Simulation im Einsatz: Benchmade Knife Company

Wir haben in diesem Blog bereits in der Vergangenheit über Benchmade Knife Company berichtet. Das Unternehmen nutzt PTC Lösungen, um Messer und Sicherheitswerkzeuge für Hobby, Militär und Notfalleinsatzkräfte zu entwickeln. Aber sehen wir uns einmal genauer an, warum ein Unternehmen wie Benchmade Simulationslösungen von PTC einsetzen sollte.

Mehr Mechanismen
Aus Entwicklungssicht steht das eindrucksvolle Sortiment von Mechanismen, die die Grundlage des Messersortiments bilden. Es gibt fast ein Dutzend unterschiedliche Systeme zur Auswahl, von denen einige exklusiv für das Unternehmen patentiert sind, während andere auf über 1.000 Jahre alte Entwürfe zurückgehen!

Hier einige Beispiele aus dem Katalog:

AXIS® AXIS® ist für Rechts- und Linkshänder gleichermaßen geeignet und basiert auf einem kleinen Stab aus gehärtetem Stahl, der in einem in beide Schalen aus Stahl eingearbeiteten Nut hin und her gleitet. Der Stab ist so lang wie das ganze Messer und deckt die ganze Länge der Schalen ab. Er befindet sich über der Hinterseite der Klinge. Beim Öffnen greift er in einen abgestuften Erl (der vorstehende Teil der Klinge, der als Fingerschutz dient). Zwei Federn in Form eines Omegas, eine in jeder Schale, bremst den Sperrstift, sodass er in den Erl einrastet. Dadurch wird der Erl fest zwischen einem großen Auflagepfropfen und dem Stab des AXIS® fixiert.

Benchmade-Levitator-Model

In PTC Creo entworfenes Benchmade Levitator

LEVITATOR® Die Schalen des Messergriffs sind so geschnitten, dass ein Federnsystem entsteht, mit dem ein Sperrstift in eine Kerbe im Erl hinein- und herausgehebelt wird. Mit diesem Feder/Stift-System wird die Klinge in geöffneter und geschlossener Position effektiv fixiert.
Warum benötigt ein Unternehmen so viele Mechanismen zum Öffnen und Schließen eines Messers? Das hat einen einfachen Grund: Benutzeranforderungen und Benutzereinstellungen.

Mehr Auswahl für Kunden
Einige Mechanismen sind einfach, um die Fertigungskosten niedrig zu halten. Allerdings sind für diese Mechanismen oft zwei Hände zum Schließen des Messers erforderlich. Deshalb bietet Benchmade auch ausgeklügelte Mechanismen, mit denen sich das Messer mit einer Hand schließen lässt. Bei einer dritten Art von Mechanismen steht die Stabilität im Vordergrund. Und so weiter. Die Kunden können also selbst entscheiden, welche Kompromisse sie eingehen: Kosten, Bedienkomfort oder Stärke.

Natürlich müssen all diese Mechanismen müssen auf ihre Abstände hin geprüft werden. Doch bevor wir dazu kommen, müssen nicht nur die beweglichen Teile berücksichtigt werden. Griffe und Schalen sind je nach Modell ebenfalls unterschiedlich.

„Griffe und Schalen sind in unterschiedlichsten Formen, Größen und Materialien erhältlich“, ist auf der Website des Unternehmens zu lesen. „Benchmade achtet beim Design bei jedem Modell auf gute Griffigkeit und Stabilität, unabhängig von der Größe, sodass das Messer für die verschiedensten Hände geeignet ist.“

Die Klingen selbst können ebenfalls aus unterschiedlichen Stahlsorten mit verschiedenen Beschichtungen und Härtegraden gefertigt werden.

Für anspruchsvolle Kunden einfach ideal. Falls Sie allerdings in der Produktentwicklung tätig sind, wissen Sie bereits, dass hier ein wahrer Albtraum aus unterschiedlichen Modellen und Varianten lauert.

Und damit haben Sie fast Recht. Tatsächlich sind im Katalog des Unternehmens 120 Messer und Sicherheitswerkzeuge aufgeführt. Und wie Sie wahrscheinlich erwarten, oder auch fürchten, muss jede dieser Konstruktionen getestet werden, ehe sie das Haus verlässt, idealerweise, bevor sie überhaupt in die Fertigung gelangt.

Glücklicherweise nutzt Benchmade Simulationssoftware von PTC.

Mehr Optionen für Ingenieure
Mithilfe von PTC Creo Mechanism Dynamics Extension testen die Ingenieure digital die Abstände der Schließmechanismen. Das Zusatzmodul von PTC ermöglicht es den Ingenieuren, die Kräfte und Beschleunigungen in Systemen mit beweglichen Teilen zu simulieren. Sie können das Verhalten sogar mit zusätzlichen Federn sowie Reibungskräften und der Schwerkraft anpassen. Wenn sie dies wollten, könnten sie mit der Software sogar Messermechanismen mit Elektromotor testen.

Das Team bei Benchmade verwendet außerdem PTC Creo Simulate, um die Festigkeit seiner Entwürfe zu testen. Ingenieure prüfen mit dem Tool die strukturmechanischen und thermischen Eigenschaften, lange bevor die ersten physischen Prototypen hergestellt werden.

Mit diesen beiden Simulationstools gewinnt die technische Entwicklung frühzeitig Einblick in das Produkt und kann die Verifizierung verbessern.  Sie können schnell neue Ideen ausprobieren, testen und die Entwürfe optimieren. So genießen sie mehr Flexibilität und Vertrauen in ihre Arbeit, ehe sie sie an nachgeordnete Prozesse weitergeben. Und das Beste: PTC Simulationslösungen sparen ihnen Zeit und Geld, da weniger physische Modelle und damit auch immer weniger Konstruktionsiterationen erforderlich sind.

Ein Beispiel für die Resultate: Bei einem Drehmoment von 615 Pfund und einer Auslenkung von einem halben Zoll bricht der Stahl, aber die Sperre hält. Im folgenden Video unterziehen Peter und Tracy von Benchmade Knife Company das neue 300SN AXIS Flipper einem mörderischen Test des Sperrmechanismus.

Wenn Sie mehr über PTC Creo Simulate erfahren möchten, sollten Sie an einem unserer bevorstehenden Webcasts zum Thema Simulation teilnehmen. Sehen Sie sich auch folgendes kurze Video an:

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