Что такое функциональный прототип и как вы наиболее эффективно создаете его? Эта статья охватывает цель функциональных прототипов, общих материалов, производственных процессов, используемых для их создания, советов по снижению затрат и времени заказа, а также многое другое.
После того, как вы создали начальный прототип, пришло время перейти к фазе функционального прототипирования производственного процесса. Хотя первоначальные прототипы позволяют вам исследовать и проверять основные концепции и идеи дизайна, они часто производятся гораздо быстрее и дешево, чем функциональные прототипы, и не подходят для того, чтобы дать вам представление о том, как ваша часть будет функционировать в реальной ситуации.
Что такое функциональный прототип?
Функциональный прототип - это рабочая модель части, которая используется для тестирования или проверки концепции. Как правило, это более продвинутые версии начальных прототипов, созданные с более прочными материалами, содержащими функциональные компоненты и, в конечном итоге, ближе к конечному продукту.
Функциональное прототипирование является неотъемлемой частью процесса проектирования, поскольку он позволяет инженерам и дизайнерам идентифицировать и решать проблемы функциональности, прежде чем совершать полный производственный запуск. Это также дает им представление о производительности части, помогая подтвердить процесс производства, а также потенциальную отдачу от инвестиций конкретного дизайна.
Какие материалы используются для создания функциональных прототипов?
Успешный функциональный прототип - это тот, который предназначен для всех намерений и целей, финальной части. Некоторые небольшие настройки могут потребоваться, чтобы получить это все время, но по сути, что вы видите, это то, что вы получите после начала производства. Это означает, что многие - если не все - свойства окончательной части должны присутствовать в функциональном прототипе. Материал, который вы используете для создания вашего функционального прототипа, чрезвычайно важен. Ниже приведены три наиболее распространенные категории материалов, используемые для производства функциональных прототипов.
Пластмассы. Используется в функциональном прототипировании из-за их простоты производства, универсальности и экономической эффективности. ABS, PLA и нейлон являются одними из наиболее часто используемых пластмасс для функциональных прототипов.
Металлы. Прототипы, которые требуют высокой прочности и долговечности, часто изготовлены из металла, таких как алюминий, сталь или титан.
Композиты. Прототипы, которые должны быть легкими, а также требуют высокой прочности, жесткости и долговечности - часто изготовлены из композитов, таких как углеродное волокно или стекловолокно.
Как вы выбираете материал для функциональных прототипов?
Вот несколько факторов, которые вам необходимо рассмотреть при выборе материала для функционального прототипирования.
Сопротивление. Если прототип будет подвергаться воздействию химических веществ или экстремальных температур, материал, с помощью которого производится ваш прототип, должен быть в состоянии противостоять им.
Эстетические свойства. Если цель прототипа состоит в том, чтобы продемонстрировать, как будет выглядеть законченная часть, вам нужно будет выбрать материал, который обладает этими качествами, или рассмотреть время и затраты, связанные с пост-обработкой.
Процесс производства. Материал прототипа должен быть совместим с производственным процессом, используемым для прототипирования. Например, обработка ЧПУ совместима с различными металлами и пластмассами, в то время как 3D -печать лучше подходит для различных типов пластмасс.
Стоимость и доступность. В зависимости от масштаба вашего проекта, стоимость и время могут играть большие роли в создании функционального прототипа. Меньшие бюджеты потребуют недорогих материалов, а сжатые сроки нуждаются в более быстрых методах производства.
Какие производственные процессы используются для создания функциональных прототипов?
Функциональные прототипы могут технически создаваться с помощью любого производственного процесса. Некоторые, однако, более практичны, чем другие. Выбор правильного производственного процесса в значительной степени повлияет на эффективность вашего проекта с точки зрения как стоимости, так и времени.
Наиболее распространенными методами производства, используемыми для создания функциональных прототипов, являются обработка ЧПУ и 3D -печать. Правильный процесс будет в основном зависеть от сложности части и необходимых свойств материала, количества необходимых вам прототипов, а также от любых бюджетных или временных ограничений.
Обработка с ЧПУ. При обработке ЧПУ вы можете создавать функциональные прототипы в широком спектре материалов, включая металлы, пластмассы и композиты. Точность и точность технологии делают ее идеальным для создания прототипов с жесткими допусками и сложной геометрией.
3D -печать. Моделирование сплайленного осаждения (FDM) и стереолитография (SLA) представляют собой две технологии 3D -печати, часто используемые для создания функциональных прототипов, особенно когда пластики являются правильным выбором материала для вашего проекта. Оба являются относительно быстрыми и доступными и способны создавать сложную геометрию и структуры.
Как вы сокращаете затраты и сроки заказа при производстве функциональных прототипов?
Хотя существуют затраты, связанные с функциональным прототипированием, неразумно полностью пропустить фазу. Рассмотрим функциональное прототипирование ранних инвестиций в партийное производство, так как вы сможете определить недостатки проектирования и производительности в своей части, а также получить понимание его будущей возврата инвестиций. Тем не менее, есть несколько шагов, которые вы можете предпринять, чтобы снизить затраты и сроки заказа, связанные с функциональным прототипированием.
Дизайн для производства (DFM). Проектируя продукт с учетом его производства, легче создавать функциональные прототипы, которые точно отражают конечный продукт, и которые можно производить эффективно и экономически эффективно. Инструмент DFM Network Protolabs Network оценивает ваш дизайн для оптимальных результатов на этапе цитирования.
Аутсорсинг: аутсорсинг производства функциональных прототипов в производственную сеть, такую как сеть Protolabs, может помочь сократить время и затраты на поставку, предлагая мгновенные цитаты, оптимизированные заказы и немедленную обратную связь, касающуюся производства прототипов.
Стандартизация. Стандартизация проектирования и производственных процессов для функциональных прототипов может помочь сократить затраты и сроки заказа за счет устранения ненужных вариаций.
Как вы переходите от функционального прототипирования к производству партии?
После того, как функциональный прототип был создан и утвержден, пришло время предпринять шаги к производству партии. Тем не менее, это не означает, что вы должны немедленно погрузиться. Хороший производственный процесс является осторожным, но эффективным. Чтобы достичь этого, вы можете сделать несколько шагов. Узнайте больше о производстве конечных деталей.
Провести пилотный забег. Пилотный запуск включает в себя создание небольшой партии продукта для проверки производственного процесса и определения любых потенциальных проблем, которые могут возникнуть.
Оптимизировать производственный процесс. Основываясь на результатах пилотного прогона, производственный процесс может быть оптимизирован для повышения эффективности и снижения затрат.
Масштабировать производство. Как только производственный процесс будет оптимизирован, производство партии может быть увеличено в соответствии с спросом.
Мониторинг и улучшение процессов. Непрерывный мониторинг и улучшение вашего производственного процесса могут помочь снизить затраты и повысить эффективность с течением времени.
