Wie beeinflusst der Suriawase-Entwicklungsprozess die Produktgestaltung?

Der derzeitige Entwicklungsprozess eines Produkts, der auf dem Suriawase-Prinzip basiert, folgt einer komplexen und iterativen Vorgehensweise, die es den Designern ermöglicht, verschiedene Anforderungen und Unsicherheiten zu integrieren, während sie gleichzeitig eine optimale Lösung für das gesamte Produkt suchen. Der Prozess beginnt mit der Zusammenkunft der Designer, die jeweils für unterschiedliche Teile eines Produkts verantwortlich sind. Diese Teile sind in der Regel Funktionseinheiten, die miteinander in Beziehung stehen, wie in der Abbildung 4 dargestellt. In diesem frühen Stadium des Entwicklungsprozesses ist eine vollständige Kommunikation und das Teilen von Informationen unter den Designern entscheidend, um eine gemeinsame Basis zu schaffen, auf der spätere Entwurfsentscheidungen beruhen können.

Die größte Herausforderung im Suriawase-Entwicklungsprozess besteht in der Definition dieser vorläufigen Entwurfsanforderungen, die noch unter den Bedingungen von Unsicherheit und variierenden Designanforderungen entwickelt werden müssen. Wenn die vorläufigen Anforderungen nicht gut definiert sind, sind wiederholte Verhandlungen und Anpassungen erforderlich, was den gesamten Prozess verlangsamen kann. Um dieses Problem zu minimieren, ist es von zentraler Bedeutung, dass die Designer sowohl die eigenen als auch die Entwurfsbereiche ihrer Kollegen verstehen und die Auswirkungen ihrer Entscheidungen auf die anderen Teile des Produkts vollständig nachvollziehen.

Ein weiterer wesentlicher Aspekt des Suriawase-Ansatzes ist die Betrachtung des Designprozesses in zwei Phasen. In der ersten Phase wird ein Ansatz vorgestellt, um das sogenannte „Feasible Design Domain“ zu visualisieren. Diese Phase zielt darauf ab, die Designer durch die Anwendung der Set-based Design-Methode zu unterstützen, damit sie eine Menge von Entwurfsoptionen finden, die den unsicheren Bedingungen des Designumfelds gerecht werden. In der zweiten Phase wird den Designern das potenzielle Ausmaß ihrer Designmodifikationen auf andere Teile und Funktionen des Produkts gezeigt. Dies ermöglicht eine präzisere und effizientere Abstimmung der verschiedenen Teile des Produkts, noch bevor eine endgültige Lösung festgelegt wird.

Besonders hervorzuheben ist die Rolle von Designunterstützung und Kommunikation im Rahmen des Suriawase-Entwicklungsprozesses. Eine umfassende Kommunikation zwischen den Teams ermöglicht es den Designern, sich gegenseitig zu unterstützen und Probleme frühzeitig zu identifizieren. Dies ist nicht nur für die Qualität des Endprodukts von Bedeutung, sondern auch für die Effizienz des gesamten Entwicklungsprozesses.

Schließlich wird im Suriawase-Entwicklungsprozess auch der historische Einfluss der verschiedenen Ingenieurtraditionen berücksichtigt, insbesondere im Hinblick auf die Unterschiede zwischen der deutschen und der japanischen Ingenieurkunst. Diese Unterschiede, die in den Philosophien von Innovation und Optimierung sowie der Herangehensweise an technische Zuverlässigkeit liegen, beeinflussen, wie die Entwickler von Produkten in beiden Ländern den Designprozess gestalten. Japan hat in seiner Geschichte stark auf Innovation gesetzt, während Deutschland traditionell auf Optimierung und Effizienz fokussiert ist. Diese unterschiedlichen Ansätze spiegeln sich in den Methoden wider, die beide Länder für ihre Produktentwicklungsprozesse verwenden, und beeinflussen maßgeblich die Gestaltung von Produkten, die sowohl innovativ als auch zuverlässig sind.

Wie wird die Staubentwicklung von Pulvern charakterisiert und standardisiert?

Die Staubentwicklung bei Pulvern ist ein komplexer Prozess, der durch verschiedene Methoden und Normen charakterisiert und bewertet wird. Eine gängige Technik zur Untersuchung von Nanopartikeln besteht darin, das Aerosol in einen Mobilitätsanalysator einzuspeisen, oftmals über einen modifizierten Puffer, wodurch Rückschlüsse auf die Partikeleigenschaften möglich sind. Ein weiterer verbreiteter Ansatz zur Staubbewertung ist die Dispersion mittels Druckluftstrahl, bei der weniger als 10 mg des Pulvers durch einen Treibstrahl in eine weitgehend geschlossene Kammer eingebracht werden. Dort erfolgt die Aufteilung des Stäubes nach Korngrößen mittels spezieller Probenahmevorrichtungen, sodass eine gravimetrische Analyse möglich wird.

Eine alternative Methode ist das Aufwirbeln in einem definierten Luftstrom. Ein Ventilator leitet Luft mit definiertem Volumenstrom auf die staubige Oberfläche, wodurch der Staub aufgewirbelt wird und zwischen zwei konzentrischen Rohren transportiert wird. Dabei wird eine Teilströmung zu einem Streulichtspektrometer geleitet, um die Staubfraktionen in Echtzeit zu analysieren, während die Hauptströmung zurückgeleitet wird und einen Umlaufstrom bildet. Solche Verfahren erlauben es, das Staubpotenzial von pulverförmigen Materialien präzise zu bestimmen und bieten Einblick in die Mechanismen der Staubfreisetzung.

Zur Standardisierung der Messmethoden existieren etablierte Normen wie die DIN EN 15051, die klare Testverfahren für die Klassifikation des Staubverhaltens von Schüttgütern nach gesundheitlich relevanten Fraktionen definiert. Diese Norm informiert Hersteller, Anwender und Fachkräfte für Arbeitssicherheit über das potenzielle Staubemissionsverhalten beim Umgang mit Materialien. Sie bietet Herstellern die Möglichkeit, Produkte dahingehend zu optimieren, weniger Staub zu erzeugen, und Anwendern, Produkte mit geringerem Staubpotenzial auszuwählen.

Die Norm ist in mehrere Teile gegliedert: Teil 1 legt Umweltbedingungen, Probenhandhabung, Analyseverfahren und Ergebnisdarstellung fest und erläutert die Notwendigkeit verschiedener Verfahren. Teil 2 beschreibt die Verwendung einer Rotationsstromtrommel zur reproduzierbaren Staubgenerierung unter genormten Bedingungen, einschließlich der Messung von inhalierbaren, thorakalen und alveolaren Staubfraktionen. Teil 3 behandelt die kontinuierliche Fallprüfung und die dazugehörige Prüfausrüstung.

Für den praktischen Alltag wurden in der DIN 33897 Routinetestverfahren entwickelt, die als Alternative zur DIN EN 15051 dienen und eine reproduzierbare Staubbestimmung im Labor ermöglichen. Ein spezielles Verfahren simuliert zum Beispiel im Bäckerhandwerk die Staubentwicklung bei typischen Arbeitsprozessen durch Erzeugung eines Staub-Luft-Gemischs bei definiertem Luftstrom in einem genormten Staubkanal. Die Analyse der Staubmengen auf Filtern erlaubt die quantitative Erfassung von inhalierbarem und respirablem Staub.

Darüber hinaus erlaubt die Rotationstrommel-Methode in der Routineanalyse die Simulation von Staubfreisetzungen bei verschiedenen Handhabungsvorgängen wie Sackentleerung, manuellem Befüllen oder Transport. Allerdings ist dieses Verfahren für pulverförmige Materialien, die durch Bewegung verklumpen, weniger geeignet. Ergänzend dazu liefern Normen wie DIN 55992 Verfahren zur Bewertung der Staubentwicklung bei der Handhabung von Pigmenten und Füllstoffen, wobei die Messwerte als Parameter für das Staubverhalten dienen, jedoch nicht die gesamte Staubmenge des Produkts erfassen.

Die VDI-Richtlinie 2263 Teil 9 behandelt die Staubentwicklung speziell im Kontext von Staubbränden und -explosionen und beschreibt Verfahren, mit denen praktische Staubfreisetzungen bei der Handhabung brennbarer Stäube simuliert werden. Diese Methoden dienen der Gefährdungsbeurteilung und der Festlegung geeigneter Schutzmaßnahmen.