Руководство дизайнера по созданию прототипов

Превосходные проекты не создаются за одну ночь — они являются результатом итераций, тестирования и адаптации. На самом деле, каждая успешная деталь, с которой мы сталкиваемся в повседневной жизни, прошла тщательный процесс разработки продукта, чтобы оптимизировать конструкцию детали и ее технологичность.

Без создания прототипов и проверки компонентов нет гарантии, что детали будут соответствовать друг другу или будут работать так, как планировалось. Ошибки требуют перепроектирования, что может быть чрезвычайно дорогостоящим из-за брака продукта, задержек производства и новых инструментов.

Строгий процесс разработки продукта включает в себя несколько этапов прототипирования. У каждого прототипа есть цель — некоторые из них представляют собой простые модели для проверки концепции, а другие демонстрируют функциональность или желаемые характеристики материала. Прототипы могут быть созданы с использованием различных производственных методов, поэтому производителям важно знать все тонкости различных процессов, чтобы максимизировать эффективность этапа разработки продукта. В этой статье будут затронуты некоторые ключевые аспекты быстрого прототипирования.

Этапы быстрого прототипирования

Прототипирование можно разбить на несколько этапов, каждый из которых направлен на тестирование или демонстрацию аспекта конструкции детали. Выбор производственного процесса прототипа будет зависеть от того, какие факторы оцениваются. Как правило, чем ближе процесс к производству, тем сложнее и дороже становится прототипирование.

1. Проверочные модели

Первоначальные прототипы — это простые модели, дающие общее представление о применении детали. На этом этапе в приоритете скорость и внешний вид. Цель состоит в том, чтобы быстро представить прототип людям, чтобы можно было утвердить или отклонить общий дизайн до начала следующего раунда прототипирования.

В зависимости от применения рудиментарные прототипы могут быть изготовлены из глины, картона или моделирующей пены, но если требуется сложная модель, производители могут легко создать литые уретановые или напечатанные на 3D-принтере прототипы из быстрой модели САПР. Точность прототипов будет улучшаться по мере развития дизайна продукта.

2. Сборка тестовых моделей

После того, как архитектура продукта определена, важно создать прототип различных частей сборки, чтобы убедиться, что они подходят по назначению. Это помогает выявить потенциальные физические проблемы с деталью, от ошибок проектирования до проблем с размерами, допусками или посадкой. На этом этапе приоритет должен отдаваться точности и прецизионности деталей.

Моделирование методом наплавки (FDM) позволяет быстро тестировать размер и форму, а такие процессы, как обработка на станках с ЧПУ, постоянно обеспечивают благоприятные допуски деталей (хотя сложные геометрические формы деталей могут влиять на эффективность обработки прототипов). Важно иметь в виду, что любая проверка допусков прототипа потребует использования производственного процесса, идентичного или сопоставимого с тем, который будет использоваться в производстве.

3. Функциональные модели

На следующем этапе испытаний оценивается, как прототипы ведут себя при воздействии нагрузок и условий предполагаемого применения детали. Это может включать проверку устойчивости детали к химическим веществам, колебаниям температуры или электричеству, а также механические, оптические и термические свойства детали для достижения оптимальных результатов.

Иногда может потребоваться еще один раунд прототипирования, чтобы определить, как свойства материала детали изменяются с течением времени. Во время так называемых «жизненных испытаний» прототипы подвергаются экстремальным условиям (в том числе влажности, экстремальным температурам или воздействию УФ-излучения) для измерения усталостной прочности и обеспечения того, чтобы продукты оставались функциональными в течение запланированного срока службы.

В обеих ситуациях тестирования производители должны отдавать приоритет выбору материала, используя точный или сопоставимый материал с конечной деталью для получения наиболее точных результатов.

4. Модели нормативного тестирования

На этом этапе должен быть доработан дизайн продукта, и одним из завершающих этапов прототипирования является создание моделей для проведения нормативных испытаний. Эти модели можно использовать для демонстрации того, что деталь соответствует стандартам, установленным такими агентствами, как FDA, FCC или Международная организация по стандартизации (ISO), и могут включать испытания детали на воспламеняемость, безопасность пищевых продуктов или, в случае множество медицинских применений, биосовместимость.

Если прототип соответствует всем нормативным требованиям, производители могут начать подготовку к запуску производства.

Прототипирование:ступенька к функциональным, изготавливаемым деталям

Конечная цель прототипирования двояка:доказать, что деталь функциональна, и продемонстрировать, что ее можно производить экономично. Используя информацию, собранную во время этапов прототипирования, дизайнеры, инженеры и менеджеры по продукции могут гарантировать, что деталь оптимизирована с точки зрения дизайна, технологичности и функциональности, при этом снижая риски обнаружения функциональных проблем в дальнейшем. Тщательный подход к созданию прототипов в конечном итоге максимально повышает качество деталей, помогает обеспечить соответствие нормативным требованиям, сократить расходы и время производства.

Благодаря опытному партнеру-производителю, такому как Fast Radius, каждый клиент видит, что конструкция его деталей оптимизирована с точки зрения функциональности, стоимости, долговечности и соответствия требованиям с самого начала. Наша команда опытных дизайнеров, инженеров и менеджеров проектов гарантирует, что процесс прототипирования будет эффективным, быстрым и экономичным. Мы стремимся воплотить ваши самые смелые идеи в реальность, и мы подкрепляем это надежной поддержкой клиентов на каждом этапе жизненного цикла производства, от концепции до поставки. Если вы хотите узнать больше о производственных решениях, которые мы предлагаем, свяжитесь с нами сегодня.