Du greifst nach der NeoBlade, die du in den vergangenen zwei Wochen benutzt hast. Die Klinge ist stumpf geworden, und es ist Zeit für eine neue.
Du setzt die magnetische Abdeckung auf die Spitze und schiebst sie darüber, bis sie sitzt. Wenn du sie wieder abziehst, kommt die alte Klinge mit – gehalten vom Magneten statt von deinen Fingern.
Du führst die magnetische Abdeckung über die Spitze, und sie greift die Klinge. Wenn du sie wieder abziehst, kommt die alte Klinge mit – gehalten vom Magneten statt von deinen Fingern.
Du legst die Abdeckung mit der noch darin befindlichen Klinge beiseite und nimmst eine frische Klinge, führst sie bis zum Anschlag an die Klemmvorrichtung und lässt sie einrasten.
Der gesamte Austausch dauert etwa 3 Sekunden. Zu keinem Zeitpunkt berühren deine Finger eine Schneide.
Diese Abfolge ist der Teil von NeoBlade , an dem wir am längsten gearbeitet haben, und zugleich der Teil, der am wenigsten auffällt. Es lohnt sich auch, sie in der Reihenfolge zu erklären, in der sie tatsächlich passiert ist, denn die abgerundete Klingenspitze, die sie ermöglicht, wurde überhaupt nicht aus Sicherheitsgründen eingeführt.

Die Klinge handhaben

Die meisten Klingen für Ultraschallschneider enden in einer rechteckigen Spitze, wodurch am äußeren Ende eines 4 mm breiten Stahlstreifens zwei scharfe Ecken entstehen. Beim Schneiden tragen diese Ecken nichts bei. Das Risiko bei der Handhabung entsteht vielmehr in den Momenten rund um das Schneiden: beim Griff in eine Schublade, beim Ablegen und erneuten Aufheben des Werkzeugs oder wenn die Spitze berührt wird, während die Aufmerksamkeit auf dem Werkstück und nicht auf der Hand liegt, die das Werkzeug hält.
Die Spitze der NeoBlade ist stattdessen abgerundet. Die Ecken wurden durch eine kontrollierte Rundung entfernt, wodurch der Punkt entfällt, der am ehesten Haut verletzen könnte, ohne die Schneidleistung zu beeinträchtigen, da der Schnitt entlang der Kante mit 40.000 Schwingungen pro Sekunde erfolgt und nicht an der Ecke. Das entfernte Material hatte ohnehin keine nützliche Funktion.

Nahaufnahme eines Fingers, der die abgerundete Klingenspitze der NeoBlade sicher berührt und zeigt, wie das optimierte Design versehentliche Schnitte bei der Handhabung verhindert.

Beim Austausch der Klinge konzentriert sich dieses Risiko am stärksten. Die gebrauchte Klinge muss aus einer Klemmvorrichtung gezogen werden, wofür man sie greifen muss, und bei den meisten Werkzeugen ist die Klinge selbst die einzige verfügbare Griffstelle. Wir haben die magnetische Abdeckung so entwickelt, dass die Klinge durch Magnetkraft statt durch Reibung an den Fingerspitzen gehalten werden kann.
In der Praxis führst du die Abdeckung an die Klinge, und die Klinge haftet an der Abdeckung. So wird sie von der Abdeckung aus der Klemmvorrichtung gezogen und nicht von deinen Fingern. Eine neue Klinge wird auf dieselbe Weise an der Abdeckung gehalten: Du führst sie zur Klemmvorrichtung, setzt sie ein und hebst die Abdeckung ab. Deine Hand bleibt währenddessen an der Abdeckung und berührt niemals die Klinge.
In einer Werkstatt, in der Klingen mehrmals täglich gewechselt werden können, summiert sich die Anzahl der Berührungen zwischen Fingern und Klinge. Die magnetische Abdeckung reduziert das Schnittrisiko an seiner Quelle.

Nachdem die Klinge entsorgt wurde

Das Risiko, mit dem wir uns am längsten beschäftigt haben, betrifft nicht mehr den Benutzer. Eine entsorgte Klinge in einem Abfalleimer gehört niemandem, und die nächste Person, die mit ihr in Kontakt kommt, hat weder die Gefahr selbst gewählt noch einen Grund, sie zu erwarten: ein Mitbewohner, der einen Müllbeutel zusammendrückt, eine Reinigungskraft, die Abfälle von Hand sortiert, oder ein Haustier, das einen Abfalleimer untersucht, weil etwas darin interessant roch.
Wir sind der Ansicht, dass die Sicherheitsbilanz einer Klinge nicht in dem Moment enden sollte, in dem ihr Besitzer sie nicht mehr benötigt. Daraus ergibt sich die einseitig zu verwendende Recyclingbox. Die Öffnung ist schmal und der Innenraum tief, sodass eine gebrauchte Klinge mit nahezu keinem Aufwand hineinfällt, während eine Entnahme beinahe unmöglich ist. Der Innenraum ist groß genug, dass eine hineingefallene Klinge fast nie in einem Winkel oder an einer Stelle zum Liegen kommt, aus der sie herausgeschüttelt oder wieder herausgezogen werden könnte.
Ein Werkzeug, das die Person schützt, die es hält, und anschließend eine ungeschützte Schneide in den Abfallstrom entlässt, löst nur die Hälfte des Problems. Die Recyclingbox ist unsere Antwort auf die andere Hälfte. Sie ist die Verpackung, in der die Klingen selbst geliefert werden, und erfüllt während der gesamten Lebensdauer einer Klinge beide Aufgaben: Sie hält die neuen Klingen vor dem Gebrauch und nimmt sie nach dem Verbrauch auf einem Einwegweg wieder zurück. Sie war nie als separates Produkt vorgesehen, weil die Klingen von Anfang an darin geliefert werden.

Woher die abgerundete Spitze stammt

Interessanterweise entstand die abgerundete Spitze aus einer Gewichtsvorgabe und nicht aus einem dieser Gründe.
Das Herzstück eines Ultraschallschneiders ist der Wandler, in dem eine piezoelektrische Keramik elektrische Energie in eine hochfrequente Hin-und-her-Schwingung umwandelt – 20.000-mal pro Sekunde. Die Klinge ist Teil dieses schwingenden Systems, daher wirkt sich ihr Gewicht unmittelbar darauf aus, wie gut das Werkzeug seine vorgesehene Schwingung aufrechterhält. Je schwerer die Klinge ist, desto mehr Trägheit muss das System überwinden. Ab einem bestimmten Punkt sinkt die Schneideffizienz und die Wärmeentwicklung kann zunehmen. Unser Ziel lag bei 0,3 Gramm pro Klinge, mit einer Toleranz von ±0,001 Gramm.

Aufgeschnittene 3D-Darstellung des piezoelektrischen Wandlers im Inneren des Ultraschallschneiders NeoBlade, die das hochfrequente Schwingungssystem veranschaulicht, für das präzise gewogene Klingen mit 0,3 Gramm erforderlich sind.

Die rechteckige Spitze erschwerte es, dieses Ziel bei verschiedenen Modellen konstant einzuhalten. Jedes Klingenmodell hat ein anderes Profil und damit eine andere Materialmenge. Selbst bei standardisierter freiliegender Länge und klemmendem Abschnitt variierte das Gewicht von Modell zu Modell. Die Spitze verschärfte das Problem, da ein rechteckiges Profil genau an der Stelle die maximal mögliche Materialmenge verwendet, an der die geringsten Anpassungsmöglichkeiten vorhanden waren.
Wir probierten zwei Möglichkeiten zur Gewichtsreduzierung aus, doch keine war brauchbar. Löcher zu bohren war der naheliegende Ansatz, aber bei einer Breite von 4 mm bleibt auf beiden Seiten eines Lochs zu wenig Material, und durch die Vibration könnten sich darum Risse bilden. Auch eine Verkürzung der Klinge reduzierte das Gewicht, doch Klingengehäuse und Klemmvorrichtung haben feste Abmessungen. Jede Längenänderung beeinträchtigte daher den Sitz und machte die Montage unzuverlässig.

Strichzeichnung zum Vergleich der ursprünglichen rechteckigen Klingendesigns mit den optimierten Designs mit abgerundeter Spitze, die entwickelt wurden, um strenge Gewichtsvorgaben für Ultraschallschwingungen einzuhalten.


Nachdem beide Wege verschlossen waren, kehrten wir zur Form der Klinge zurück und überlegten neu, welches Material tatsächlich eine nützliche Funktion erfüllte. Durch das Entfernen der Ecken mittels einer kontrollierten Rundung konnten wir das Gewicht reduzieren, ohne die strukturelle Schwäche gebohrter Löcher oder die Passformprobleme einer kürzeren Klinge zu verursachen. Dadurch erhielten wir eine besser kontrollierbare Möglichkeit, jede Klinge in das 0,3-Gramm-Fenster zu bringen, ohne ihre Stabilität zu beeinträchtigen. Von der ersten rechteckigen Konstruktion bis zur finalen Rundung dauerten Werkzeugbau, Prototypenentwicklung und Tests etwa einen Monat.

Über das ursprüngliche Problem hinaus

Was als Lösung für eine Gewichtsvorgabe begann, prägte letztlich weit mehr vom Produkt. Die abgerundete Spitze veränderte nicht nur die Herstellung der Klinge. Sie veränderte auch, wie die Klinge gehandhabt, abgedeckt und entsorgt werden konnte.
Manchmal bleibt eine Einschränkung nicht einfach eine Begrenzung. Wird sie gut gelöst, kann sie mehr als ein Problem gleichzeitig lösen – so unauffällig, dass die Person, die das Produkt benutzt, es nie bemerken muss.

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