Markus Kossman

Costruire la prossima sfida: lo sviluppo della Gru Mobile MK II (42009)

novembre 12
2013

Costruire la prossima sfida: lo sviluppo della Gru Mobile MK II (42009)

Immaginate di avere di fronte a voi la Gru Mobile MK II (42009) non ancora costruita, nella sua enorme scatola. Con 2.600 elementi, è il modello LEGO® Technic più grande in assoluto e, con 127 ingranaggi e numerose Power Functions, è anche il più avanzato. Una sfida di costruzione non indifferente; pensiamo che sarete d'accordo.

Ma come sono finiti tutti questi elementi nella scatola di fronte a voi e perché? E quando vi dedicherete all'avvincente compito di costruire il modello, riuscirete a creare una versione autentica e funzionante di una gru mobile e non, per esempio, un hovercraft? Quali sfide di costruzione implica? Per rispondere a queste domande (nel nostro blog più grande e avanzato che mai!), esamineremo le diverse fasi del processo di progettazione e sviluppo LEGO® Technic, dal brainstorming iniziale fino alla modellazione e sviluppo del prodotto finito.

Cosa possiamo progettare questa volta?

Molto prima che l'idea della nuova 42009 Gru mobile fosse concepita nella mente di uno dei nostri designer, il team di LEGO® Technic si è incontrato per una giornata di intenso brainstorming. Sebbene la categoria fosse probabilmente già stata decisa a questo punto, il nuovo modello era ancora avvolto nel mistero.

L'idea alla base dello brainstorming è, appunto, raccogliere idee – e in questa fase non si scarta assolutamente nulla (qualcuno una volta ha perfino proposto una casa delle bambole volante!). Internet, riviste, programmi TV, e tutto ciò che può offrire ispirazione, viene preso in considerazione e letteralmente centinaia di idee – alcune più realistiche di altre – sono affisse alle pareti e alle lavagne.

Dopo aver raccolto le idee (e dopo un meritato pranzo!), è necessario decidere quali possano essere trasformate in un modello e quali invece saranno scartate. Il team si divide in due o tre gruppi e anche le idee vengono suddivise. Le domande che ci poniamo sono in genere ‘Cosa possiamo costruire di davvero interessante?’ oppure – molto meno entusiasmante ma necessaria – ‘Cosa funzionerà sul mercato?’

Considerazioni generali sono: L'idea può essere inclusa in una gamma di modelli esistente? Può essere effettivamente trasformata in un modello funzionante e autentico e, soprattutto, può essere costruito dall'utente finale (voi ragazzi che leggete questo blog)? E non da ultimo, l'idea offre la doppia sfida di autenticità e giocabilità?

Come potete immaginare, tante idee vengono abbandonate a questo punto (avrete notato che la casa delle bambole volante non è ancora stata prodotta...). Alcune idee sono abbastanza buone, ma non rientrano nella categoria selezionata. Queste idee non vengono messe completamente da parte, ma vengono aggiunte alla banca delle idee di LEGO® Technic e saranno rivisitate in futuro.

L'idea vincente scaturita dal brainstorming (quella che ha risposto a tutte le domande correttamente!) viene quindi delineata, concettualizzata e testata. Nel caso specifico del modello 42009, il team di progettazione e sviluppo, guidato dal Senior Designer Markus Kossmann, ha deciso di realizzare una versione più grande e migliorata della già popolare 8421 Gru Mobile XXL del 2005. Gli aggiornamenti ai quali si è lavorato (e menzionati da Markus nel blog di aprile) hanno incluso:

  • Assi, da 4 a 5, con sterzatura su 4 assi
  • Cambio di rapporto, con una scatola di trasmissione multi-funzione
  • Supporti più realistici, con stabilizzatori estendibili (motorizzati)
  • Sostituzione del sistema pneumatico del braccio di sollevamento con un attuatore lineare (motorizzato)
  • Power Functions
  • NOVITÀ, braccio estendibile a 2 stadi
  • Uso di elementi più moderni

Modellismo pratico

Per il 42009, la generazione di idee per le nuove funzioni, la progettazione dei primi elementi del prototipo e la costruzione di un primo modello hanno richiesto circa due settimane. La prima bozza di modello offre una buona indicazione delle dimensioni e delle proporzioni, come le funzioni lavorano e l'ubicazione di eventuali aree critiche (punti deboli, problemi di stabilità, e così via). Per semplificare il processo di progettazione del 42009, la costruzione è stata suddivisa in tre moduli:

  • Telaio, con sterzo, motore con pistone e stabilizzatori
  • Alloggiamento della gru, con motore, scatola della trasmissione e vano batteria come contrappeso
  • Braccio, estendibile in due stadi

Prove, prove e ancora prove

Una volta che il modello – o i modelli – sono stati costruiti, la fase successiva implica tutta una serie di prove, ricostruzioni e ancora prove. I moduli del 42009 non solo dovevano funzionare correttamente, ma dovevano interagire fra loro sfruttando la potenza di un singolo motore tramite una scatola di trasmissione multi-funzione (wow!). Inoltre, ogni idea che viene implementata nel modello deve essere divertente da costruire. È inutile offrire fantastiche funzioni se la costruzione del modello richiede una laurea in ingegneria! – quindi il flusso della costruzione (quanto tempo è necessario per costruire una sezione/intero modello) deve essere anche tenuto in considerazione (doppio uff!).

Il telaio

Il 42009 è dotato del telaio più lungo di qualsiasi altro modello LEGO® Technic. Il design doveva essere molto robusto e stabile per sostenere la gru e alloggiare il sistema sterzante, il motore, gli stabilizzatori, la scatola della trasmissione, ecc., senza flettersi o rompersi quando veniva sollevata! Il telaio consta quindi di tre strati – assi, funzioni degli stabilizzatori e scatola della trasmissione, assemblati all'interno di una robusta struttura.

Implementare una funzione di sterzatura fluida è stato abbastanza semplice: abbiamo dovuto modificare la lunghezza dei braccetti sui cuscinetti delle ruote per generare diversi angoli di sterzata. Sincronizzare gli stabilizzatori è stato più difficile; abbiamo dovuto sviluppare una nuova ruota a 8 denti, in grado di scivolare sugli assi trasversali e gli attuatori lineari.

L'alloggiamento della gru

Il motore Power Functions, la scatola della trasmissione e la base del braccio sono tutti ubicati qui. I problemi principali in questo caso erano la selezione delle marce e la gestione della potenza, le quali dovevano essere considerate nel contesto della solidità della costruzione e, non da ultimo, le capacità di costruzione!

Un unico motore Power Functions aziona tutte le funzioni della gru. Alcune funzioni hanno bisogno di molta potenza, altre meno, quindi, perché ogni elemento lavori correttamente, solo una funzione alla volta può essere selezionata. Progettare il layout della scatola della trasmissione non è stato facile. La potenza del motore non solo doveva essere suddivisa tra le singole funzioni (stabilizzatori, braccio, ecc.), ma la scatola doveva essere facile da usare e azionabile con un singolo interruttore. Dopo aver considerato un'opzione a cinque funzioni, suddivisa tra l'alloggiamento e il telaio, una soluzione a quattro funzioni è stata sviluppata in base al design modulare complessivo.

Poiché il braccio genera una forte sollecitazione, il design doveva essere estremamente solido, perché la potenza trova sempre eventuali punti deboli! Per prevenire movimenti paralleli e torsione, abbiamo utilizzato 5 x 7 strutture Technic, e il vano batteria come contrappeso (come nelle gru vere!).

Il braccio

Con il nuovo braccio, l'attrito è stato il più grande problema che il team di progettazione ha dovuto affrontare.  Come per qualsiasi modello LEGO® Technic, ogni elemento deve essere il più realistico possibile e abbiamo quindi pensato di utilizzare i nuovi elementi pannello rotondi 11x3. Tuttavia, il nuovo look creava un ulteriore problema: perfino con carichi di piccola entità, le travi del braccio flettevano, al punto che il braccio non funzionava più correttamente. La soluzione è stata riprogettare il pannello rotondo di 11x3, aggiungendo ulteriori fori Technic per creare una struttura più solida. Il braccio dal vecchio design generava un forte attrito, che non poteva essere corretto nemmeno rafforzando il braccio. Il team ha quindi realizzato un nuovo tipo di cuscinetto ruota, con abbastanza spazio attorno agli elementi per consentire al braccio di piegarsi con carichi pesanti. Non solo questo ha risolto il problema dell'attrito, ma l'assorbimento elettrico è stato ridotto di un terzo!

Bilanciamento

Ripensiamo un attimo alla nostra sfida di costruzione: trovare le 10-15 ore necessarie per mettere insieme tutti i 2.600 elementi che compongono il 42009. Per il team di progettazione, la creazione di un modello LEGO® Technic finito richiede circa 8 mesi. La progettazione e lo sviluppo del 42009, il nostro modello più complesso e avanzato in assoluto, hanno richiesto un intero anno - come potete vedere, trovare il giusto equilibrio tra autenticità (ingranaggi, sterzo, motorizzazione, ecc.) e la funzionalità del modello (compresa l'importante capacità costruttiva!) a volte può essere piuttosto difficile!

Speriamo che, conoscendo la quantità di lavoro che ogni modello richiede prima che voi possiate metterci le mani sopra, vi faccia apprezzare ancora di più LEGO® Technic, almeno fino a quando non vi troverete ad affrontare una vostra sfida di costruzione personale... ;-)

Lunghezza; 57 cm

Altezza:  77 cm