noah Gateway

IoT Hardware – sichere Datenerfassung

Der Designprozess muss nicht immer teuer und zeitaufwendig sein. Die Produktgestaltung des ersten Gateway-Gehäuses des StartUps noah zeigt, dass es auch anders geht. Mit niederkomplexen Anforderungen und vielen Gestaltungsfreiheiten für mich als Designer ließ sich der Prozess beschleunigen und die Kosten senken. Anforderung war es, ein schlichtes und funktionales Gehäuse für die Nullserie zu entwerfen. Dies sollte im günstigen FDM-Verfahren 3D gedruckt werden.

Die Vorserienmodelle werden von noah bei Kunden eingesetzt. Das Gateway verbindet unterschiedlichste IoT Sensoren und Aktuatoren untereinander und mit dem Internet. Es besteht aus einem Einplatinenrechner mit eigener Software und einigen Zusatzmodulen, die je nach benötigten Funkstandards konfiguriert werden können.

Prozess der Produktgestaltung

Zu Beginn galt es die unterschiedlichen USB-Module mit ihren Antennen so anzuordnen, das ein kompaktes Gehäuse entstehen konnte. Durch den Einsatz spezieller, flach abgewinkelter USB-Verlängerungskabel gelang dies unter Nutzung der am Microcomputer vorhandenen USB-Anschlüsse. Die, daneben liegenden, ins Gehäuse eingelassenen USB-Buchsen und der Ethernetanschluss bleiben erreichbar. Sie lassen sich durch einen formschließenden Einschub abdecken.

Das Gehäuse hat eine quadratische Grundform mit konisch abgerundeten Ecken. In der Produktgestaltung habe ich Gehäuseboden und -deckel optisch durch eine Schattenfuge getrennt. Sie werden ineinander gesteckt und können dank der Verschraubung unter den Füßchen für Erweiterung und Wartung der Module demontiert werden.

3D-Druck für Design und Fertigung der Nullserie

Alle Gehäuseelmente sind für die additive Fertigung im FDM-3D-Druck optimiert. Die Teile im Inneren sind eindeutig zur Grundplatte des Druckers ausgerichtet. Notwendige Stützstrukturen werden durch flache Schrägen statt harter Kanten, optimierte Wandstärken und Versteifungen vermieden. Der 3D-Druck bringt nicht nur Vorteile beim schnellen Prototyping im Prozess der Produktgestaltung – Designanalysen, Einbauuntersuchungen und Funktionstests. Zudem können 3D gedruckte Teile bereits produktiv im Einsatz getestet werden. In der Startphase produktbasierter Dienstleistungen können diese wichtige Erkenntnisse für einen späteren Start der finalen Produktentwicklung liefern.

Dieser vorrangig technische und wirtschaftsgetriebene Prozess enthält einige Aspekte die der Nachhaltigkeit des Produktes langfristig zugute kommen:

  • der modulare Aufbau garantiert eine Reparierbarkeit und technische Erweiterbarkeit
  • die Gehäuse des Vorserienmodells bestehen aus dem biobasierten Kunststoff PLA und sind vollständig recyclingfähig
  • vor der energetisch aufwendigen Erstellung von Spritzgusswerkzeugen aus Aluminium oder Stahl kann das Produktgehäuse seine Handhabbarkeit und Funktionalität bereits bei den Nutzern unter Beweis stellen
  • als Dienstleister ist noah langfristig an der Zufriedenheit seiner Kunden und der Langlebigkeit des Produktes interessiert

Die besondere Herausforderung

Kurz vor Freigabe des Designs kam eine weitere Anforderung hinzu: Für manuelle Updates der Software sollte der Speicher an der Unterseite des Mikrocomputers in montiertem Zustand erreichbar bleiben. Ich entwarf eine Revisionsöffnung, die durch eine Einschubplatte am Gehäuseboden geschlossen werden kann.

Industriedesign in Auftrag von noah GmbH