Lähetä linkki
Väitös muovioptiikan rinnakkaissuunnitteluprosessista
25.01.2011
Muovioptiikkaa voidaan tuottaa suuria määriä perinteistä lasioptiikkaa tehokkaammin. VTT:n erikoistutkija, filosofian maisteri Jukka-Tapani Mäkinen on väitöstyössään kehittänyt muovioptiikan rinnakkaissunnitteluprosessia. Mäkinen esittää väitöskirjansa ”Concurrent engineering approach to plastic optics design” tarkistettavaksi 4.2.2011 klo 12 Oulun yliopistossa (OP-Sali).
Optiikan käyttö erilaisissa kulutustavaroissa on lisääntynyt voimakkaasti
viimeisen viidentoista vuoden aikana. Perinteisten lasilinssejä hyödyntävien
tuotteiden, kuten kiikareiden ja kameraobjektiivien rinnalle on syntynyt
joukko laitteita, jotka hyödyntävät toiminnassaan runsaasti erilaisia optisia
komponentteja. Tämän kehityksen on mahdollistanut muovioptiikka, jota voidaan
tuottaa suuria määriä huomattavasti nopeammin ja kustannustehokkaammin kuin
perinteistä lasioptiikkaa. Esimerkiksi matkapuhelinkameroiden linssit tai
taulutelevisioiden taustavaloelementit perustuvat pitkälti muovioptiikan
hyödyntämiseen ja tulevaisuudessa muun muassa LED-valaisun yleistyminen tulee
kasvattamaan tarvetta entisestään.
Mäkisen
väitöskirjan tutkimuksen kohteena on ollut muovioptiikan suunnitteluprosessi.
Massavalmistettavissa tuotteissa panostus optiikan kehitystyöhön saattaa olla
pieni, vaikka sen merkitys lopullisen laitteen toiminnallisuuteen olisi
suurikin. Perinteiset optiikan teknistä toimintaa painottavat
suunnittelumenetelmät istuvat huonosti moniteknologisten laitteiden
tuotekehitysprosesseihin. Näissä prosesseissa kiinnitetään paljon huomiota
teknisen toimivuuden lisäksi muun muassa käyttöergonomiaan, ulkomuotoon ja
kustannustehokkuuteen. Samat vaatimukset käytännöllisyydestä ja tehokkuudesta
koskevat myös optiikkaa ja siksi uusien tuotesuunnittelumenetelmien
kehittäminen on olennaista koko alan kehityksen kannalta.
Väitöstyössä
on rakennettu erityisesti muovioptiikan kehitystyössä tarvittava iteratiivisen
ja rinnakkaisen suunnitteluprosessin kuvaus. Rinnakkaissuunnittelun
tavoitteena on ottaa huomioon mahdollisimman suuri osa tuotekehityksen eri
osavaiheissa vastaan tulevista tekijöistä ja siten löytää tasapainoinen
optiikkasuunnitelma, joka vastaa parhaalla mahdollisella tavalla sille
esitettyihin, osittain jopa ristiriitaisiin, vaatimuksiin. Tämä saadaan aikaan
esimerkiksi analysoimalla suunniteltavan kappaleen ominaispiirteiden vaikutus
yhtäaikaisesti sekä toimintaan että valmistuskustannuksiin.
Väitöskirjan
yhtenä merkittävänä sisältönä ovat ruiskuvaluoptiikalle kehitetty valmistuksen
kustannuslaskentamalli ja esimerkit sen hyödyntämisestä työssä käsitellyissä
suunnittelutehtävissä.
Väitöskirja
verkossa