Uutiset | Tapahtumat | Blogi | Referenssit – Mectalent

Laitteen kestävyyden testaus pudotussimuloinnin avulla

Kirjoittanut Mectalent | Sep 18, 2024 11:58:14 AM

Aava Mobile halusi varmistaa, että heidän laitteensa ovat kestäviä ja toimivat oikein niille tarkoitetuissa vaativissa käyttöympäristöissä. Yritys päätti hyödyntää Mectalentin erityisosaamista ja virtuaaliympäristössä tehtäviä pudotustestejä.  

Haaste: Miten tutkitaan, onko kannettava laite tarpeeksi kestävä?

Mitä tabletille tapahtuu, kun se putoaa lattialle? Meneekö se rikki ja miten se rikkoutuu? Mitkä komponentit vaurioituvat herkimmin? Mitä laitteelle voisi tehdä, että siitä tulisi kestävämpi?

Aava Mobile, kuten kaikki muutkin valmistajat, painivat näiden kysymysten kanssa, kun työn alla on uuden laitteen suunnittelu. Kuinka siis päästään näkemään reaaliajassa, mitä laitteelle tapahtuu, kun siihen kohdistuu pudotuksesta aiheutuva isku? Kun mekaniikka saattaa tärähtää ja vääntyä ja osat pääsevät törmäilemään ja laitteen rikkoutumisen riski kasvaa huomattavasti?

Pudotustestejä voidaan tehdä siten, että prototyyppi pudotetaan ja tilanne kuvataan suurnopeuskameralla. Videolta nähdään, mitä ulkoisia muutoksia laitteessa tapahtuu, mutta laitteen sisälle päästään näkemään vain avaamalla se testin jälkeen. 

Ongelmaksi suurnopeuskameralla kuvatussa testissä voi kuitenkin muodostua se, että laitteen sisäisiä tapahtumia ei päästä näkemään reaaliajassa. Tällöin ei nähdä vaurioiden aiheuttajia, eikä siten välttämättä kaikkia vaurioitakaan. Vaurioitunut komponentti saattaa myös palautua paikalleen pudotuksen jälkeen ilman, että siihen jää näkyviä merkkejä vauriosta. 

Ratkaisu: Mekaniikkasimulointi 

Mekaniikkasimulaatiot tarjoavat tehokkaan tavan testata, täyttävätkö elektroniset laitteet niille asetetut vaatimukset.  Erityisen hyödyllisiä simulaatiot ovat silloin, kun halutaan mallintaa laitteen suorituskykyä äärimmäisissä olosuhteissa tai väärinkäyttötilanteissa.

Saatavilla on esimerkiksi seuraavanlaisia dynaamisia mekaniikkasimulaatioita:

  • Pudotus- ja iskunkestävyystestit 
  • Painetesti ja tiiveysvaatimukset (IP) – tiivisteen toimivuus
  • Mekanismit, asennussimulaatiot, näppäinten toiminnan simulaatiot

>> Lue blogi: Mekaniikkasimulaatiot osana tuotekehitystä

Tämä on esimerkki videomateriaalista, jonka toimitamme asiakkaalle mekaniikkasimuloinnin jälkeen. Se näyttää, kuinka laitteen sisällä olevat komponentit liikkuvat törmäyksen aikana.

Pudotussimulaation toteutus

Aava Mobilen laite testattiin pudotussimulaation avulla. Sen avulla nähdään, mitä tapahtuu, kun tablettiin kohdistuu putouksesta johtuva äkillinen isku. Simulaation avulla tunnistamme laitteen kriittisimmät kohdat, jotka kaipaavat vahvistusta tai parannuksia.

Ennen varsinaista simulointia rakensimme laitteen virtuaalisen prototyypin, jonka pohjana käytimme laitteen 3D-CAD-tiedostoja ja materiaaliluetteloa. Lisäksi hyödynsimme mallinnuksessa valmiita elektroniikkakomponenttimalleja.

Simulointi koostui sarjasta ajoja, joissa laite pudotetaan tietystä korkeudesta tietyssä asennossa. Saadut tulokset ja löydökset annoimme asiakkaalle visuaalisessa muodossa, eli videoanimaatioina, poikkileikkauksina ja kuvina mahdollisista vauriokohdista. Lisäksi kirjoitimme raportin, joka sisälsi analyysin mahdollisten vaurioiden juurisyistä, yksityiskohtaisen analyysin tuloksista sekä parannusehdotuksia laitteen rakenteeseen.

Aava Mobilen tuotekehitystiimi teki simulaation tulosten ja suositustemme perusteella muutoksia laitteeseen, jonka jälkeen toistimme simulaation. Tällä varmistettiin, että suunnittelun muutokset todella paransivat laitteen kestävyyttä. Simuloimalla tehtyjen testien tulokset ovat vertailukelpoisia koska virtuaalisessa mallinnuksessa kaikki muuttujat voidaan vakioida, eikä yllätyksiä tule.

Esimerkkikuvia mahdollisista vauriokohdista.

 

Mekaniikkasimuloinnin hyödyt

Mekaaniset simulaatiot ja testaus virtuaalisessa ympäristössä tarjoaa useita etuja verrattuna laitteiden fyysiseen testaamiseen:

  • Virtuaalisessa ympäristössä testit voidaan toistaa täsmällisesti ja muuttujat vakioida, mikä tekee tuloksista vertailukelpoisia.
  • Simuloinnin avulla voidaan nähdä reaaliajassa, mitä laitteelle tapahtuu.
  • Simulaatio paljastaa laitteen kriittisimmät kohdat, jotka kaipaavat vahvistusta tai parannuksia.
  • Simuloinnin avulla voidaan havaita laitteen sisäiset vauriot, kuten pienten komponenttien tai juotosten rikkoutuminen. Ne eivät välttämättä näy fyysisessä testissä.
  • Simulaation avulla voidaan voi ennustaa, mitä komponenteille tapahtuu esimerkiksi kymmenen tai sadan toistuvan pudotuksen jälkeen. Fyysisellä testauksella sitä ei voi tehdä yhtä tarkasti.
  • Simulaation avulla voidaan testata laitteen suorituskykyä äärimmäisissä olosuhteissa tai väärinkäyttötilanteissa, mikä fyysisessä testissä voi olla vaikeaa toteuttaa.
  • Simulaation tulosten perusteella voidaan tehdä rakenteellisia parannuksia, ja tulokset voidaan varmistaa toistamalla simulaatio.
  • Simulaatioista saatu visuaalinen materiaali, kuten videoanimaatiot ja kuvat, helpottaa vaurioiden analysointia ja parannusten tekemistä.

Kun simulaatioita käytetään tuotesuunnittelun apuna, suunnittelutyö voidaan tehdä ilman kalliita prototyyppikierroksia, jolloin on mahdollista saavuttaa laadukas ensimmäinen prototyyppi.

>> Jos haluat kuulla lisää mekaniikkasimuloinnista ja siitä, miten niitä voidaan hyödyntää tuotesuunnittelussa, ota yhteys myyntiimme.

 

About Aava Mobile

Aava Mobile  on kehittänyt vuodesta 2009 lähtien edistyksellisiä POS-laitteita, teollisuustabletteja ja käsipäätelaitteita. Aava Mobilen tabletteja käytetään kriittisissä sovelluksissa, joissa laitteen luotettavuus on äärimmäisen tärkeää.

Aava Mobilen Inari-tabletit sisältävät kestäviä komponentteja, jotka tekevät niistä luotettavia työvälineitä. Ne erottuvat kilpailijoistaan mm. seuraavien ominaisuuksien ansiosta: pöly- ja vesitiiviys IP65-standardin mukaan, laajennettu käyttölämpötila-alue sekä tärinänkestävyys MIL-STD-810G-standardin mukaan.