Modlock entwickelt intelligentes Türöffnungssystem mit Strong-X Harzteile
Mechatronikstudenten aus HTL Rennweg gebrauchter 3D-Druck mit Liqcreate Strong-X Harz, um ein intelligentes Türschlosssystem zu entwickeln. Nicht nur theoretisches Wissen ist gefragt, auch die Studierenden müssen ihr technisches Know-how in einem Praxisprojekt unter Beweis stellen. Das Besondere daran: Das Team um Daniel Pfister arbeitet nicht nur intensiv an einem Prototypen, sondern hat sich auch einen starken Partner für die Produktion von sechs fertigen Geräten gesichert. Die HTL-Studenten haben für ihr Projekt ein spannendes Produkt für Smart Homes ins Visier genommen: ein elektronisches Türöffnungssystem, das Türschlösser per App öffnen oder verschlossen halten kann. „Unser System soll zukünftig mechanische Schließanlagen in Ein- und Mehrfamilienhäusern ersetzen und die Schlüsselverwaltung deutlich vereinfachen“, Pfister ist überzeugt.
„Zum Beispiel werden Kosten durch verlorene Schlüssel eliminiert und die Verwaltung für verschiedene Personen mit unterschiedlichen Rechten vereinfacht.“ Pfister fährt fort. Der Zugang von der Straße zu den eigenen vier Wänden erfolgt mit dem System ohne mechanischen Schlüssel, sicher per Code, per NFC oder per App. Das smarte Türöffnungssystem der HTL-Studenten lässt sich einfach und zerstörungsfrei an jeder herkömmlichen Tür nachrüsten. Dabei wird lediglich der Griff durch einen Drehknauf ersetzt, der das Türöffnungssystem enthält. „Sicherheit wird hier groß geschrieben, deshalb steuern wir unser Modul verschlüsselt per Bluetooth“, erklärt Pfister. „Es betätigt das Türschloss mit einer mechanischen Vorrichtung, um die Tür zu öffnen. Das System funktioniert auch bei Stromausfall. So kann die Tür von innen manuell und von außen per Code geöffnet werden.“ sagt Pfister.
Im Rahmen des Projekts ”ModLock“ wird ein modulares Türöffnungssystem mit zentraler Verwaltung entwickelt, gefertigt und demonstriert. Modular bedeutet, dass es eine Basisstation gibt, an der die einzelnen Öffnungsmodule und Authentifizierungsmodule angeschlossen sind. Die Authentifizierungsmodule haben verschiedene Arten von Bedienfeldern. Die erweiterte Managementfunktionalität der Basisstation des Systems erweist sich für größere, einheitlich organisierte Gebäude wie Hotels als praktikable Lösung, um alle Bereiche mit geeigneten Methoden zu sichern.
Dementsprechend gibt es drei Funktionskomponenten, die von Grund auf neu entwickelt wurden. Dies sind die Basisstation, das Öffnungsmodul und verschiedene Authentifizierungsmodule, die drahtlos miteinander kommunizieren. Verschiedene Interaktionsmöglichkeiten – ermöglicht durch eine Auswahl an Sensoren – mit den Authentifizierungsmodulen bieten dem Nutzer deutlich mehr Flexibilität im Vergleich zu handelsüblichen Produkten.
Das System ist so konzipiert, dass die Basisstation frei positioniert wird, während das Öffnungsmodul direkt an der Tür und das zugehörige Authentifizierungsmodul in unmittelbarer Nähe dazu montiert wird. Das System ist so konzipiert, dass ein hohes Maß an Modularität und ein zentralisiertes Managementsystem realisiert werden. Darüber hinaus wurden vorhandene und geltende Richtlinien sowie Normen berücksichtigt. Dazu gehören Normen für Einsteckschlösser sowie versicherungstechnische Randbedingungen. Die typischerweise in Innentüren eingebauten Einsteckschlösser entsprechen der ¨ONORM B 5350 und die Öffnungsrichtung von Türen ist nach ¨ONORM B 5328 vorgegeben. Unter Berücksichtigung der rechtlichen Aspekte wirkt das ModLock-System mit der Falle des zusammen Einsteckschloss und nicht mit dem Riegel, wodurch zusätzlich die volle Funktion des Schlosses erhalten bleibt. Ergo trifft der Begriff „Schloss“ nicht auf das System zu, da es sich um einen elektronischen Türdrücker mit erweiterten Funktionen handelt.
Hinsichtlich der Elektronik sind alle Anforderungen erfüllt, um einen autarken Betrieb der Module zu gewährleisten longer Zeiträume. Darüber hinaus verfügen die Boards über drahtlose Kommunikationstechnologie, um die Installation so einfach wie möglich zu gestalten. Sowohl die Software als auch die Firmware ermöglichen eine innovative zentrale Verwaltung und Integration aller kompatiblen Sensoren mit einer plattformunabhängigen grafischen Benutzeroberfläche für eine einfache und moderne Bedienung. Die Hardware der Module wurde mit moderner CAD-Software und verschiedenen Fertigungstechnologien erstellt, darunter additive Verfahren wie 3D-Druck sowie subtraktive Verfahren wie Metallschneiden. Die Materialien wurden nach eingehender Recherche ausgewählt und das Design unter Berücksichtigung der Besonderheiten der Herstellungsverfahren erstellt.
3D-Druck der Teile in Strong-X
Liqcreate Strong-X wurde für zwei unterschiedliche Komponenten im ModLock-System verwendet. Es wurde verwendet, um das Gehäuse der Basisstation und einige mechanische Teile des Öffnungsmoduls zu drucken. Dadurch konnten wir testen Liqcreate Strong-Xt sowohl bei größeren Bauteilen mit größerer Toleranz als auch bei kleineren Bauteilen, die präzise sein müssen. Die mechanischen Teile gedruckt aus Strong-X Harz waren die Zahnräder, die im Bild rechts markiert sind. Diese Zahnräder werden verwendet, um Drehmoment entweder vom Motor oder von der Hand des Benutzers auf die interne Verriegelungsbaugruppe der Tür zu übertragen.
„Auf der rechten Seite finden Sie jetzt die mit bedruckten Zahnräder Liqcreate Strong-X Harz. An dieser Stelle können wir vorweg sagen, dass wir mit der Gesamtqualität der Teile mehr als zufrieden waren.“ sagt Pfister.
„Nachdem wir die Zahnräder für das Getriebe gedruckt hatten, hatten wir etwas Harz übrig und beschlossen, es für einen anderen Teil des ModLock-Systems zu verwenden. Es war das Gehäuse der Basisstation, das einen Raspberry Pi und einen kleinen Lüfter enthält. Dieses Gehäuse war aufgrund seiner komplexeren Strukturen viel komplizierter zu drucken. Nach dem Aushärten zeigte es auch eine sehr schöne Qualität.“ sagt Pfister.
Über uns Strong-X
Liqcreate Strong-X ist eines der stärksten Materialien auf dem Markt. Seine Biegefestigkeit von 135 MPa ist vergleichbar mit den branchenführenden dualhärtenden Cyanatesterharzen. Liqcreate Strong-X ist einfach auf allen Open-Source-SLA- und DLP-3D-Druckern im Bereich von 385 – 405 nm zu verwenden und erfordert nur eine UV-Nachhärtung. Dieses Material hat hervorragende Eigenschaften wie hohe Festigkeit, hohe Steifigkeit und hohe Temperaturbeständigkeit, was es ideal für Spritzguss- und Hochleistungsanwendungen macht.
Ihre Vorteile: |
3D-Drucker-Kompatibilität |
| · Hohe Festigkeit | · Epax3D-Reihe |
| · Hohe Temperaturbeständigkeit | · Formlabs Form2 |
| · Geringer Geruch | · Asiga & Anycubic Serie |
| · Geringe Schrumpfung | · Und viele mehr |
