Jaki jest funkcjonalny prototyp i jak najskuteczniej go tworzysz? W tym artykule obejmuje cel funkcjonalnych prototypów, wspólnych materiałów, procesów produkcyjnych używanych do ich tworzenia, wskazówek dotyczących obniżenia kosztów i czasów realizacji i nie tylko.
Po utworzeniu początkowego prototypu nadszedł czas, aby przejść do funkcjonalnej fazy prototypowania procesu produkcyjnego. Podczas gdy początkowe prototypy pozwalają odkrywać i testować podstawowe koncepcje i pomysły projektowe, często są one wytwarzane znacznie szybciej i tanio niż prototypy funkcjonalne i nie nadają się do zapewnienia wyobrażenia o tym, jak Twoja część będzie działać w rzeczywistej sytuacji.
Jaki jest funkcjonalny prototyp?
Prototyp funkcjonalny jest działającym modelem części, która jest używana do testowania lub walidacji koncepcji. Są to zazwyczaj bardziej zaawansowane wersje początkowych prototypów, tworzone z bardziej trwałymi materiałami, zawierającymi komponenty funkcjonalne, a ostatecznie bliżej produktu końcowego.
Prototypowanie funkcjonalne jest istotną częścią procesu projektowania, ponieważ pozwala inżynierom i projektantom zidentyfikować i rozwiązywać problemy z funkcjonalnością przed zaangażowaniem się w pełny przebieg produkcyjny. Daje im to również wyobrażenie o produkcji części, pomagając potwierdzić proces produkcji - a także potencjalny zwrot z inwestycji określonego projektu.
Jakie materiały są używane do tworzenia funkcjonalnych prototypów?
Udany prototyp funkcjonalny jest taki, który jest dla wszystkich celów i celów końcowych. Konieczne mogą być niewielkie poprawki, aby tam dostać się do końca, ale zasadniczo to, co widzisz, dostaniesz się po rozpoczęciu produkcji. Oznacza to, że wielu - jeśli nie wszystkich - właściwości ostatniej części powinno być obecne w funkcjonalnym prototypie. Materiał, którego używasz do tworzenia funkcjonalnego prototypu, jest zatem niezwykle ważny. Poniżej znajdują się trzy z najczęstszych kategorii materiałów używanych do produkcji funkcjonalnych prototypów.
Tworzywa sztuczne. Stosowane w funkcjonalnym prototypowaniu ze względu na łatwość produkcji, wszechstronność i opłacalność. ABS, PLA i nylon należą do najczęściej używanych tworzyw sztucznych dla funkcjonalnych prototypów.
Metale. Prototypy wymagające wysokiej wytrzymałości i trwałości są często wykonane z metalu, takie jak aluminium, stal lub tytan.
Kompozyty. Prototypy, które muszą być lekkie - a także wymagają wysokiej wytrzymałości, sztywności i trwałości - są często wykonane z kompozytów, takich jak włókno węglowe lub włókno szklane.
Jak wybrać materiał do funkcjonalnych prototypów?
Oto kilka czynników, które musisz wziąć pod uwagę przy wyborze materiału do funkcjonalnego prototypowania.
Opór. Jeśli prototyp zostanie narażony na chemikalia lub ekstremalne temperatury, materiał, z którym produkowany jest twój prototyp, musi być w stanie je wytrzymać.
Właściwości estetyczne. Jeśli celem prototypu jest pokazanie, jak będzie wyglądać gotowa część, musisz wybrać materiał, który posiada te cechy lub rozważyć czas i koszty związane z przetwarzaniem po przetwarzaniu.
Proces produkcyjny. Materiał prototypu powinien być kompatybilny z procesem produkcyjnym stosowanym do prototypowania. Na przykład obróbka CNC jest kompatybilna z różnymi metali i tworzyw sztucznych, podczas gdy drukowanie 3D lepiej nadaje się do różnych rodzajów tworzyw sztucznych.
Koszt i dostępność. W zależności od skali projektu koszty i czas mogą odgrywać dużą rolę w tworzeniu funkcjonalnego prototypu. Mniejsze budżety będą wymagały tanich materiałów, a ciasne terminy wymagają szybszych metod produkcji.
Jakie procesy produkcyjne są używane do tworzenia funkcjonalnych prototypów?
Prototypy funkcjonalne można technicznie tworzyć za pomocą dowolnego procesu produkcyjnego. Niektóre są jednak bardziej praktyczne niż inne. Wybór odpowiedniego procesu produkcyjnego znacznie wpłynie na wydajność twojego projektu, zarówno pod względem kosztów, jak i czasu.
Najczęstszymi metodami produkcyjnymi stosowanymi do tworzenia funkcjonalnych prototypów są obróbka CNC i drukowanie 3D. Właściwy proces będzie głównie zależeć od złożoności części i wymaganych właściwości materialnych, ilości potrzebnych prototypów, a także wszelkich ograniczeń budżetowych lub czasowych.
CNC Mękawka. Dzięki obróbce CNC możesz tworzyć funkcjonalne prototypy w szerokim zakresie materiałów, w tym metali, tworzyw sztucznych i kompozytów. Precyzja i dokładność technologii sprawiają, że idealnie nadaje się do tworzenia prototypów o ścisłych tolerancjach i skomplikowanych geometriach.
Drukowanie 3D. Modelowanie składania składania (FDM) i stereolitografia (SLA) to dwie technologie drukowania 3D często używane do tworzenia funkcjonalnych prototypów, szczególnie gdy tworzywa sztuczne są właściwym wyborem materiału do twojego projektu. Oba są stosunkowo szybkie i niedrogie i są w stanie tworzyć złożone geometrie i struktury.
Jak obniżyć koszty i czas realizacji podczas produkcji prototypów funkcjonalnych?
Chociaż istnieją koszty związane z prototypowaniem funkcjonalnym, nierozsądnie jest całkowicie pominąć fazę. Rozważ funkcjonalne prototypowanie wczesnej inwestycji w produkcję partii, ponieważ będziesz w stanie zidentyfikować wady projektowania i produkcji w swojej stronie - a także uzyskać zrozumienie przyszłego zwrotu z inwestycji. To powiedziawszy, istnieje kilka kroków, które możesz podjąć, aby obniżyć koszty i czas realizacji związany z prototypowaniem funkcjonalnym.
Projektowanie produkcji (DFM). Projektując produkt z myślą o jego produkcji, łatwiej jest tworzyć funkcjonalne prototypy, które dokładnie odzwierciedlają produkt końcowy i które mogą być wytwarzane wydajnie i opłacalnie. Narzędzie DFM Protolabs Network ocenia optymalne wyniki na etapie cytowania.
Outsourcing: Outsourcing produkcji funkcjonalnych prototypów do sieci produkcyjnej, takiej jak Protolabs Network, może pomóc w skróceniu czasu realizacji i kosztów, oferując natychmiastowe cytaty, zoptymalizowane zamówienia i natychmiastowe informacje zwrotne dotyczące produkowania prototypu.
Normalizacja. Standaryzacja procesów projektowych i produkcyjnych dla prototypów funkcjonalnych może pomóc w zmniejszeniu kosztów i czasów realizacji poprzez wyeliminowanie niepotrzebnych zmian.
Jak przechodzisz od funkcjonalnego prototypowania do produkcji partii?
Po utworzeniu i zatwierdzeniu funkcjonalnego prototypu nadszedł czas, aby podjąć kroki w kierunku produkcji partii. Nie oznacza to jednak, że powinieneś natychmiast zanurzyć się. Dobry proces produkcji jest ostrożny, ale wydajny. Aby to osiągnąć, możesz zrobić kilka kroków. Dowiedz się więcej o produkcji części końcowego.
Przeprowadź pilotaż. Przebieg pilotażowy polega na wytworzeniu niewielkiej partii produktu w celu przetestowania procesu produkcyjnego i zidentyfikowania potencjalnych problemów, które mogą się pojawić.
Zoptymalizuj proces produkcyjny. Na podstawie wyników przebiegu pilotażowego proces produkcji można zoptymalizować w celu poprawy wydajności i zmniejszenia kosztów.
Skalować produkcję. Po zoptymalizowaniu procesu produkcji produkcja partii można zwiększyć, aby zaspokoić popyt.
Monitoruj i ulepszaj procesy. Ciągłe monitorowanie i poprawa procesu produkcyjnego może pomóc w zmniejszeniu kosztów i poprawie wydajności w czasie.
