Utveckling av AdBluetank: Produktutveckling av AdBluetank för Rottne Industris skogsmaskiner

Utveckling av AdBluetank

Produktutveckling av AdBluetank för Rottne Industris skogsmaskiner

Victoria Gustavsson

Högskoleingenjör, Teknisk design 2019

Luleå tekniska universitet

Institutionen för ekonomi, teknik och samhälle

Högskoleingenjörsexamen i Teknisk design Bachelor of Science in Industrial Design Engineering

Luleå tekniska universitet

Utveckling av AdBluetank

Produktutveckling av AdBluetank för Rottne Industris skogsmaskiner

VICTORIA GUSTAVSSON 2019 Handledare: Morgan Algotsson,

Peter Törlind Examinator: Åsa Wikberg Nilsson

Högskoleingenjörsexamen/Bachelor of Science Utveckling av AdBluetank

Produktutveckling av AdBluetank för Rottne industris skogsmaskiner

© Victoria Gustavsson Published and distributed by Luleå University of Technology SE-971 87 Luleå, Sweden Telephone: + 46 (0) 920 49 00 00

Printed in Luleå Sweden by

Luleå University of Technology Reproservice Luleå, 2019

Förord

Jag vill börja med att tacka produktutvecklingsavdelningen på Rottne Industri AB för att jag har fått vara och göra mitt examensarbete där. Ett stort tack till min handledare på Rottne Industri AB som har varit ett enormt stöd under hela examensarbetet. Tack till alla montörer som har ställt upp på interjuver och visat runt hur det går till. Vill även tacka alla personer som jag har bollat idéer med samt de som har kommit med input och frågor.

Victoria Gustavsson

Sammanfattning

Detta arbete har utförts i Rottne mot Rottne Industri AB under hösten 2018 och är ett examensarbete för programmet högskoleingenjör Teknisk design med inriktning produktdesign, D0023A, vid Luleå tekniska universitet. Rottne Industri AB tillverkar skogsmaskiner i varianterna skördare och skotare. I dag har de två olika storlekar på AdBluetankar. AdBlue är en vätska som tillsätts i avgassystemet för att minska utsläpp av kväveoxider. De har problem med att tankarna ibland spricker och de har spruckit vid infästningen. På grund av detta och att tankarna är gjorda i rostfritt stål som är relativt dyrt, vill de istället att tanken ska vara gjord i plast. Målet för arbetet har varit att utforma en AdBluetank och dess monteringsanordning med hänsyn till montering samt att tillfredsställa Rottne industris krav och önskemål.

Arbetet har använt en användarcentrerad process som utgår från IDEO- the field guide to human-centrerad design med tre olika faser. I första fasen samlades det in information om den befintliga tanken och hur den monteras. Även information om bland annat AdBlue, användarcentrerad design, plast och lämpliga tillverkningsmetoder för denna produkt samlades in. I andra fasen användes den information som samlades in i första fasen till att generera idéer genom olika kreativa metoder. Utifrån de kreativa metoderna kombinerades idéerna till fyra koncept Pussel, Hörn 106°, Låda och Jto, som utvärderades. Utifrån utvärderingen valdes det att ta vidare koncepten Pussel och Hörn 106° till nästa fast. I sista fasen hades kontakt med ett plasttillverkningsföretag som fick ge feedback på koncepten, och utifrån det samt utvärderingen valdes koncept Pussel att vidareutveckla.

Det slutliga konceptet blev två olika storlekar på plasttank som har styrgeometri för hjälp att drag slangar och kablage. Ny infästning som gör det smidigare att montera tanken än den befintliga samt lättare att komma åt.

NYCKELORD: AdBlue, AdBluetank, Plasttank, Produktutveckling, Rottne Industri AB, Skogsmaskiner

Abstract

This work has been carried out in Rottne for Rottne Industri AB in the autumn of 2018 and is a degree project for the program of Industrial Design Engineering with specialization in product design, D0023A, at Luleå University of Technology. Rottne Industri AB manufactures forestry machines in the varieties harvester and forwarder. Today, they have two different sizes of Diesel exhaust fluid, DEF, tanks. DEF is a liquid that is added to the exhaust system to reduce emissions of nitrogen oxides. They have problems with the tanks sometimes bursting and they have cracked at the attachment. Because of this and that the tanks are made of stainless steel which is relatively expensive, they instead want the tank to be made of plastic. The aim of the work has been to design an DEF tank and its mounting device regarding assembly and to satisfy the requirements and wishes of Rottne Industri.

The work has used a user-centered process that is based on IDEO- the field guide to human-centered design with three different phases. In the first phase, information was gathered about the existing tank and how it was installed. Some of the subjects that information was collected about were AdBlue, user-centered design, plastic and suitable manufacturing methods for this product. In the second phase, the information collected in the first phase was used to generate ideas through various creative methods. Based on the creative methods, the ideas were combined into four concepts Pussel, Hörn 106°, Låda and Jto, which were evaluated. Based on the evaluation, it was chosen to take the concepts Pussel and Hörn 106° further to the next phase. In the final phase, contact was made with a plastic manufacturing company that gave feedback on the concepts, and based on that and the evaluation, the concept Pussel was chosen to further develop.

The final concept became two different sizes of plastic tank that have steering geometry to help routing of hoses and cables. New attachment that makes it easier to mount the tank than the existing one and easier to access.

KEYWORDS: DEF, DEF-tank, Plastic tank, Produkt design, Rottne Industri AB, Forestry machines

Innehåll

1 Introduktion ...1

1.1 BAKGRUND ... 1

1.2 INTRESSENTER ... 2

1.3 SYFTE OCH MÅL ... 2

1.4 AVGRÄNSNINGAR ... 3

1.5 ARBETETS STRUKTUR ... 3

2 Teoretisk referensram ...4

2.1 TEKNISK DESIGN ... 4

2.2 HÅLLBAR UTVECKLING... 5

2.3 ANVÄNDARCENTRERAD DESIGN ... 5

2.4 ERGONOMI... 6

2.5 ADBLUE ... 6

2.6 PLAST ... 7

2.7 TILLVERKNINGSMETODER ... 8

2.7.1 Formblåsning ... 8

2.7.2 Rotationsgjutning... 9

2.8 VIBRATIONER OCH DÄMPNING ... 10

3 Metod och genomförande ... 11

3.1 PROCESS ... 11

3.2 PLANERING ... 11

3.3 INSPIRATIONSFASEN ... 12

3.3.1 Intervjuer ... 12

3.3.2 Litteraturstudie ... 12

3.3.3 Benchmarking ... 13

3.4 IDEATIONSFASEN ... 13

3.4.1 Analys ... 14

3.4.2 Skapa... 14

3.4.3 Kombinering ... 16

3.4.4 Visualisering... 16

3.4.5 Utvärdering och val av koncept ... 16

3.5 IMPLEMENTERINGSFASEN... 17

3.5.1 Kontakt med tillverkare ... 17

3.5.2 Val av material och tillverkningsmetod ... 17

3.5.3 Detaljdesign ... 17

3.6 METODDISKUSSION ... 18

3.6.1 Process ... 18

3.6.2 Planering ... 18

3.6.3 Inspirationsfasen ... 18

3.6.4 Ideationsfasen ... 19

3.6.5 Implementeringsfasen ... 19

4 Resultat ... 20

4.1 RESULTAT AV INSPIRATIONSFASEN ... 20

4.1.1 Intervju ... 20

4.1.2 Benchmarking ... 22

4.1.3 Nulägesanalys... 22

4.2 RESULTAT AV IDEATIONSFASEN ... 24

4.2.1 Analys ... 24

4.2.2 Skapa... 24

4.2.3 Kombinera ... 25

4.2.4 De fyra koncepten ... 25

4.2.5 Val av koncept ... 34

4.3 RESULTAT AV IMPLEMENTERINGSFASEN ... 35

4.3.1 Kontakt med tillverkare ... 35

4.3.2 Val av material och tillverkningsmetod ... 36

4.3.3 Detaljdesign ... 36

4.4 SLUTLIGT RESULTAT ... 38

5 Diskussion ... 45

5.1 RELEVANS ... 45

5.2 REKOMMENDATION ... 46

6 Slutsatser ... 47

6.1 FÅGESTÄLLNINGAR ... 47

6.1.1 Vilka konstruktionsrelaterade problem finns med tanken och dess montering idag? ... 47

6.1.2 Vilka designkrav måste tanken uppfylla? ... 47

6.1.3 Hur kan AdBluetanken och dess infästning utformas så att smidig montering av den kan ske?... 47

6.1.4 Hur kan två olika storlekar på tankarna utformas för att tillverkningen ska kunna ske i ett och samma verktyg med viss modifikation? ... 48

6.2 SYFTE OCH MÅL ... 48

Referenser ... 50

Bilagor ... 52

Bilagor

Figurlista

Figur 2: Skotare H11D, Foto: Victoria Gustavsson... 1

Figur 3: Två av infästningarna av den stora tanken och hur tanken sitter, Foto Victoria Gustavsson ... 2

Figur 4: Teoretisk referensram, Illustration: Victoria Gustavsson ... 4

Figur 5: Formblåsning, Illustration: Victoria Gustavsson ... 8

Figur 6: Rotationsgjutning, Illustration: Victoria Gustavsson ... 9

Figur 7: Processens olika faser, Illustration: Victoria Gustavsson ... 11

Figur 8: Inspirationsfasen, Illustration: Victoria Gustavsson ... 12

Figur 9: Litteraturstudie på bibliotek, Foto: Victoria Gustavsson ... 13

Figur 10: Ideationsfasen, Illustration: Victoria Gustavsson ... 13

Figur 11: Brainstormingsession, Foto: Victoria Gustavsson ... 15

Figur 12: Braindrawingsession om infästning av tank, Foto: Victoria Gustavsson ... 15

Figur 13: Implementeringsfasen, Illustration: Victoria Gustavsson ... 17

Figur 14: Lilla tanken, Foto: Victoria Gustavsson, Konstruktion: Rottne Industri AB ... 20

Figur 15: Stora tanken, Foto: Victoria Gustavsson, Konstruktion Rottne Industri AB... 20

Figur 16: Lilla DEF-Headern, Rendering: Victoria Gustavsson, Konstruktion: Rottne Industri AB ... 21

Figur 17: Magnetadapter, Rendering: Victoria Gustavsson, Konstruktion: Rottne Industri AB

... 21

Figur 18: Infästning för lilla tanken, genomskärning av ram, Foto: Victoria Gustavsson, Konstruktion Rottne Industri AB ... 22

Figur 19: Lilla tanken genomgångshål, Foto: Victoria Gustavsson... 23

Figur 20: Stora tanken inget genomgångshål, Foto: Victoria Gustavsson ... 23

Figur 21: Olika idéer för infästning av spännband, Illustration: Victoria Gustavsson ... 25

Figur 22: Pusseldel, Illustration: Victoria Gustavsson ... 25

Figur 23: Koncept Pussel, Illustration: Victoria Gustavsson ... 26

Figur 24: Infästning Pussel, Illustration: Victoria Gustavsson ... 26

Figur 25: Koncept Hörn 106°, Illustration: Victoria Gustavsson ... 28

Figur 26: Koncept Hörn 106°s konsol, Illustration: Victoria Gustavsson ... 28

Figur 27: Konsol uppifrån, Illustration: Victoria Gustavsson ... 28

Figur 28: Koncept Låda, Illustration: Victoria Gustavsson ... 30

Figur 29: Koncept Jto, Illustration: Victoria Gustavsson ... 32

Figur 30: Jto konsol, Illustration: Victoria Gustavsson ... 32

Figur 31: De två CAD-modellerna, Foto: Victoria Gustavsson ... 35

Figur 32: Delning, Foto/Konstruktion: Victoria Gustavsson... 35

Figur 33: Lokal lutning, Foto/Konstruktion: Victoria Gustavsson ... 36

Figur 34: Utbuktning, Foto/Konstruktion: Victoria Gustavsson ... 37

Figur 35: Lokal utbuktning, Foto/Konstruktion: Victoria Gustavsson ... 37

Figur 36: Koncept MOK, Rendering/Konstruktion: Victoria Gustavsson ... 38

Figur 37: Lilla tanken, Rendering/Konstruktion: Victoria Gustavsson ... 39

Figur 38: Stora tanken, Rendering/Konstruktion: Victoria Gustavsson... 39

Figur 39: Påfyllningshals, Rendering/Konstruktion: Victoria Gustavsson ... 40

Figur 40: Magnetadapter på plats, Rendering: Victoria Gustavsson ... 40

Figur 41: Baksidan av lilla tanken, Rendering/Konstruktion: Victoria Gustavsson ... 41

Figur 42: Slangfästen, Rendering/Konstruktion: Victoria Gustavsson ... 41

Figur 43: Infästningsband, Rendering/Konstruktion: Victoria Gustavsson ... 41

Figur 44: Lilla tanken med utrustning, Rendering: Victoria Gustavsson ... 42

Figur 45: Stora tankarna med utrustning, Rendering: Victoria Gustavsson ... 42

Figur 46: Delningslinje som ett V för lilla och stora tanken, Illustration: Victoria Gustavsson ... 44

Tabellista

Tabell 2: Koncept Pussel ... 27

Tabell 3: Koncept Hörn 106° ... 29

Tabell 4: Koncept Låda ... 31

Tabell 5: Koncept Jto ... 33

Tabell 6: Jämförelse av koncepten ... 34

1 Introduktion

Detta är ett examensarbete på 15hp för högskoleingenjör Teknisk design med inriktning produktdesign, D0023A, vid Luleå tekniska universitet. Arbetet utförs under läsperiod två under höstterminen 2018. Examensarbetet omfattar att utforma en ny AdBluetank i plast och dess monteringsanordning till Rottne Industris skogsmaskiner. Tanken och dess infästning ska vara utformad så smidig montering kan ske samt om demontering behöver ske ska även denna vara enkel.

1.1 BAKGRUND

Projektets uppdragsgivare Rottne Industri AB gör skogsmaskiner. De gör två olika varianter av skogsmaskiner, skördare och skotare. Skördare (se figur 1) är den som avverkar, den fäller träden och kapar upp det i rätt längder. Skotare (se figur 2) är den maskin som används för att transportera de avverkade träden ut från avverkningsplatsen till lämplig plats för vidare transportering med lastbil. De gör runt 150 maskiner om året. Företaget är en av de ledande tillverkarna av skogsmaskiner på världsmarknaden, med huvudkontor i Rottne som ligger i Småland.

Figur 1: Skördare H8D, Foto: Victoria Gustavsson

Figur 2: Skotare H11D, Foto: Victoria Gustavsson

Deras skogsmaskiner drivs med dieselmotorer och använder AdBlue för att minska utsläppen av kväveoxider. AdBlue har en separat tank. Idag är tanken gjord av rostfritt stål och uppdragsgivaren vill istället göra den i plast. Företaget vill byta material på tanken för att de dels vill dra ner styckkostnaden samt att de har haft problem med att de spricker. Idag har de två olika storlekar på tanken 11 samt 20 liter, och samma storlek ska behållas på de nya. Idag är infästningen med fästen som skruvas fast i ramen samt i tanken (se figur 3), där det på tanken är svetsade cirkulära plattor med gängor. De två olika modellerna på tankar ska vid tillverkning kunna tillverkas med samma verktyg med en viss modifikation.

Genom byte av material och utformning av tanken behövs även ny monteringsanordning. Monteringsanordningen ska vara en mer flexibel upphängning, som kan ta upp laster om det rör sig.

Figur 3: Två av infästningarna av den stora tanken och hur tanken sitter, Foto Victoria Gustavsson

1.2 INTRESSENTER

Intressenter är de som monterar Adbluetankarna på skogmaskinerna, vilket är Rottne Industris egna montörer. Även de som behöver demontera tanken av olika anledningar är berörda, vilket kan vara servicepersonal. Maskinförare är även de berörda av detta arbete, då det är de som fyller på tanken med AdBlue.

Uppdragsgivaren för detta examensarbete är Rottne Industri AB. Deras behov är att utveckla två Adbluetankar i plast samt infästningar som gör att de är enkla att montera, klara av att ta upp laster om det rör sig och vara kostnadseffektiv.

1.3 SYFTE OCH MÅL

Syftet med projektet är att utforma en robust tank som är lätt att montera och passa fler olika maskinmodeller samt är mer kostnadseffektiv. Målet är att utforma en AdBluetank och dess monteringsanordning med hänsyn till montering samt att tillfredsställa Rottne Industris krav och önskemål.

Frågeställningar:

• Vilka konstruktionsrelaterade problem finns med tanken och dess montering idag?

• Vilka designkrav måste tanken uppfylla?

• Hur kan AdBluetanken och dess infästningar utformas så att smidig montering av den kan ske?

• Hur kan två olika storlekar på tankarna utformas för att tillverkningen ska kunna ske i ett och samma verktyg med viss modifikation?

1.4 AVGRÄNSNINGAR

Detta är ett examensarbete som omfattar 15 hp och är 10 veckors heltidsarbete.

Tiden är en begränsning och den är styrande för hur omfattande arbetet kommer kunna vara. På grund av tiden kommer inte hållfasthetsberäkningar att göras. Den plats som tanken har idag på maskinerna är även den plats som den nya tanken ska ha. Detta begränsar hur utformning och infästning av tanken kan utformas och ske.

1.5 ARBETETS STRUKTUR

Kapitel 1 omfattar information om examensarbetet, Rottne Industri, vad som har gjort arbetet aktuellt och vad som är syfte samt mål med det. Kapitel 2 innefattar teori som är relevant för arbetet. Kapitel 3 beskriver arbetets process och metoder som har använts för att komma fram till en lösning. Kapitel 4 redovisar resultatet från Kapitel 3. I kapitel 5 diskuteras arbetet och i Kapitel 6 besvaras de uppsatta frågeställningarna.

2 Teoretisk referensram

I detta kapitel presenteras teoretiska kunskaper som är relevanta för arbetet (se figur 4).

Figur 4: Teoretisk referensram, Illustration: Victoria Gustavsson

2.1 TEKNISK DESIGN

I detta avsnitt beskrivs teknisk design, då detta arbete utförs inom området.

Benämningen för teknisk design på engelska är industrial design engineering.

Design handlar enligt Wikberg Nilsson, Ericson och Törlind (2015) om att utforma produkter samt dess funktioner med avseende på användaren och dess förutsättningar, behov och preferenser. Produktutveckling innefattar enligt Johannesson, Persson och Pettersson (2013) både industridesign och konstruktion.

De beskriver vidare att båda områdena handlar om att göra produkter. De beskriver konstruktion som utveckling av de tekniska funktionerna i produkter.

Design beskriver de som utformning av produkter, så att användaren kan förstå och använda produkterna samt uppskatta dem. Teknisk design kan alltså ses som en kombination av de två områdena konstruktion och industridesign. Utifrån kombineringen kan alltså Teknisk design ses som att utveckla produkter, både produkternas tekniska funktioner samt utformning av dem med avseende på användaren.

2.2 HÅLLBAR UTVECKLING

Hållbar utveckling är en central del i utbildningen teknisk design samt även något som eftersträvats i arbetet och dess lösning.

Hållbar utveckling beskrivs av WCED i den så kallade Brundtlandrapporten (1987) som att försöka möta dagens längtan och behov, utan att förstöra möjligheterna för att kunna uppfylla längtan och behov som uppkommer i framtiden. Hållbar utveckling kan då delas upp i ekonomisk, social och ekologisk utveckling. Hållbar utveckling innefattar enligt Areskoug och Eliasson (2017) en utveckling som ska kunna klara av att drivas en lång tid in i framtiden.

Inom produktutveckling menar Johannesson et al. (2013) att ekologisk hållbart är att se till att oönskade utsläpp inte släpps ut i vatten, luft och mark, men även att hushålla med resurser. Vidare beskriver författarna ekonomisk hållbarhet att ta tillvara på bästa sätt människor och materiella resurser. Social hållbarhet beskriv som att utveckla samhället efter de grundläggande behoven för människan.

Författarna menar även att det ska ske med ett långsiktigt perspektiv.

Nidumolu, Prahalad och Rangaswami (2009) beskriver att det finns en felaktig bild där det inte skulle vara lönsamt för företag att tillverka hållbara produkter.

Enligt författarna är det snarare tvärtom, att det är lönsamt för företag att ändra till en mer hållbar riktning på sin verksamhet och produktion innan det blir krav från myndigheter. De beskriver vidare att utmaningarna i framtiden handlar om innovation samt att vara konkurrenskraftig på marknaden.

2.3 ANVÄNDARCENTRERAD DESIGN

AdBluetanken och dess infästningar ska utvecklas med avseende på användarna i centrum, där av behövs förståelse för användarcentrerad design.

Användarcentrerad design är även en central del i teknisk design. Nedan beskrivs användarcentrerad design.

Användarcentrerad design beskriver Wikberg Nilsson et al. (2015) är att anpassa designen utifrån människans förutsättningar samt behov. Vidare beskriver författarna att det handlar om att designa för människan och att designen bygger på människans förmågor samt styrkor. Utformning av exempelvis produkter och arbetsuppgifter ska utgå från människan och inte att människan ska tvingas anpassa sig till dem, då följderna kan bli överbelastningar för användaren (Wikberg Nilsson et al., 2015).

IDEO (2015) beskriver användarcentrerad design att tro att alla problem går att lösa och att de som utsätts för problemen dagligen är de som har lösningen. De beskriver vidare att användarcentrerad design är att komma på och skapa nya innovativa lösningar som fortplantar sig i användarens verkliga behov.

Wikberg Nilsson et al. (2015) beskriver att det är viktigt att förstå användarens behov samt att lösningen som tas fram är till för att tillfredsställa användaren.

Johannesson et al. (2013) beskriver att vid utformning av detaljer tänka på hur den ska monteras, så åtkomst kan ske vid montering. Vidare beskrivs att detaljer ska utformas så att felmontering av detaljen inte kan ske, genom exempelvis osymmetrier. Johannesson et al. (2013) menar att monteringen inte ska kunna göras felaktig.

2.4 ERGONOMI

AdBluetanken kräver montering på maskinerna från montörer vilket är viktigt att ha i åtanke vid utformningen av den, så att montering kan ske på ett ergonomiskt sätt.

Enligt Hägg, Ericson och Odenrick (2015) bestäms arbetsställningen främs av arbetsytans höjd. Ogynnsamma arbetsställningar är enligt Statens beredning för medicinsk utvärdering, SBU, (2012) arbeten som sker utanför kroppens centrala axel till exempel framåtböjt huvud eller rygg eller armarna framåtlyfta. Detta då belastningen ökar på grund av hävstångseffekten. Belastningen av ligament och muskler sker både av kroppsdelens egna tyngd och exempelvis verktygets tyngd (SBU, 2012). Enligt SBU (2012) även arbetsställningar där ytterläget för ledernas rörelseomfång är nära är ogynnsam. Detta menar de då felaktig belastning av leden kan ske samt musklerna har svårare att utveckla kraft. Holmström och Ohlsson (2014) beskriver att leder som belastas i ytterlägen regelbundet och länge kan leda till skador i dem samt leda till sämre förmåga att åstadkomma kraft från musklerna.

Hägg et al. (2015) beskriver att arbetsställningar som exempelvis framåtböjt huvud, leder i ytterlägen samt vridna och asymmetriska ställningar bör undvikas.

Vidare beskrivs att den möjliga muskelkraft som kan utvecklas i ett arbetsmoment oftast inte beror på individens kapacitet att åstadkomma kraften utan mer på vilken kroppsställning personen intar för arbetsmomentet. Upprepande monteringsarbete enligt SBU (2012) kan i handleden komma upp i höga rörelsehastigheter. En led som utsätts för hög rörelsehastighett ger belastning på själva leden men även på muskler och senor (SBU, 2012). En bra arbetsställning kan fås enligt SBU (2012) och Hägg et al. (2015) när arbete utförs bland annat omkring medelläget av rörelsebanan för leden samt icke vridna eller sneda arbetsställningar. Vidare beskriver Hägg et al. (2015) att bra arbetsställningar ska vara enkla att inta utan extra moment som kan vara tidskrävande, alltså ska arbetsställningen intas naturligt.

2.5 ADBLUE

Tanken som ska utvecklas ska användas till att ha AdBlue i och då är det viktigt att ta reda på vad AdBlue är.

AdBlue är ett registrerat produktnamn av tyska bilindustriorganisationen Verband

der Automobilindustrie, VDA, och tillverkas enligt ISO 22241 standard (Verband der Automobilindustrie [VDA], 2016; Salutskij, 2015). Nishad, Sadiki och Janicka (2018) samt Salutskij (2015) beskriver att AdBlue är en vätska bestående av vatten och urea. Enligt Salutskij (2015) förorenar inte AdBlue miljön samt att den är giftfri och färglös i utseende. Enligt Salutskij (2015) är 32,5% i AdBlue urea och resten avjoniserat vatten. Enligt en konstruktör på Rottne Industri AB¹ är vätskan lite basisk och det är viktigt att inte spilla vätskan vid bland annat påfyllning, då det kan leda till att plåt kan börja oxidera om vätskan kommer utanför. John Deere (u.å) beskriver att vätskan kan göra så att material som bland annat stål, järn och aluminium oxiderar. Vidare beskrivs att förvaring av vätskan rekommenderas att vara gjord av bland annat polyeten, polypropen eller rostfritt stål.

AdBlue används för att minska skadliga utsläpp (Salutskij, 2015). Salutskij (2015) beskriver att AdBlue sprutas in i avgassystemet innan SCR-katalysatorn, selektiv katalytisk reduktion. Vidare beskriver Nishad, et al. (2018) att vätskan sprutas in i den varma avgasen, där urea termiskt sönderdelas och bildar ammoniak. Salutskij (2015) beskriver även att det bildas koldioxid. Där sedan ammoniakgasen reagerar med kväveoxid så omvandlas det till ofarlig förening som kan släppas ut i miljön (Nishad, et al. 2018). Enligt Salutskij (2015) bildar omvandlingen kväve och vattenånga samt att använda AdBlue minskar de skadliga kväveoxidutsläppen till 80%.

Denna information är viktig att tänka på så att tankens material tål denna vätska.

Det är intressant att kolla vidare på platserna polyeten och polypropen, då de klarar av AdBlue.

2.6 PLAST

AdBluetanken ska vara gjort i plast, så kunskaper om plaster som klarar av denna vätska behövs. Plaster som är intressanta att kolla närmare på utifrån kapitel 2.5 AdBlue är polyeten samt polypropen.

Termoplaster beskriver Johannesson et al. (2013) och Björk (u.å) är en plast som mjuknar vid upphettning och stelnar igen vid avkylning, detta gör att materialet kan återkommande gånger smältas om och återvinnas. Termoplasterna Polyeten, PE, och Polypropen, PP, är båda delkristallina (Björk, u.å). Kännetecknen för delkristallina termoplaster är enligt Björk (u.å) bland annat god tålighet mot lösningsmedel, god nötningstålighet samt är ogenomskinliga. PE och PP är lätta till forma, hållbara samt är låga till pris i jämfört med andra polymerer (Ashby och Johnson, 2010).

PE har enligt Rias (u.å) goda slitegenskaper och är utmattningstålig men är mindre bra att limma och lacka. Ashby och Johnson (2010) beskriver också att PE är svår att lacka men att den är lätt att färga in. Vidare beskriver Rias (u.å) att

1 Konstruktör på Rottne Industri AB, Personlig kommunikation (6 november 2018)

användningstemperatur är mellan -60°C och +80°C. PP har enligt Rias (u.å) hög slagstyrka och bra utmattningsstyrka men har låg slitstyrka. Vidare beskrivs att användningstemperatur är mellan +5°C och +85°C. Enligt Rias (u.å) och Fagerhult (u.å) blir PP spröd i minusgrader och går sönder. Enligt Ashby och Johnson (2010) är PP lätt och även den är lätt att färga in.

2.7 TILLVERKNINGSMETODER

Eftersom att tanken ska byta material behövs det kunskap om tillverkningsmetoder som är lämpade att göra ihåliga tankar i plast. Denna kunskap är behövlig vid utformningen av tanken så att den går att tillverka. Rottne industri har kollat på tillverkningsmetoden rotationsgjutning men även formblåsning kan vara intressant. Enligt Lefteri (2012) och Ashby och Johnson (2010) är formblåsning och rotationsgjutning två lämpliga metoder att tillverka lite större ihåliga produkter med.

2.7.1 Formblåsning

Lefteri (2012) och Ashby och Johnson (2010) beskriver att det finns flera olika sorters formblåsning för plast där ibland kombinationer av formsprutning, formblåsning samt extrudering, formblåsning. Författarna beskriver vidare att metoderna har olika förutsättningar för att skapa former men att det kan sägas enkelt att metoderna går till som att blåsa upp en ballong i en form för önskad utformning. Enligt Lefteri (2012) och Ashby och Johnson (2010) är bland annat plasterna polyeten, polypropen och polyetentereftalat, PET, lämpliga för dessa tillverkningsmetoder.

Lefteri (2012) och Ashby och Johnson (2010) beskriver att formblåsning sker genom att polymersmälta formas som en slang som produceras från en extruder med ett vinkelmunstycke. Vidare beskrivs av Lefteri (2012) och Bramston (2009) att ett par svala verktygshalvor omger slangen och ett tryckluftsmunstycke förs in i den ena ändan och den andra är förseglad. Sedan trycks det in luft som trycker plasten mot formens väggar som sedan får svalna innan den plockas ur formen.

Denna tillverkningsprocess visas i figur 5.

Figur 5: Formblåsning, Illustration: Victoria Gustavsson

Kombination formblåsning och extrudering beskriver Lefteri (2012) går till genom att plast extruderas och kapas till kortare längd samt faller ner i formen.

Lefteri (2012) beskriver vidare att luft blåses in och trycker plasten mot formens väggar. Vidare uppger författaren att denna tillverkningsmetod lämnar extramaterial som måstes ta bort. Enligt Lefteri (2012) är denna tillverkningsmetods uppsättning dyr fastän den är ungefär en tredjedel av den kostnaden som den kombinerade formsprutning, formblåsning metoden. Både Lefteri (2012) och Ashby och Johnson (2010) beskriver att det beror på att formarna är billigare för kombinerad formblåsning extrudering men kräver stora batchstorlekar.

2.7.2 Rotationsgjutning

Enligt Bramston (2009), Lefteri (2012) och Ashby och Johnson (2010) går rotationsgjutning till genom att termoplasten, som oftast är i pulverform, portioneras ut i ett svalt och slutet verktyg. De beskriver vidare att verktygets väggar värms upp och det kan antingen ske genom att hela verktygsbordet är i en varmluftsugn eller att verktyget elektriskt värms upp. När verktygen värms upp sätts verktyget i rotation längs två axlar. Detta gör att materialet lägger sig på de varma formväggarna samt smälter och bildar en ihålig form (Bramston, 2009;

Lefteri, 2012). När verktyget fortfarande är i rotation kyls den ner med antingen luft eller vatten innan produkten tas ur verktyget (Lefteri, 2012). Denna tillverkningsprocess visas i figur 6.

Figur 6: Rotationsgjutning, Illustration: Victoria Gustavsson

Enligt Lefteri (2012) och Ashby och Johnson (2010) är formverktygen förhållandevis billiga då tillverkningsmetoden inte använder sig av tryck. Denna metod gör att produkten nästan blir helt fri från inre spänningar (Bramston, 2009).

Lefteri (2012) och Ashby och Johnson (2010) beskriver att tjockleken på produkten bestäms av hur mycket material som tillsätts med motsvarighet till storlek på form och metoden passar bra för väggtjocklekar mellan 2 till 15 millimeter. Både Bramston (2009) och Lefteri (2012) beskriver att polyeten är ett vanligt och lämpligt material för denna tillverkningsmetod men även Polypropen

lämpar sig för denna metod.

Tillverkningsmetoderna ger en grundkunskap över tillverkningen och dess för- samt nackdelar. Där det finns olika formblåsningmetoder och att den metoden är lite mer komplicerad än rotationsgjutning. Beroende på vilken tillverkningsmetod som väljs kan utformningen på tanken vara olika. Tillverkningsmetod väljs med grund i pris, material och tankens utformning.

2.8 VIBRATIONER OCH DÄMPNING

Skogsmaskiner kör i kuperad terräng som leder till svängningar i maskindelarna.

Schmitz och Smith (2012) beskriver att fria svängningar, påtvingade svängningar och egensvängningar är de tre huvudkategorier för mekaniska vibrationer. Fria svängningar uppstår då en yttre kraft påverkar strukturen som därmed gör att den flyttas från jämviktsläget och sätts i svängning (Schmitz & Smith, 2012).

Svängningarna lägger sig tillslut, då det inte finns någon mer yttrekraft som påverkar än den första (Schmitz & Smith, 2012).

Påtvingade svängningar uppstår enligt Schmitz och Smith (2012) när yttre krafter oavbrutet påverkar strukturen. Om ingångskraften inte är tillräckligt stor för att nå den maximala magnituden för systemets kommer svängningarna att lägga sig.

Detta då konstant magnitud inte kan upprätthållas. Svängningarna lägger sig också när den yttre kraften försvinner, då fria svängningar uppstår (Schmitz & Smith, 2012). Enligt Wahab (2008) är påtvingad svängning och särskilt när yttre kraft ofta ligger på detaljer en bland de viktigaste vibrationsproblemen. Enligt Schmitz och Smith (2012) när en kraft påverkar något så den måste vibrera nära sin naturliga frekvens uppstår egensvängningar.

För att dämpa svängningar används enligt Wahab (2008) och Wallin, Carlsson, Åbom, Bodén och Glav (2012) vibrationsdämpare. Wahab (2008) beskriver vidare att dämpning kan ske på många olika sätt, som med exempelvis skruvfjäder, stål eller gummi, men det behövs designas för det enskilda fallet. Enligt författaren är det vanligast att använda gummi och den kan användas både i skjuvning samt kompression.

Att förstå hur och varför vibrationer uppstår samt vilken sorts vibration som uppstår är fördelaktigt för att kunna förhindra att de påverkar tanken. För att förhindra påverkningen av tanken är det även väsentligt med vad det finns för dämpningsmetoder så att en bra metod väljs för detta fall. Med information om vibrationer och dämpning, kan tanken samt dess infästning utformas så att inte tanken påverkas i lika hög grad som idag av vibrationer.

3 Metod och genomförande

I detta kapitel beskrivs examensarbetets genomförande med vald process och metoder.

3.1 PROCESS

Den process som har tillämpats för detta examensarbete grundar sig i IDEO- The field guide to human-centered design (IDEO, 2015). Denna process är en process som sätter användaren i centrum och är indelad i tre faser (IDEO, 2015).

De tre faserna kallar IDEO (2015) för inspiration, ideation och implementering (se figur 7). Den första fasen, inspirationsfasen, handlar om att samla in information om arbetet (IDEO, 2015). Fasen innebär då att undersöka nuläget, marknaden och intressenterna för att få fram information att stödja hela arbetet på. Nästa fas som IDEO (2015) beskriver är ideationsfasen. Denna fas innebär att analysera den information som framkommit från föregående fas. Kreativa metoder utförs med utgångspunkt i den analyserade informationen för att generera ett stort antal idéer och lösningar (IDEO, 2015). Idéerna och lösningarna utvecklas och arbetas vidare med fram till olika koncept. Den sista fasen, implementeringsfasen, innebär att vidareutveckla koncepten från förgående fas och realisera ett slutkoncept.

Figur 7: Processens olika faser, Illustration: Victoria Gustavsson

3.2 PLANERING

I början av examensarbetet gjordes en projektplan, för att strukturera upp arbetet.

Planering har enligt Wikberg Nilsson et al (2015) flera syften som att klargöra projektets handling, utvärdera och följa upp arbetet samt att komma igång med projektet. Vidare beskriver författarna att en projektplan kan innehålla en bakgrundsbeskrivning om projektet, syfte och mål med projektet, hur projektet ska genomföras med aktiviteter samt när de ska ske. Författarna fortsätter att även avstämning och kommunikation borde vara med. När planeringen gjordes, gjordes ett gantt-schema som förtydligar när saker och ting ska göras samt vara klara (se bilaga 1).

3.3 INSPIRATIONSFASEN

Denna fas innebär att identifiera och förstå intressenterna och projektet (se figur 8). I detta delkapitel redovisas de metoder som användes för att undersöka hur det ser ut idag och insamlingen av relevant information för projektet. De metoder som har används för att samla in relevant information är intervjuer, litteraturstudier och benchmarking.

Figur 8: Inspirationsfasen, Illustration: Victoria Gustavsson

3.3.1 Intervjuer

Intervjuer gjordes med anställda på Rottne Industri, däribland montörer och konstruktörer. Intervjuer är en metod som enligt Osvalder, Rose och Karlsson (2015) är till för att samla in information om vad personer tycker och tänker.

Första intervjun gjordes med handledaren, som är konstruktör på Rottne Industri, för att få reda på mer om projektet (se bilaga 2). En genomgång av tanken och vad den är till för gjordes samt hur den är fäst och vad som har varit problemet med dem. Efter genomgång av tanken så gjordes en rundvandring på deras montering. På monteringen gjordes mer genomgång om tankarna om bland annat var samt hur de sitter, även hur kablagen och slangarna dras vid tankarna. En till rundvandring gjordes med en annan konstruktör en vecka senare, då kollades det på de maskiner som hade gåtts igenom förra gången och några andra. Detta för att se utrymmet runt om tanken på de olika maskinerna samt att se vad som är runt omkring.

Intervjuer gjordes även med sex stycken montörer på Rottne industri (se bilaga 2). Intervjuerna var halvstrukturerade intervjuer som Osvalder et al. (2015) beskriver omfattar att det både finns förutbestämda och öppna frågor. Dessa intervjuer gjordes för att få en ökad förståelse för hur de tycker det är att montera AdBluetanken och vad det finns för problem med monteringen idag.

3.3.2 Litteraturstudie

Litteraturstudie är en fördjupning av kunskap enligt Wikberg Nilsson et al. (2015) och Osvalder et al. (2015) om relevanta områden för projektet. I litteraturstudien undersöktes relevant forskning och teorier för arbetet. Områden som har samlat information om är teknisk design, användarcentrerad design, hållbar utveckling, ergonomi, AdBlue, plast, tillverkningsmetoder, vibrationer och dämpning.

Information har samlats genom böcker och kursmaterial från tidigare kurser i programmet samt internet (se figur 9). Vid användning av internet har sidorna Google scholar, genom Luleå tekniska universitetsbiblioteks artikelsök PRIMO

samt andra relevanta webbsidor besköts. Wikberg Nilsson et al. (2015) tar upp att det är viktigt att vara kritisk till information som tas fram och söka fram olika perspektiv.

Figur 9: Litteraturstudie på bibliotek, Foto: Victoria Gustavsson

3.3.3 Benchmarking

Enligt Wikberg Nilsson et al. (2015) går benchmarking ut på att undersöka och analysera lösningar som finns på marknaden idag och bli inspirerad av dem.

Författarna beskriver vidare att fokus inte enbart ska läggas på den specifika produktkategorin utan även på andra lösningar med exempelvis liknande funktioner. Benchmarkingen omfattade utforskning av olika sorters behållare för AdBlue men även för andra vätskor. Det kollades på olika vätskebehållare till olika fordon och inte bara på tankar som är tillför AdBlue. Detta för att se hur olika tankar är utformade samt hur de är tillverkade. Benchmarkingen gjordes mest via internet via producenters webbsidor men även på Rottnes egna maskiner.

3.4 IDEATIONSFASEN

Denna andra fas, ideationsfasen, innebär att analysera, skapa, kombinera samt utvärdera information samt idéer (se figur 10). Fasen började med att analysera informationen från föregående fas och sammanställa den i krav och önskemål för tanken. Vidare användes olika kreativa metoder med kraven och önskemålen som grund. De olika idéerna från kreativa metoderna kombinerades sedan fram till olika koncept som visualiserades och utvärderades utifrån kraven och önskemålen.

Figur 10: Ideationsfasen, Illustration: Victoria Gustavsson

3.4.1 Analys

I första fasen, inspiration, samlades nödvändig information in om produkten och dess omgivning för vidare arbete i nästa fas, ideation. Den information som kommit fram ur de olika metoder som användes under inspirationsfasen har analyserats och sammanställts. Denna analysering och sammanställning har dokumenterats i ett dokument som beskriver intressenternas krav och önskemål, en så kallad designspecifikation.

En designspecifikation är lista som innehåller en sammanställning av de krav och önskemål som har identifierats (Wikberg Nilsson, et al. 2015). Krav och önskemål är enligt författarna viktigt att särskilja på. Det produkten måste klara av är ett krav och något som inte måste vara med men som önskas är ett önskemål (Wikberg Nilsson, et al. 2015). Designspecifikationen för detta arbete gjordes för att underlätta i idéarbetet, där det lätt sågs vad som produkten måste uppfylla och utveckla efter det.

3.4.2 Skapa

Efter analysering samt att en designspecifikations sattes upp fortsatte arbetet vidare in i idégenereringsprocessen. Där utveckling av idéer och lösningar för AdBluetanken gjordes. Här användes olika kreativa metoder, diskussioner och skisser för att komma fram till många idéer. Det användes två kreativa metoder brainstorming och braindrawing.

Genom att detta examensarbete utförs själv, har mycket av de kreativa metoderna utförts själv. Kollegor på Rottne Industri har varit med i diskussioner om de idéer jag har samt kommit med vidare idéer och egna förslag.

Brainstorming

Brainstorming är det första metoden som användes i idéprocessen. Denna metod valdes att starta idéarbetet med för att få fram ett stort antal idéer utan några begränsningar. Brainstorming är en metod som går ut på att få fram många idéer och där fokuset är på kvantitet före kvalitet och genomförbarhet (Wikberg Nilsson, et al. 2015).

Vid brainstormingsessionerna användes olika rubriker för varje session (se figur 11). Rubrikerna var AdBluetank, fästa tank, radie, slangdragning och fästa slangarna. Rubriken AdBluetank var mer öppen och de andra rubrikerna var mer begränsade till ett specifikt område om

tanken. Det utfördes en

brainstormingsession per rubrik, totalt fem stycken. Dessa sessioner gjordes ensam.

Detta val gjordes för att själv få tänka brett samt utforska lösningar och då inte bli avsmalnad för fort av andras tankar och idéer. Enligt Wikberg Nilsson et al. (2015) utförs brainstorming vanligast i grupp men en del kritik har framkommit om att utföra det i grupp, då det inte garanterar fler eller bättre idéer

än ensamarbete.

Braindrawing

Den andra metoden som användes var braindrawing. Denna metod användes för utöka idémängden. Braindrawing är en kreativmetod där idéer skissas upp genom enkla skisser (Wikberg Nilsson, et al. 2015).

Braindrawingsessionerna utgick från de rubriker som användes vid brainstormingen (se figur 12). Detta för att kunna bygga vidare på de idéer från brainstormingen samt att komma på fler idéer kring dessa rubriker.

Braindrawingen utfördes för det mesta själv men där idéer och tankar diskuterades med kollegor på Rottne Industri. Vid diskussionerna användes enkla skisser för att visualisera idéer och tankar samt diskuterades idéernas utvecklingsmöjligheter vidare.

Figur 12: Braindrawingsession om infästning av tank, Foto: Victoria Gustavsson

Figur 11: Brainstormingsession, Foto:

Victoria Gustavsson

3.4.3 Kombinering

Kombineringen började med en kreativ metod, morfologisk matris, för att skapa helhetslösningar från dellösningarna som togs fram från brainstorming, braindrawing och öppna diskussioner. Denna metod utfördes även för att utöka idémängden utefter de identifierade behoven.

Metoden började med att utefter designspecifikationen göra upp kriterier, som bland annat fästa tank och täckplåt. Metoden går ut på att utifrån olika kriterier tänka ut dellösningar (Wikberg Nilsson et al, 2015). Efter att kriterierna ställts upp, skrevs det vid varje kriterier tänkbara lösningar för det kriteriet, där kunde det vara befintliga idéer samt nya. Sen valdes en lösning från varje kriterie som blev en idé som skissades upp. De olika idéerna utvärderades sedan.

Alla idéer som har kommit fram från idéarbetet las ut på ett bord för att få en överblick över alla idéer. Sedan kategoriserade de olika idéerna efter funktion som bland annat fäste tank, fäste slangar och tank. Utifrån dessa kategorierna kombinerades idéer, för att få fram helhetslösningar som sedan ledde till koncept.

3.4.4 Visualisering

Enkla skisser har använts under hela ideationsfasen för att visualisera idéer och tankar. Desto längre in i ideationsfasen har skisserna blivit mer noggranna och detta för att förtydliga dem samt att de i början inte behöver vara så detaljerade.

Skisserna har även används för att beskriva ens tankar och idéer för de inblandade i projektet. Visualisering har även gjorts i CAD-programmet Solidworks, detta för att få en uppfattning om storlek och form. CAD visualiseringarna har gjorts i 3D och använts som underlag vid samtal med plasttillverkare.

3.4.5 Utvärdering och val av koncept

För att kunna välja vilket koncept som skulle tas vidare för fortsatt arbete gjordes utvärdering av de olika koncepten. Det första som gjordes för att utvärdera koncepten var att själv skriva ner för- samt nackdelar med de olika koncepten.

Utvärderingen gjordes utifrån designspecifikationen samt hur bra den skulle passa på maskinen. Detta för att se de olika styrkorna och svagheterna med koncepten.

Vidare i utvärderingsarbetet gjordes en konceptvalsmatris. En konceptvalsmatris utfördes för att se och jämföra de olika koncepten mot varandra utifrån hur bra de klarar de olika krav och önskemål som sattes upp i designspecifikationen. I matrisen var betygsättningen ett till tre och där ett är ok respektive tre väldigt bra.

Matrisen ger ett mått på hur bra koncepten är gentemot designspecifikationen och vad som skulle kunna förbättras om konceptet tas till nästa fas.

Vid val av koncept sammanställdes utvärderingarna av koncepten och en dialog med handledare från Rottne Industri gjordes. Där presenterades koncepten och han fick tycka till om de olika koncepten. Utvärderingarna av koncepten diskuterades och fylldes på samt diskuterades utvecklingsmöjligheter. Utifrån de

olika utvärderingarna gjordes konceptval för vidare arbete. Valet gjordes tillsamman med handledare och där de valda koncepten skickades till en potentiell tillverkare för vidare utvärdering kring dess tillverkningsmöjligheter.

3.5 IMPLEMENTERINGSFASEN

Den tredje och sista fasen, implementationsfasen, innebär att utveckla och prototypa (se figur 13). Koncepten som valdes i förra fasen att gå vidare med utvecklades på detaljnivå och efter tillverkningsbarhet. Där de prototypades i form av CAD-modeller.

Figur 13: Implementeringsfasen, Illustration: Victoria Gustavsson

3.5.1 Kontakt med tillverkare

Implementationsfasen startade med ett telefonmöte med ett företag som tillverkar plastgods. Mötet började med att berätta om projektet, om bakgrund samt syfte och mål med det. Detta gjordes för att tillverkarna skulle få en inblick i de problem som finns idag. Innan mötet hade två 3D CAD-modeller på tanken skickats över till dem, så att de kunde se hur tänkta formen för tanken var. De två olika koncepten presenterades, om form samt infästning. Där de fick komma med frågor, kommentarer och synpunkter.

3.5.2 Val av material och tillverkningsmetod

Under implementeringsfasen valdes material samt tillverkningsmetod för tanken ut. Detta gjordes genom den teori som tagits fram om plastmaterialen samt tillverkningsmetoderna i inspirationsfasen, jämfördes mot varandra. Även tillverkarens rekommendationer togs i åtanke. Utifrån den jämförda informationen valdes det plastmaterial samt tillverkningsmetod ut som ansågs lämpligast för tanken gentemot bland annat kostnad och användningstemperatur.

Jämförelsen gjordes för att kunna välja det mest lämpliga plastmaterialet och tillverkningsmetod för tanken, så att tanken uppfyller den uppsatta designspecifikationen.

3.5.3 Detaljdesign

Detaljutvecklingsarbetet började med att analyser de synpunkter och kommentarer som kom fram vid val av koncept samt vid kontakt med tillverkaren.

Vid analyseringen kollades på hur det går att utveckla tanken utefter synpunkterna och kommentarerna. Datormodeller gjordes för att snabbt kunna se om idéerna skulle kunna fungera. I detaljutvecklingsarbetet användes skisser men till det mesta användes datormodeller i CAD. Datormodellerna användes för att snabbt få fram idéer samt att det är enkelt att göra små samt stora justeringar om det behövdes.

Under detaljutvecklingsarbetet hades regelbunden kontakt med en konstruktör från tillverkaren. Där idéer och funderingar bollades mellan för att få fram en bra lösning.

3.6 METODDISKUSSION

I detta delkapitel diskuteras den valda processen och metoder som används i examensarbetet.

3.6.1 Process

Processen som valdes att utgå från i detta arbete valdes för att tanken och dess infästning ska monteras av montörer. Det ansågs då att en process med användaren i centrum är relevant, så att tanken blir lättmonterad för montörerna.

Processen har tre faser och vid varje avslutning av en fas analyserades vad som hade gjorts i den fasen. Detta för att se om allt som skulle ha utförts i fasen var gjort samt om resultatet av fasen höll tillräcklig hög standard för att gå vidare till nästa fas eller om det behövdes kompletteras med något innan.

3.6.2 Planering

Den upprättade planeringen för detta examensarbete har följts och arbetet har legat i fas nästintill hela tiden. Tidsplanen gjordes i form av ett gantt-schema, som visade om arbetet var i fas med vad som var planerat. Detaljutvecklingen är den del som har tagit lite längre tid än beräknat, men då datormodeller byggdes under detaljutvecklingen påverkades inte tidsplanen så mycket. Planeringen har uppfyllt sitt syfte genom att säkerställa att arbetet blir klart i tid, med rapport och slutredovisning.

3.6.3 Inspirationsfasen

Under inspirationsfasen var det viktigt att få fram om hur tanken ser ut idag och vilka problem som finns idag med den. Men även montörernas åsikter om tanken och dess infästning. Detta för att kunna utveckla en tank som undviker de problem som finns idag samt att den går att montera på ett smidigt sätt. För att få fram information om tanken och dess montering intervjuades montörer och en konstruktör på Rottne Industri. Intervjuerna gjordes för att få mer information om tanken och vad montörerna tycker om monteringen av tanken.

Rundvandringar i monteringshallarna gjordes för att få en ökad förståelsen för hur tanken sitter på de olika maskinerna och hur det ser ut runtomkring den.

En litteraturstudie gjordes även under denna fas för att öka kunskapen om relevanta områden för projektet. Den information och kunskap som framkom under litteraturstudien är väsentlig för att kunna få fram ett så bra slutresultat som möjligt. Områden som studerades var bland annat användarcentrerad design, AdBlue, plastmaterial och tillverkningsmetoder. De områdena är relevanta så att tanken och dess infästning kan monteras på ett smidigt sätt, samt att den valda

plasten tål AdBlue, men även att tanken ska kunna tillverkas med en kostnadseffektiv metod. Det skulle ha kunnats fördjupats lite mer i fler olika plaster samt tillverkningsmetoder, men på grund av arbetets omfattning togs bara de plaster som är vanliga vid denna typ av produkter med. Även tillverkningsmetoder begränsades på grund av arbetets omfattning till vad som är vanligast bland liknande produkter samt kostnadsläge för verktyg för små serie.

3.6.4 Ideationsfasen

Ideationsfasen började med att analysera informationen från förgående fas och sammanställa den i en designspecifikation. Designspecifikationen gjordes för att sammanställa kraven och önskemålet från uppdragsgivare och intressenter.

Designspecifikationen låg till grund för de olika kreativa metoderna, detta för att kunna skapa idéer som uppfyller de krav som tanken måste uppfylla. De kreativa metoderna utfördes själv och detta för att arbetet utförs själv samt att inte bli låst vid andras idéer för tidigt. Efter de kreativa metoderna diskuterades de idéer som har tagits fram med konstruktörer på Rottne Industri. De gav feedback på idéerna samt hur de kunde utvecklas, vilket ansågs ge tillräckligt med idéer för att kunna kombinera till några bra koncept. Kombineringen gjordes med designspecifikationen som grund, vilket säkerställer att de uppfyller kraven.

3.6.5 Implementeringsfasen

Implementeringsfasen började med att ta kontakt med ett företag som tillverkar plastprodukter. Detta för att kunna få feedback på de idéer som fanns samt få reda på vad som går och inte går att göra med denna tillverkningsmetod. Deras feedback låg till grund för utvecklingen av tanken så att den går att tillverka på ett kostnadseffektivt sätt. Att ha tillverkningsföretaget som ett bollplank under detaljarbetet gör att utvecklingen inte behöver backa så långt om idén inte går att realisera. Här har det underlättat att skicka CAD-modeller för att beskriva sin utformning.

4 Resultat

I följande kapitel redovisas resultatet av det som har gjorts i de olika faserna.

4.1 RESULTAT AV INSPIRATIONSFASEN

I denna fas samlades information in för att kunna förstå nuläget och hur tanken ska kunna utvecklas. Nedan redovisas resultatet av de metoder som användes i inspirationsfasen.

4.1.1 Intervju

Vid intervju med konstruktör på Rottne Industri AB² berättades det hur tankarna ser ut idag och vad som är det stora problemet med dem. Tankarna är idag en på ca 11 liter (se figur 14) och den andra på ca 20 liter (se figur 15). Båda tankarna är gjorda i två millimeter tjock rostfri plåt. Vidare beskrevs att de har problem med att tankarna ibland spricker och det har de gjort där den svetsade distansen sitter.

Det är främst den lilla tanken som har tendens att gå sönder i nuläget. De hade mer problem innan med att de sprack men de har de åtgärdat med att byta ut distanserna från fyrkantiga till cirkulära. Problem har även varit att fästena har varit för styva på den stora tanken men det har de åtgärdat med mer flexibla fästen och det har blivit bättre.

Figur 14: Lilla tanken, Foto: Victoria Gustavsson, Konstruktion: Rottne

Industri AB Figur 15: Stora tanken, Foto: Victoria

Gustavsson, Konstruktion Rottne Industri AB

Konstruktören berättar att de har varit i kontakt med ett företag för några år sedan som skulle kunna tillverka tankarna i plast. De har då fått en offert där tanken är tillverkad i svart MD-polyeten och är rotationsgjuten samt en väggtjocklek på ca 6 millimeter men att det är bra att kolla andra tillverkningsmetoder som formblåsning och andra plastmaterial. Tanken behöver inte vara svart som de hade fått i sin offert, då uppdragsgivaren vill att vätskenivån ska kunna avläsas visuellt på tanken.

Under intervjun beskrevs tankens olika delar.

Tanken har en DEF-header (se figur 16) som bland annat leder upp vätskan från tanken och där DEF står för Diesel exhaust fluid vilket är AdBlue. I påfyllningshalsen finns en magnetadapter (se figur 17). Magnetadaptern är till för att trigga igång tankningen med pistolhandtag, då den öppnar en lucka i pistolhandtaget. Denna funktion är till för att feltankning inte ska kunna ske, där AdBlue tankas i dieseltanken och dieseltanken har ingen magnet och kan inte trigga igång tankningen. Det går inte heller att tanka fel åt andra hållet där diesel tankas i AdBlue tanken, då tankhålets diameter är mindre än dieselpistolhantaget är och får då inte plats.

Figur 17: Magnetadapter, Rendering: Victoria Gustavsson, Konstruktion: Rottne Industri AB

Utifrån intervjuerna med montörerna tyckte några att den lilla tanken är jobbig att montera. Detta tyckte de för att fästena undertill kan vara svåra att komma åt.

Samt att de inte sätter fast den helt när de sätter på den utan att den skruvas helt fast efter att andra saker har satts på så att de kan justera tanken lite. Genom att andra saker kommer till på maskinen innan tanken skruvas åt så kan det vara svårt att komma åt att skruva fast den helt. Men någon annat tycker inte alls att lilla tanken är särskilt svår att montera utan att det är bara till att skruva in tre skruvar.

Den stora tanken tyckte många var mer besvärlig att montera än den lilla. Detta för att de kan behöva lyfta och vrida tanken så att de kan skruva in skruvarna. Att åsikterna skiljer sig åt kan bero på många olika saker men en kan vara att det handlar om att de monterar olika maskinmodeller.

Figur 16: Lilla DEF-Headern, Rendering: Victoria

Gustavsson, Konstruktion:

Rottne Industri AB

4.1.2 Benchmarking

Vid benchmarking av olika AdBluebehållare sågs att många av behållarna var gjorda av polyeten och var rotationsgjutna. Behållarna som kollades på behöver inte vara just tankar till maskiner utan kunde bara vara förvaringsbehållare för AdBlue, även många andra behållare gjorda i plast till fordonsvätskor, exempelvis bränsle är av polyeten. Rottne Industris spolarvätskebehållare är gjorda med rotationsgjuten polyeten och har en tjocklek runt 5-6 millimeter.

Det finns många olika sätt att fästa tankarna på, där ibland har det satts fast med band i olika material, fasta fästen och korgliknande behållare. På Rottnes maskiner finns det även där olika fästen för tankar, som en vattentanken som är fäst med metallband. Det finns även ett fäste till en täckplåt, som är lik den täckplåt som är vid AdBlutanken. Den är dessutom ett fäste för en motorvärmare.

4.1.3 Nulägesanalys

Under intervjuer och rundvisning beskrevs och sågs hur tankarna är monterade idag. Den lilla tanken har på undersidan tre gängade distanser fastsvetsade. Tanken sätts fast med tre stycken skruvar som skruvas genom undersidan av topplåten på ramen och fast i de gängade distanserna på tanken (se figur 18). Den stora tanken går igenom topplåten på ramen och är fäst på ett annat sätt än den lilla. Tanken sitter fast med tre fästen, två av dem är infästa i tanken genom gängade distanser.

Den ena infästningen sitter långt ner på ena sidan där den är fäst med ett fäste och skruvar. De andra infästningarna sitter på motsatt sida och lite högre upp. Här är fästena även infästa i topplåten.

Infästning

Figur 18: Infästning för lilla tanken, genomskärning av ram, Foto: Victoria Gustavsson, Konstruktion Rottne Industri AB

Kablagen dras olika beroende på maskin.

Vissa kablage dras genom topplåten på ramen och vissa bredvid tanken, detta beror på om det är stora eller lilla tanken.

De maskiner som har den lilla tanken har ett genomgångshål genom ramen som kablagen dras igenom (se figur 19), men på den stora finns inte detta genomgångshål för att fästena till tanken sitter där. Då måste slangarna dras vid sidan av tanken (se figur 20).

Figur 20: Stora tanken inget genomgångshål, Foto: Victoria Gustavsson

Kablagen fästs olika i slangfästena beroende på maskinmodell och vem som monterar. Det finns två olika spännmetoder, antingen med spännband (se figur 20) eller med buntband (se figur 19). När spännband används så leds kablagen mellan de två slangfästena och fäst med två spännband. När buntband används ser de lite olika ut, antingen är alla kablage buntade ihop och fästa i en av slangfästera, eller så är kablagen uppdelade i två och sitter fästa i varsitt slangfäste. Det finns en önskan hos uppdragsgivaren att kablagen ska spännas fast lika oberoende på vem som monterar men att det kan vara variation beroende på maskinmodell, på grund av maskinernas utformning.

Figur 19: Lilla tanken genomgångshål, Foto:

Victoria Gustavsson

4.2 RESULTAT AV IDEATIONSFASEN

Nedan redovisas ideationsfasens olika delar analys, skapa, kombinera och koncept.

4.2.1 Analys

Utifrån den informationen som samlades in genom intervjuer och rundvandring i inspirationsfasen kunde uppdragsgivarens samt montörernas krav och önskemål identifieras för tanken. Den information som identifierades sammanställdes i en designspecifikation. Designspecifikationen med dess innehåll bestående av krav och önskemål redovisas i tabell 1.

Tabell 1: Designspecifikation

KRAV ÖNSKEMÅL

Behålla placering som befintlig tank Bakåtkompatibel Passa alla Rottnes skogsmaskiner Smidig att montera Behålla nuvarande storlek (11 och 20

Liter) Nivå

Slang och kablage får ej underskrida

radien 75mm Slangar och kablage dras lika

oberoende montör

Robust Genomgångshål

Tillverkning använda samma verktyg Gå att demontera smidigt Kostnadseffektiv tillverkningsmetod

Tillverkad i plast Magnet

4.2.2 Skapa

Första metoden som gjordes var brainstorming och där kom det fram ca 50 idéer.

Idéerna var både hela lösningar för tanken och dess andra delar samt dellösningar för en specifik del till tanken. Idéerna beskrev både funktion samt utseende. Alla idéer var inte realistiska men det var inte heller meningen med denna metod, utan att få fram kvantitet, varav vissa kan bli realistiska. Idéer som kom fram var exempelvis infästning med spännband, bula för kablagedragning samt spår i tanken för konsolfästen.

Efter brainstorming användes braindrawing för att öka idémängden. Med denna metod kommer det fram ca 30 ytterligare idéer. Exempel på idéer som kom fram var olika infästningar av spännband (se figur 21), pusseldel (se figur 22) samt tank färgad blå och då inte behöva täckplåten.

Figur 21: Olika idéer för infästning av spännband, Illustration: Victoria Gustavsson

Figur 22: Pusseldel, Illustration: Victoria Gustavsson

Under och efter skapafasen diskuterades de olika idéer som kommit fram från de olika kreativa metoderna med konstruktörer på Rottne. Där kom det fram nya idéer samt utveckling av idéerna. Exempel vid diskussion kring att ha en blå tank och då inte behöva ha någon täckplåt, vilket är en idé som underlättar för montörerna då ingen inpassning av plåt behövs ske, men då blir tanken oskyddad och det är inte bra för att det kan komma in saker som kan förstöra tanken och intilliggande saker. Infästning av band diskuterades och där kom det fram att det skulle kunna gå att svetsa dit en invändigt gängad distans.

4.2.3 Kombinera

Kombineringen började med en morfologisk matris som utgick från dellösningar från de tidigare kreativa metoderna samt nya idéer. En morfologisk matris utfördes för att komma fram till fler helhetslösningar. Utifrån denna metod kom det fram tio helhetslösningar. Efter detta ladess alla idéer som har tagits fram under ideationsfasen ut och där olika lösningarna kombinerades. Utifrån designspecifikation samt utvecklingsmöjligheter valdes fyra koncept ut.

4.2.4 De fyra koncepten

Nedan redovisas resultatet av idégeneringsarbetet genom fyra koncept. Koncepten beskrivs gällande dess form och infästning, samt hur de står sig mot den uppsatta designspecifikationen.

Koncept 1- Pussel

Första konceptet, Pussel (se figur 23), har distanser i botten på tanken som passas in i hål i topplåten på ramen för den lilla tanken, och för den stora tanken har ramen en stödplåt i botten med passande hål (se figur 24). Med distanserna låses tanken fast i alla riktningar förutom upp och ner. För att låsa tanken i alla ritningar används även ett metallband över tanken som skruvas fast på varsin sida om tanken. Vid yttersta sidan av tanken skruvas bandet fast i en svetsad gängdistans och då spänns tanken fast.

Uppe på tanken skruvas ett styrgeometri fast. Den är till för att säkerställa att minsta radien för slangarna inte underskrids. Kablarna hålls på plats av två bockade plåtdetaljer som skruvas fast i tanken.

Figur 23: Koncept Pussel, Illustration: Victoria Gustavsson

Figur 24: Infästning Pussel, Illustration: Victoria Gustavsson

I tabell 2 redovisas hur bra Koncept Pussel står sig mot designspecifikationen.

Fördelar med detta koncept är att samma hål som finns idag i ramen kan användas för den lilla tankens pusselinfästning. Pusselinfästningen gör att den inte kan sättas på fel håll, då distanserna sitter i en triangelform. Den går även att montera av utan någon stor ansträngning, då det bara är till att lossa på ena sidans infästning av band. Nackdelar är att det är en extra del att montera på den, styrgeometrin. Även lite frågetecken finns kring hur infästningarna av band till stora tanken ska vara och sitta.

Tabell 2: Koncept Pussel

Pussel KRAV

Behålla placering som befintlig tank 3

Passa alla Rottnes skogsmaskiner 2

Behålla nuvarande storlek (11 och 20 liter) 3

Slang och kablage får ej underskrida radie 75 mm 3

Robust -

Tillverkning använda samma verktyg -

Kostnadseffektiv tillverkningsmetod -

Tillverkas i plast 3

ÖNSKEMÅL

Bakåtkompatibel 2

Smidig att montera 3

Smidig att demontera 3

Nivå 3

Kablage dras lika oberoende montör 3

Genomgångshål 3

RESULTAT 31

Koncept 2- Hörn 106°

Andra konceptet, Hörn 160° (se figur 25), är en lösning där tanken fästs med en konsol. Konsolen har en plåt, bockad i 106 grader, som tanken läggs emot (se figur 26 och 27). Två band är fästa i konsolen och spänns runt tanken för att hålla den på plats. Konsolen sitter fastskruvad i ramen. Tanken har två grunda spår där banden ska dras och detta för att visa var banden ska vara samt minska risken att banden förflyttar sig.

Figur 25: Koncept Hörn 106°, Illustration: Victoria Gustavsson

Figur 26: Koncept Hörn 106°s konsol, Illustration: Victoria Gustavsson

Figur 27: Konsol uppifrån, Illustration:

Victoria Gustavsson