakuutussuunnitelmalla on yli 80 miljoonaa jäsentä ja yhtiön verkostoon kuuluu yli 34 000 silmälääkäriä Yhdysvalloissa, Iso-Britanniassa, Irlannissa ja Australiassa.
VSP Globalin äskettäin julkaiseman lehdistötiedotteen mukaan ”puettavan tekniikan suosio on kovassa nousussa. Osa tällaisesta tekniikasta voidaan nähdä pelkkänä mainostemppuna, mutta osaa voidaan pitää yksilöllisen lääketieteen vallankumouksena. Genesis-prototyyppi on juuri sitä. Se on ensimmäinen askel syvällisempien ja täydellisempien terveystietojen tarjoamisessa yksilöille”.
Prototypointi ja ajoitushaasteet
Project Genesis on VSP Globalin innovaatiolaboratorion, The Shopin, hanke. Sitä on kehitetty yli kahden vuoden ajan, sanoo Adam Oranchak, yrityksen New Yorkin laboratoriossa työskentelevä 3D-suunnitteluinsinööri. Yrityksellä on lisäksi innovaatiolaboratoriot Kaliforniassa ja Ohiossa.
Oranchak, jolla on kandidaatin tutkinto materiaalisuunnittelussa ja maisterin tutkinto teollisuussuunnittelussa, on työskennellyt paljon CAD-suunnittelun parissa. Alansa aktiivisena toimijana hän tiesi Protolabsin ennestään ja uskoi heidän kattavan kokemuksensa prototypoinnissa sopivan hyvin Project Genesikseen ja haasteeseen luoda prototyyppi silmälaseista, joiden kehyksiin on sisällytetty aktiivisuuden seuranta.
Jos tarjousvaiheesta saakka Protolabs osoittautui arvokkaaksi kumppaniksi. ”Tarjousjärjestelmä oli hyödyllinen. Pidin palautteesta, jossa mahdolliset ongelmat osoitettiin hienosti 3D-muodossa ja jonka perusteella pystyimme muokkaamaan mallia”, Oranchak sanoo viitaten Protolabsin interaktiivisen järjestelmän valmistettavuusanalyysiin (DFM).
Oranchak antaa esimerkkinä suunniteltujen osien sisältämän liukuosan, jonka avulla osat sovitettiin yhteen. Oranchakin mukaan valmistettavuusanalyysissa saatiin selville, että osat eivät toimineet parhaalla mahdollisella tavalla suunnitellussa liukusuunnassa. ”Näin saimme valmistettavuusanalyysin kautta palautetta osan liukutoiminnon parantamiseen”.
Oranchakin mukaan hänen toinen haasteensa oli kunnianhimoinen aikataulu, mikä on suunnitteluinsinöörin työssä tavanomainen ongelma. Yhteistyössä Protolabsin kanssa Oranchak sai tarjoukset ja valmiit osat nopeasti. ”Tämäntyyppisten projektien varhaisissa vaiheissa nopeus on äärimmäisen tärkeää”, sanoo Oranchak. ”Innovoinnissa nopeus on kaikki kaikessa…Protolabsilta saimme osat uskomattoman nopeasti.”
Project Genesis olisi VSP Globalin ”ensiesiintyminen” elektroniikka-alalla silmälasivalmistajana, minkä vuoksi Oranchak sanoo halunneensa testata konseptia kollegoidensa kanssa ensin pienessä ryhmässä. Ryhmään valikoitui yrityksen sisältä 30 vapaaehtoista, jotka käyttäisivät näiden silmälasien prototyyppiä. Tätä varten tarvittaisiin 30 paria identtisiä silmälaseja.
Valmistusratkaisu
Oranchakin omassa laboratoriossa tehtiin ensin useita iterointeja Polyjet-3D-tulostimella ennen siirtymistä Protolabsille muovisten ruiskuvaluosien valmistamista varten. Ruiskuvalumenetelmä tuntui parhaalta ratkaisulta, Oranchak sanoo, sillä siinä materiaali olisi lähimpänä materiaalia, jota käytettäisiin myöhemmin loppukäyttötuotteen valmistuksessa. Lopulta Protolabs valmisti yhteensä noin 100 osaa tätä projektia varten.
Projektiin valittiin olemassa olevien VSP-silmälasien kehykset. Etuosat ja molemmat sangat olivat alkuperäisistä kehyksistä, joten ne sopivat toisiinsa. Saranoita oli muokattava ja ne oli kiinnitettävä paikoilleen varta vasten suunnitellulla kiinnikkeellä, johon sisällytettäisiin aktiivisuusseurannan edellyttämä elektroniikka. Materiaaliksi valittiin musta ABS, Oranchak sanoo, koska hän ja Protolabsin asiakaspalveluinsinöörit uskoivat tämän materiaalin täyttyvän helpommin sekä vähentävän kutistumista ja painantajälkiä.
Konseptin toimivuuden todistaminen
Yrityksen vapaaehtoiset käyttivät ja testasivat kolmeakymmentä silmälasiparia, joihin oli ”saumattomasti” sisällytetty aktiivisuuden seuranta. Aktiivisuusseuranta käyttää Bluetooth-tekniikkaa, ja on yhteydessä älypuhelimeen mitaten muiden aktiivisuuden seurantalaitteiden tavoin käyttäjän askeleet, kulutetut kalorit, aktiivisuusajan ja kuljetun etäisyyden.
”Kun aktiivisuuden seurantalaite on käyttäjän päässä ranteen sijaan, se on kehon massakeskipisteessä, jolloin seurantalaite saa tarkempia lukemia”, sanoo Oranchak. ”Se on vähintäänkin yhtä hyvä, ellei jopa parempi, kuin markkinoiden muut aktiivisuuden seurantalaitteet. Markkinoilla ei oikeastaan ole juuri nyt mitään vastaavaa.”
Oranchakin mukaan tuotteen suunnitteleminen siten, ettei elektroniikkaa huomaa käytön aikana, vaati paljon vaivaa. ”Se on tärkeä osa toimintafilosofiaamme. Haluamme valmistaa silmälaseja, joita ihmiset voivat käyttää missä tahansa tuntematta oloaan epämukavaksi. Kukaan ei halua käyttää silmälaseja, joissa elektroniikka on nähtävissä.”
Oranchakin mukaan VSP Globalin konsepti on todettu toimivaksi testauksen ja prototypoinnin alfavaiheessa, ja yhtiö voi nyt siirtyä seuraavaan kehitysvaiheeseen (beetavaihe) ennen täysimittaisen tuotannon käynnistämistä.
Protolabs jatkaa työskentelyä Oranchakin ja VSP Globalin kanssa tuotteen seuraavassa kehitysvaiheessa.