3 аспекта физического прототипа

---

Разработка любого продукта начинается с проектирования продукта. Затем концептуальный проект преобразуется в физический прототип. Разработка физического прототипа является важным этапом разработки нового продукта или новой технологии. Обычно это делается системными аналитиками для оценки и тестирования дизайна.

Физическим прототипом может быть что угодно, от простой модели ручной работы до полностью работающей модели, показывающей, как концептуальный проект будет соответствовать реальным условиям. В настоящее время физические прототипы легко изготавливать за счет внедрения различных методов быстрого прототипирования, которые экономят время, а также являются экономически эффективными, создавая большое количество эффективных физических прототипов за меньшее время, что привлекает множество клиентов благодаря лучшей эстетике и отделке. физический прототип.

Типы физических прототипов

1. Рабочий прототип

Рабочий прототип — это физический прототип, разработанный таким образом, чтобы он отражал все особенности концептуального проекта. Рабочий прототип также функционален и будет соответствовать реальным условиям.

2. Визуальный прототип

Визуальный прототип — это физический прототип, который разработан только для отображения внешнего вида, размеров и формы концептуального проекта. Визуальный прототип не предназначен для отображения функциональности концептуального проекта.

3. Функциональный прототип

Функциональный прототип аналогичен рабочему прототипу, за исключением того, что функциональный прототип может быть разработан в другом масштабе и с использованием другой техники, чем исходный продукт.

4. Прототип взаимодействия с пользователем

Это тип физического прототипа, разработанный таким образом, что он предоставляет достаточно информации о разрабатываемом продукте, которую исследователи должны использовать для дальнейших исследовательских целей.
Быстрое прототипирование:разработка физического прототипа

Разработка прототипа обычно осуществляется производителями с использованием методов быстрого прототипирования. Эти методы быстрого прототипирования экономичны и экономят время. Более того, прототипы, созданные с помощью этих технологий, эффективны и привлекательны благодаря своей эстетике. Эти методы быстрого прототипирования оставляют след в промышленности и являются революцией. Изготовление продукта обычно выполняется с помощью 3D-принтера или другой технологии производства аддитивных слоев с использованием данных модели САПР.

3D-печать — это распространенный в настоящее время метод быстрого прототипирования, при котором материал затвердевает под действием компьютера с использованием данных модели САПР для формирования физического прототипа. 3D-принтер становится популярным среди домашних и промышленных клиентов, потому что материал, используемый в 3D-печати, легко доступен и дешевле по сравнению с другими технологиями производства.

Современное программное обеспечение для моделирования также способствует быстрому прототипированию. Это программное обеспечение сохраняет модель САПР в формате AMF вместо формата STL, что дает меньше ошибок по сравнению с форматом STL. Интерфейс этого программного обеспечения также удобен для пользователя, что упрощает работу с ним.

Производители также используют станки с ЧПУ для превращения концептуальной модели в физический прототип. Это станок с числовым программным управлением, который использует G-коды и M-коды для резки, сверления, растачивания и других производственных операций. Модель CAD преобразуется в производственные директивы с помощью программного обеспечения CAM. Преобразование директив в G-коды и M-коды позволяет машине производить высокоточный физический прототип. Современные станки с ЧПУ, используемые в наши дни, являются 5-осевыми, что позволяет инструменту перемещаться по 5 различным осям одновременно, что позволяет станку производить высокоэффективные и точные детали

Разница между 3D-принтером и ЧПУ заключается в используемом для производства материале. ЧПУ обычно используется для металлических прототипов, тогда как 3D-принтер обычно использует ABS, PLA и мягкий PLA для разработки физических прототипов. Более того, типичный 3D-принтер занимает гораздо меньше места по сравнению с ЧПУ, токарным станком или прецизионным шлифовальным станком, что делает его наиболее подходящим вариантом для производителей. Но в целом выбор метода быстрого прототипирования обычно зависит от выбора материала для физического прототипа. В настоящее время используются и другие методы быстрого прототипирования:

*Производство методом наплавления (SDM) (и Mold SDM)

*Отверждение твердого грунта (SGC)

*Селективное лазерное спекание (SLS)

*Селективное лазерное плавление (SLM)

*Стереолитография (SLA)

*Производство баллистических частиц (BPM)

*Изготовление направленного света (DLF)

*Производственное литье с прямой оболочкой (DSPC)

*Моделирование методом плавления (FDM)

*Производство ламинированных объектов (LOM)

*Ламинированная полимерная печать (LRP)

Важность физического прототипа

Разработка физического прототипа необходима до разработки продукта. Прототип помогает определить многие факторы будущего продукта, который будет разработан, как описано ниже

1. Определение стоимости производства и проблемы

Благодаря разработке физического прототипа до начала фактического производства производители могут оценить любые трудности, которые могут возникнуть во время производственных операций. Таким образом, любую производственную операцию можно отредактировать или удалить. Это делает стоимость производства минимальной. И позволяет производителю выбрать оптимальный метод разработки продукта, который обойдется ему с наименьшими затратами и позволит производить безошибочную и точную продукцию.

2. Оценка и тестирование продукта

Концептуальный дизайн может отличаться от фактического продукта, что может создать много проблем для производителя. Эту проблему можно решить, сначала создав физический прототип с помощью любого метода быстрого прототипирования, чтобы концептуальный проект можно было протестировать в реальных условиях. Это позволяет производителю проверить все детали и внести соответствующие поправки в конструкцию. Кроме того, каждую деталь можно оценить и протестировать в реальных условиях, что позволяет производителю легко выявить любые трудности, которые могут возникнуть после изготовления продукта.

3. Продажа продукта

Физический прототип привлечет больше клиентов, чем простой дизайн. Клиент может лучше объяснить продукт с прототипом, чем с дизайном. Заказчик узнает скрытые возможности продукта по функциональному прототипу. Кроме того, эстетика физического прототипа благодаря использованию методов быстрого прототипирования может легко привлечь больше клиентов. Следовательно, продажи продукта можно предсказать до его производства.

4. Патент

Новый дизайн или продукт можно легко запатентовать. Имея на руках физический прототип, легко увидеть, какие особенности дизайна можно запатентовать, а какие части необходимо отредактировать, чтобы запатентовать. Это защищает производителей от любых судебных исков, которые могут быть поданы против них в случае любого сходства с уже запатентованным продуктом. Более того, патентному поверенному гораздо проще описать ключевые особенности с помощью физического прототипа, а не концептуального дизайна, чтобы можно было подать заявку на патент.

Разница между прототипом и реальным продуктом

Хотя инженеры и разработчики изо всех сил стараются минимизировать различия между прототипом и реальным продуктом. Но в целом прототип может отличаться от реального продукта с точки зрения используемого материала, процесса обработки, внешнего вида и т. д.

Материал, используемый для конечного продукта, дорог и сложен в изготовлении, поэтому прототип обычно состоит из материала, который легко изготовить, но из материала, свойства которого идентичны свойствам конечного продукта. В некоторых случаях материал, используемый для конечного продукта, недоступен, поэтому прототип состоит из идентичного материала. Разница в материале может изменить внешний вид и отделку конечного продукта по сравнению с прототипом.

Конечные продукты часто должны производиться в больших количествах, поэтому производственный процесс может отличаться, когда конечный продукт часто разрабатывается с помощью какого-либо метода массового производства, который является экономически эффективным и экономит время. Этот производственный процесс не может часто использоваться для прототипа, поскольку материал часто не один и тот же. Кроме того, процессы изготовления конечного продукта могут быть сложными, поэтому прототип часто создается с использованием какой-то простой технологии. Это также может привести к различию внешнего вида конечного продукта и прототипа.

Методы контроля качества прототипа и конечного продукта также могут различаться. Конечный продукт, который предполагается продавать на рынке, проходит различные проверки качества. Принимая во внимание, что физический прототип не проверяется так же, как конечный продукт, из-за различий в материалах и технологиях производства.

Заключение

Очевидно, что в настоящее время разработка физического прототипа является необходимым процессом в промышленности для оценки и тестирования конструкции перед переходом к этапу производства. Более того, физический прототип прогнозирует стоимость изготовления и любые трудности, которые могут возникнуть в процессе, чтобы производитель выбрал оптимальный экономически эффективный метод.

Физический прототип также привлекает больше клиентов по сравнению с концептуальным дизайном. А с развитием программного обеспечения и методов быстрого прототипирования нетрудно изготовить прототип за гораздо меньшее время и с большей точностью. Он может немного отличаться от реального продукта, но он эффективен при продаже продукта в современных отраслях.