Drei Designstudio-Projekte
2019–2020
Überblick
Im Masterstudiengang Design & Engineering am Politecnico di Milano arbeitete ich in den Designstudio-Kursen jedes Semester mit einem anderen Team. Wir entwickelten ganzheitliche Produktvorschläge: von der Definition des Problems und der Nutzerbedürfnisse über Form, Mechanik und Interaktion bis zum Fertigungsansatz. Diese Seite stellt drei Projekte vor, die zwischen Winter 2019 und Winter 2020 entstanden.
- Entwurf einer Kaffeemaschine (Winter 2019)HUBBLE ist das Konzept einer gemeinsam genutzten Kaffeemaschine, die auf individuelle Vorlieben eingeht. Der Entwurf umfasst eine kreisförmige Bedienoberfläche, einen höhenverstellbaren Auslauf, einen drehbaren Ausgabekopf, interne Mechanismen und Fertigungszeichnungen.
- Entwurf eines Gebläsefiltergeräts für Schweißarbeiten (Sommer 2020)VCS-20 ist das Konzept eines Gebläsefiltergeräts (PAPR), das mit vorhandenen Schweißschutzschirmen verwendet werden soll. Es verbindet eine Haube, eine Weste und ein auf den Schultern getragenes Gebläse und wurde zu einem tragbaren Prototyp in Originalgröße ausgearbeitet.
- Entwurf eines Geräts zur Voruntersuchung vor der Blutspende (Winter 2020)DELCON Massachusetts ist ein Konzept zur berührungslosen Voruntersuchung von Temperatur, Herzfrequenz, Blutdruck und Hämoglobin vor der Blutspende. Wir gestalteten das Gehäuse und einen Ablauf zur Selbstbedienung mit QR-Anmeldung, Messung und cloudbasierter Weitergabe der Ergebnisse.
Entwurf einer Kaffeemaschine (Winter 2019)
Aufgabe: Individueller Kaffee aus einer gemeinsam genutzten Maschine
In Wohngemeinschaften, Coworking-Räumen und Büros nutzen Menschen mit unterschiedlichen kulturellen Hintergründen und Vorlieben dieselbe Kaffeemaschine. Unsere Untersuchung bestehender Kapselmaschinen zeigte Einschränkungen bei der Tassengröße, unklare Bedienelemente und durch die Kapseln festgelegte Geschmacksrichtungen. Detaillierte Einstellungen bei jedem Getränk wiederholen zu müssen, würde die gemeinsame Nutzung zusätzlich umständlich machen.
Wir entwickelten zwei gegensätzliche Personas: Maria aus Mexiko, die einen großen, milden Kaffee bevorzugt, und Mert aus der Türkei, der einen kleinen, starken Kaffee mag. Daraus leiteten wir Anforderungen ab: einstellbares Aroma, Stärke, Temperatur und Menge; gespeicherte Nutzerprofile und Rezepte; Unterstützung unterschiedlicher Tassengrößen und Aufstellrichtungen sowie einfaches Nachfüllen und Reinigen.
Gestaltung: Gespeicherte Vorlieben und eine kreisförmige Bedienoberfläche
HUBBLE sollte Nutzende über Bluetooth erkennen und ihre gespeicherten Rezepte abrufen. Bei der ersten Verwendung wählt man durch Drehen des kreisförmigen Knopfs Aroma, Stärke, Temperatur und weitere Einstellungen und bestätigt sie durch Drücken. Ein Lieblingsgetränk lässt sich benennen und für eine schnelle Auswahl beim nächsten Mal speichern; Empfehlungen bieten die Möglichkeit, andere Geschmacksrichtungen auszuprobieren.
Die Bedienoberfläche kombiniert ein rundes Display mit einem Dreh-Drück-Steller. Dadurch bleibt die Vorderseite übersichtlich, während Einstellungsfolge und aktuelle Werte an einer Stelle sichtbar sind. Der Auslauf lässt sich vertikal an die Tasse anpassen und hält so einen geeigneten Abstand sowohl zu einer kleinen Espressotasse als auch zu einem hohen Becher.
Aufstellung, Nachfüllen und Wartung zusammen gestalten
Der Ausgabekopf lässt sich gegenüber dem Korpus drehen, sodass Tassen an der Längs- oder Schmalseite der Arbeitsfläche stehen können. So kann sich die Maschine an Wände und Laufwege in kleinen Küchen und Büros anpassen. Wasser- und Bohnenbehälter werden nach oben herausgenommen; Milchbehälter und Abfallbehälter öffnen sich durch Druck von vorn. Das ermöglicht Nachfüllen und Reinigen aus mehreren Richtungen.
Wir ordneten außerdem Mahlwerk, Pumpe, Heizung, Brühmechanismus und Drehmotor im Gehäuse an und entwickelten das 3D-CAD-Modell sowie die Bauteilstruktur. Der abschließende Zeichnungssatz enthält Zusammenbauzeichnungen, eine Stückliste und Fertigungszeichnungen einzelner Teile.
Ergebnis: Ein ganzheitlicher Entwurf, ausgearbeitet in CAD und technischen Zeichnungen
Der abschließende Vorschlag verbindet Anforderungen aus Nutzungsszenarien und Personas, Produktgestaltung, Abläufe der kreisförmigen Bedienoberfläche, bewegliche Bauteile, Wartungszugänge, innere Anordnung, 3D-CAD sowie Zusammenbau- und Einzelteilzeichnungen. Die gemeinsame Nutzung wird durch eine Maschine unterstützt, die sich die Vorlieben jeder Person merken soll.
Product Development Design Studio I, Coffee Machine, Gruppe 7. Gemeinschaftsarbeit von Carla Ayala, Fabio Monza, Ayse Selin Yagsan, Takafumi Horiuchi und Marco Talpo.
Abschlusspräsentation
Entwurf eines Gebläsefiltergeräts für Schweißarbeiten (Sommer 2020)
Aufgabe: Atemschutz für vorhandene Schweißschutzschirme
Beim Schweißen müssen Atemwege und Gesicht vor Rauch und heißen Funken geschützt werden. In engen Arbeitsräumen können mehrere Schutzschichten jedoch das An- und Ablegen erschweren und Sicht und Bewegung einschränken. Die Aufgabenstellung verlangte ein leichtes Gebläsefiltergerät (PAPR), das sich schnell an einen vorhandenen Schweißschutzschirm anpassen lässt.
Als Persona entwickelten wir Antonio, einen 25-jährigen Vollzeitschweißer aus Mailand. Zu den Anforderungen gehörten die Kompatibilität mit unterschiedlichen Schutzschirmen, eine kompakte Form, Tragekomfort, ein austauschbarer Akku mit langer Laufzeit, Überdruck, mindestens zwei Luftstromstufen, optische und akustische Warnsignale, ein Kombinationsfilter und ein Luftvolumenstrom von mindestens 120 L/min.
Gestaltung: Haube, Weste und ein auf den Schultern getragenes Gebläsefiltergerät
VCS-20 kombiniert eine anpassbare Haube, eine Weste und eine C-förmige PAPR-Einheit. Die Haube verbindet flammhemmende Baumwolle mit elastischem Stoff und nutzt sechs Befestigungspunkte aus Gecko Tape, um zu unterschiedlichen Schutzschirmformen zu passen. In einer Pause lässt sich der Schutzschirm allein hochklappen, ohne das ganze System abzulegen.
Die Weste begrenzt die Bewegung der Einheit und wird mit Klettverschlüssen und Gurten an die tragende Person angepasst. Ein magnetischer Anschluss am Hals versorgt die Haube mit Luft; die Gebläseeinheit verteilt ihr Gewicht auf beide Schultern. Gelenke an Rückseite und Seiten sowie Silikonbauteile wurden vorgesehen, um sich unterschiedlichen Körpergrößen und Bewegungen anzupassen.
Bedienung und Rückmeldung für die Nutzung mit Handschuhen gestalten
Ein Dreh-Drück-Steller vereint Ein- und Ausschalten sowie Luftstromeinstellung in einem Bedienelement. Die vorgesehene optische und akustische Rückmeldung informiert über Filterzustand, Akkustand und verminderten Luftstrom. Wir untersuchten spritzgegossene Gehäuseschalen und lasergeschnittene Textilteile und arbeiteten Materialauswahl, Bauteilaufteilung und Montageansatz aus.
Das Team baute ein tragbares Anschauungsmodell in Originalgröße, um Passform sowie An- und Ablegen des Systems zu erkunden.
Ergebnis: Passform am Prototyp erkunden und Betrieb simulieren
Das Projekt verband Nutzeranforderungen, Tragesystem, äußere und innere Gestaltung, Materialien und Fertigungsverfahren sowie einen tragbaren Prototyp in Originalgröße. Es entwickelte das Gebläsefiltergerät als Teil eines integrierten tragbaren Systems aus Schutzschirm und Kleidung.
Product Development Studio 2, Gruppe 8. Gemeinschaftsarbeit von Takafumi Horiuchi, Hou Weihuan, Giulia Stevanoni und Marco Luigi Talpo.
Abschlusspräsentation
Entwurf eines Geräts zur Voruntersuchung vor der Blutspende (Winter 2020)
Aufgabe: Berührungslose Voruntersuchung vor der Blutspende in Selbstbedienung
Zur Voruntersuchung vor einer Blutspende gehören Kontrollen von Temperatur, Herzfrequenz, Blutdruck und Hämoglobin. Während der COVID-19-Pandemie führten gemeinsam genutzte Geräte und enger Kontakt mit dem Personal zu zusätzlichen Hygienebedenken und Belastungen. Wir betrachteten den Messablauf aus beiden Perspektiven neu.
Vorgeschlagen wurde ein Selbstbedienungsterminal für Blutspendende ab 16 Jahren in Nordamerika, vorgesehen für Spendezentren, mobile Standorte und Blutspendebusse. Die wichtigsten Anforderungen waren berührungslose, nicht invasive Messungen, eine leicht zu reinigende und transportierbare Form, kurze Messzeiten, papierlose Dokumentation, sicherer Datenaustausch sowie die Nutzung als Tisch- und Standgerät.
Konzept: Vier Untersuchungsgrößen mit drei optischen Methoden erfassen
Das Konzept kombiniert bildgebende Photoplethysmographie (iPPG) zur Schätzung von Herzfrequenz und Blutdruck aus Farbveränderungen des Gesichts, Thermografie zur Erfassung der Temperatur der Gesichtsoberfläche sowie Kameraaufnahmen und maschinelles Lernen zur Schätzung des Hämoglobins anhand des Nagelbetts. Wir wählten diese Verfahren, um Messungen ohne am Körper befestigte Sensoren und ohne Blutentnahme zu erkunden.
| Messgröße | Methode | Entwurfsannahmen im Projekt |
|---|---|---|
| Herzfrequenz und Blutdruck | Gesichtsbasierte iPPG | Abstand: 0,5–1 m; Beleuchtungsstärke: 1000–4000 lx; Messzeit: etwa 60 s. Herzfrequenz: ±3 bpm; systolischer Blutdruck: ±0,4 mmHg; diastolischer Blutdruck: ±0,2 mmHg. |
| Temperatur | Thermografie | Abstand: 0,3–1 m; Echtzeitmessung; ±0,2 °C. |
| Hämoglobin | Nagelbettaufnahmen und maschinelles Lernen | Beleuchtungsstärke: 250–3000 lx; Messzeit: etwa 15 s; ±0,92 g/dL. |
Vom QR-Code zu gemeinsam verfügbaren Ergebnissen
Im vorgeschlagenen Ablauf scannt die spendende Person den bei der Voranmeldung erhaltenen QR-Code und hält dann einen Fingernagel vor die obere Bildverarbeitungskamera, um den Hämoglobinwert schätzen zu lassen. Anschließend stellt sie sich vor das Terminal, damit dieselbe Kamera und die Wärmebildkamera die für Temperatur, Herzfrequenz und Blutdruck benötigten Aufnahmen erfassen können. Bildschirm und Lautsprecher sollen bei der Positionierung unterstützen und durch den Messvorgang führen. Die Ergebnisse würden für die Prüfung durch das Personal in einen cloudbasierten Datensatz übernommen.
Ein Terminal für die Nutzung auf dem Tisch oder auf einem Standfuß
Wir entwarfen dasselbe Terminal für die direkte Aufstellung auf einem Tisch oder die Befestigung an einem eigenen Standfuß, dessen Stiftmechanismus zwei Höhen ermöglicht. Bildverarbeitungskamera, Wärmebildkamera und unterstützende Leuchten sind oben gebündelt; Bildschirm und Lautsprecher befinden sich vorn. Der Entwurf sieht Akku- oder Kabelbetrieb vor.
Vorgeschlagene Materialien und Verfahren sind spritzgegossene Frontbauteile aus PC und PET, eine thermogeformte und spanend bearbeitete Gehäuserückseite, eine Bildschirmabdeckung aus Polycarbonat und ein Standfuß aus A500-Stahl. Wir arbeiteten innere Anordnung, Explosionsdarstellungen, Montagefolge und Fertigungsansatz aus und untersuchten die strukturelle Stabilität des Standfußes mit der Finite-Elemente-Analyse.
Ergebnis: Ein integriertes Untersuchungskonzept mit Arbeitsablauf für das Personal
Das abschließende Konzept verbindet Einsatzumgebungen und Anforderungen, ausgewählte Messmethoden, einen QR- und cloudbasierten Ablauf, Gehäuse für Tisch- und Standnutzung, innere Anordnung, Materialien und Fertigungsverfahren, Explosionsdarstellungen und Strukturanalyse.
Design Studio, Gruppe 11. Gemeinschaftsarbeit von Fabio Villano, Bhuvanesh Bari, Takafumi Horiuchi und Joeperdo El Husseini.































































