VSP Optical
Glasögontillverkare använder snabb formsprutning till att påskynda designvalidering
När man tänker på det har glasögon redan varit ett av de mest framgångsrika exemplen på bärbar teknik i över 700 år. Därför är det vettigt att lägga till möjligheten till fitnessmätning i ett par glasögon.
Det är konceptet bakom glasögonen med inbyggd fitnessmätning, ett designprojekt för prototyper vid namn Project Genesis som utvecklas av VSP Global. VSP Global är baserat i Kalifornien och är ett synvårdsföretag som innefattar divisioner för tillverkning av glasögon och design samt en synförsäkring som har 80 miljoner medlemmar och ett nätverk med 34 000 ögonläkare i USA, Storbritannien, Irland och Australien.
I en nyligen publicerad press release från VSP Global säger man att ”Bärbar teknik ökar explosionsartat just nu – en del kan anses vara en fluga men en del kan anses vara början på en revolution i fråga om personifierad medicin. Genesis-prototypen är precis det. Det är första steget mot att tillhandahålla en djupare eller mer detaljrik nivå med kontextuella hälsodata” för individer.
Utmaningar med prototyptillverkning och timing
Project Genesis är ett av VSP Globals innovationslabbs, The Shops, projekt och har varit i utvecklingsskedet i över två år, säger 3D-ingenjören Adam Oranchak, som arbetar i labbet i New York. Det finns även innovationslabb i Kalifornien och i Ohio.
Oranchak har en kandidatexamen i materialteknik och magisterexamen i industriell design och har gjort mycket CAD-relaterat arbete och CAD-relaterad design. Som en inom branschen säger han att han kände till Protolabs och ansåg att företagets breda erfarenhet inom prototyptillverkning skulle passa bra frö Project Genesis och utmaningen med att skapa en prototyp för ett par glasögon med en fitnessmätare i bågarna.
Protolabs visade sig vara en värdefull samarbetspartner redan från offertskedet. ”Offertsystemet var bra – jag gillade att vi fick feedback som påpekade eventuella problem på ett trevligt 3D-sätt och sedan kunde vi anpassa enligt det”, säger Oranchak med hänvisning till elementet med design för tillverkningsbarhet (design for manufacturability, DFM) som ingår i Protolabs interaktiva system.
Oranchak förklarar att de delar som designades hade en glidande komponent när de först monterades. Oranchak säger att DFM-analysen uppmärksammade det faktum att delarna inte helt använde sig av den glidande riktning han hade tänkt sig, ”så DFM gav oss möjlighet att få och ge feedback” om hur denna glidfunktion kunde förbättras.
En annan utmaning för Oranchak var den ambitiösa tidtabellen, något som inte är särskilt ovanligt för designingenjörer. Att arbeta med Protolabs innebar lyckligtvis att man fick snabba offerter och snabba delar, tillägger han. ”Under de tidiga skedena för den här sortens projekt är det viktigt att vara supersnabb”, säger Oranchak. ”Inom innovation är hastigheten allt ... Protolabs leveranstid för delarna var helt otrolig.”
Med tanke på att Project Genesis skulle bli VSP Globals ”första försök” inom elektroniken i dess egenskap av glasögonföretag säger Oranchak att han och hans kollegor ville testa konceptet inom en liten grupp. Dessa visade sig bli de 30 frivilliga inom företaget som skulle ha på sig dessa glasögonprototyper. De skulle alltså behöva 30 identiska glasögonpar.
Tillverkningslösningen
Flera iterationer gjordes först på en 3D-printer med polyjet-funktion (materialsprutning) i Oranchaks labb innan man flyttade till Protolabs för formsprutade plastdelar. Formsprutning var det vettigaste alternativet, säger Oranchak, eftersom materialet skulle vara närmare det som slutprodukten skulle tillverkas av i framtiden. Slutligen producerade Protolabs totalt cirka 100 delar för detta projekt.
Befintliga VSP-glasögonbågar användes för projektet. De främre bågarna och skalmarna togs från originalbågarna så att de skulle matcha. Gångjärnen behövde ändras och fästas på plats i en specialdesignad fixtur som kunde innefatta den extra elektronik som behövdes i fitnessmätare. Svart ABS valdes som material, säger Oranchak, eftersom han och Protolabs kundtjänsttekniker ansåg att det materialet skulle fyllas enklare och minska märkena efter krympning och sänkning.
Bevisa att konceptet fungerar
Efter detta använde och testade företagets frivilliga trettio par glasögon med ”sömlöst” inbyggd fitnessmätare. Fitnessmätaren har Bluetooth aktiverat, kan kommunicera med smarttelefoner och mäta de frivilligas steg, mängden förbrända kalorier, aktivitetstiden och tillryggalagd sträcka, i mycket precis som andra fitnessmätare.
”Fördelen med att ha denna på huvudet och inte på handleden är att den finns i centrum för din kroppsmassa, så mätaren ger mer exakta mätningar”, säger Oranchak. ”Den är åtminstone lika bra som, eller kanske till och med bättre än, andra fitnessmätare som finns på marknaden … Det finns verkligen inget som liknar detta på marknaden just nu.”
Oranchak säger att man dessutom lade ned mycket möda på att designa en produkt som inte ”visade några som helst spår av elektroniken medan man bar den”. ”Det är en viktig del av vår filosofi. Vi är ett designcenter för glasögon. Vi vill tillverka ett par glasögon som folk gärna har på sig offentligt. Folk vill inte ha på sig något där elektroniken syns tydligt.”
Enligt Oranchak har denna alfa-fas för testning och prototyptillverkning bevisat att VSP Globals koncept fungerar och har gjort att företaget gått in på nästa utvecklingsskede (beta), innan man går vidare till produktion i full skala.
Protolabs fortsätter att samarbeta med Oranchak och VSP Global under nästa utvecklingsskede.