Чтобы найти оптимальный метод прототипирования, задавайте правильные вопросы

Майкл Палоян | 07 февраля 2021 г.

Критическим этапом проектирования и разработки продукта является проверка вашего проекта. Проверка конструкции может быть достигнута либо путем моделирования, либо путем прототипирования. Прототипирование обычно является предпочтительным методом проверки конструкции небольших пластиковых деталей из-за его экономической эффективности, точности и удобства.

Не так давно дизайнерам и инженерам было доступно только два варианта прототипирования — прототипы, изготовленные вручную или изготовленные вручную, или прототипы деталей, отлитых под давлением. Сегодня доступно гораздо больше возможностей, наиболее популярным из которых является быстрое 3D-прототипирование. Однако каждый метод прототипирования имеет как свои преимущества, так и ограничения. В этой статье будут рассмотрены различные варианты прототипирования пластика с учетом их преимуществ и недостатков, чтобы помочь вам решить, какой метод лучше всего подходит для ваших нужд.

Ниже приведен список доступных в настоящее время методов пластикового прототипирования:

Выбор лучшего варианта должен основываться на ваших требованиях. Предлагаемый список важных соображений включает в себя:

Еще не так давно вариантов создания пластиковых прототипов было очень мало. Примерно 25 лет назад все пластиковые прототипы либо подвергались механической обработке, либо изготавливались вручную, либо отливались, либо, в очень ограниченной степени, подвергались литью под давлением с использованием временных инструментов. Других вариантов не было.

Изготовление пластикового прототипа было чрезвычайно дорогим, трудоемким и очень неточным. Только очень ограниченная группа магазинов предлагала литье прототипов под давлением, что было очень дорого в сочетании с длительными сроками поставки. Этот вариант использовался редко. Поэтому большинство пластиковых прототипов изготавливались вручную или, в некоторых случаях, на станках с ЧПУ.

Мы также должны помнить, что проекты детализировались преимущественно в традиционном 2D, поскольку 3D CAD все еще находился в зачаточном состоянии. В те времена 3D CAD представлял собой в основном каркасное или очень примитивное твердотельное моделирование. Инженерно-производственные прототипы изготавливались вручную на основе ручной интерпретации 2D-чертежей. Это часто приводило к значительным отклонениям от отпечатков из-за интерпретаций или ошибок изготовителя модели, а также из-за ограничений инструментов. Дизайнеры терпеливо ждали прототипа неделями, а иногда и месяцами, что всегда было узким местом в процессе проектирования. Это был непростой опыт, поскольку никогда не было известно, каким получится дизайн. Кроме того, всегда ставилась под сомнение точность модели, так как никогда не было известно, не подстроил ли производитель модели конструкцию, которая скрывала бы ошибки, пока детали не были отлиты.

Сегодня 3D-моделирование CAD, компьютерное моделирование и множество вариантов прототипирования значительно ускорили процесс проектирования. Проекты, на разработку которых когда-то требовался год, теперь можно выполнить за месяц-два, а иногда и за недели! 3D-модели CAD теперь можно точно воспроизвести со всеми тонкими деталями, включая уклон, радиусы, тисненые логотипы и десятки других важных функций, без какой-либо человеческой интерпретации или ошибок. Конечно, это изменение парадигмы является результатом 3D CAD, 3D-печати и обработки с ЧПУ. Однако если какой-либо из этих вариантов прототипирования будет применен неправильно, результаты могут привести к ошибочным выводам. Дизайнеры должны выбрать метод прототипирования, наиболее соответствующий их требованиям. Я рассмотрю эти варианты прототипирования на основе 12 ранее изложенных соображений.

Прежде чем принять решение о методе прототипирования, вам следует сначала спросить себя: какова цель прототипа? Прототипы используются по разным причинам. Например, вам может понадобиться реалистично выглядящая нефункциональная модель для представления ее специалистам по маркетингу или продажам. Эта модель должна иметь правильную отделку поверхности, цвета, графику и материалы, чтобы точно отражать окончательный производственный дизайн, чтобы зрители могли оценить внешний вид. В других ситуациях ваш прототип будет подвергнут воздействию агрессивных химикатов или испытаниям на удар. Вам может понадобиться прототип для оценки человеческих факторов, таких как сила, с помощью которой открывается пластиковая крышка или крышка бутылки. Возможно, вы захотите оценить простоту сборки и удобство обслуживания. Наконец, вы можете просто захотеть быстро оценить концепцию с минимальными затратами. Все эти ситуации приведут вас к другому варианту прототипирования.