7.8.1 Utveckling av pressgjutet fotkryss

Utvecklingsarbetet av ett fotkryss till en kontorsstol skedde på gjuteriets begäran tillsammans med dennes kund. Detta var i linje med gjuteriets ambition att vara delaktiga i sina kunders konstruktionsarbete.

Kontorsstol med över och undersida av fotkrysset.

På grund av design- och utseendeskäl hade kunden ”låst” översidan på fotkrysset, det vill säga ändringar på geometrin fick bara utföras på undersidan. Fotkrysset var tidigare tillverkat i plast. Målet med projektet var att gå över till aluminium, vilket skulle ge större designfrihet då aluminium är ett starkare material än den plast som användes. Eftersom seriestorleken var stor hade pressgjutning valts som tillverkningsmetod.

Kraven som ställdes på fotkrysset var enligt standard för liknande möbelprodukter, det vill säga att det ska hålla för en vrid- och en vertikal kraft. Den vertikala kraften förutsattes vara den dimensionerande och kravet var 1100 kilo.

De aluminiumlegeringar som var aktuella för fotkrysset var EN AC-46000 (SS 4250 eller varianten SS 4250-2b). Den senare varianten har bättre mekaniska egenskaper men är också något dyrare vid inköp.

Arbetsgången planerades utifrån att verktyget skulle produceras så fort som möjligt och med minimerade verktygsförändringar i inkörningsskedet, det vill säga det gällde att minimera tiden till serieproduktion. Genom att göra ett kvalificerat arbete i konstruktionsskedet kan tid och kostnader flyttas från verktygsändringar till utvecklingsarbete, vilket minskar den totala tiden för produktframtagning.

Eftersom ovansidan var låst för konstruktionsändring var det naturligt att låta verktygstillverkaren börja tillverka den formhalva som således är låst innan fotkrysset var färdigkonstruerat. Eftersom verktygstillverkaren var med tidigt i projektet gjordes många andra förberedelser för tillverkningen, till exempel beställning av material och bearbetning av grundmaterial.

Hållfastighetsanalys av föreslagna fotkryss enligt specifikation.

De hållfasthetsanalyser som utfördes gjordes i samarbete mellan gjuteripersonal och konstruktör, se figuren ovan. Gav analysen inte tillfredsställande resultat kunde gjuteriet vara med och diskutera olika lösningar så att fotkrysset även blev lätt att tillverka (avseende gjutbarhet).

Parallellt med hållfasthetsanalyserna utfördes gjutsimuleringar (formfyllnads- och stelningssimuleringar) för att kontrollera gjutbarheten på fotkrysset, figuren nedan. De defekter som kunde analyseras från simuleringsprogrammet kunde därigenom förflyttas till områden som har låg påkänning, i detta fall längst ut på ”tassarna”.

Formfyllnadssimulering av fotkrysset.

 

För att optimera fotkrysset ytterligare valdes SS 4250-2b som material, vilket gjorde att väggtjockleken kunde göras tunnare samt att totalvikten blev lägre.

När fotkrysset konstruerats färdigt tillverkades ett verktyg och utfallsprover. Därefter provades fotkryssen i en specialrigg, där de första kryssen tålde en belastning upp till 1200 kilo, vilket stämde bra överens med hållfasthetsberäkningarna. Dessutom klarade de kravet enligt standarden på 1100 kilo.

3196