TH. Frobenius og Sønner Orgelbyggeri A/S

  • Tidsbesparelser i produktudviklingen med SolidWorks
  • Mulighed for at genanvende komponenter
  • Med 3D CAD kan man se, hvordan dele bevæger sig i forhold til hinanden
  • Problemerne med kollisioner er elimineret
  • Renderinger foretaget i Solidworks er et meget overbevisende salgsværktøj

UDFORDRINGEN

Th. Frobenius og Sønner Orgelbyggeri A/S har bygget orgler i Danmark i mere end 100 år. Problemstillingerne omkring konstruktionen af et orgel minder meget om de udfordringer, der kendetegner konstruktionen af en kompliceret maskine. Bag det fine snedker- og træskærerarbejde gemmer der sig en uhyre kompliceret mekanik, og i orglets hus findes et kompliceret væv af mekanik og rør, der transporterer luft frem til orgelpiberne. Virksomheden har designet et banebrydende kirkeorgel med hjælp fra SolidWorks, der har været medvirkende til at spare tid og penge og give mulighed for en ny konstruktion af orgelpiberne.

TH. Frobenius og Sønner Orgelbyggeri A/S

LØSNINGEN

Når kirkegængerne søndag formiddag træder ind i Nørrelandskirken i Holstebro, mødes de af den magtfulde musik fra det nye orgel i kirken, som sørger for at bringe dem i den rette stemning til gudstjenesten. Orglets 56 særprægede messing-trompeter der er udformet på en helt utraditionel måde er med til at give det en helt særlig tone og fyldig klang, som sjældent høres fra orgler i samme størrelse.

Orglet er designet af den kendte danske arkitekt Johannes Exner i tæt samarbejde med orgelbyggeriet Th. Frobenius. Orgelbygger og teknisk tegner Kim Nielsen har vundet årets Cool Design Contest for sit arbejde, hvor han har anvendt SolidWorks intensivt i arbejdet med at designe det unikke orgel.

Orglet er resultat af en række nye designideer, hvor trompeterne for første gang i verden har en længde på 16 fod, selvom selve stemmen er en otte-fods trompet. På denne måde har vi opnået en større og fyldigere klang end fra en traditionel otte-fods trompet, forklarer Kim Nielsen:
”Vi anvender SolidWorks i hele designet af orgler. Alle piberne og de mekanismer, der indgår i orglerne er designet i SolidWorks.”.

En kompleks maskine
Problemstillingerne omkring konstruktionen af et orgel minder meget om de udfordringer, der kendetegner konstruktionen af en kompliceret maskine. Inde bag det fine snedker- og træskærerarbejde gemmer der sig en uhyre kompliceret mekanik, som organisten styrer fra sit såkaldte spillebord, når han spiller på orglet.

Inde i orglets hus findes et kompliceret væv af mekanik og rør der transporterer den luft frem til orgelpiberne, som organisten forvandler til vidunderlig musik. Delene i vævet sørger sammen for at dirigere den rette mængde luft de rette steder hen, så orglet kan spille med den specielle lyd fra træ- og metalpiber, der kendetegner det enkelte orgel. Mekanismen i et orgel er en meget stor samlingskonstruktion, der rummer mange muligheder for uønskede kollisioner mellem de enkelte dele.

Her kommer SolidWorks for alvor ind i billedet. Designet af orgler med 3D CAD har taget vejen fra tegnebordet over 2D CAD til design i fuldt 3D og Kim Nielsen betegner det som en revolution for designarbejdet.

En øjenåbner
”Vi arbejder i en 3D verden, og både da vi anvendte håndtegninger og 2D Cad, var vi nødt til at have den tredje dimension inde i hovedet. 2D Cad-systemet svarede bedst til et automatiseret tegnebord. Da jeg første gang så SolidWorks var det virkelig en øjenåbner. Vi kunne pludselig se, hvordan tingene opførte sig i forhold til hinanden,” siger Kim Nielsen.
De helt store fordel ved at anvende SolidWorks har været muligheden for at se om der eksempelvis er plads til orgelpiberne og ikke mindre vigtigt at kunne udføre kollisionscheck, som kan forhindre at delene inde i orglet som mekanik og luftkanaler støder sammen på en uønsket måde:

”At undgå kollisioner mellem de mange dele har tidligere været en kæmpestor udfordring for os, som vi altid har måttet slås med. Vi kunne simpelthen ikke på forhånd se om delene stødte sammen, men det kan vi med SolidWorks” forklarer Kim Nielsen.

Med SolidWorks er det lykkedes at fjerne rigtig mange fejl og problemerne med sammenstød er et fuldstændig overstået kapitel. Som et eksempel peger Kim Nielsen på, at 3D er en stor fordel ved design af de kanaler, der leder luft frem til piberne:
”De følge ofte nogle meget krogede veje. Nu kan vi se om de kolliderer med hinanden undervejs og det har vi aldrig kunnet før.”

Genbrug af dele
Som en anden stor fordel ved at anvende SolidWorks fremhæver han muligheden for at genbruge komponenter:

”Inde i et orgel er der så mange dele, som bruges igen og igen, men i hvert unikt orgel bruges de på forskellig måde. Det vil sige, at der en masse ting, som er standardiserede, der tidligere skulle gentegnes fra gang til gang. Med SolidWorks har vi opbygget både standardiserede komponenter og styklister over dem,” påpeger han.
Anvendelsen af 3D-CAD har også medført at en række processer, som tidligere var rent håndværk nu kan udføres automatisere med hjælp fra CAM og CNC-styrede maskiner.

Ophæng passede perfekt
I Nørrelandskirken spillede SolidWorks en stor rolle, da de 56 trompeter som tilsammen vejer over 200 kilo skulle hænges op i wirer i loftet.
Kirkens loft er opdelt i felter på én gange én meter og jeg lavede et koordinatsystem, som jeg anvendte til at se hvor wirerne skulle fastgøres. Det betød, at alt passede perfekt, den dag, vi hængte piberne op,” fortæller Kim Nielsen.

SolidWorks er også et vigtigt redskab for Th. Frobenius, når orglet tilpasses til de givne fysiske rammer:
”Vi tegner hele rummet op, så vi kan se, om der er noget vi støder ind i eller om der opstår konflikter med eksempel vis døre. Vi kan nu tilpasse orglet fuldstændig til rummet. Det sparer rigtig mange dyre arbejdstimer ude i den enkelte kirke, fordi vi er langt bedre forberedt end tidligere,” siger Kim Nielsen.

Han understreger, at SolidWorks også er blevet til et værdifuldt salgsværktøj for Th. Frobenius: ”Konkurrencen på markedet for kirkeorgler er benhård, og kunderne vælger primært orgler ud fra deres udseende. De mapper med visualiseringer, vi fremstiller med SolidWorks, har vist sig at være en meget overbevisende redskab for os, når vi diskuterer et nyt orgel med potentielle kunder,” siger Kim Nielsen.

.

Produkter: SOLIDWORKS 3D CAD

Brancher: Forbrugerprodukter og Industrimaskiner