Development of material handling device for wood-based panel production using systematic design approach

Abstract

For this thesis, a material handling device known as a book forming table was selected as the subject of product development. The purpose of this thesis was to identify the issues related to the transportation and operation of the book forming table, identify the parts of the device causing these issues, and conceptualize alternative solutions for the problematic parts. Systematic design approach developed by Pahl and Beitz was introduced as the method for this thesis.

The main issue identified with the current model of the book forming table was that in its fully assembled state it does not fit inside a shipping container and needs a custom hand-built packaging solution for transport. The costs related to the specialized transport are significant compared to cost of standardized container transport. Being able to transport all parts of the book forming table in standardized shipping containers was determined as a primary requirement for product development.

The width of the part called felt table was determined as the primary cause preventing the book forming table from fitting inside a shipping container. To solve this issue, a split frame concept was introduced, where the frame of the felt table is constructed in two sections which are bolted together during assembly. An alternative solution for the felt table was also proposed, where the felt table is replaced by a roller conveyor system.

Tähän tutkielmaan valittiin tuotekehityksen kohteeksi puulevyjen käsittelylaite, josta käytetään nimitystä ”book forming table”. Tutkielman tavoitteena oli tunnistaa ongelmia, joita laitteen kuljetukseen ja toimintaan liittyy, tunnistaa ne laitteen osat, jotka aiheuttavat ongelmia sekä suunnitella vaihtoehtoisia ratkaisuja laitteen ongelmallisten osien tilalle. Tutkimuksessa käytettiin Pahlin ja Beizin kehittämää systemaattisen koneensuunnittelun menetelmää.

Laitteen pääasialliseksi ongelmaksi sen nykymuodossa tunnistettiin se, että laite ei täysin koottuna mahdu merikonttiin, vaan vaatii mittatilauksena tehdyn kuljetuspakkauksen. Tällaisen erikoiskuljetuksen kustannukset ovat huomattavat verrattuna standardikokoisen merikontin kuljetuskustannuksiin. Tuotekehityksen pääasialliseksi tavoitteeksi valikoituikin se, että kaikki laitteen osat mahtuisivat standardikokoiseen merikonttiin.

“Book forming table” -laitteeseen kuuluva huopapöytä tunnistettiin pääasialliseksi syyksi siihen, että laite ei mahdu merikonttiin. Tämän ongelman ratkaisemiseksi tutkielmassa esiteltiin konsepti, jossa huopapöydän runko rakennetaan kahdesta eri puoliskosta, jotka pultataan kiinni toisiinsa asennuksen aikana. Vaihtoehtoisena ratkaisuna tutkielmassa esitettiin myös se, että huopapöytä korvattaisiin kokonaan rullakuljetinjärjestelmänä.