Wat is een functioneel prototype, en hoe maak je er het meest effectief een? Dit artikel omvat het doel van functionele prototypes, gemeenschappelijke materialen, productieprocessen die worden gebruikt om ze te maken, tips over het verlagen van kosten en doorlooptijden en meer.
Nadat u een eerste prototype hebt gemaakt, is het tijd om door te gaan naar de functionele prototypefase van het productieproces. Hoewel initiële prototypes u in staat stellen om basisontwerpconcepten en -ideeën te verkennen en te testen, worden ze vaak veel sneller en goedkoper gemaakt dan functionele prototypes en zijn ze niet geschikt om u een idee te geven hoe uw deel zal functioneren in een echte situatie.
Wat is een functioneel prototype?
Een functioneel prototype is een werkmodel van een onderdeel dat wordt gebruikt voor het testen of valideren van een concept. Het zijn meestal meer geavanceerde versies van initiële prototypes, gemaakt met duurzamere materialen, die functionele componenten bevatten en uiteindelijk dichter bij een eindproduct.
Functionele prototyping is een essentieel onderdeel van het ontwerpproces, omdat het ingenieurs en ontwerpers in staat stelt functionaliteitsproblemen op te lossen en op te lossen voordat het zich inzet voor een volledige productierun. Het geeft hen ook een idee van de productie van een onderdeel, waardoor het productieproces wordt bevestigd - evenals het potentiële rendement op de investering van een bepaald ontwerp.
Welke materialen worden gebruikt om functionele prototypes te maken?
Een succesvol functioneel prototype is er een dat voor alle doeleinden een laatste deel is. Enkele kleine tweaks kunnen nodig zijn om het helemaal daar te krijgen, maar in wezen ziet wat je ziet wat je krijgt zodra de productie begint. Dit betekent dat veel - zo niet alle - van de eigenschappen van een laatste deel aanwezig moeten zijn in een functioneel prototype. Het materiaal dat u gebruikt om uw functionele prototype te maken, is dus uiterst belangrijk. De volgende zijn drie van de meest voorkomende materiaalcategorieën die worden gebruikt om functionele prototypes te produceren.
Kunststoffen. Gebruikt in functionele prototyping vanwege hun gemak van productie, veelzijdigheid en kosteneffectiviteit. ABS, PLA en nylon behoren tot de meest gebruikte kunststoffen voor functionele prototypes.
Metalen. Prototypes die hoge sterkte en duurzaamheid vereisen, worden vaak gemaakt van metaal, zoals aluminium, staal of titanium.
Composieten. Prototypes die lichtgewicht moeten zijn - en ook hoge sterkte, stijfheid en duurzaamheid vereisen - zijn vaak gemaakt van composieten, zoals koolstofvezel of glasvezel.
Hoe kiest u een materiaal voor functionele prototypes?
Hier zijn een paar factoren die u moet overwegen bij het selecteren van een materiaal voor functionele prototyping.
Weerstand. Als een prototype wordt blootgesteld aan chemicaliën of extreme temperaturen, moet het materiaal waarmee uw prototype wordt vervaardigd ze kunnen weerstaan.
Esthetische eigenschappen. Als het doel van een prototype is om te laten zien hoe een afgewerkt onderdeel eruit zal zien, moet u een materiaal kiezen dat die kwaliteiten bezit, of de tijd en kosten overwegen die betrokken zijn bij naverwerking.
Productieproces. Het materiaal van een prototype moet compatibel zijn met het productieproces dat wordt gebruikt voor prototyping. CNC -bewerking is bijvoorbeeld compatibel met een verscheidenheid aan metalen en kunststoffen, terwijl 3D -printen beter geschikt zijn voor verschillende soorten kunststoffen.
Kosten en beschikbaarheid. Afhankelijk van de schaal van uw project kunnen kosten en tijd grote rollen spelen bij het creëren van een functioneel prototype. Kleinere budgetten vereisen goedkope materialen en strakke deadlines hebben snellere productiemethoden nodig.
Welke productieprocessen worden gebruikt om functionele prototypes te maken?
Functionele prototypes kunnen technisch worden gemaakt met behulp van elk productieproces. Sommigen zijn echter praktischer dan anderen. Het kiezen van het juiste productieproces heeft een grote invloed op de efficiëntie van uw project, zowel qua kosten als in de tijd.
De meest voorkomende productiemethoden die worden gebruikt om functionele prototypes te maken, zijn CNC -bewerking en 3D -printen. Het juiste proces zal voornamelijk afhankelijk zijn van de complexiteit van het deel en de vereiste materiaaleigenschappen, de hoeveelheid prototypes die u nodig hebt, evenals alle budget- of tijdsbeperkingen.
CNC -bewerking. Met CNC -bewerking kunt u functionele prototypes maken in een breed scala aan materialen, waaronder metalen, kunststoffen en composieten. De precisie en nauwkeurigheid van de technologie maken het ideaal voor het maken van prototypes met strakke toleranties en ingewikkelde geometrieën.
3D -afdrukken. Fused depositiemodellering (FDM) en stereolithografie (SLA) zijn twee 3D -printtechnologieën die vaak worden gebruikt om functionele prototypes te maken, vooral wanneer kunststoffen de juiste materiaalkeuze voor uw project zijn. Beide zijn relatief snel en betaalbaar en kunnen complexe geometrieën en structuren creëren.
Hoe verlaagt u de kosten en doorlooptijden bij het produceren van functionele prototypes?
Hoewel er kosten zijn die verband houden met functionele prototyping, is het onverstandig om de fase volledig over te slaan. Beschouw functionele prototyping als een vroege investering in de batchproductie, omdat u in uw kant ontwerp- en fabrikantenfouts kunt identificeren - evenals een begrip krijgen van het toekomstige rendement op investeringen. Dat gezegd hebbende, er zijn verschillende stappen die u kunt nemen om kosten en doorlooptijden te verminderen die verband houden met functionele prototyping.
Ontwerp voor de fabrieken (DFM). Door een product te ontwerpen met zijn productie in gedachten, is het gemakkelijker om functionele prototypes te maken die het eindproduct nauwkeurig weerspiegelen en die efficiënt en kosteneffectief kunnen worden geproduceerd. Het DFM -tool van Protolabs Network beoordeelt uw ontwerp op optimale resultaten in de citatiefase.
Outsourcing: outsourcing van de productie van functionele prototypes voor een productienetwerk, zoals Protolabs Network, kan helpen doorlooptijden en kosten te verminderen door directe offertes, geoptimaliseerde bestellingen en onmiddellijke feedback over prototype -productie te bieden.
Standaardisatie. Het standaardiseren van het ontwerp- en productieprocessen voor functionele prototypes kan helpen de kosten en doorlooptijden te verlagen door onnodige variaties te elimineren.
Hoe ga je van functionele prototyping naar batchproductie?
Nadat een functioneel prototype is gemaakt en goedgekeurd, is het tijd om stappen te ondernemen in de richting van de batchproductie. Dit betekent echter niet dat je meteen moet duiken. Een goed productieproces is voorzichtig maar toch efficiënt. Om dit te bereiken, kunt u verschillende stappen ondernemen. Lees meer over het produceren van onderdelen voor eindgebruik.
Voer een pilootrun uit. Een pilootrun omvat het produceren van een kleine partij van het product om het productieproces te testen en eventuele mogelijke problemen te identificeren die zich kunnen voordoen.
Optimaliseer het productieproces. Op basis van de resultaten van de pilootrun kan het productieproces worden geoptimaliseerd om de efficiëntie te verbeteren en de kosten te verlagen.
Schaal de productie op. Zodra het productieproces is geoptimaliseerd, kan de batchproductie worden opgeschaald om aan de vraag te voldoen.
Processen bewaken en verbeteren. Continue monitoring en verbetering van uw productieproces kan de kosten verlagen en de efficiëntie in de loop van de tijd verbeteren.
