Kundenerfolg: Modulares Kajak Made in Germany konstruiert und designt mit SOLIDWORKS und Visualize

Das Startup-Unternehmen Kayak Innovations präsentiert mit dem NATSEQ das erste modulare Kajak „Made in Germany“. Das NATSEQ ist ein einzigartiges, teilbares Kajak mit geringsten Spaltmaßen, patentem Verschlusssystem, das schnelles Auf- und Abbauen ermöglicht und herausragende Fahreigenschaften aufweist.

Die Konstruktion und das Design stammen von dem auf Rotomoulding spezialisierten Produktentwickler in Österreich – Dipl. Ing. Michael Müller.

Wir haben mit unserem langjährigen Kunden über die Konstruktionsherausforderungen, das SOLIDWORKS Design und die Erstellung der Renderings mit SOLIDWORKS Visualize gesprochen.

Worauf ist Ihr Ingenieurbüro spezialisiert und welche Dienstleistungen sind besonders hervorzuheben?

Wir haben uns auf den Prozess der Produktentwicklung spezialisiert – gemeinsam gehen wir mit unseren Kunden den Weg von der ersten Skizze, den ersten Designentwürfen über Prototypen und Tests bis hin zum verkaufsfertigen Produkt. Unsere Symbiose von Design und Engineering in der Entwicklung lässt sowohl technisch raffinierte als auch ästhetisch schöne Produkt entstehen.

Auch mit unserer langjährigen Erfahrung im Bereich des Rotomoulding (Polyethylen) konnten wir mit unseren Kunden schon einige tolle Projekte realisieren – durch überlegte Geometrien ist es beispielsweise möglich, schlichte Blechbehälter als Kunststoffkörper mit zusätzlichen Funktionalitäten und attraktivem Design auszuführen – und dies bei reduzierten Herstellungskosten.

Wie ist die Idee für ein modulares Kajak entstanden und welche Aufgaben hat Ihr Ingenieurbüro dabei übernommen?

Die Idee eines modularen Kajaks aus PE, das sich platzsparend lagern, im Kofferraum transportieren und in wenigen Sekunden zusammenbauen lässt, ist nicht neu. Sie ist so gut, dass es der Hersteller KAYAK INNOVATIONS für wert hielt, darüber nachzudenken, wie man ein solches Boot verbessern könnte. Zielvorgaben waren die Modellierung einer sicheren Steckverbindung bei gleichzeitiger Minimierung der Spaltmaße und Schaffung möglichst homogener Anschlussflächen, die Entwicklung eines neuartigen Spannmechanismus für einfachste Montage und Demontage, die Schaffung eines Bootes, das die Vorzüge modularer Bauweise mit dem Fahrverhalten hochwertiger Festrumpfboote kombiniert und sowohl Engineering als auch die Produktion sollte „Made in Europe“ sein.

Wir, als Ingenieurbüro für Maschinenbau und Produktdesign, durften von Anfang an Teil dieses tollen Projektes sein und wurden neben der Hauptaufgabe des Designs und Engineerings auch mit der Beschaffungslogistik und dem Qualitätsmanagement beauftragt.

Für welche Zielgruppe ist das modulare Kajak gedacht, und worin unterscheidet sich dieses von einem herkömmlichen Kajak?

Das Kajak ist sowohl für Gelegenheitspaddler*innen als auch für ambitionierte Tourenpaddler*innen gedacht, die wahlweise allein oder zu zweit paddeln wollen. Der Wunsch nach einem eigenen Festrumpfkajak soll all jenen erfüllt werden, die keine Lagermöglichkeiten für Langboote haben oder denen die Verladung der Boote auf einem Dachträger zu aufwendig erscheint bzw. zu schwer ist.

Wie war Ihre Herangehensweise, um vom Konzept zum fertigen Produkt zu kommen?

Nach den ersten Gesprächen zur Definition der Anforderungen begann die Analyse verschiedener Rumpftypen in Bezug auf Geschwindigkeit, Geradeauslauf, Wendigkeit oder Stabilität. Von passenden Modellen wurden dann Querschnittsprofile abgenommen, mittels Punktewolke in SOLIDWORKS Skizzen eingefügt, Leitkurven erstellt und anschließend aus diesen mit Oberflächen-Features erste Rumpfentwürfe (Unterschiff) modelliert – Kielsprung, Skeg (Heckflosse), U- oder V-Spant waren nur einige Eigenschaften, die exakt definiert werden mussten.

Die Oberflächenmodelle wurden mehrfach in ihren Abmessungen skaliert und schlussendlich mit einer individuellen Heckpartie versehen. Das Konzept für die Teilungen musste sehr früh festgelegt werden, da dies absolute Schlüsselstellen eines modularen Kajaks sind. Parallel dazu entstanden die ersten Designstudien des Decks (Oberschiff).

In weiteren Entwicklungsschleifen galt es nun, alle notwendigen Anbauteile inklusive den Verbindungsmechanismen im und am Kajak anzupassen, sowie die finalen werkzeugfähigen CAD-Daten zu generieren. Verifiziert wurde die Konstruktion anhand einiger Teile aus dem 3D-Drucker sowie einem Testteil für die Verbindung der Module. Nach kleinen Korrekturen und ausgiebigen Tests der ersten Prototypen gab es dann die Freigabe für die Produktion.

Welche Herausforderungen stellten sich bei der Konstruktion des modularen Kajaks?

Die größte Herausforderung lag sicherlich in der Verbindung zwischen den einzelnen – in sich dichten und schwimmfähigen – Modulen. Nicht nur eine große Stabilität im Übergang, sondern auch die einfache und schnelle Möglichkeit des Zusammenbauens und Teilens galt es hier zu beachten. Zusätzlich musste noch die Option des Einsetzens eines weiteren Cockpit-Moduls bedacht werden.

Wie hat Ihnen SOLIDWORKS bei der Umsetzung der Problem-/Aufgabenstellungen geholfen?

Ohne 3D-CAD Programme ließen sich solche Projekte nur mehr sehr aufwendig umsetzen. Angefangen bei den ersten schnellen Skizzen, Studien, etc. über die eigentliche Generierung der fertigungsgerechten CAD-Modelle samt 3D-Druck-Prototypen bis hin zur Erzeugung von Produktbilder für Marketingzwecke können wir auf SOLIDWORKS keinesfalls verzichten. Die gute Integration all dieser Features in einem Paket ermöglicht uns, den Fokus auf das Wesentliche zu legen – nämlich auf das Designen und Entwickeln interessanter Produkte.

Welche Features haben Sie für den Konstruktionsprozess am häufigsten verwendet und welche Features haben Sie bei Ihrer täglichen Arbeit am meisten überzeugt?

Ich arbeite nun schon seit 2007 mit SOLIDWORKS und von Anfang an mit dem Fokus der Oberflächenmodellierung. Die kontinuierlichen Verbesserungen (zusätzliche Features, Stil-Spline, etc.) lassen mich mittlerweile sehr schnell zu wirklich guten Ergebnissen kommen – wie eben auch in diesem Projekt. Häufig zum Einsatz kamen, neben den üblichen Oberflächenfeatures wie „Begrenzungsfläche“ u.Ä., auch „Trimmen“ und „Abspalten“ sowie die „Offset“-Funktion, mit der man durch Setzen des Abstandes auf „0“ eine einfache Kopie der gewählten Oberfläche zur späteren Verwendung generieren kann.

Überzeugt hat mich unter anderem das Feature „Verrundung“ besonders mit der Möglichkeit der Auswahl des Profils „durchgehende Krümmung“, das sehr schöne krümmungsstetige Radien/Übergänge modelliert. An dieser Stelle gäbe es noch etliche weitere erwähnenswerte Funktionen, aber es ist immer wieder das gesamte Paket, das mich bzw. uns beeindruckt.

Mein Tipp: Wer die „Einfrieren-Leiste“ noch nicht kennt, sollte diese unbedingt bei komplexen Bauteilen ausprobieren – sie ermöglicht das Einfrieren des Feature-Baums an beliebiger Stelle und somit eine deutliche Reduktion der Wiederaufbauzeit, unter anderem auch beim Speichern oder Öffnen in Baugruppen.

Warum haben Sie sich für SOLIDWORKS Visualize und warum für die Professional-Version entschieden?

Vor allem das rasche und unkomplizierte Erstellen von guten Renderings (auch für Anfänger) hatte uns sehr schnell überzeugt, und so ist SOLIDWORKS Visualize mittlerweile ein wichtiger fixer Bestandteil unserer „Werkzeuge“. Im Besonderen sei hier die einfache Möglichkeit der Aktualisierung der Konstruktionsdaten, ohne alle Texturen wieder neu setzen zu müssen, erwähnt – dies bringt uns einen enormen zeitlichen Vorteil.

Features, wie der 360° Turntable, die Render-Warteschleife oder die Erstellung von verschiedenen Farbkonfigurationen in nur einem Visualize-Projekt haben uns veranlasst, in die Professional-Version zu investieren.

Womit haben Sie das Benutzerhandbuch des Kajaks erstellt?

Für einfache wenige Abbildungen wie in dem angesprochenen Benutzerhandbuch haben wir folgenden Workflow definiert: Vom 3D-Modell werden Zeichnungen in den gewünschten Ansichten, verteilt auf mehrere Blätter, abgeleitet. Diese werden dann in Vektorgrafikprogrammen (Inkscape®, Adobe Illustrator® o.a.) nachbearbeitet – wie z.B. das Entfernen von Linien, Ändern der Strichstärke oder Farbe. Anschließend werden die entstanden Grafiken in einem Layoutprogramm (Microsoft Publisher®, Adobe InDesign® o.a.) eingefügt, mit Text und Hilfsgrafiken (wie z.B. Pfeilen) versehen und schlussendlich als PDF exportiert.

Tipp von planetsoftware: Für umfangreichere Montageanleitungen ist der SOLIDWORKS Composer das richtige Werkzeug. Dieser bietet exakt für solche Aufgabenstellungen spezielle Features für die Darstellung und Beschreibung (Pfeile, Anmerkungen, usw.) von Montageschritten für die technische Dokumentation.

Renderings erstellt mit SOLIDWORKS Visualize

Über das Ingenieurbüro Dipl.-Ing. Michael Müller

Von der Konzeption und Entwicklung über die Produktion bis hin zu 3D Oberflächenmodellierung und Prototyping – das Ingenieurbüro Dipl.-Ing. Michael Müller ist nicht nur Spezialist für Kunststofftechnik, Blechbiege- oder Gussteile, sondern auch der perfekte Ansprechpartner für Ihre Produktentwicklung. Mit Design und Engineering aus einer Hand erhalten Sie einen wertvollen Vorteil bei der Umsetzung Ihrer Projekte. Mit über einem Jahrzehnt SOLIDWORKS Erfahrung bietet das österreichische Unternehmen individuelle Konzepte und Lösungen für Ihre Aufgabenstellung – von der Idee über die Skizze bis hin zum fertigen Produkt. www.i-mm.at

Über Kayak Innovations

2019 wurde das Startup Kayak Innovations gegründet, das neue innovative Produkte und Dienstleistungen rund um den Kajaksport entwickelt, produziert und vertreibt. Mit dem NATSEQ wurde das erste modulare Kajak “Made in Germany” präsentiert. NATSEQ kommt aus dem Inuktitut, der Sprache der Inuit, den Erfindern der Kajaks und bedeutet Robbe. Mehr Informationen und eine aktuelle Händlerliste finden Sie unter: www.kayak-innovations.com

Wie Sie in SOLIDWORKS Visualize eigene Oberflächentexturen erzeugen können, erfahren Sie in diesem Beitrag.