Entwicklung des Geräts Vividi: kundenspezifische Fertigung von Gehäusen für intelligente Elektronik durch cotu s.r.o.

Das Unternehmen Iterait a.s. konzentriert sich auf die Entwicklung fortschrittlicher KI-Lösungen im Bereich der Computer Vision, die Unternehmen dabei helfen, Betriebsabläufe effizienter zu gestalten, Kosten zu senken und Routineaufgaben im Einzelhandel, im Gesundheitswesen oder im Verkehr zu automatisieren. Iterait a.s. wandte sich an das Unternehmen cotu^® mit dem Ziel, ein Gehäuse für ein Gerät zur Analyse des Kundenverhaltens im Geschäft zu entwerfen und zu fertigen, das fortschrittliche Elektronik mit einem unauffälligen, funktionalen und zuverlässigen Design verbinden sollte.

Das Ergebnis der Zusammenarbeit waren zwei Generationen des Geräts Vividi. Jede von ihnen brachte neue Herausforderungen mit sich und zeigte vor allem, wie wichtig es ist, Design, Konstruktion und Fertigungs-Know-how zu einer kompakten Einheit zu verbinden.

Ziel dieser Fallstudie ist es, darzustellen, wie das Unternehmen cotu^® technisch anspruchsvolle Projekte über ihren gesamten Verlauf hinweg angeht. Der Prozess umfasst den Entwurf von Design und Konstruktion, die Entwicklung eines funktionsfähigen Prototyps sowie die anschließende Fertigung. Dabei liegt der Schwerpunkt auf dem Einsatz moderner Technologien, die eine hohe Präzision, Zeiteffizienz und Fertigungsflexibilität ermöglichen.

Wie sich das Unternehmen cotu^® entschied, diese Herausforderung zu lösen

Eingesetzte Technologie: Asiga Pro 4K
Eingesetztes Material: Asiga PlasGRAY, Polyurethan-Vakuumguss

1. Generation von Vividi: Von der Idee zur Umsetzung

Ziel der ersten Generation von Vividi war es, ein Gerät zu entwickeln, das unauffällig, einfach zu installieren und zugleich ausreichend robust für den täglichen Betrieb im öffentlichen Raum ist. Das Entwicklungsteam von cotu^® prüfte die technischen und ästhetischen Anforderungen gründlich – von der Befestigungsart und der Anordnung der Elektronik bis hin zu einem klaren, minimalistischen Erscheinungsbild.

Designentwurf und Prototyping
Auf Grundlage dieser Anforderungen entstanden mehrere Designvarianten. Die Entwürfe umfassten unterschiedliche Befestigungsarten, Arten von Lüftungsöffnungen und Gehäuseformen. Nach Rücksprache mit dem Kunden und dem Konstrukteur wurden die ausgewählten Entwürfe in ein erstes 3D-Modell überführt. Anschließend wurden die Proportionen anhand eines im 3D-Druck gefertigten Anschauungsmodells überprüft.

Technische Lösung und Fertigungsvorbereitung
Nach der Freigabe des Anschauungsmodells wurde die detaillierte 3D-Modellierung in der Software Rhinoceros 3D fortgesetzt, einschließlich der in SolidWorks modellierten Konstruktionselemente. In dieser Phase erfolgte auch die Optimierung für die anschließende Fertigung. Die Trennebenen wurden angepasst, die Wände verstärkt und die inneren Übergänge optimiert.

Fertigung und Fertigstellung
Das finale Urmodell wurde auf dem 3D-Drucker Asiga PRO 4K gedruckt, dessen Präzision die anschließende Oberflächenbearbeitung vereinfachte und dazu beitrug, die Zeit zwischen dem Entwurf und dem ersten Produkt zu verkürzen. Anschließend wurden Silikonformen hergestellt, und innerhalb von zwei Tagen stand das erste Gussteil zur Überprüfung der Maßhaltigkeit und der optischen Qualität bereit. Nach diesem Schritt folgte die Kleinserienfertigung von 100 Stück.

Dank der Geschwindigkeit und Flexibilität des 3D-Drucks dauerte der gesamte Prozess vom Entwurf bis zur Fertigstellung der Serie von 100 ks nur 2 Monate.

2. Generation von Vividi: Kompakter, robuster und technisch anspruchsvoller

Die zweite Generation von Vividi stellte sowohl konstruktiv als auch technologisch einen deutlichen Fortschritt dar. Die neue Aufgabenstellung umfasste Anforderungen an kleinere Abmessungen, höhere Widerstandsfähigkeit, Wasserdichtheit (IP68), bessere Wärmeabfuhr, ein integriertes Logo und einen optischen Lichtleiter für die LED-Anzeige.

Design und Neuanordnung der Elektronik
In diesem Fall ging es nicht mehr nur um eine Verbesserung des Designs, sondern um eine grundlegende Änderung der inneren Anordnung und der Materialauswahl. Der Designer von cotu^® erarbeitete drei visuelle Ansätze, wobei die endgültige Version das Dreiecksmotiv aus dem Logo direkt in das Gehäuse integrierte. Gleichzeitig befasste sich cotu^® auch mit der Optimierung der Anordnung der Elektronik. Diese Optimierung ermöglichte es, die Größe des Geräts deutlich zu reduzieren, ohne seine Funktionalität zu beeinträchtigen.

Materialauswahl und Optimierung der Konstruktion
In der Entwicklungsphase war es erforderlich, die Eignung der verwendeten Materialien hinsichtlich mechanischer Stabilität und Temperaturbeständigkeit zu überprüfen. Es wurden verschiedene Kombinationen von aluminiumgefülltem Kunststoff getestet. Schließlich zeigte sich, dass die geeignetste Lösung darin bestand, das hintere Teil aus Aluminium zu gießen und das vordere aus Kunststoff herzustellen. Diese Kombination bot die erforderliche Steifigkeit und thermische Stabilität. Die ersten gefertigten Teile zeigten Toleranzabweichungen bei den Aluminiumgussteilen, die konstruktive Anpassungen des Vorderteils erforderlich machten. Dank des Vakuumgießens konnte die Änderung innerhalb weniger Tage und ohne hohe Kosten umgesetzt werden.

Wasserdichtheit
Zu den Anforderungen des Kunden gehörte auch eine hohe Wasserdichtheit. Das Team von cotu^® führte deshalb eine Reihe von Tests durch, bei denen verschiedene Dichtungsvarianten geprüft wurden. Nach mehreren nicht zufriedenstellenden Testzyklen wurde eine spezialisierte tschechische Einrichtung hinzugezogen, die eine maßgefertigte Dichtung lieferte. Damit ließ sich die angegebene Schutzart ohne weitere konstruktive Eingriffe gewährleisten.

Gesteuerte Kleinserienfertigung
Nach der Freigabe des Prototyps folgte die Herstellung von Urmodellen mit der endgültigen Oberflächenveredelung. Die Fertigung wurde im Vakuumgießverfahren fortgesetzt, das eine zuverlässige und schnelle Kleinserienproduktion ermöglichte. Dank eines effizienten Workflows konnte das Team von cotu^® bis zu 100 Gehäuse pro Woche herstellen.

Heute würde dieses Projekt mittels direkten 3D-Drucks und aus dem gesundheitlich unbedenklichen und widerstandsfähigen Material Loctite IND405 umgesetzt, dessen mechanische Eigenschaften denen des in den SLS/MJF-Technologien verwendeten Materials PA12 ähneln. Durch den Wegfall des Vakuumgießens und den Einsatz der 3D-Technologie ließe sich der gesamte Prozess um bis zu 1–2 Wochen verkürzen, und zwar nicht nur dank der additiven Technologie selbst, sondern auch aufgrund des geringeren Personalbedarfs. Das Ergebnis wäre zudem ein niedrigerer Preis, wodurch der gesamte Prozess wirtschaftlich effizienter würde.

Zusammenfassung und Vorteile

Die Zusammenarbeit zwischen Iterait und cotu^® zeigt, wie sich mithilfe additiver Fertigung, fachlicher Erfahrung und schneller Iteration ein komplexes Produkt innerhalb weniger Wochen von der Idee bis zum tatsächlichen Einsatz bringen lässt. Das Unternehmen cotu^® übernahm die Rolle eines technischen Partners, der nicht nur eine funktionsfähige Lösung entwickelte und fertigte, sondern auch aktiv zur Optimierung des gesamten Produkts beitrug.

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