Verletzungen des Bewegungsapparats kosten Arbeitgeber jährlich über $50 Milliarden – insbesondere in Berufen, die dauerhaft erhobene Arme und repetitive Bewegungen erfordern. Um diesem Problem zu begegnen, entwickelte Levitate Technologies das Airframe™-Exoskelett – ein tragbares System, das Ermüdung und Verletzungen bei Beschäftigten in Industrie und Fertigung reduziert.
Damit es leicht, langlebig und in großen Stückzahlen herstellbar ist, wandte sich Levitate an Dynacast. Durch fachkundige fertigungsgerechte Konstruktion (DFM) und Präzisionsdruckguss trug Dynacast dazu bei, diesen Durchbruch in der Ergonomietechnik zu realisieren.
Weniger Ermüdung durch intelligente Konstruktion
Von Automobilwerken bis zu Montagelinien arbeiten Millionen Fachkräfte über lange Zeiträume mit erhobenen Armen oder in statischen Positionen. Herkömmliche Orthesen oder Stützen bieten nur begrenzte Entlastung und können das Schultergelenk, in dem die meisten arbeitsbedingten Belastungen entstehen, nicht ausreichend unterstützen.
Der Gründer von Levitate, Mark Doyle, stellte sich ein schlankes Exoskelett für den Oberkörper vor, das das Gewicht der Arme von Schultern, Nacken und oberem Rücken des Trägers nimmt und sicher auf die Körpermitte verlagert. Das Ergebnis war eine Lösung, die Muskelermüdung und Verletzungen durch repetitive Belastung minimiert, ohne die Bewegungsfreiheit einzuschränken.
„Alles, was Ermüdung verringert, Verletzungen reduziert und Beschäftigte zufriedener macht, ist eine willkommene Innovation – und genau das leistet Airframe™", sagt Joseph Zawaideh, Vice President für Marketing und Geschäftsentwicklung bei Levitate Technologies.
Komfort, Festigkeit und Skalierbarkeit im Fokus
Damit Airframe™ weltweit im Industrie- und Medizinbereich erfolgreich sein konnte, musste es:
- extrem leicht sein, um langfristigen Tragekomfort zu gewährleisten
- langlebig genug sein, um ständigen Bewegungen standzuhalten
- skalierbar für die Großserienproduktion in verschiedenen Branchen sein
Entscheidend war daher, einen Hersteller zu finden, der diese hohen Anforderungen erfüllen konnte.
„Sie mussten absolut erstklassig sein", sagt Doyle. „Nur ein Unternehmen wie Dynacast konnte die Präzision und das Lastmanagement bieten, die wir benötigten."
Zusammenarbeit mit Dynacast: Von der Konstruktion zur Fertigung
Die Ingenieure von Dynacast arbeiteten mehrere Monate lang in Workshops zur fertigungsgerechten Konstruktion (DFM) mit Levitate zusammen und optimierten jedes Bauteil des Airframe™. Vor der Zusammenarbeit mit Dynacast war keine DFM-Optimierung erfolgt. Die Expertise von Dynacast stellte jedoch die für das Exoskelett erforderliche Steifigkeit, Präzision und Leistungsfähigkeit sicher.
In den Schulterbereichen des Airframe™ befinden sich komplexe Kassetten mit Mikrokomponenten, die die Lastübertragung steuern. Diese Bauteile mussten außergewöhnlich fest und ultraleicht sein, mit einer Präzision, die der von chirurgischen Instrumenten entspricht, jedoch für den täglichen Einsatz in der Industrie ausgelegt.
„Die Komponenten müssen erheblichen Belastungen standhalten und zugleich ultraleicht bleiben. Dynacast hat beides erreicht", sagt Zawaideh.
Um diese Leistungsanforderungen zu erfüllen, kombinierte Dynacast Zinkdruckguss für hohe Festigkeit mit Aluminiumdruckguss zur Gewichtsreduzierung und löste dabei komplexe Herausforderungen bei Toleranzen und Abmessungen.
Vom Prototyp zur Produktion
Der finale, von Dynacast gefertigte Prototyp wird inzwischen in realen Fertigungsumgebungen eingesetzt, wo frühe Anwender von grundlegenden Verbesserungen berichten.
„Das Feedback globaler Unternehmen ist überwältigend positiv – sie wünschen sich mehr", sagt Zawaideh.
Dank der präzisen Entwicklungsarbeit von Dynacast kann Airframe™ dreimal leichter als konkurrierende Exoskelette gefertigt werden. Damit verschafft es Levitate einen deutlichen Wettbewerbsvorteil im wachsenden Markt für Wearable-Technologie.
Leichtere, sicherere und intelligentere Lösungen entwickeln
Die Exoskelett-Technologie definiert Ergonomie und Sicherheit am Arbeitsplatz neu. Durch die Kombination des patentierten Designs von Levitate mit den fortschrittlichen Druckgussverfahren und der Zusammenarbeit mit Dynacast in der frühen Entwicklungsphase setzt Airframe™ neue Maßstäbe in puncto Komfort, Sicherheit und Herstellbarkeit.
„Wir entwickeln Lösungen", sagt Dan Taylor, Vice President für globalen Vertrieb und Geschäftsstrategie bei Dynacast. „Wenn wir frühzeitig eingebunden werden, können wir jedes Bauteil optimieren und unseren Partnern helfen, bessere Produkte auf den Markt zu bringen."
Wichtigste Erkenntnisse
- Herausforderung: Entwicklung eines leichten, langlebigen und skalierbaren Exoskeletts für den industriellen Einsatz
- Lösung: Präzisionsdruckguss aus Zink und Aluminium auf Basis der DFM-Expertise von Dynacast
- Ergebnis: Airframe™-Exoskelett – dreimal leichter als Wettbewerbsprodukte und in großen Stückzahlen herstellbar